JPH0219702B2 - - Google Patents
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- JPH0219702B2 JPH0219702B2 JP57132361A JP13236182A JPH0219702B2 JP H0219702 B2 JPH0219702 B2 JP H0219702B2 JP 57132361 A JP57132361 A JP 57132361A JP 13236182 A JP13236182 A JP 13236182A JP H0219702 B2 JPH0219702 B2 JP H0219702B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/20—Arrangements for starting
- H02P6/22—Arrangements for starting in a selected direction of rotation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明はブラシレスモータに関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to brushless motors.
第１図は従来のブラシレスモータの要部を示す
もので、例えば４極に着磁されたリング状のロー
タR′を形成し、このロータR′の内部にロータ
R′の磁極数と同数の磁極３１を有するステータ
ST′を配置すると共に、各磁極３１にコイル３２
ａ，３２ｂを巻装して構成される。また、その駆
動回路は、ロータR′の位置検出用のホール素子、
このホール素子の出力によりオンし、電源との間
に直列に接続されたコイル３２ａ，３２ｂを交互
に励磁せしめるパワトランジスタによつて構成さ
れている。 Figure 1 shows the main parts of a conventional brushless motor. For example, a ring-shaped rotor R' magnetized with four poles is formed, and a rotor is mounted inside this rotor R'.
A stator with the same number of magnetic poles 31 as the number of magnetic poles of R'
ST' and a coil 32 at each magnetic pole 31.
It is constructed by winding parts a and 32b. The drive circuit also includes a Hall element for detecting the position of the rotor R′,
It is constituted by a power transistor that is turned on by the output of the Hall element and alternately excites coils 32a and 32b connected in series with the power supply.
しかしながらこの種のモータにあつては、第１
図に示す如くロータR′の磁極の中心とステータ
ST′側の磁極歯の中心とが対向した状態で停止し
た場合には、再起動させるべくコイル３２ａまた
は３２ｂを励磁してもロータR′の励磁は安定状
態にあり、自起動できない欠点があつた。 However, for this type of motor, the first
As shown in the figure, the center of the magnetic pole of rotor R′ and the stator
If the rotor R' stops with the center of the magnetic pole tooth on the ST' side facing the center, even if the coil 32a or 32b is energized to restart the rotor, the excitation of the rotor R' remains stable and there is a drawback that the rotor cannot start automatically. Ta.
本発明は上記の点に鑑み提案されたものであ
り、その目的は永久磁石にて等分布着磁された複
数の磁極を有するロータと、前記磁極に対向し、
かつこの磁極数と同数の主磁極およびこれらの主
磁極相互間に配設された補助磁極を有するステー
タとを備え、前記主磁極およびこの主磁極に隣合
う少なくとも一つの補助磁極に巻装されたコイル
を、前記ロータの磁極の位置検出素子の出力に応
じて同時に励磁してこれら主磁極および補助磁極
を同極に着磁すると共に、補助磁極に巻装された
にコイルに発生する誘導起電圧を打ち消すダイオ
ードを前記コイルに並列に接続してなることによ
り、ロータの停止位置にかかわらず、常に一定方
向へ自起動可能であると共に、トルクむらの少な
いブラシレスモータを提供するにある。 The present invention has been proposed in view of the above points, and its purpose is to provide a rotor having a plurality of magnetic poles uniformly distributed magnetized by permanent magnets, a rotor facing the magnetic poles,
and a stator having the same number of main magnetic poles and auxiliary magnetic poles arranged between these main magnetic poles, the stator being wound around the main magnetic poles and at least one auxiliary magnetic pole adjacent to the main magnetic poles. The coils are simultaneously excited in accordance with the output of the position detection element of the magnetic pole of the rotor to magnetize the main magnetic pole and the auxiliary magnetic pole to the same polarity, and the induced electromotive force generated in the coil wound around the auxiliary magnetic pole. To provide a brushless motor which can always self-start in a fixed direction regardless of the stop position of the rotor and has less torque unevenness by connecting a diode in parallel with the coil to cancel the rotor.
以下、図に沿つて本発明を説明する。 The present invention will be explained below with reference to the drawings.
第２図ないし第６図は本発明の一実施例を示し
ている。先ず第２図において、リング状のロータ
Ｒは永久磁石からなる等分布着磁された４極の磁
極１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。このロ
ータＲの内側には、ロータＲの磁極数と同数の主
磁極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを備え、かつこれら
の主磁極の相互間に設けられた補助磁極３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｄを有するステータSTが配置され
る。 2 to 6 show one embodiment of the present invention. First, in FIG. 2, a ring-shaped rotor R is provided with four magnetic poles 1a, 1b, 1c, and 1d made of permanent magnets and uniformly magnetized. Inside the rotor R, there are main magnetic poles 2a, 2b, 2c, 2d of the same number as the number of magnetic poles of the rotor R, and auxiliary magnetic poles 3a, 3 provided between these main magnetic poles.
