JPH05252788A - 台形（ｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌ）駆動型無整流子直流電動機の最適整流回路 - Google Patents
台形（ｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌ）駆動型無整流子直流電動機の最適整流回路Info
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- JPH05252788A JPH05252788A JP3350607A JP35060791A JPH05252788A JP H05252788 A JPH05252788 A JP H05252788A JP 3350607 A JP3350607 A JP 3350607A JP 35060791 A JP35060791 A JP 35060791A JP H05252788 A JPH05252788 A JP H05252788A
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- 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
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- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
- H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
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- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/15—Controlling commutation time
- H02P6/153—Controlling commutation time wherein the commutation is advanced from position signals phase in function of the speed
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2209/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the waveform of the supplied voltage or current
- H02P2209/07—Trapezoidal waveform
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 無整流子直流電動機の整流エンコーダの整流
信号を最適になるようにすること。 【構成】 整流パルスの整流角をモータの速度及び負荷
電流のアークタンジェントｔａｎ−１による値をＲＯＭ
に貯蔵し、このＲＯＭのアドレスをカウンタ及びその外
の電子回路によりアドレッシングして該当モータの速度
及び負荷電流に対応する整流前進角の値を読み出し、ま
た他のパターンＲＯＭのアドレッシングのため整流前進
角の値をプリセットアブルアップカウンタのプリセット
値としてその外の電子回路により整流パターンの１周期
をスケニングする。 【効果】 最適整流パターンを出力するようにしてモー
タの全範囲にわたった速度及びすべての負荷変動量に対
して最大のトルク及び効率を有し、さらに、トルクリプ
ルを抑制し逆トルクを発生させる回転子極性に反対され
る回転子永久磁石に反対極性が磁化される問題点を解決
する効果がある。
信号を最適になるようにすること。 【構成】 整流パルスの整流角をモータの速度及び負荷
電流のアークタンジェントｔａｎ−１による値をＲＯＭ
に貯蔵し、このＲＯＭのアドレスをカウンタ及びその外
の電子回路によりアドレッシングして該当モータの速度
及び負荷電流に対応する整流前進角の値を読み出し、ま
た他のパターンＲＯＭのアドレッシングのため整流前進
角の値をプリセットアブルアップカウンタのプリセット
値としてその外の電子回路により整流パターンの１周期
をスケニングする。 【効果】 最適整流パターンを出力するようにしてモー
タの全範囲にわたった速度及びすべての負荷変動量に対
して最大のトルク及び効率を有し、さらに、トルクリプ
ルを抑制し逆トルクを発生させる回転子極性に反対され
る回転子永久磁石に反対極性が磁化される問題点を解決
する効果がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は台形（ＴＲＡＰＥＺＯＩ
ＤＡＬ）駆動型無整流子直流電動機の最適整流回路に関
し、特に、整流信号を前進させるとともに、最適の整流
信号幅になるようにすることにより、無整流子直流電動
機の整流エンコーダの整流信号を最適になるようにした
台形駆動型無整流子直流電動機の最適整流回路に関す
る。
ＤＡＬ）駆動型無整流子直流電動機の最適整流回路に関
し、特に、整流信号を前進させるとともに、最適の整流
信号幅になるようにすることにより、無整流子直流電動
機の整流エンコーダの整流信号を最適になるようにした
台形駆動型無整流子直流電動機の最適整流回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、無整流子直流電動機において大
部分の固定子コイルの相整流は回転子極を感知するため
の感知素子であるセンサ（例えば、フォトトランジス
タ、ホール素子など）により回転子の極が感知される位
置、すなわち、整流パルスを任意の一定速度ω１に一致
させて整流パルスがこの速度ω１に該当するｔａｎ−１
ω１Ｌ／Ｒほど前進された感知素子板を回転方向に対し
て一定角後進配置した位置において検出した感知素子信
号のオン、オフ整流パルスにより電力素子（例えば、電
力トランジスタ）をオン、オフするゲーティングがなさ
れることにより固定子コイルに電流を流してなる。
部分の固定子コイルの相整流は回転子極を感知するため
の感知素子であるセンサ（例えば、フォトトランジス
タ、ホール素子など）により回転子の極が感知される位
