JPS59139884A - ブラシレスモ−タ - Google Patents
ブラシレスモ−タInfo
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- JPS59139884A JPS59139884A JP58011858A JP1185883A JPS59139884A JP S59139884 A JPS59139884 A JP S59139884A JP 58011858 A JP58011858 A JP 58011858A JP 1185883 A JP1185883 A JP 1185883A JP S59139884 A JPS59139884 A JP S59139884A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- transistor
- output
- resistor
- amplifier
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (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】
産業上の利用分野
本発明はテープレコーダ、レコードプレーヤ、ビデオテ
ープレコーダ等に使用できるブラシレスモータに関する
ものである。
ープレコーダ等に使用できるブラシレスモータに関する
ものである。
従来例の構成とその問題点
電機子電流をトランジスタで切換え、発生トルクを指令
入力で制御するブラシレスモータは上述の産業分野で多
く利用されている。8相電゛機子巻線を用いた代表的な
構成の従来例を第1図に示す。
入力で制御するブラシレスモータは上述の産業分野で多
く利用されている。8相電゛機子巻線を用いた代表的な
構成の従来例を第1図に示す。
第1図において、多極着磁された永久磁石回転子(1)
と軍機子巻線(3)のそれぞれの巻線L1〜L8との回
転位置は位置検出器(2)で検出され、位置信号切換回
路(5) (7)へ伝達される。位置信号切換回路(5
) (7)はそれぞれ8差動構成で、それぞれのコレク
タが対応する出力トランジスタ群(6)(8)のそれぞ
れのトランジスタQ1〜Q、 、 Q、〜Q6のベース
へ接続されている。出力トランジスタ群(6) (8)
はエミッタがそれぞれ共通に接続され、コレクタはプッ
シュプル構成となるように対応Tる相同志が接続されて
、電機子巻線(3)の対応する相の一端へそれぞれ接続
されている。出力トランジスタ群(6)の共通エミッタ
は電源(6)へ接続され、出力トランジスタ群(8)の
共通エミッタは抵抗(ハ)を介して接地されている。抵
抗に)の接地されていない端子ぐ◆の電圧は電流出力型
差動増幅回路(4)の反転側入力へ印加され、差動増幅
回路(4)の非反転側入力へはトルク指令電圧0時が印
加されて差動増幅回路(4)の出力はカレントミラー形
式で位置信号切換回路(7)へ印加される。
と軍機子巻線(3)のそれぞれの巻線L1〜L8との回
転位置は位置検出器(2)で検出され、位置信号切換回
路(5) (7)へ伝達される。位置信号切換回路(5
) (7)はそれぞれ8差動構成で、それぞれのコレク
タが対応する出力トランジスタ群(6)(8)のそれぞ
れのトランジスタQ1〜Q、 、 Q、〜Q6のベース
へ接続されている。出力トランジスタ群(6) (8)
はエミッタがそれぞれ共通に接続され、コレクタはプッ
シュプル構成となるように対応Tる相同志が接続されて
、電機子巻線(3)の対応する相の一端へそれぞれ接続
されている。出力トランジスタ群(6)の共通エミッタ
は電源(6)へ接続され、出力トランジスタ群(8)の
共通エミッタは抵抗(ハ)を介して接地されている。抵
抗に)の接地されていない端子ぐ◆の電圧は電流出力型
差動増幅回路(4)の反転側入力へ印加され、差動増幅
回路(4)の非反転側入力へはトルク指令電圧0時が印
加されて差動増幅回路(4)の出力はカレントミラー形
式で位置信号切換回路(7)へ印加される。
電機子巻線(3)の他端は共通接続されて差動増幅回路
(9)の反転側人力04へ接続され、差動増幅回路(9
)の非反転側人力0υは分圧器によって11Qの電圧の
−が印加されている。差動増幅回路(9)の出力はカレ
ントミラー形式で位置信号切換回路(5)へ印加される
。
(9)の反転側人力04へ接続され、差動増幅回路(9
)の非反転側人力0υは分圧器によって11Qの電圧の
−が印加されている。差動増幅回路(9)の出力はカレ
ントミラー形式で位置信号切換回路(5)へ印加される
。
いま、トランジスタQ8とQ4が導通状態にあるとして
第1図の動作説明を行う。電機子電流はトランジスタQ
a−+巻線り、→巻線L8→トランジスタQ4→抵抗(
至)の経路で流れ、端子α→の電圧とトルク指令入力電
圧Qlilとが比較され、負帰還回路によって誤差がゼ
ロとなるように制御される。この結果、wL機壬子1鑞
流トルク指令電圧(至)で制御され、従って、モータの
発生トルクはトルク指令電圧(ト)で制御される。一方
、巻線L1 * L2 e L8の共通接続点は差動増
幅回路(9)による負帰還回路によって電源電の電相は
電源電圧の−の値を中心にして変化し、トランジスタQ
a = 04はほぼ同じコレクタ・エミツ夕電圧で動作
するため、トルク指令電圧、或はモタ回路数の増加によ
って巻線L1. L8の両端の電圧が増加した場合はト
ランジスタQ8及びQ4はほぼ同じ程度に飽和に達し、
電源−圧の利用率が良くなる。
第1図の動作説明を行う。電機子電流はトランジスタQ
a−+巻線り、→巻線L8→トランジスタQ4→抵抗(
至)の経路で流れ、端子α→の電圧とトルク指令入力電