A stator ST having b, 3c, 3d is arranged.
しかして、ステータSTの主磁極２ａにコイル
４の一部が、また主磁極２ａと隣合う補助磁極３
ａにコイル４と同時に通電されて励磁されるコイ
ル５の一部が夫々巻装されている。ここで、主磁
極２ａおよび補助磁極３ａと夫々180゜を隔てた位
置にある主磁極２ｃおよび補助磁極３ｃにもコイ
ル４およびコイル５の各一部が夫々巻装されるも
のであるが、これらは便宜上、第２図中に図示さ
れていない。なお、コイル４，５は互いに直列ま
たは並列に接続される。 Therefore, a part of the coil 4 is attached to the main pole 2a of the stator ST, and a part of the coil 4 is attached to the auxiliary pole 3 adjacent to the main pole 2a.
A part of the coil 5, which is energized and excited at the same time as the coil 4, is wound around the coil a. Here, parts of the coil 4 and the coil 5 are also wound around the main magnetic pole 2c and the auxiliary magnetic pole 3c, which are located 180 degrees apart from the main magnetic pole 2a and the auxiliary magnetic pole 3a, respectively. is not shown in FIG. 2 for convenience. Note that the coils 4 and 5 are connected to each other in series or in parallel.
一方、残りの主磁極２ｂ，２ｄおよび補助磁極
３ｂ，３ｄにも、前記同様に同時に励磁される一
対のコイル（図示せず）が互いに直列または並列
に接続され、全体としては２相の磁界が形成され
る。この一対のコイルと前記した一対のコイル
４，５とは夫々別個のパワトランジスタに接続さ
れ、ロータＲの磁極の位置を検出するホール素子
の如き位置検出素子の出力によりパワトランジス
タを交互にオン、オフするようになつている。 On the other hand, the remaining main magnetic poles 2b, 2d and auxiliary magnetic poles 3b, 3d are also connected with a pair of coils (not shown) which are simultaneously excited in the same way as described above, in series or parallel, and a two-phase magnetic field is generated as a whole. It is formed. This pair of coils and the pair of coils 4 and 5 described above are each connected to separate power transistors, and the power transistors are alternately turned on by the output of a position detection element such as a Hall element that detects the position of the magnetic pole of the rotor R. It's starting to turn off.
次に、ロータＲの停止位置に応じた自起動の動
作を第２図イ〜ニに沿つて説明する。 Next, the self-starting operation according to the stop position of the rotor R will be explained with reference to FIG. 2A to D.
先ず、第２図イに示す如く、Ｎ極に着磁された
ロータＲの磁極１ａの中心がステータSTの主磁
極２ａの中心に対向した状態で停止した場合、主
磁極２ａと補助磁極３ａとが共にＮ極になるよう
にコイル４，５が励磁される。これにより、ロー
タＲは時計方向へと回動する。また、第２図ロに
示すように、ロータＲの主磁極１ａ，１ｄの境目
が主磁極２ａに対向する位置で停止した場合にも
コイル４，５は前記同様に励磁され、ロータＲは
時計方向に起動する。第２図ハの状態で停止した
場合には、主磁極２ａと補助磁極３ａとの磁束の
差により、ロータＲは時計方向へと自起動する。
しかして、第２図ニの状態で停止した場合には、
励磁が主磁極２ｂおよび補助磁極３ｂに巻かれた
コイル（図示せず）に移り、これらの磁極ロータ
Ｒの磁極１ａとの位置関係は第２図イと同様とな
つてロータＲは同じく時計方向へと自起動する。 First, as shown in FIG. 2A, when the center of the magnetic pole 1a of the rotor R magnetized to the N pole is stopped in a state facing the center of the main magnetic pole 2a of the stator ST, the main magnetic pole 2a and the auxiliary magnetic pole 3a The coils 4 and 5 are excited so that both become N poles. This causes the rotor R to rotate clockwise. Further, as shown in FIG. 2B, even when the boundary between the main magnetic poles 1a and 1d of the rotor R stops at a position opposite to the main magnetic pole 2a, the coils 4 and 5 are excited in the same manner as described above, and the rotor R is clockwise rotated. Start in the direction. When the rotor R is stopped in the state shown in FIG. 2C, the rotor R automatically starts clockwise due to the difference in magnetic flux between the main magnetic pole 2a and the auxiliary magnetic pole 3a.