置、すなわち、整流パルスを任意の一定速度ω１に一致
させて整流パルスがこの速度ω１に該当するｔａｎ−１
ω１Ｌ／Ｒほど前進された感知素子板を回転方向に対し
て一定角後進配置した位置において検出した感知素子信
号のオン、オフ整流パルスにより電力素子（例えば、電
力トランジスタ）をオン、オフするゲーティングがなさ
れることにより固定子コイルに電流を流してなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ように感知素子を特別な位置に固定させた場合、該当す
る速度にのみトルク及び効率が維持され、また、固定さ
せて製品をつくるためモータの量産及びこれに従う補修
が難しいという不都合があった。さらに、製品応用の際
定格に符合されるモータのみを用いるようになっている
ため融通性がないという問題もあった。
ように感知素子を特別な位置に固定させた場合、該当す
る速度にのみトルク及び効率が維持され、また、固定さ
せて製品をつくるためモータの量産及びこれに従う補修
が難しいという不都合があった。さらに、製品応用の際
定格に符合されるモータのみを用いるようになっている
ため融通性がないという問題もあった。
【０００４】したがって、本発明は前記のような点に鑑
み、相コイルと回転子位置感知素子等の位置を一致させ
た整流パルスよりモータ速度ω及び負荷電流ｉに応じて
ｔａｎ−１関数から与えられる前進角（α゜＝ｔａｎ
−１（ω，ｉ））ほど位置を前進させ、整流パルス幅も
変化させることにより最適整流を実現することができる
台形駆動型無整流子直流電動機の最適整流回路を提供す
ることを目的とする。
み、相コイルと回転子位置感知素子等の位置を一致させ
た整流パルスよりモータ速度ω及び負荷電流ｉに応じて
ｔａｎ−１関数から与えられる前進角（α゜＝ｔａｎ
−１（ω，ｉ））ほど位置を前進させ、整流パルス幅も
変化させることにより最適整流を実現することができる
台形駆動型無整流子直流電動機の最適整流回路を提供す
ることを目的とする。
【０００５】本発明の他の目的はモータの速度の全範囲
とモータの負荷量の全範囲内において、最大トルク及び
最大効率を有するようにする最適整流及び最適整流パル
スの幅を実現する最適整流回路を提供することにより相
コイルの結線方法や通電方法に関係なしに適用すること
ができ、回転速度及び負荷変動の全範囲内において最大
の効率及びトルクを実現することである。
とモータの負荷量の全範囲内において、最大トルク及び
最大効率を有するようにする最適整流及び最適整流パル
スの幅を実現する最適整流回路を提供することにより相
コイルの結線方法や通電方法に関係なしに適用すること
ができ、回転速度及び負荷変動の全範囲内において最大
の効率及びトルクを実現することである。
【０００６】さらに、本発明の他の目的は回転子の位置
感知素子の位置はすべてのモータにおいて、同様な位置
になるようにして回転子の位置感知素子を設定しやすく
することによりモータの量産及びこれにしたがう補修を
容易にすることである。
感知素子の位置はすべてのモータにおいて、同様な位置
になるようにして回転子の位置感知素子を設定しやすく
することによりモータの量産及びこれにしたがう補修を
容易にすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の台形駆動型無整流子直流電動機の最適整流回路
は、整流パルスの整流前進角αをモータの速度ω及び負
荷電流ｉのアークタンジェント（ｔａｎ−１）に従う値
を貯蔵するαＲＯＭと、αＲＯＭのアドレス端子（Ａ０
〜Ａ１１）にアドレス信号を印加するαＲＯＭアドレッ
シング部と、前記αＲＯＭアドレッシング部の出力信号
に応じてαＲＯＭから読み出された現在モータの速度ω
及び負荷電流ｉに対応する整流前進角αをプリセット値
とし、基準整流信号ＮＡごと前記整流前進角αにプリセ
ットされた２進カウンタの出力をクロック信号としてア
ップカウンティングをするプリセットアブルアップカウ
ンタと、そして、パターンＲＯＭからモータの起動のた
めの起動整流パターンを出力させるための整流信号（Ｎ
Ａ〜ＮＣ，ＳＡ〜ＳＣ）と、モータの駆動状態でパター
ンＲＯＭから駆動整流パターンを出力させるための前記
プリセットアブルアップカウンタの出力信号の中の一つ
を信号選択部の出力信号に応じて選択するデータセレク
タとで構成されたパターンＲＯＭアドレッシング部と、
前記データセレクタに選択信号Ｓを出力する信号選択部
と、整流信号（ＮＡ〜ＮＣ，ＳＡ〜ＳＣ）により起動整
流パターンを出力させるかプリセットアブルアップカウ
ンタの出力信号により駆動整流パターンを出力するパタ
ーンＲＯＭと、前記パターンＲＯＭにモータの逆方向あ
るいは正方向回転に応じて選択された信号を出力するモ
ータの正／逆回転選択部とからなる。
本発明の台形駆動型無整流子直流電動機の最適整流回路
は、整流パルスの整流前進角αをモータの速度ω及び負
荷電流ｉのアークタンジェント（ｔａｎ−１）に従う値
を貯蔵するαＲＯＭと、αＲＯＭのアドレス端子（Ａ０
〜Ａ１１）にアドレス信号を印加するαＲＯＭアドレッ
シング部と、前記αＲＯＭアドレッシング部の出力信号
に応じてαＲＯＭから読み出された現在モータの速度ω
及び負荷電流ｉに対応する整流前進角αをプリセット値
とし、基準整流信号ＮＡごと前記整流前進角αにプリセ
ットされた２進カウンタの出力をクロック信号としてア
ップカウンティングをするプリセットアブルアップカウ
ンタと、そして、パターンＲＯＭからモータの起動のた
めの起動整流パターンを出力させるための整流信号（Ｎ
Ａ〜ＮＣ，ＳＡ〜ＳＣ）と、モータの駆動状態でパター
ンＲＯＭから駆動整流パターンを出力させるための前記
プリセットアブルアップカウンタの出力信号の中の一つ
を信号選択部の出力信号に応じて選択するデータセレク
タとで構成されたパターンＲＯＭアドレッシング部と、
前記データセレクタに選択信号Ｓを出力する信号選択部
と、整流信号（ＮＡ〜ＮＣ，ＳＡ〜ＳＣ）により起動整
流パターンを出力させるかプリセットアブルアップカウ
ンタの出力信号により駆動整流パターンを出力するパタ
ーンＲＯＭと、前記パターンＲＯＭにモータの逆方向あ
るいは正方向回転に応じて選択された信号を出力するモ
ータの正／逆回転選択部とからなる。
【０００８】本発明はモータの速度及び範囲とモータの