圧Qlilとが比較され、負帰還回路によって誤差がゼ
ロとなるように制御される。この結果、wL機壬子1鑞
流トルク指令電圧(至)で制御され、従って、モータの
発生トルクはトルク指令電圧(ト)で制御される。一方
、巻線L1 * L2 e L8の共通接続点は差動増
幅回路(9)による負帰還回路によって電源電の電相は
電源電圧の−の値を中心にして変化し、トランジスタQ
a = 04はほぼ同じコレクタ・エミツ夕電圧で動作
するため、トルク指令電圧、或はモタ回路数の増加によ
って巻線L1. L8の両端の電圧が増加した場合はト
ランジスタQ8及びQ4はほぼ同じ程度に飽和に達し、
電源−圧の利用率が良くなる。
しかしながら、トランジスタQ8或はQ、が飽和すると
次のような不都合が生じる。即ち、トランジスタQ8が
飽和すると、トランジスタQ3のコレクタ電流はそれ以
上増加しなくなるか、巻線の共通接続点のm位を保持す
るために差動増幅回路(9)の出力電流が増加し、位置
信号切換回路(5)のトランジスタQt或はQ2に対す
る出力′定流が増加するため、本来、非導通であるべき
トランジスタQ1或はQ2のコレクタ電流が流れる。ト
ランジスタQ1のコレクタ電流はトランジスタQ4のコ
レクタへ直接流入してプッシュプル動作を乱し、不要な
消費電力となる。トランジスタQ2のコレクタ電流は巻
線L2へ流入し、モータの回転iこ対して有害な方向の
トルクを発生し、トルク損失或は異常振動の源となる。
次のような不都合が生じる。即ち、トランジスタQ8が
飽和すると、トランジスタQ3のコレクタ電流はそれ以
上増加しなくなるか、巻線の共通接続点のm位を保持す
るために差動増幅回路(9)の出力電流が増加し、位置
信号切換回路(5)のトランジスタQt或はQ2に対す
る出力′定流が増加するため、本来、非導通であるべき
トランジスタQ1或はQ2のコレクタ電流が流れる。ト
ランジスタQ1のコレクタ電流はトランジスタQ4のコ
レクタへ直接流入してプッシュプル動作を乱し、不要な
消費電力となる。トランジスタQ2のコレクタ電流は巻
線L2へ流入し、モータの回転iこ対して有害な方向の
トルクを発生し、トルク損失或は異常振動の源となる。
また、トランジスタQ4が飽和した場合はトルク指令電
圧に応じたコレクタ電流が流れなくなり、差動増幅回路
(4)、位置信号切換回路(7)によって、トランジス
タQ5或はQ6にベース電流が供給され、トランジスタ
Q5或はQ6のコレクタ電流が流れる。こnは上述のト
ランジスタQ1或はQ2が引き起こ一4不要現象と同様
に、トルク損失或は異常振動の源となる。
圧に応じたコレクタ電流が流れなくなり、差動増幅回路
(4)、位置信号切換回路(7)によって、トランジス
タQ5或はQ6にベース電流が供給され、トランジスタ
Q5或はQ6のコレクタ電流が流れる。こnは上述のト
ランジスタQ1或はQ2が引き起こ一4不要現象と同様
に、トルク損失或は異常振動の源となる。
以上の不都合は、ブラシレスモータが利用される機器の
小型化、低消費電力化に対して大きな欠点となっている
。
小型化、低消費電力化に対して大きな欠点となっている
。
発明の目的
本発明は上記の従来例の欠点を除去するものであり、出
力トランジスタの飽和を防止して不要なトルク損失及び
異常振動をなくしたブラシレスモータを提供するもので
ある。
力トランジスタの飽和を防止して不要なトルク損失及び
異常振動をなくしたブラシレスモータを提供するもので
ある。
発明の構成
上記目的を達成するために、本発明は、多極着4ftさ
れた永久磁石回転子と、一端が共通接続された複数相の
電機子巻線と、前記回転子と前記電機子巻線との回転位
置を検出する位置検出器と、前記電機子巻線の各相に接
続された前記相数に等しい組数のプッシュプル出力トラ
ンジスタ対と、前記電機子巻線の電流を検出する第1の
電流検出手段と、制御手段と、前記制御手段を介して前
記第1の電流検出手段の出力信号とモータトルク指令入
力信号との差を増幅する第1の増幅器と、前記第1の増
+il器の出力を前記位置検出器の出力に応じて切換え
、前記出力トランジスタ対の前記一方のトランジスタ群
による前記電機子巻線の通電相を決定I゛る第1の位置
信号切換手段と、前記一方のトランジスタ群のベース電
流に応じた信号を出力する第2の定流検出手段と、前記
@1及び第2の電流検出手段のそれぞれの出力信号の差
を増幅する第2の増幅器と、前記第2の増幅器の出力を
前記位置検出器の出力に応じて切換え、前記出力トラン
ジスタ対の他方のトランジスタ群による前記144Xi
子巻線の通電相を決定する第2の位置信号切換手段と、
前記他方のトランジスタ群のベース竜昆に応じた信号を
出力する第8の電流検出手段と、前記第1及び第8の定
流検出手段のそれぞれの出力信号の差を増幅する第8の
増幅器とを具備し、前記一方のトランジスタ群のベース
m流と前記第1の電流検出手段に流れる電流の比を一定
に保つよう前記他方のトランジスタ群の導通状態をを前
記第2の増幅器で制御するとともに、前記他方のトラン
ジスタ群のベース電流と前記第1の電流検出手段に流れ
る電流の比が所定の値に達した場合はn口記電機子巻線
の定流を制御するように前記第8の差動増幅器の出力4
N号で前記制限手段を制御して前記トルク指令入力信号
に応じたトルクを発生するように構成したもので、屯機
子電流を検出し、トルク指令入力と比較してトルクを制
御するとともに、一方の出力トランジスタ群のベース電
流に対応する電流を検出してイ機子電流と比較し、その
比が一定になるよう他方の出力トランジスタ群でプッシ
ュプル動作を制御して、更に、他方の出力トランジスタ
群のベース電流に対応する電流を検出して1様子電流と
比較し、その比が所定の値より大きくなった場合、m検