However, if it stops in the state shown in Figure 2 D,
Excitation is transferred to the coils (not shown) wound around the main magnetic pole 2b and the auxiliary magnetic pole 3b, and the positional relationship of these magnetic poles rotor R with the magnetic pole 1a is the same as in Fig. 2A, and the rotor R is also rotated clockwise. It starts automatically.
すなわち、ロータＲがいかなる位置で停止して
も常に自起動可能なモータを構成することができ
る。 In other words, it is possible to construct a motor that can always start automatically no matter what position the rotor R stops at.
ここで、第２図ハの状態において、補助磁極３
ａはロータＲの磁極１ｃに対して反発力を作用さ
せ、ロータＲの回転方向に対してブレーキとなつ
ていると共に、ロータＲの回転に伴つて補助磁極
３ａに対向する磁極が１ｄから１ｃへと変わるた
め、鎖交磁束の向きが逆転してコイル５に主磁極
２ａのコイル４とは逆極性の起電圧が誘導され、
大きな電流を生じることになる。そこで、補助磁
極３ａのブレーキ力を減らし、かつ前記誘導起電
圧を打消すため、第３図または第４図に示す駆動
回路を用いるのが好ましい。 Here, in the state shown in FIG. 2C, the auxiliary magnetic pole 3
a exerts a repulsive force on the magnetic pole 1c of the rotor R, acting as a brake against the rotational direction of the rotor R, and as the rotor R rotates, the magnetic pole facing the auxiliary magnetic pole 3a changes from 1d to 1c. As a result, the direction of the interlinkage magnetic flux is reversed, and an electromotive force with a polarity opposite to that of the coil 4 of the main magnetic pole 2a is induced in the coil 5.
A large current will be generated. Therefore, in order to reduce the braking force of the auxiliary magnetic pole 3a and cancel the induced electromotive force, it is preferable to use the drive circuit shown in FIG. 3 or 4.
すなわち、第３図は主磁極２ａ，２ｃのコイル
４および補助磁極３ａ，３ｃのコイル５を直列接
続した場合であり、このうちのコイル５に並列に
ダイオード６を接続する。一方、コイル７は主磁
極２ｂ，２ｄに、またコイル８は補助磁極３ｂ，
３ｄに夫々接続されるもので、コイル８に並列に
ダイオード９を接続する。こうすることにより、
コイル５，８に発生する誘導起電圧を打消すこと
ができる。また、第４図は、コイル４，５および
コイル７，８を夫々並列接続した場合の回路図で
あり、前記同様にダイオード６，９をコイル５，
８に夫々並列に接続してある。なお、第３図およ
び第４図において、T1，T2はパワトランジスタ
を、Ｈはホール素子の如きロータＲの位置検出素
子を示している。 That is, FIG. 3 shows a case where the coils 4 of the main magnetic poles 2a, 2c and the coils 5 of the auxiliary magnetic poles 3a, 3c are connected in series, and a diode 6 is connected in parallel to the coil 5 of these. On the other hand, the coil 7 is attached to the main magnetic poles 2b and 2d, and the coil 8 is attached to the auxiliary magnetic poles 3b and 2d.
3d, and a diode 9 is connected in parallel to the coil 8. By doing this,
The induced electromotive force generated in the coils 5 and 8 can be canceled. FIG. 4 is a circuit diagram when the coils 4 and 5 and the coils 7 and 8 are connected in parallel, and the diodes 6 and 9 are connected in parallel to the coils 5 and 8, respectively.
8 are connected in parallel to each other. In FIGS. 3 and 4, T 1 and T 2 represent power transistors, and H represents a position detection element for the rotor R, such as a Hall element.
第５図は、上記駆動回路においてダイオード
６，９を用いない場合の各コイルの誘導起電圧を
示しており、図中、ａはコイル４または７の誘導
起電圧を、ｂはコイル５または８の誘導起電圧を
示す。これに対し、第６図はダイオード６，９を
付けた場合であり、ｃはａ，ｂの合成波形でほぼ
正弦波となる。 FIG. 5 shows the induced electromotive voltage of each coil when the diodes 6 and 9 are not used in the drive circuit, and in the figure, a indicates the induced electromotive force of the coil 4 or 7, and b indicates the induced electromotive force of the coil 5 or 8. shows the induced electromotive force of On the other hand, FIG. 6 shows the case where diodes 6 and 9 are added, and c is a composite waveform of a and b, which is approximately a sine wave.