すべての負荷量の変動にわたって最大トルク及び最大効
率を有するようにする最適整流を実現する最適整流回路
であり、相コイルの結線方法や通電方法に関係なしに適
用することができ、さらに、整流パルスが任意の速度ω
１及び一つの一定な負荷電流ｉ１に該当するｔａｎ−１
（ω１，ｉ１）ほど前進されたすなわち、回転方向に対
して一定角ほど後進配置された状態に回転子位置感知素
子を手動に調整しておくことにより、任意の一つの回転
速度ω１及び一つの一定な負荷電流ｉ１でのみ最大の効
率及びトルクを発生させる従来の方法に比べ、回転速度
ω及び負荷変動の全範囲内において最大の効率及びトル
クを実現することができ、回転子位置感知素子を設定し
やすいようにしてモータの量産性を可能にし、これによ
って、補修が容易であり、さらに、一つの回転子位置感
知素子等だけにも正／逆方向の回転を可能にすることが
できる。
すべての負荷量の変動にわたって最大トルク及び最大効
率を有するようにする最適整流を実現する最適整流回路
であり、相コイルの結線方法や通電方法に関係なしに適
用することができ、さらに、整流パルスが任意の速度ω
１及び一つの一定な負荷電流ｉ１に該当するｔａｎ−１
（ω１，ｉ１）ほど前進されたすなわち、回転方向に対
して一定角ほど後進配置された状態に回転子位置感知素
子を手動に調整しておくことにより、任意の一つの回転
速度ω１及び一つの一定な負荷電流ｉ１でのみ最大の効
率及びトルクを発生させる従来の方法に比べ、回転速度
ω及び負荷変動の全範囲内において最大の効率及びトル
クを実現することができ、回転子位置感知素子を設定し
やすいようにしてモータの量産性を可能にし、これによ
って、補修が容易であり、さらに、一つの回転子位置感
知素子等だけにも正／逆方向の回転を可能にすることが
できる。
【０００９】本発明の目的に関連してより向上された整
流方法はモータの速度及び負荷量に応じて相電流のスイ
ッチング位置を変化させるものであり、かかるスイッチ
ング位置の変化はモータの速度及び負荷量、すなわち電
機子の反作用に応ずる角度に基づいて与えられる。
流方法はモータの速度及び負荷量に応じて相電流のスイ
ッチング位置を変化させるものであり、かかるスイッチ
ング位置の変化はモータの速度及び負荷量、すなわち電
機子の反作用に応ずる角度に基づいて与えられる。
【００１０】一つの相コイルから発生されるトルクはそ
のコイルに流れる電流に比例し、コイルに流れる電流は
コイルの結線方法（Ｙ−結線、Δ−結線あるいは相独立
結線）や通電方法すなわち、ユニポーラ（半波駆動）あ
るいはバイポーラ（全波駆動）に関係なしに相コイルに
加わった電圧よりα゜＝ｔａｎ−１（ω，ｉ）ほど遅く
流れる。すなわち、感知素子による回転子極の感知位置
は該当相コイルの位置よりα゜＝ｔａｎ−１（ω，ｉ）
ほど先立ったところがスイッチング位置となる。
のコイルに流れる電流に比例し、コイルに流れる電流は
コイルの結線方法（Ｙ−結線、Δ−結線あるいは相独立
結線）や通電方法すなわち、ユニポーラ（半波駆動）あ
るいはバイポーラ（全波駆動）に関係なしに相コイルに
加わった電圧よりα゜＝ｔａｎ−１（ω，ｉ）ほど遅く
流れる。すなわち、感知素子による回転子極の感知位置
は該当相コイルの位置よりα゜＝ｔａｎ−１（ω，ｉ）
ほど先立ったところがスイッチング位置となる。
【００１１】最大トルク及び最大効率を得るためには、
モータの速度ω及び固定子コイルに流れる負荷電流ｉに
応じてスイッチング位置が変わらなければならない。
モータの速度ω及び固定子コイルに流れる負荷電流ｉに
応じてスイッチング位置が変わらなければならない。
【００１２】一方、整流パルス幅も最大効率を有する幅
で調整しなければならないが、前記該当コイルの位置に
応じた整流幅より小さすぎれば最大トルクが発生せず、
その以上のパルス幅であると逆トルクが発生されて効率
が低下される。したがって、最大トルク及び効率を得る
ためには相コイルと回転子位置感知素子の位置を一致さ
せた整流パルスよりモータの速度ω及び負荷電流ｉに応
じてα゜＝ｔａｎ−１（ω，ｉ）ほどスイッチング位置
を前進させなければならないし、また、最大効率を有す
るように整流パルス幅も変化させなければならない。
で調整しなければならないが、前記該当コイルの位置に
応じた整流幅より小さすぎれば最大トルクが発生せず、
その以上のパルス幅であると逆トルクが発生されて効率
が低下される。したがって、最大トルク及び効率を得る
ためには相コイルと回転子位置感知素子の位置を一致さ
せた整流パルスよりモータの速度ω及び負荷電流ｉに応
じてα゜＝ｔａｎ−１（ω，ｉ）ほどスイッチング位置
を前進させなければならないし、また、最大効率を有す
るように整流パルス幅も変化させなければならない。
【００１３】
【実施例】これを実現する具体的な実施例が次に詳細に
記述される。図１は整流パルスの前進角α゜をモータの
速度ω及び負荷電流ｉの関数で与えられた曲線を示すも
のであって、その関数関係はα゜＝ｔａｎ−１（ω，
ｉ）と与えられる。ここで、モータの速度ωに対する影
響は連続的に、負荷電流ｉに対する影響は離散的に示
す。さらに、ここでωとｉを置換してグラフに示すこと
ができる。すなわち、ｉを横軸の連続量とするとき、ω
に関係する曲線は離散的に与えるだろう。
記述される。図１は整流パルスの前進角α゜をモータの
速度ω及び負荷電流ｉの関数で与えられた曲線を示すも
のであって、その関数関係はα゜＝ｔａｎ−１（ω，
ｉ）と与えられる。ここで、モータの速度ωに対する影
響は連続的に、負荷電流ｉに対する影響は離散的に示
す。さらに、ここでωとｉを置換してグラフに示すこと
ができる。すなわち、ｉを横軸の連続量とするとき、ω
に関係する曲線は離散的に与えるだろう。
【００１４】図２は本発明の最適整流回路が付加された
４極３相Ｙ結線バイポーラ無整流子直流電動機の制御ブ
ロック図を示すものである。図２に示すように無整流子
直流電動機は、電源供給回路１、スイッチング増幅回路
２、スイッチング回路３、速度調節回路４、周波数−電
圧変換器５、本発明の最適整流回路６、固定子相コイル
に連結された電力スイッチング回路７と回転子位置感知
素子等及び回転シャッターとで構成された整流エンコー
ダと、速度感知素子及びスリットディスクで構成された