子電流を制限するものであり、これにより出力トランジ
スタ群の飽和を防止し、不要なトルク損失や異常振動を
なくすることができるものである。
れた永久磁石回転子と、一端が共通接続された複数相の
電機子巻線と、前記回転子と前記電機子巻線との回転位
置を検出する位置検出器と、前記電機子巻線の各相に接
続された前記相数に等しい組数のプッシュプル出力トラ
ンジスタ対と、前記電機子巻線の電流を検出する第1の
電流検出手段と、制御手段と、前記制御手段を介して前
記第1の電流検出手段の出力信号とモータトルク指令入
力信号との差を増幅する第1の増幅器と、前記第1の増
+il器の出力を前記位置検出器の出力に応じて切換え
、前記出力トランジスタ対の前記一方のトランジスタ群
による前記電機子巻線の通電相を決定I゛る第1の位置
信号切換手段と、前記一方のトランジスタ群のベース電
流に応じた信号を出力する第2の定流検出手段と、前記
@1及び第2の電流検出手段のそれぞれの出力信号の差
を増幅する第2の増幅器と、前記第2の増幅器の出力を
前記位置検出器の出力に応じて切換え、前記出力トラン
ジスタ対の他方のトランジスタ群による前記144Xi
子巻線の通電相を決定する第2の位置信号切換手段と、
前記他方のトランジスタ群のベース竜昆に応じた信号を
出力する第8の電流検出手段と、前記第1及び第8の定
流検出手段のそれぞれの出力信号の差を増幅する第8の
増幅器とを具備し、前記一方のトランジスタ群のベース
m流と前記第1の電流検出手段に流れる電流の比を一定
に保つよう前記他方のトランジスタ群の導通状態をを前
記第2の増幅器で制御するとともに、前記他方のトラン
ジスタ群のベース電流と前記第1の電流検出手段に流れ
る電流の比が所定の値に達した場合はn口記電機子巻線
の定流を制御するように前記第8の差動増幅器の出力4
N号で前記制限手段を制御して前記トルク指令入力信号
に応じたトルクを発生するように構成したもので、屯機
子電流を検出し、トルク指令入力と比較してトルクを制
御するとともに、一方の出力トランジスタ群のベース電
流に対応する電流を検出してイ機子電流と比較し、その
比が一定になるよう他方の出力トランジスタ群でプッシ
ュプル動作を制御して、更に、他方の出力トランジスタ
群のベース電流に対応する電流を検出して1様子電流と
比較し、その比が所定の値より大きくなった場合、m検
子電流を制限するものであり、これにより出力トランジ
スタ群の飽和を防止し、不要なトルク損失や異常振動を
なくすることができるものである。
実施例の説明
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明】゛る。第
2図はその構成図である。永久磁石回転子(1)は8極
に着磁され、8相定機子巻線(3)は一端が共通接続さ
nた巻線L1.L2.I、8で構成されている。
2図はその構成図である。永久磁石回転子(1)は8極
に着磁され、8相定機子巻線(3)は一端が共通接続さ
nた巻線L1.L2.I、8で構成されている。
回転子(υと電機子巻線(3)との回転位置は位置検出
器(2)で検出され、8相電号として位置信号切換回路
(5) (7)へ印加される。位置信号切換回路(5)
はNF3 Nトランジスタによる。差動構成で、出力トランジスタ
#(6)を駆動する。位置信号切換回路(7)はPNP
Nトランジスタる8差動構成で、出力トランジスタ#(
8)を駆動する。出力トランジスタT#(6)はエミッ
タが共通に電源01へ接続されたPNP )ランジスタ
Ql * 02 * Qgから成り、出力トランジスタ
群(8)はエミッタが共通に電流検出抵抗(至)へ接続
されたNPNトランジスタQ4− QII、Qsから成
る。トランジスタQ1とQ4− Q2とQ5 e QB
とQ6はプッシュプル構成でそれぞれコレクタ同志が共
通に巻線L8 @ L2. L+へ接続されている。カ
レントミラーによる2つの電流出力端子[相]Q1を有
する差動増幅回路(4)の非反転側入力に)は抵抗に)
を介してトルク指@電圧αりの供給端子へ接続され、反
転側入力(ハ)は抵抗θ場と出力トランジスタ群(8)
の共通エミッタとの接続点a<へ接続されている。
器(2)で検出され、8相電号として位置信号切換回路
(5) (7)へ印加される。位置信号切換回路(5)
はNF3 Nトランジスタによる。差動構成で、出力トランジスタ
#(6)を駆動する。位置信号切換回路(7)はPNP
Nトランジスタる8差動構成で、出力トランジスタ#(
8)を駆動する。出力トランジスタT#(6)はエミッ
タが共通に電源01へ接続されたPNP )ランジスタ
Ql * 02 * Qgから成り、出力トランジスタ
群(8)はエミッタが共通に電流検出抵抗(至)へ接続
されたNPNトランジスタQ4− QII、Qsから成
る。トランジスタQ1とQ4− Q2とQ5 e QB
とQ6はプッシュプル構成でそれぞれコレクタ同志が共
通に巻線L8 @ L2. L+へ接続されている。カ
レントミラーによる2つの電流出力端子[相]Q1を有
する差動増幅回路(4)の非反転側入力に)は抵抗に)
を介してトルク指@電圧αりの供給端子へ接続され、反
転側入力(ハ)は抵抗θ場と出力トランジスタ群(8)
の共通エミッタとの接続点a<へ接続されている。
出力端子Q1は位置信号切換回路(7)の共通エミッタ
へ接続され、出力端子に)は一端が接地された抵抗α力
と共に差動増幅器に)の非反転側入力へ接続されている
。差動増幅器(イ)の反転側入力は抵抗Oとトランジス
タ群(8)との接続点a4へ接続され、出力はローパス
フィルタQρ及びカレントミラートランジスタ016
t Qs aを介して位置信号切換回路(5)のエミッ
タへ接続されている。トランジスタQ14は、トランジ