次に、第７図ないし第１０図は他の実施例を示
している。この実施例では、第７図に示す如く主
磁極２ａにコイル４を巻き、これと直列なコイル
５ａ，５ｂを両隣の補助磁極３ａ，３ｂに巻くと
共に、このコイル５ａ，５ｂの一方の巻数を変え
る等の方法で起磁力に差をもたせることにより、
一方向への自起動を可能にしたものである。 Next, FIGS. 7 to 10 show other embodiments. In this embodiment, as shown in FIG. 7, a coil 4 is wound around the main magnetic pole 2a, and coils 5a and 5b in series with this are wound around the auxiliary magnetic poles 3a and 3b on both sides, and the number of turns of one of the coils 5a and 5b is By creating a difference in the magnetomotive force by changing the
This allows automatic activation in one direction.
第８図はこの駆動回路であり、コイル５ａ，５
ｂの夫々にダイオード６ａ，６ｂを接続する。ま
た、他方のコイル７，８ａ，８ｂは例えば主磁極
２ｃ、補助磁極３ｃ，３ｄに夫々接続されるもの
である。なお、９ａ，９ｂは共にダイオードを示
している。 FIG. 8 shows this drive circuit, with coils 5a, 5
Diodes 6a and 6b are connected to each of b. Further, the other coils 7, 8a, 8b are connected to, for example, the main magnetic pole 2c and the auxiliary magnetic poles 3c, 3d, respectively. Note that both 9a and 9b indicate diodes.
第９図はこの場合の誘導起電圧の波形であり、
a′はコイル４または７、b″はコイル５ｂまたは８
ｂ、ｂはコイル５ａまたは８ａによるもの、
c′は合成波形である。しかして、トルク波形は第
１０図の如くなり、トルクが０となる瞬間がなく
トルクむらの少ないモータを得ることができる。 Figure 9 shows the waveform of the induced electromotive force in this case,
a' is coil 4 or 7, b'' is coil 5b or 8
b, b is by coil 5a or 8a,
c′ is the composite waveform. As a result, the torque waveform becomes as shown in FIG. 10, and there is no moment when the torque becomes 0, making it possible to obtain a motor with less torque unevenness.
以上のように本発明によれば、永久磁石にて等
分布着磁された複数の磁極を有するロータと、前
記磁極に対向し、かつこの磁極数と同数の主磁極
およびこれらの主磁極相互間に配設された補助磁
極を有するステータとを備え、前記主磁極および
この主磁極に隣合う少なくとも一つの補助磁極に
巻装されたコイルを、前記ロータの磁極の位置検
出素子の出力に応じて同時に励磁してこれら主磁
極および補助磁極を同極に着磁すると共に、補助
磁極に巻装されたコイルに発生する誘導起電圧を
打ち消すダイオードを前記コイルに並列に接続し
てなることにより、ロータの停止位置にかかわら
ず、常に一定方向へ自起動可能でかつトルクむら
の少ないブラシレスモータを提供できる効果を有
する。 As described above, according to the present invention, there is a rotor having a plurality of magnetic poles evenly distributed magnetized by permanent magnets, main magnetic poles facing the magnetic poles and having the same number of magnetic poles, and a rotor between these main magnetic poles. a stator having an auxiliary magnetic pole disposed in the main magnetic pole, and a coil wound around the main magnetic pole and at least one auxiliary magnetic pole adjacent to the main magnetic pole in accordance with the output of the position detection element of the magnetic pole of the rotor. By simultaneously exciting the main magnetic pole and the auxiliary magnetic pole to have the same polarity, and by connecting a diode in parallel to the coil to cancel the induced voltage generated in the coil wound around the auxiliary magnetic pole, the rotor This has the effect of providing a brushless motor that can always be self-started in a fixed direction regardless of the stop position of the motor and has less torque unevenness.
また駆動回路は、位置検出素子が単一で済み、
パワトランジスタも二個で済む等、簡略化が可能
であり、コストの低減が図れる等の利点がある。 In addition, the drive circuit only requires a single position detection element.
There are advantages such as simplification, such as requiring only two power transistors, and cost reduction.