速度エンコーダ及び回転子からなるモータ部８とで構成
した。
４極３相Ｙ結線バイポーラ無整流子直流電動機の制御ブ
ロック図を示すものである。図２に示すように無整流子
直流電動機は、電源供給回路１、スイッチング増幅回路
２、スイッチング回路３、速度調節回路４、周波数−電
圧変換器５、本発明の最適整流回路６、固定子相コイル
に連結された電力スイッチング回路７と回転子位置感知
素子等及び回転シャッターとで構成された整流エンコー
ダと、速度感知素子及びスリットディスクで構成された
速度エンコーダ及び回転子からなるモータ部８とで構成
した。
【００１５】前記モータ部８の回転子位置感知素子及び
回転シャッターで構成された整流エンコーダから整流信
号（ＮＡ，ＮＢ，ＮＣ，ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ）を本発明の
最適整流回路６に入力して最適整流信号（ＮＡＯ，Ｎ
ＢＯ，ＮＣＯ，ＳＡＯ，ＳＢＯ，ＳＣＯ）を電力スイッ
チング回路７に印加するように構成された直流電動機の
制御システムの動作を説明すると次のとおりである。
回転シャッターで構成された整流エンコーダから整流信
号（ＮＡ，ＮＢ，ＮＣ，ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ）を本発明の
最適整流回路６に入力して最適整流信号（ＮＡＯ，Ｎ
ＢＯ，ＮＣＯ，ＳＡＯ，ＳＢＯ，ＳＣＯ）を電力スイッ
チング回路７に印加するように構成された直流電動機の
制御システムの動作を説明すると次のとおりである。
【００１６】スイッチング増幅回路２はスイッチング回
路３の出力信号に応じて電源供給回路１から印加された
電圧を増幅して電力スイッチング回路７に印加する。こ
のとき、モータ部８の整流エンコーダに予め設定して置
いた回転子位置感知素子（Ｓ１〜Ｓ６）［図３参照］か
らの整流信号（ＮＡ，ＮＢ，ＮＣ，ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ）
が最適整流回路６に印加されると、最適整流回路６はこ
の整流信号が最適になるようにモータの速度ω及び負荷
電流ｉに応じて整流信号を前進させ、これと同時に最適
の整流信号の幅になるようにして最適整流信号
（ＮＡＯ，ＮＢＯ，ＮＣＯ，ＳＡＯ，ＳＢＯ，ＳＣＯ）
を電力スイッチング回路７の該当電力段に出力させる。
路３の出力信号に応じて電源供給回路１から印加された
電圧を増幅して電力スイッチング回路７に印加する。こ
のとき、モータ部８の整流エンコーダに予め設定して置
いた回転子位置感知素子（Ｓ１〜Ｓ６）［図３参照］か
らの整流信号（ＮＡ，ＮＢ，ＮＣ，ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ）
が最適整流回路６に印加されると、最適整流回路６はこ
の整流信号が最適になるようにモータの速度ω及び負荷
電流ｉに応じて整流信号を前進させ、これと同時に最適
の整流信号の幅になるようにして最適整流信号
（ＮＡＯ，ＮＢＯ，ＮＣＯ，ＳＡＯ，ＳＢＯ，ＳＣＯ）
を電力スイッチング回路７の該当電力段に出力させる。
【００１７】一方、周波数−電圧変換器５はスリットデ
ィスクと速度感知素子とで構成された速度エンコーダか
らモータの回転速度（ｒ．ｐ．ｍ．）、すなわち、周波
数を受けてこの周波数に該当する電圧で変換せしめて基
準電圧（Ｖｒｅｆ）が印加される速度調節回路４に印加
し、速度調節回路４は基準電圧と周波数−電圧変換器５
の出力電圧を比較して差電圧をスイッチング回路３に印
加する。したがって、スイッチング回路３は前記スイッ
チング増幅回路２に印加される電圧をパルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）により制御するかあるいは電源供給回路１のＳＣ
Ｒ点弧角を制御して無整流子直流電動機の速度を制御す
るようになる。
ィスクと速度感知素子とで構成された速度エンコーダか
らモータの回転速度（ｒ．ｐ．ｍ．）、すなわち、周波
数を受けてこの周波数に該当する電圧で変換せしめて基
準電圧（Ｖｒｅｆ）が印加される速度調節回路４に印加
し、速度調節回路４は基準電圧と周波数−電圧変換器５
の出力電圧を比較して差電圧をスイッチング回路３に印
加する。したがって、スイッチング回路３は前記スイッ
チング増幅回路２に印加される電圧をパルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）により制御するかあるいは電源供給回路１のＳＣ
Ｒ点弧角を制御して無整流子直流電動機の速度を制御す
るようになる。
【００１８】図３は、本発明に適用されるモータ部８の
４極３相Ｙ結線バイポーラ無整流子直流電動機である場
合、相コイルと回転子位置感知素子との関係を示すモー
タ部の側面図である。
４極３相Ｙ結線バイポーラ無整流子直流電動機である場
合、相コイルと回転子位置感知素子との関係を示すモー
タ部の側面図である。
【００１９】Ａ相、Ｂ相、Ｃ相がＹ結線された相コイル
のＡ相に二つずつのＮ，Ｓ極を有する回転子のＮ極を感
知させてやる感知素子Ｓ１を設置し、Ｓ極を感知させて
やる感知素子Ｓ４は前記感知素子Ｓ１と９０゜位相差を
もって設置する。
のＡ相に二つずつのＮ，Ｓ極を有する回転子のＮ極を感
知させてやる感知素子Ｓ１を設置し、Ｓ極を感知させて
やる感知素子Ｓ４は前記感知素子Ｓ１と９０゜位相差を
もって設置する。
【００２０】さらに、前記コイル相のＡ相と３０゜位相
差があるＢ相のためＢ相に回転子のＮ極を感知させてや
る感知素子Ｓ２前記感知素子Ｓ１と３０゜位相差をもっ
て設置し、回転子のＳ極を感知させてやる感知素子Ｓ５
は前記感知素子Ｓ４と３０゜位相差をもって設置し、前
記コイル相のＢ相と３０゜位相差があるＣ相のためＣ相
に回転子のＮ極を感知させてやる感知素子Ｓ３は前記感
知素子Ｓ２より３０゜位相差をもって設置し、回転子の
Ｓ極を感知させてやる感知素子Ｓ６は前記感知素子Ｓ５
より３０゜位相差をもって設置した。
差があるＢ相のためＢ相に回転子のＮ極を感知させてや
る感知素子Ｓ２前記感知素子Ｓ１と３０゜位相差をもっ
て設置し、回転子のＳ極を感知させてやる感知素子Ｓ５
は前記感知素子Ｓ４と３０゜位相差をもって設置し、前
記コイル相のＢ相と３０゜位相差があるＣ相のためＣ相