スタQta # 018とともにカレントミラーを構成
し、トランジスタQI B e Qt 4は等しい電流
を出力する。トランジスタQ14のコレクタはトランジ
スタQ16 e (J+ 7の共通ベースへ接続されて
いる。トランジスタQ1fleQ1□はエミッタが共通
に電g60へ接続され、トランジスタQ17はダイオー
ド接続されて、カレントミラーを構成している。トラン
ジスタQ1.のコレクタは抵抗に)を介して接地されて
いるとともに、差動増幅器(財)の非反転側人力(ハ)
へ接続されている。差動増幅器−の反転側入力(ハ)は
抵抗(至)とトランジスタ群(8)との接続点(ロ)へ
接続され、出力はフィルタに)を介してトランジスタQ
1□Qyベースへ接続されている。トランジスタQ1□
はエミッタが接地され、コレクタは差動増幅器α第の非
反転側入力に)へ接続され、抵抗(ハ)とともに制限器
を構成している。
へ接続され、出力端子に)は一端が接地された抵抗α力
と共に差動増幅器に)の非反転側入力へ接続されている
。差動増幅器(イ)の反転側入力は抵抗Oとトランジス
タ群(8)との接続点a4へ接続され、出力はローパス
フィルタQρ及びカレントミラートランジスタ016
t Qs aを介して位置信号切換回路(5)のエミッ
タへ接続されている。トランジスタQ14は、トランジ
スタQta # 018とともにカレントミラーを構成
し、トランジスタQI B e Qt 4は等しい電流
を出力する。トランジスタQ14のコレクタはトランジ
スタQ16 e (J+ 7の共通ベースへ接続されて
いる。トランジスタQ1fleQ1□はエミッタが共通
に電g60へ接続され、トランジスタQ17はダイオー
ド接続されて、カレントミラーを構成している。トラン
ジスタQ1.のコレクタは抵抗に)を介して接地されて
いるとともに、差動増幅器(財)の非反転側人力(ハ)
へ接続されている。差動増幅器−の反転側入力(ハ)は
抵抗(至)とトランジスタ群(8)との接続点(ロ)へ
接続され、出力はフィルタに)を介してトランジスタQ
1□Qyベースへ接続されている。トランジスタQ1□
はエミッタが接地され、コレクタは差動増幅器α第の非
反転側入力に)へ接続され、抵抗(ハ)とともに制限器
を構成している。
次に第2図の動作について説明する。電機子電流は出力
トランジスタI¥(6)→巻線(3)→出力トランジス
タ群(8)→抵抗(2)の経路で流れ、差動増幅回路(
4)、位置信号切換回路(7)、出力トランジスタ群(
8)抵抗曹で構成される負帰還ループによって差動増幅
回路(4)の差動入力がゼロになるよう5に制御される
。いま、回転子(1)と電機子巻線(3)との位置関係
によって出力1〜ランジスタQ、〜Q6のうち、トラン
ジスタQ8とQ4だけが導通状態にあるとする。
トランジスタI¥(6)→巻線(3)→出力トランジス
タ群(8)→抵抗(2)の経路で流れ、差動増幅回路(
4)、位置信号切換回路(7)、出力トランジスタ群(
8)抵抗曹で構成される負帰還ループによって差動増幅
回路(4)の差動入力がゼロになるよう5に制御される
。いま、回転子(1)と電機子巻線(3)との位置関係
によって出力1〜ランジスタQ、〜Q6のうち、トラン
ジスタQ8とQ4だけが導通状態にあるとする。
抵抗θ′4にはトランジスタqのエミッタ電流だけが流
れる。トランジスタQ4のベース回流■4は差動増幅回
路(4)の電流出力端子αlから供給され、電流出力端
子(ト)からも同じ大きさの電流が抵抗071−・供給
されている。抵抗0と抵抗α力の値及び流れている電流
値をそれぞれRta I R17及びIt、* IIγ
とすれば、差動増幅器(ホ)の入力電圧V211はV2
O””R17°117”I!l’118°゛−−゛°−
(1)わち h1+B−t< 1 ・・・・・・−・・
・・・・・・・・・・・・ (2)と書け、14”’I
17 であるから、式(1)はとなる。トランジスタ
Q4のLyiiは第8図に示ず様にコレクタ・エミッタ
電圧VO)、iに、伴θて変化するから、差動増幅器(
ホ)、ローパスフィルタaO1位置信号切換回路(5)
、出力トランジスタQ8、巻線L1及びL8、出力トラ
ンジスタQ4、抵抗0で構成される負帰還ループのルー
プゲインが十分高い時は入力電圧V20はゼロとなるよ
うにトランジスタQ4のコレクタ・エミッタ動作電圧が
自動的にスまる。
れる。トランジスタQ4のベース回流■4は差動増幅回
路(4)の電流出力端子αlから供給され、電流出力端
子(ト)からも同じ大きさの電流が抵抗071−・供給
されている。抵抗0と抵抗α力の値及び流れている電流
値をそれぞれRta I R17及びIt、* IIγ
とすれば、差動増幅器(ホ)の入力電圧V211はV2
O””R17°117”I!l’118°゛−−゛°−
(1)わち h1+B−t< 1 ・・・・・・−・・
・・・・・・・・・・・・ (2)と書け、14”’I
17 であるから、式(1)はとなる。トランジスタ
Q4のLyiiは第8図に示ず様にコレクタ・エミッタ
電圧VO)、iに、伴θて変化するから、差動増幅器(
ホ)、ローパスフィルタaO1位置信号切換回路(5)
、出力トランジスタQ8、巻線L1及びL8、出力トラ
ンジスタQ4、抵抗0で構成される負帰還ループのルー
プゲインが十分高い時は入力電圧V20はゼロとなるよ
うにトランジスタQ4のコレクタ・エミッタ動作電圧が
自動的にスまる。
従って式(3)より
となる。式(4)の右辺は一定であるから、トランジト
ランジスタQI2がOiF、Fの:場合はトルク指令電
圧が変わればトランジスタQ4のエミッタ電流も変わり
、第8図からトランジスタQ4のコレクタ・エミッタ電
圧も自動的に変わる。言い換えれば、トランジスタQ4