第１図は従来のブラシレスモータの説明図、第
２図ないし第６図は本発明の一実施例を示すもの
で、第２図イないしニは夫々ロータの停止位置が
異なる場合の要部の説明図、第３図および第４図
は夫々駆動回路の回路図、第５図および第６図は
夫々誘導起電圧の波形図、第７図ないし第１０図
は他の実施例を示すもので、第７図は要部の説明
図、第８図は駆動回路の回路図、第９図は誘導起
電圧の波形図、第１０図はトルクの波形図であ
る。
Ｒ……ロータ、ST……ステータ、１ａ，１ｂ，
１ｃ，１ｄ……磁極、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…
…主磁極、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ……補助磁
極、４，５，５ａ，５ｂ，７，８，８ａ，８ｂ…
…コイル、６，６ａ，６ｂ，９，９ａ，９ｂ……
ダイオード、Ｈ……位置検出素子、T1，T2……
パワトランジスタ。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a conventional brushless motor, and FIGS. 2 to 6 show an embodiment of the present invention. The explanatory drawings, FIGS. 3 and 4 are circuit diagrams of the drive circuit, FIGS. 5 and 6 are waveform diagrams of induced electromotive voltage, respectively, and FIGS. 7 to 10 show other embodiments. , FIG. 7 is an explanatory diagram of the main parts, FIG. 8 is a circuit diagram of the drive circuit, FIG. 9 is a waveform diagram of induced electromotive force, and FIG. 10 is a waveform diagram of torque. R...rotor, ST...stator, 1a, 1b,
1c, 1d...Magnetic pole, 2a, 2b, 2c, 2d...
...Main magnetic pole, 3a, 3b, 3c, 3d...Auxiliary magnetic pole, 4, 5, 5a, 5b, 7, 8, 8a, 8b...
...Coil, 6, 6a, 6b, 9, 9a, 9b...
Diode, H... position detection element, T 1 , T 2 ...
power transistor.
Claims (1)
有するロータと、前記磁極に対向し、かつこの磁
極数と同数の主磁極およびこれらの主磁極相互間
に配設された補助磁極を有するステータとを備
え、前記主磁極およびこの主磁極に隣合う少なく
とも一つの補助磁極に巻装されたコイルを、前記
ロータの磁極に位置検出素子の出力に応じて同時
に励磁してこれら主磁極および補助磁極を同極に
着磁すると共に、補助磁極に巻装されたコイルに
発生する誘導起電圧を打ち消すダイオードを前記
コイルに並列に接続してなることを特徴とするブ
ラシレスモータ。 ２ 主磁極に巻装されるコイルと補助磁極に巻装
されるコイルとを接続してなる回路と、トランジ
スタとの直列回路を一対形成し、これらの直列回
路を電源と接地間に夫々接続すると共に、前記ト
ランジスタの各ベースを、単一の位置検出素子に
接続してなる特許請求の範囲第１項記載のブラシ
レスモータ。[Scope of Claims] 1. A rotor having a plurality of magnetic poles uniformly distributed with permanent magnetic poles, main magnetic poles facing the magnetic poles and having the same number of magnetic poles, and disposed between these main magnetic poles. and a stator having auxiliary magnetic poles, and simultaneously excite coils wound around the main magnetic pole and at least one auxiliary magnetic pole adjacent to the main magnetic pole according to the output of the position detection element at the magnetic pole of the rotor. A brushless motor characterized in that the main magnetic pole and the auxiliary magnetic pole are magnetized to the same polarity, and a diode is connected in parallel to the coil to cancel an induced electromotive force generated in a coil wound around the auxiliary magnetic pole. . 2 Form a pair of series circuits with a transistor and a circuit formed by connecting a coil wound around the main magnetic pole and a coil wound around the auxiliary magnetic pole, and connect these series circuits between the power supply and ground, respectively. 2. The brushless motor according to claim 1, wherein each base of said transistor is connected to a single position detection element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57132361A JPS5925596A (en) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | Brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57132361A JPS5925596A (en) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | Brushless motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5925596A JPS5925596A (en) | 1984-02-09 |
| JPH0219702B2 true JPH0219702B2 (en) | 1990-05-02 |
Family
ID=15079563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57132361A Granted JPS5925596A (en) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | Brushless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5925596A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3414312A1 (en) * | 1984-04-16 | 1985-10-24 | Magnet-Motor Gesellschaft für magnetmotorische Technik mbH, 8130 Starnberg | ELECTRICALLY CONTROLLED ELECTRIC MOTOR |
| GB2163607B (en) * | 1984-08-25 | 1987-11-04 | Matsushita Electric Works Ltd | D c brushless motor |
| GB8527657D0 (en) * | 1985-11-08 | 1985-12-11 | Maghemite Inc | Starter procedure for electric motor |
| JPH0815374B2 (en) * | 1987-02-16 | 1996-02-14 | 株式会社ユニシアジェックス | Variable damping force actuator for hydraulic shock absorber |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5819153A (en) * | 1981-07-24 | 1983-02-04 | Hiroyuki Mori | Dc brushless motor |
-
1982
- 1982-07-28 JP JP57132361A patent/JPS5925596A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5925596A (en) | 1984-02-09 |
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