に回転子のＮ極を感知させてやる感知素子Ｓ３は前記感
知素子Ｓ２より３０゜位相差をもって設置し、回転子の
Ｓ極を感知させてやる感知素子Ｓ６は前記感知素子Ｓ５
より３０゜位相差をもって設置した。
【００２１】図４は、４極３相Ｙ結線バイポーラ無整流
子直流電動機のための回転子の感知素子をフォトトラン
ジスタとして用いるための回転シャッターと回転子極と
の位置関係を示すものである。
子直流電動機のための回転子の感知素子をフォトトラン
ジスタとして用いるための回転シャッターと回転子極と
の位置関係を示すものである。
【００２２】回転シャッターのオン部分とオフ部分との
境界を回転子のＮ極とＳ極との境界面に一致させ、回転
シャッターのオン部分は６０゜より大きく（６２゜）
し、１２０°より小さい（１１８゜）オフ部分を設け
（このとき、オン部分＋オフ部分＝１８０゜）、前記オ
フ部分の側に再びオン部分を６０゜より大きく（６２
゜）設ける。
境界を回転子のＮ極とＳ極との境界面に一致させ、回転
シャッターのオン部分は６０゜より大きく（６２゜）
し、１２０°より小さい（１１８゜）オフ部分を設け
（このとき、オン部分＋オフ部分＝１８０゜）、前記オ
フ部分の側に再びオン部分を６０゜より大きく（６２
゜）設ける。
【００２３】図５は回転シャッターの斜視図であり、フ
ォトトランジスタ用として考案したため使用が便利で、
モータ軸の偏心及び回転子位置感知素子の設置に従う偏
心により整流パルス幅が影響を受けないように顧慮した
整流エンコーダのうち回転シャッターの様子を示すもの
である。
ォトトランジスタ用として考案したため使用が便利で、
モータ軸の偏心及び回転子位置感知素子の設置に従う偏
心により整流パルス幅が影響を受けないように顧慮した
整流エンコーダのうち回転シャッターの様子を示すもの
である。
【００２４】図６は、モータ部８の整流エンコーダを構
成する回転子位置感知素子（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，
Ｓ５，Ｓ６）から発生されて最適整流回路６に入力され
る整流信号（ＮＡ，ＮＢ，ＮＣ，ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ）を
示すものである。
成する回転子位置感知素子（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，
Ｓ５，Ｓ６）から発生されて最適整流回路６に入力され
る整流信号（ＮＡ，ＮＢ，ＮＣ，ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ）を
示すものである。
【００２５】図７は、図２の電力スイッチング回路７の
詳細回路図であって、トランジスタ（Ｑ１，Ｑ４）及び
Ａ相コイルＬＡで構成されたＡ相スイッチング部７１
と、トランジスタ（Ｑ２，Ｑ５）及びＢ相コイルＬＢで
構成されたＢ相スイッチング部７２と、トランジスタ
（Ｑ３，Ｑ６）及びＣ相コイルＬＣで構成されたＣ相ス
イッチング部７３とからなり、前記Ａ相、Ｂ相及びＣ相
スイッチング部（７１〜７３）のトランジスタ（Ｑ１，
Ｑ２，Ｑ３）のベース端子には最適整流信号（ＮＡ Ｏ，
ＮＢＯ，ＮＣＯ）をそれぞれ印加し、トランジスタ（Ｑ
４，Ｑ５，Ｑ６）のベース端子には最適整流信号（Ｓ
ＡＯ，ＳＢＯ，ＳＣＯ）をそれぞれ印加するように連結
構成する。
詳細回路図であって、トランジスタ（Ｑ１，Ｑ４）及び
Ａ相コイルＬＡで構成されたＡ相スイッチング部７１
と、トランジスタ（Ｑ２，Ｑ５）及びＢ相コイルＬＢで
構成されたＢ相スイッチング部７２と、トランジスタ
（Ｑ３，Ｑ６）及びＣ相コイルＬＣで構成されたＣ相ス
イッチング部７３とからなり、前記Ａ相、Ｂ相及びＣ相
スイッチング部（７１〜７３）のトランジスタ（Ｑ１，
Ｑ２，Ｑ３）のベース端子には最適整流信号（ＮＡ Ｏ，
ＮＢＯ，ＮＣＯ）をそれぞれ印加し、トランジスタ（Ｑ
４，Ｑ５，Ｑ６）のベース端子には最適整流信号（Ｓ
ＡＯ，ＳＢＯ，ＳＣＯ）をそれぞれ印加するように連結
構成する。
【００２６】前記のように構成された電力スイッチング
回路７は本発明の最適整流回路６から出力される最適整
流信号（ＮＡＯ，ＮＢＯ，ＮＣＯ，ＳＡＯ，ＳＢＯ，Ｓ
ＣＯ）を受けて駆動されるが、このとき、前記モータ部
８の整流エンコーダの感知素子Ｓ１から回転子のＮ極を
感知するようになると、この感知された信号は最適整流
回路６を通じて電力スイッチング回路７のＡ相スイッチ
ング部７１のトランジスタＱ１のベース端子に印加され
るのでトランジスタＱ１をオンさせ、同時にモータ部８
の整流エンコーダの感知素子Ｓ５から回転子のＳ極を感
知するようになると、この感知された信号は最適整流回
路６を通じて電力スイッチング回路７のＢ相スイッチン
グ部７２のトランジスタＱ５のベース端子に印加されて
オンされるので、直流供給電圧ＶＤＣがトランジスタＱ
１、Ａ相コイルＬＡ、トランジスタＱ５を通じてＡ相コ
イルＬＡからＢ相コイルＬＢに流れる。このとき、トラ
ンジスタＱ５がオフされるとともにトランジスタＱ６が
オンとなることに従いＡ相コイルＬＡからＢ相コイルＬ
Ｂに流れていた電流がＣ相コイルＬＣに流れるようにな
る。次に、トランジスタＱ１がオフされトランジタＱ２
がオンとなると、このときにもトランジスタＱ６はオン
となっているので、直流供給電圧ＶＤＣがトランジスタ
Ｑ２、Ｂ相コイルＬＢ、Ｃ相コイルＬＣ、トランジスタ
Ｑ６を通じてＢ相コイルＬＢからＣ相コイルＬＣに流れ
る。このとき、トランジスタＱ６がオフされ、同時にト
ランジスタＱ４がオンとなることに従いＢ相コイルＬＢ
からＡ相コイルＬＡに流れるようになる。次に、トラン
ジスタＱ２がオフされトランジスタＱ３がオンとなる
と、このときにもトランジスタＱ４はオンとなっている
ので、直流供給電圧ＶＤＣがトランジスタＱ３、Ｃ相コ
イルＬＣ、Ａ相コイルＬＡ、トランジスタＱ４を通じて
Ｃ相コイルＬＣからＡ相コイルＬＡに電流が流れる。こ
のとき、トランジスタＱ４がオフされ、同時にトランジ
スタＱ５がオンとなることに従いＣ相コイルＬＣからＡ
相コイルＬＡに流れていた電流がＣ相コイルＬＣからＢ
相コイルＬＢに流れるようになる。このように、最適整
流信号（ＮＡ Ｏ，ＮＢＯ，ＮＣＯ，ＳＡＯ，ＳＢＯ，Ｓ