は電流増幅率が一定に保たれるようにエミッタ電流に応
じてコレクタ・エミッタ電圧が自動制御されるから、巻
線り、、1.8の両端の電位も電機子電流に対応して決
まり、安定に動作する。
ランジスタQI2がOiF、Fの:場合はトルク指令電
圧が変わればトランジスタQ4のエミッタ電流も変わり
、第8図からトランジスタQ4のコレクタ・エミッタ電
圧も自動的に変わる。言い換えれば、トランジスタQ4
は電流増幅率が一定に保たれるようにエミッタ電流に応
じてコレクタ・エミッタ電圧が自動制御されるから、巻
線り、、1.8の両端の電位も電機子電流に対応して決
まり、安定に動作する。
モータの回転数の増加に伴う電機子巻線逆起電圧の増加
、或は電機子電流の増加に伴う電機子巻線直流−圧降下
の増加によって、トランジスタqのコレクタ・エミッタ
電圧は減少する。第8図に示したように、トランジスタ
のコレクタ・エミッタ電圧が減少すると、電流増幅率も
低下するから、トランジスタQ8はコレクター流に比し
てベース電流が増加)る。トランジスタQ8のベース電
流■8は位置信号切換回It8 (5)を介してトラン
ジスタQsaから・供給され、その大きさはトランジス
タQ14の5コレクタ電流と等しい。又、トランジスタ
Q14のコレクタ電流はカレントミラートランジスタQ
17eQ16を介しで抵抗に)へ印加されでいる。従っ
て抵抗@の電流値をI2□とすれば I2□−R8・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・
・ (5)である。
、或は電機子電流の増加に伴う電機子巻線直流−圧降下
の増加によって、トランジスタqのコレクタ・エミッタ
電圧は減少する。第8図に示したように、トランジスタ
のコレクタ・エミッタ電圧が減少すると、電流増幅率も
低下するから、トランジスタQ8はコレクター流に比し
てベース電流が増加)る。トランジスタQ8のベース電
流■8は位置信号切換回It8 (5)を介してトラン
ジスタQsaから・供給され、その大きさはトランジス
タQ14の5コレクタ電流と等しい。又、トランジスタ
Q14のコレクタ電流はカレントミラートランジスタQ
17eQ16を介しで抵抗に)へ印加されでいる。従っ
て抵抗@の電流値をI2□とすれば I2□−R8・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・
・ (5)である。
一方、+−ランジスタQ8のコレクタ電流IC8は、巻
線LI、 L8を介してトランジスタQ4のコレクタ電
鼓となり、トランジスタQ4の電流増幅率hPWは式(
4)の値に保持されているから、 となる。
線LI、 L8を介してトランジスタQ4のコレクタ電
鼓となり、トランジスタQ4の電流増幅率hPWは式(
4)の値に保持されているから、 となる。
差動増幅器(財)の差動入力V24は、抵抗に)の抵抗
値をR2□として、式(5) 、 (6)よりと沓ける
。
値をR2□として、式(5) 、 (6)よりと沓ける
。
式(7)の右辺が負の状態ではトランジスタQI2はO
FFであるから、トルク指令rd圧OQは減衰すること
なく、差動増幅回路(4)へ印加される。しかし、トラ
ンジスタQ8のコレクタ・エミッタ電圧が減少して、ベ
ース電流I8が増加し、式(7)の右辺が正になると差
動増幅器(財)の出力によってトランジスタQ12が駆
動され、コレクター流が流れ、この結果、トルク指令電
圧に)は、トランジスタ(h2のコレクタ電流による抵
抗に)の電圧降下分だけ減じるように制限されて差動増
幅回路(4)へ印加される。従って、差動増幅回路(4
)、位置信号切換回路(7)、出力トランジスタ群(8
)、抵抗(至)で構成される負帰還ループにより抵抗θ
葎に流れる電流が減少する。)″なわち、電機子電流が
減少するから、トランジスタQ8のコレクタ・エミッタ
電圧が増加し、ベースm流が減少1゛る。
FFであるから、トルク指令rd圧OQは減衰すること
なく、差動増幅回路(4)へ印加される。しかし、トラ
ンジスタQ8のコレクタ・エミッタ電圧が減少して、ベ
ース電流I8が増加し、式(7)の右辺が正になると差
動増幅器(財)の出力によってトランジスタQ12が駆
動され、コレクター流が流れ、この結果、トルク指令電
圧に)は、トランジスタ(h2のコレクタ電流による抵
抗に)の電圧降下分だけ減じるように制限されて差動増
幅回路(4)へ印加される。従って、差動増幅回路(4
)、位置信号切換回路(7)、出力トランジスタ群(8
)、抵抗(至)で構成される負帰還ループにより抵抗θ
葎に流れる電流が減少する。)″なわち、電機子電流が
減少するから、トランジスタQ8のコレクタ・エミッタ
電圧が増加し、ベースm流が減少1゛る。
以上の動作から、差動増幅器(ハ)の差動入力V24が
ゼロとなるように自動制御される。この場合、トランジ
スタQ8の電流増幅率をh FEBとすると、式(7) となって、抵抗RI8 * R17* R22の値で決
まる一定値となる。
ゼロとなるように自動制御される。この場合、トランジ
スタQ8の電流増幅率をh FEBとすると、式(7) となって、抵抗RI8 * R17* R22の値で決
まる一定値となる。
言いかえれば、トランジスタQ4は電流増幅率hFEが
常に一定となるように制御され、トランジスタQ8はト
ルク指令電圧に応じて電流増幅率が変電検子電流の増加
を押さえ、トランジスタQ8−04が常に活性領域で動
作するようになされる。
常に一定となるように制御され、トランジスタQ8はト
ルク指令電圧に応じて電流増幅率が変電検子電流の増加
を押さえ、トランジスタQ8−04が常に活性領域で動
作するようになされる。
また、フィルタに)はローパスフィルタで、差動増幅器
■を含む負帰還ループの安定性を改善する。
■を含む負帰還ループの安定性を改善する。
次に、本発明の他の実施例について第4図とともに説明
する。第2図に示した実施例と同じ構成部分についての
説明は省略する。トランジスタQ14のコレクタは抵抗
に)を介して″電源(IQへ接続されるとともに、差動
増幅器(ハ)の反転側入力CI)へ接続されでいる。ト
ランジスタ#(6)の共通エミッタは抵抗に)を介して
電源C*へ接続されるとともに、差動増幅器−の非反転
側入力に)へ接続されている。
する。第2図に示した実施例と同じ構成部分についての
説明は省略する。トランジスタQ14のコレクタは抵抗
に)を介して″電源(IQへ接続されるとともに、差動
増幅器(ハ)の反転側入力CI)へ接続されでいる。ト
ランジスタ#(6)の共通エミッタは抵抗に)を介して
電源C*へ接続されるとともに、差動増幅器−の非反転
側入力に)へ接続されている。
トランジスタQ8のベース電流■8と同じ大きさの電流
がトランジスタQ14によって抵抗(7)に流され、ト
ランジスタQ8のエミッタ電流は抵抗に)ζζ流nる。
がトランジスタQ14によって抵抗(7)に流され、ト
ランジスタQ8のエミッタ電流は抵抗に)ζζ流nる。
抵抗に)に)の抵抗値をそれぞれR8o、R82とする
と、差動増幅器(ハ)の差動入力V24は Vg+ = Rao ・Ia Rs。・IQ2 −
−− (9)となる。ここで182は抵抗に)に流れ
る電流である。
と、差動増幅器(ハ)の差動入力V24は Vg+ = Rao ・Ia Rs。・IQ2 −
−− (9)となる。ここで182は抵抗に)に流れ
る電流である。
今、モータの回転数の増加、或は電機子電流の増加によ
って巻線Ll、 L8の両端の電圧が増加するとトラン
ジスタQ8のコレクタ・エミッタ電圧は・減少する。す
ると、第3図に示したように、トランジスタQ8の電流
増幅率は低下し、ベース電流は増力日する。
って巻線Ll、 L8の両端の電圧が増加するとトラン
ジスタQ8のコレクタ・エミッタ電圧は・減少する。す
ると、第3図に示したように、トランジスタQ8の電流
増幅率は低下し、ベース電流は増力日する。
となると式(9)より、V24は正になり、差動増幅器
(ハ)の出力によってトランジスタQ1□が駆動され、
トランジスタQ12のコ レフタイ流が流れる。
(ハ)の出力によってトランジスタQ1□が駆動され、
トランジスタQ12のコ レフタイ流が流れる。
この結果、トルク指令電圧a〜はトランジスタQ1□の
コレクタ電流による抵抗(ハ)の電圧降下分だけ誠じる
ように制限さイL1抵抗0罎の電流も制限される。
コレクタ電流による抵抗(ハ)の電圧降下分だけ誠じる
ように制限さイL1抵抗0罎の電流も制限される。
従って′Nt44子軍流も制限され、トランジスタQB
のコレクタ・エミッタ電圧が増大することによって、ト
ランジスタQ8の電流増幅率が増大し、ベース電流が減
少1゛る。以上の負帰還ループにより、差動増幅器−の
差動入力V24はゼロになるように制御される。トラン
ジスタQaの電流増幅率h PERは(11)であるか
ら、式(9)より、 8 となって一定値となる。
のコレクタ・エミッタ電圧が増大することによって、ト
ランジスタQ8の電流増幅率が増大し、ベース電流が減
少1゛る。以上の負帰還ループにより、差動増幅器−の
差動入力V24はゼロになるように制御される。トラン
ジスタQaの電流増幅率h PERは(11)であるか
ら、式(9)より、 8 となって一定値となる。
すなわち、トランジスタQ3が式Qηより大きい電流増
幅率で動作している時はトランジスタQI2はOFFで
あり、トルク指令電圧0時は制限されないたゆ、モータ
発生トルク、即ち、電機子電流はトルク指令m圧で制御
され、電機子巻線Ll # L8の両端の電圧が大きく
なってトランジスタQ8のコレクタエミッタ電圧が減少
してくると、トランジスタqは弐〇ηで示す電流増幅率
を維持するよう電機子電流が制限されるようにトルク指
令m圧が減衰させられる。
幅率で動作している時はトランジスタQI2はOFFで
あり、トルク指令電圧0時は制限されないたゆ、モータ
発生トルク、即ち、電機子電流はトルク指令m圧で制御
され、電機子巻線Ll # L8の両端の電圧が大きく
なってトランジスタQ8のコレクタエミッタ電圧が減少
してくると、トランジスタqは弐〇ηで示す電流増幅率
を維持するよう電機子電流が制限されるようにトルク指
令m圧が減衰させられる。
第5図は制限器の他の実施例を示1゜M動増幅回路(4
)の反転側入力に)は抵抗■を介して抵抗a″4とトラ
ンジスタ群(8)の接続点04へ接続されるとともに、
エミッタが電源QQへ接続されたトランジスタQ0のコ
レクタに接続されている。トランジスタQ18のベース
はフィルタに)を介して差動増幅器(ハ)の出力に接続
されている。トルク指令電圧(至)は差動増幅回路(4
)の非反転側入力(ロ)へ接続されている3差動増幅器
■の出力信号によってトランジスタ018のべ17.ス
が駆越され、トランジスタQ+8の・コレクタ′市流は
抵抗(ロ)に流れて電圧降下を発生する3′屯流検出抵
抗a:lの電圧は、この電圧降下分だけ加算されて差動
増幅回路(4)へ印加されるため、差動増幅回路(4)
を含む負帰還ループによって抵抗θ葎に流れる電流、即
ち、電機子電流が減少する。その結果、電機子電流は制
限される。トランジスタ018がOFFの時は抵抗−に
よって何ら制限されないから、電機子電流はトルク指令
電圧0υに応じて変化することは明らかである。
)の反転側入力に)は抵抗■を介して抵抗a″4とトラ
ンジスタ群(8)の接続点04へ接続されるとともに、
エミッタが電源QQへ接続されたトランジスタQ0のコ
レクタに接続されている。トランジスタQ18のベース