ＣＯ）に応じて電力トランジスタ（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，
Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６）を一定なシーケンスでオンオフさせ
ることにより、回転子極に該当する電流が流れてトルク
を発生させるようにするものである。
回路７は本発明の最適整流回路６から出力される最適整
流信号（ＮＡＯ，ＮＢＯ，ＮＣＯ，ＳＡＯ，ＳＢＯ，Ｓ
ＣＯ）を受けて駆動されるが、このとき、前記モータ部
８の整流エンコーダの感知素子Ｓ１から回転子のＮ極を
感知するようになると、この感知された信号は最適整流
回路６を通じて電力スイッチング回路７のＡ相スイッチ
ング部７１のトランジスタＱ１のベース端子に印加され
るのでトランジスタＱ１をオンさせ、同時にモータ部８
の整流エンコーダの感知素子Ｓ５から回転子のＳ極を感
知するようになると、この感知された信号は最適整流回
路６を通じて電力スイッチング回路７のＢ相スイッチン
グ部７２のトランジスタＱ５のベース端子に印加されて
オンされるので、直流供給電圧ＶＤＣがトランジスタＱ
１、Ａ相コイルＬＡ、トランジスタＱ５を通じてＡ相コ
イルＬＡからＢ相コイルＬＢに流れる。このとき、トラ
ンジスタＱ５がオフされるとともにトランジスタＱ６が
オンとなることに従いＡ相コイルＬＡからＢ相コイルＬ
Ｂに流れていた電流がＣ相コイルＬＣに流れるようにな
る。次に、トランジスタＱ１がオフされトランジタＱ２
がオンとなると、このときにもトランジスタＱ６はオン
となっているので、直流供給電圧ＶＤＣがトランジスタ
Ｑ２、Ｂ相コイルＬＢ、Ｃ相コイルＬＣ、トランジスタ
Ｑ６を通じてＢ相コイルＬＢからＣ相コイルＬＣに流れ
る。このとき、トランジスタＱ６がオフされ、同時にト
ランジスタＱ４がオンとなることに従いＢ相コイルＬＢ
からＡ相コイルＬＡに流れるようになる。次に、トラン
ジスタＱ２がオフされトランジスタＱ３がオンとなる
と、このときにもトランジスタＱ４はオンとなっている
ので、直流供給電圧ＶＤＣがトランジスタＱ３、Ｃ相コ
イルＬＣ、Ａ相コイルＬＡ、トランジスタＱ４を通じて
Ｃ相コイルＬＣからＡ相コイルＬＡに電流が流れる。こ
のとき、トランジスタＱ４がオフされ、同時にトランジ
スタＱ５がオンとなることに従いＣ相コイルＬＣからＡ
相コイルＬＡに流れていた電流がＣ相コイルＬＣからＢ
相コイルＬＢに流れるようになる。このように、最適整
流信号（ＮＡ Ｏ，ＮＢＯ，ＮＣＯ，ＳＡＯ，ＳＢＯ，Ｓ
ＣＯ）に応じて電力トランジスタ（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，
Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６）を一定なシーケンスでオンオフさせ
ることにより、回転子極に該当する電流が流れてトルク
を発生させるようにするものである。
【００２７】本発明は前記モータ部８の整流エンコーダ
の感知素子（Ｓ１〜Ｓ６）から回転子のＮ極、Ｓ極を感
知した信号（ＮＡ，ＮＢ，ＮＣ，ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ：図
６）を受けて最適整流を実現して最適整流信号
（ＮＡＯ，ＮＢＯ，ＮＣＯ，ＳＡＯ，ＳＢＯ，ＳＣＯ）
を電力スイッチング回路７に出力する最適整流回路に関
するものである。
の感知素子（Ｓ１〜Ｓ６）から回転子のＮ極、Ｓ極を感
知した信号（ＮＡ，ＮＢ，ＮＣ，ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ：図
６）を受けて最適整流を実現して最適整流信号
（ＮＡＯ，ＮＢＯ，ＮＣＯ，ＳＡＯ，ＳＢＯ，ＳＣＯ）
を電力スイッチング回路７に出力する最適整流回路に関
するものである。
【００２８】本発明の台形駆動型無整流子直流電動機の
最適整流回路６の詳細図を図９に示す。この回路の構成
は次のとおりである。モータの速度ω及び負荷電流ｉの
アークタンジェントｔａｎ−１に従う整流パルスの整流
前進角αを値を貯蔵しているαＲＯＭ４０と、αＲＯＭ
４０のアドレス端子（Ａ０〜Ａ１１）にアドレス信号を
印加するαＲＯＭアドレッシング部１１０と、前記αＲ
ＯＭアドレッシング部１１０の出力信号に応じてαＲＯ
Ｍ４０から読み出された現在モータの速度ω及び負荷電
流ｉに対応する整流前進角αをプリセット値とし、基準
整流信号ＮＡごと前記整流前進角αにプリセットされた
２進カウンタ１９の出力をクロック信号としてアップカ
ウンティングをするプリセットアブルアップカウンタ５
０、５１と、そしてパターンＲＯＭ７０からモータの起
動のための起動整流パターンを出力させるための整流信
号（ＮＡ〜ＮＣ，ＳＡ〜ＳＣ）と、モータの駆動状態で
パターンＲＯＭ７０から駆動整流パターンを出力させる
ための前記プリセットアブルアップカウンタ５０、５１
の出力信号の中の一つを信号選択部１００の出力信号に
応じて選択するデータセレクタ６０、６１とで構成され
たパターンＲＯＭアドレッシング部１２０と、前記パタ
ーンＲＯＭアドレッシング部のデータセレクタ６０、６
１に起動／駆動状態を選択するための信号Ｓを出力する
起動／駆動信号選択部１００と、整流信号（ＮＡ〜
ＮＣ，ＳＡ〜ＳＣ）により起動整流パターンを出力させ
るか、前記パターンＲＯＭアドレッシング部１２０のプ
リセットアブルアップカウンタ５０、５１の出力信号に
より駆動整流パターンを出力するパターンＲＯＭ７０
と、前記パターンＲＯＭ７０にモータの逆方向あるいは
正方向回転に応じて選択された信号を出力するモータの
正／逆回転選択部９０とからなる。前記αＲＯＭアドレ
ッシング部１１０はモータの速度感知素子からのスリッ
トパルスＳＰを逓倍するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋ
ｅｄ Ｌｏｏｐ）ＩＣ１０及び２進カウンタ１１と、整
流信号ＮＡのネガチブエッジに同期されてサンプルパル
スを出力する単安定回路１２と、前記単安定回路１２の
出力Ｑであるサンプルパルスのネガチブエッジに同期さ
れてロードパルスを出力する単安定回路１３と、電流感
知素子（Ｃ．Ｔ．：ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒ
ｍｅｒ）により感知された負荷電流ｉを電圧に変換して
ゲインを調節する演算増幅器１４と、前記演算増幅器１
４によりゲインが調整された電圧を周波数で変換する電
圧−周波数変換器１５と、トランジスタ１６によりレベ
ルが調節された前記電圧−周波数変換器１５の出力信号
と前記単安定回路１２の出力を論理積するＡＮＤゲート
１８と、前記ＰＬＬ ＩＣ１０の出力Ｖｃｏと単安定回
路１２の出力を論理積するＡＮＤゲート１７の出力をク
ロック信号として前記単安定回路１２のサンプルパルス
幅の間カウントする８ビット２進アップカウンタ２０
と、前記ＡＮＤゲート１８によりサンプルされた変換周
波数をクロック信号とする２進アップカウンタ２１と、
前記単安定回路１３から出力されたロードパルスをロー
ド信号ＬＤとしてサンプルパルス幅の間カウンティング
されたカウンタ２０、２１の出力を前記αＲＯＭ４０の
下位８ビットアドレス信号（Ａ０〜Ａ７）に印加するレ
ジスタ３０、３１と、前記単安定回路１３から出力され
たロードパルスをロード信号ＬＤとしてサンプルパルス
幅の間カウンティングされた前記カウンタ２１の出力を
前記αＲＯＭ４０の上位４ビットアドレス信号（Ａ８〜
Ａ１１）に印加するレジスタ３２とで構成される。
最適整流回路６の詳細図を図９に示す。この回路の構成
は次のとおりである。モータの速度ω及び負荷電流ｉの
アークタンジェントｔａｎ−１に従う整流パルスの整流
前進角αを値を貯蔵しているαＲＯＭ４０と、αＲＯＭ
４０のアドレス端子（Ａ０〜Ａ１１）にアドレス信号を
印加するαＲＯＭアドレッシング部１１０と、前記αＲ
ＯＭアドレッシング部１１０の出力信号に応じてαＲＯ
Ｍ４０から読み出された現在モータの速度ω及び負荷電
流ｉに対応する整流前進角αをプリセット値とし、基準
整流信号ＮＡごと前記整流前進角αにプリセットされた
２進カウンタ１９の出力をクロック信号としてアップカ
ウンティングをするプリセットアブルアップカウンタ５
０、５１と、そしてパターンＲＯＭ７０からモータの起
動のための起動整流パターンを出力させるための整流信
号（ＮＡ〜ＮＣ，ＳＡ〜ＳＣ）と、モータの駆動状態で
パターンＲＯＭ７０から駆動整流パターンを出力させる
ための前記プリセットアブルアップカウンタ５０、５１
の出力信号の中の一つを信号選択部１００の出力信号に
応じて選択するデータセレクタ６０、６１とで構成され
たパターンＲＯＭアドレッシング部１２０と、前記パタ
ーンＲＯＭアドレッシング部のデータセレクタ６０、６
１に起動／駆動状態を選択するための信号Ｓを出力する
起動／駆動信号選択部１００と、整流信号（ＮＡ〜
ＮＣ，ＳＡ〜ＳＣ）により起動整流パターンを出力させ
るか、前記パターンＲＯＭアドレッシング部１２０のプ
リセットアブルアップカウンタ５０、５１の出力信号に
より駆動整流パターンを出力するパターンＲＯＭ７０
と、前記パターンＲＯＭ７０にモータの逆方向あるいは
正方向回転に応じて選択された信号を出力するモータの
正／逆回転選択部９０とからなる。前記αＲＯＭアドレ
ッシング部１１０はモータの速度感知素子からのスリッ
トパルスＳＰを逓倍するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋ
ｅｄ Ｌｏｏｐ）ＩＣ１０及び２進カウンタ１１と、整
流信号ＮＡのネガチブエッジに同期されてサンプルパル
スを出力する単安定回路１２と、前記単安定回路１２の
出力Ｑであるサンプルパルスのネガチブエッジに同期さ
れてロードパルスを出力する単安定回路１３と、電流感
知素子（Ｃ．Ｔ．：ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒ
ｍｅｒ）により感知された負荷電流ｉを電圧に変換して
ゲインを調節する演算増幅器１４と、前記演算増幅器１
４によりゲインが調整された電圧を周波数で変換する電
圧−周波数変換器１５と、トランジスタ１６によりレベ
ルが調節された前記電圧−周波数変換器１５の出力信号
と前記単安定回路１２の出力を論理積するＡＮＤゲート
１８と、前記ＰＬＬ ＩＣ１０の出力Ｖｃｏと単安定回
路１２の出力を論理積するＡＮＤゲート１７の出力をク
ロック信号として前記単安定回路１２のサンプルパルス
幅の間カウントする８ビット２進アップカウンタ２０
と、前記ＡＮＤゲート１８によりサンプルされた変換周
波数をクロック信号とする２進アップカウンタ２１と、
前記単安定回路１３から出力されたロードパルスをロー
ド信号ＬＤとしてサンプルパルス幅の間カウンティング
されたカウンタ２０、２１の出力を前記αＲＯＭ４０の
下位８ビットアドレス信号（Ａ０〜Ａ７）に印加するレ
ジスタ３０、３１と、前記単安定回路１３から出力され
たロードパルスをロード信号ＬＤとしてサンプルパルス
幅の間カウンティングされた前記カウンタ２１の出力を
前記αＲＯＭ４０の上位４ビットアドレス信号（Ａ８〜
Ａ１１）に印加するレジスタ３２とで構成される。
【００２９】前記αＲＯＭ４０はモータの速度ωのみな
らず負荷電流ｉの関数であり、次のような本発明による
関数式により示される整流前進角αに関するデータ値を
貯蔵する。
らず負荷電流ｉの関数であり、次のような本発明による
関数式により示される整流前進角αに関するデータ値を
貯蔵する。
【００３０】 α°＝ｔａｎ−１（ω，ｉ） ＝ｔａｎ−１［（ωＬ／Ｒ）｛１＋（Ｍ／Ｎ＊Ｆｉ）｝］ （ここで、 Ｒ：モータの巻線抵抗 Ｌ：モータのインダクタンス ω：モータの角速度 Ｆｉ：負荷ファクター（負荷電流により整流前進角が影
響を受ける角度をモータの角速度により影響を受ける角
度を基準に比較された比較加重値であり、これはモータ
の物理的特性及び電気的特性による） Ｎ：図１のように電流の影響を離散的に示す場合整数と
なる。例えば、図９の場合Ｎ＝２４＝１６ Ｍ：図１のように電流の影響を離散的に示す場合Ｍ＝
０，１，２，・・・・（Ｎ−１）の整数）
響を受ける角度をモータの角速度により影響を受ける角
度を基準に比較された比較加重値であり、これはモータ
の物理的特性及び電気的特性による） Ｎ：図１のように電流の影響を離散的に示す場合整数と
なる。例えば、図９の場合Ｎ＝２４＝１６ Ｍ：図１のように電流の影響を離散的に示す場合Ｍ＝
０，１，２，・・・・（Ｎ−１）の整数）
【００３１】前記パターンＲＯＭ７０は正方向駆動整流