はフィルタに)を介して差動増幅器(ハ)の出力に接続
されている。トルク指令電圧(至)は差動増幅回路(4
)の非反転側入力(ロ)へ接続されている3差動増幅器
■の出力信号によってトランジスタ018のべ17.ス
が駆越され、トランジスタQ+8の・コレクタ′市流は
抵抗(ロ)に流れて電圧降下を発生する3′屯流検出抵
抗a:lの電圧は、この電圧降下分だけ加算されて差動
増幅回路(4)へ印加されるため、差動増幅回路(4)
を含む負帰還ループによって抵抗θ葎に流れる電流、即
ち、電機子電流が減少する。その結果、電機子電流は制
限される。トランジスタ018がOFFの時は抵抗−に
よって何ら制限されないから、電機子電流はトルク指令
電圧0υに応じて変化することは明らかである。
上記実施例において、モータの回転に伴って回転子(1
)と′nt機子機縁巻線)の回転位置が変って、トラン
ジスタQ1〜Q6の・−・うち導通するトランジスタが
変化しても、上述と同様の動作で巻線Ll e L2
* L8の動作電位は巻線電流に対応して安定に変化す
る。。
)と′nt機子機縁巻線)の回転位置が変って、トラン
ジスタQ1〜Q6の・−・うち導通するトランジスタが
変化しても、上述と同様の動作で巻線Ll e L2
* L8の動作電位は巻線電流に対応して安定に変化す
る。。
なお、上記実施例は8相の場合について説明したが、本
発明は3相に限る必然性はなく、また、本発明の主旨を
変えずに種々の変形(例えば、位置信号切換回路(5)
或は(7)の出力側に電流増幅回路を挿入し、その増幅
率に相当する分だけ抵抗θカ或は抵抗に)又は抵抗−の
値を大きくする方法、或は電流出力端子08 C1lや
力I/ントミラートランジスタQI8#Q14の電流比
を1以外の値にして抵抗θノ四鉤の値を変える方法等)
、応用の存することは言うまでもない。
発明は3相に限る必然性はなく、また、本発明の主旨を
変えずに種々の変形(例えば、位置信号切換回路(5)
或は(7)の出力側に電流増幅回路を挿入し、その増幅
率に相当する分だけ抵抗θカ或は抵抗に)又は抵抗−の
値を大きくする方法、或は電流出力端子08 C1lや
力I/ントミラートランジスタQI8#Q14の電流比
を1以外の値にして抵抗θノ四鉤の値を変える方法等)
、応用の存することは言うまでもない。
発明の詳細
な説明した様に、本発明のブラシレスモータは、一方の
出力トランジスタ群を抵抗比で予め決め得る常に一定の
゛−電流増幅率なるよう動作させるとともに、他方の出
力トランジスタ群の動作最低°電流増幅率をも別の抵抗
比で予め決め得る常に一定の値を維持するようにトルク
指令入力を減衰器で減衰させ、これによ・つて、出力ト
ランジスタ群の飽和を防止し、不要なトルク損失や異常
振動をなくすことができ、ブラシレスモータ使用機器の
小型化、低消費電力化に極めて有効である。
出力トランジスタ群を抵抗比で予め決め得る常に一定の
゛−電流増幅率なるよう動作させるとともに、他方の出
力トランジスタ群の動作最低°電流増幅率をも別の抵抗
比で予め決め得る常に一定の値を維持するようにトルク
指令入力を減衰器で減衰させ、これによ・つて、出力ト
ランジスタ群の飽和を防止し、不要なトルク損失や異常
振動をなくすことができ、ブラシレスモータ使用機器の
小型化、低消費電力化に極めて有効である。
第1図はブラシレスモータの従来例の構成図、第2図は
本発明の一実施例の構成図、第8図はトランジスタのコ
レクタ・エミッタ電圧と電流増幅率の関係を示すグラフ
、第4図は本発明の他の実施例の構成図、第5図は制限
器の他の実施例を示す構成図である。 (1)・・・回転子、(2)・・・位置検出器、(3)
・・・電機子巻線、(4)・・・差動増幅回路、(53
(7)・・・位置信号切換回路、(6)(8)・・・出
力トランジスタ群、as (1?+に)に)に)・・・
抵抗、0ゆ・・・トルク指令゛d圧、0呻・・・電源、
善■・・・差動増幅器、ゆに)・・・フィルタ、(2)
(Qr□)、(ロ)(Qts)・・・制限器代理人
森本義弘
本発明の一実施例の構成図、第8図はトランジスタのコ
レクタ・エミッタ電圧と電流増幅率の関係を示すグラフ
、第4図は本発明の他の実施例の構成図、第5図は制限
器の他の実施例を示す構成図である。 (1)・・・回転子、(2)・・・位置検出器、(3)
・・・電機子巻線、(4)・・・差動増幅回路、(53
(7)・・・位置信号切換回路、(6)(8)・・・出
力トランジスタ群、as (1?+に)に)に)・・・
抵抗、0ゆ・・・トルク指令゛d圧、0呻・・・電源、
善■・・・差動増幅器、ゆに)・・・フィルタ、(2)
(Qr□)、(ロ)(Qts)・・・制限器代理人
森本義弘
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、多極着磁された永久磁石回転子と、一端が共通接続
された複数相の電機子巻線と、前記回転子と前記電機子
巻線との回転位置を検出する位置検出器と、前記電機子
巻線の各相に接続された前記相数に等しい組数のプッシ
ュプル出力トランジスタ対と、前記電機子巻線の電流を
検出1゛る第1の電流検出手段と、制御手段と、前記制
御手段を介して前記第1の電流検出手段の出力信号とモ
ータトルク指令入力信号との差を増幅する第1の増幅器
と、前記第1の増幅器の出力を前記位置検出器の出力に
応じて切換え、前記出力トランジスタ対の前記一方のト
ランジスタ群による前記電機子巻線の通電相を決定する
第1の位置信号切換手段と、前記一方のトランジスタ群
のベース電流に応じた信号を出力する第2の電流検出手
段と、前記第1及び第2の電流検出手段のそれぞれの出
力信号の差を増幅する第2の増幅器と、前記第2の増幅
器の出力を前記位置検出器の出力に応じて切換え、前記
出力トランジスタ対の他方のトランジスタ群による前記
電機子巻線の通゛4相を決定する第2の位置信号切換手
段と、前記他方のトランジスタ群のベース電流に応じた
信号を出力゛fる第8のwt並検出手段と、前記第1及
び第8の11流検出手段のそれぞれの出力信号の差を増
幅する第8の増幅器とを具備し、前記一方のトランジス
タ群のベース電流と前記第1の電流検出手段に流れる電
流の比を一定に保つよう前記他方のトランジスタ群の導
通状態を前記第2の増IIi器で制御するとともに、前
記他方のトランジスタ群のベース電流と前記第1の電流
検出手段に流れる電流の比が所定の値に達した場合は前
記*aa子巻線の電流を制限するように前記第8の差動
増幅器の出力信号で前記制御手段を制御して前記トルク
指令入力信号に応じたトルクを発生するようにしたブラ
シレスモータ。 2、 第2の電流検出手段として第1のカレントミラー
と第1の抵抗を用い、第1の増幅器として電流出力型の
差動増幅器を用し、前記電流出力を前記第1のカレント
ミラーで第1の位置信号切換器と前記第1の抵抗とに分
配し、前記第1の抵抗の両端の電圧を前記第2の1a流
検出手段の出力とTることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のブラシレスモータ。 8、第8の電流検出手段として第2のカレントミラーと
第2の抵抗を用い、第2の増幅器として電流出力型の差
動増幅器を用い、前記電流出力を前記第2のカレントミ
ラーで第2の位置信号切換器と前記第2の抵抗とに分配
し、前記第2の抵抗の両端の電圧を前記第8の電流検出
手段の出力とすることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のブラシレスモータ。 4、制御手段として、第8の抵抗とトランジスタを具備
し、前記第8の抵抗の一端をトルク指令入力信号の入力
端子とし、他端を第1の増幅器に接続するとともに前記
トランジスタのコレクタに直接或は第4の抵抗を介して
接続して出力端子とし、前記トランジスタのベースを制
限量制御のための制御端子とTる特許請求の範囲■1項
記載のブラシレスモータ。 5、第8の増幅器は、電機子巻線の直流を検出)る第4
の電流検出手段の出力信号と第3の1d流検出手段の出
力信号の差を増幅′す゛ることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載のブラシレスモータ。 6、 第8の増幅器と制限手段の間にローパスフィルタ
を挿入したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のブラシレスモータ。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58011858A JPS59139884A (ja) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | ブラシレスモ−タ |
US06/569,762 US4535276A (en) | 1983-01-12 | 1984-01-10 | Output circuit and brushless motor using the same |
GB08400669A GB2135483B (en) | 1983-01-12 | 1984-01-11 | Output circuit and brushless motor using the same |
DE19843401055 DE3401055A1 (de) | 1983-01-12 | 1984-01-12 | Treiberschaltung und diese verwendender buerstenloser motor |
US06/728,801 US4608524A (en) | 1983-01-12 | 1985-04-29 | Output circuit and brushless motor using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58011858A JPS59139884A (ja) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | ブラシレスモ−タ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59139884A true JPS59139884A (ja) | 1984-08-10 |
JPH0527352B2 JPH0527352B2 (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=11789419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58011858A Granted JPS59139884A (ja) | 1983-01-12 | 1983-01-26 | ブラシレスモ−タ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59139884A (ja) |
-
1983
- 1983-01-26 JP JP58011858A patent/JPS59139884A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0527352B2 (ja) | 1993-04-20 |
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