パターンと正方向起動整流パターンばかりでなく逆方向
駆動整流パターンと逆方向起動整流パターンのデータが
それぞれ異なるページ（記憶場所）に貯蔵され、起動状
態及び駆動状態の信号選択部１００と正／逆回転選択部
９０により前記整流パターンの中一つのパターンが出力
されるように構成される。
パターンと正方向起動整流パターンばかりでなく逆方向
駆動整流パターンと逆方向起動整流パターンのデータが
それぞれ異なるページ（記憶場所）に貯蔵され、起動状
態及び駆動状態の信号選択部１００と正／逆回転選択部
９０により前記整流パターンの中一つのパターンが出力
されるように構成される。
【００３２】前記信号選択部１００は前記αＲＯＭアド
レッシング部１１０の単安定回路１２の出力信号である
サンプルパルスの微分パルスをロード信号ＬＤとし、前
記ＡＮＤゲート１７の出力をクロック信号としてアップ
カウンティングするプリセットアブルアップカウンタ８
０と、前記プリセットアブルアップカウンタ８０のキャ
リアウト信号ＣＡによりプリセットされるＤフリップフ
ロップ８１とこのＤフリップフロップ８１の出力信号Ｑ
を入力とし、整流信号ＮＡの微分パルスをクロック信号
とするＤフリップフロップ８２とからなる。
レッシング部１１０の単安定回路１２の出力信号である
サンプルパルスの微分パルスをロード信号ＬＤとし、前
記ＡＮＤゲート１７の出力をクロック信号としてアップ
カウンティングするプリセットアブルアップカウンタ８
０と、前記プリセットアブルアップカウンタ８０のキャ
リアウト信号ＣＡによりプリセットされるＤフリップフ
ロップ８１とこのＤフリップフロップ８１の出力信号Ｑ
を入力とし、整流信号ＮＡの微分パルスをクロック信号
とするＤフリップフロップ８２とからなる。
【００３３】モータの正／逆回転選択部９０は、逆方向
回転の際電源端子に接続され正方向回転の際には接地に
接続されるスイッチＳＷと、前記スイッチＳＷの接続状
態にしたがい発生される信号をそれぞれプリセット信号
ＰＲあるいはクリアー信号ＣＬとするＤフリップフロッ
プ７１とからなる。
回転の際電源端子に接続され正方向回転の際には接地に
接続されるスイッチＳＷと、前記スイッチＳＷの接続状
態にしたがい発生される信号をそれぞれプリセット信号
ＰＲあるいはクリアー信号ＣＬとするＤフリップフロッ
プ７１とからなる。
【００３４】図８に示すこの回路の基本動作原理は、図
９に示すパターン値を予めパターンＲＯＭ７０に貯蔵さ
せておきプリセットアブルアップカウンタ５０、５１を
用いてパターンＲＯＭ７０のアドレスのオプセット値を
基準整流信号（例えば、ＮＡ）のポジチブエッジごとモ
ータの角速度ω及び負荷電流ｉにしたがう前進角α°＝
ｔａｎ−１（ω，ｉ）［図１参照］値を予め貯蔵してお
いたαＲＯＭ４０から値を読み出してプリセットアブル
アップカウンタ５０、５１にプリセットさせることによ
り整流信号を最適に前進させることができるように回路
を設計した。この回路の詳細な動作説明は次の通りであ
る。
９に示すパターン値を予めパターンＲＯＭ７０に貯蔵さ
せておきプリセットアブルアップカウンタ５０、５１を
用いてパターンＲＯＭ７０のアドレスのオプセット値を
基準整流信号（例えば、ＮＡ）のポジチブエッジごとモ
ータの角速度ω及び負荷電流ｉにしたがう前進角α°＝
ｔａｎ−１（ω，ｉ）［図１参照］値を予め貯蔵してお
いたαＲＯＭ４０から値を読み出してプリセットアブル
アップカウンタ５０、５１にプリセットさせることによ
り整流信号を最適に前進させることができるように回路
を設計した。この回路の詳細な動作説明は次の通りであ
る。
【００３５】モータの回転数を検出するための速度エン
コーダのスリットの数（例えば、６４＝２６）ほど１回
転あたり（例えば、６４個）スリットパルスＳＰが感知
素子から発生される。このスリットパルスＳＰをＰＬＬ
ＩＣ１０と２進カウンタ１１とで構成された逓倍回路
により１６逓倍した後ＡＮＤゲート１７に入力させる。
一方、整流エンコーダの回転子位置検出素子からの基準
整流信号ＮＡのネガチブエッジに同期させて単安定回路
１２の抵抗Ｒ１２とコンデンサＣ１２により決定される
パルス幅を有するサンプルパルスで整形した後ＡＮＤゲ
ート１７に入力させる。
コーダのスリットの数（例えば、６４＝２６）ほど１回
転あたり（例えば、６４個）スリットパルスＳＰが感知
素子から発生される。このスリットパルスＳＰをＰＬＬ
ＩＣ１０と２進カウンタ１１とで構成された逓倍回路
により１６逓倍した後ＡＮＤゲート１７に入力させる。
一方、整流エンコーダの回転子位置検出素子からの基準
整流信号ＮＡのネガチブエッジに同期させて単安定回路
１２の抵抗Ｒ１２とコンデンサＣ１２により決定される
パルス幅を有するサンプルパルスで整形した後ＡＮＤゲ
ート１７に入力させる。
【００３６】このようにしてＡＮＤゲート１７から１６
逓倍された速度パルスをサンプルパルス幅（例えば、
３．５７ｍｓ）の間サンプルされた速度パルスを８ビッ
ト２進アップカウンタ２０のクロックＣＫ端子に入力さ
せる。
逓倍された速度パルスをサンプルパルス幅（例えば、
３．５７ｍｓ）の間サンプルされた速度パルスを８ビッ
ト２進アップカウンタ２０のクロックＣＫ端子に入力さ
せる。
【００３７】一方、また他の単安定回路１３により生成
されたサンプルパルスのネガチブエッジに同期されて単
発パルス（以下、ロードパルスという）をつくりレジス
タ３０、３１のＬＤ端子に加えると、サンプルパルス幅
の間カウントされた値がレジスタ３０、３１にロードさ
れてαＲＯＭ４０の下位８ビットアドレス（Ａ０〜
Ａ７）端子に加わる。
されたサンプルパルスのネガチブエッジに同期されて単
発パルス（以下、ロードパルスという）をつくりレジス
タ３０、３１のＬＤ端子に加えると、サンプルパルス幅
の間カウントされた値がレジスタ３０、３１にロードさ
れてαＲＯＭ４０の下位８ビットアドレス（Ａ０〜
Ａ７）端子に加わる。
【００３８】一方、モータの固定子コイルの負荷電流ｉ
を電流感知素子（Ｃ．Ｔ．）で感知して電圧に変換して
演算増幅器１４によりゲインが調整されゲインが調整さ
れた電圧が電圧−周波数変換器１５を通じて現在の負荷
電流ｉに該当する周波数と変化された後、トランジスタ
１６によりディジタル信号（例えばＴＴＬあるいはＣＭ
ＯＳ）となりＡＮＤゲート１８に加わる。一方、ＡＮＤ
ゲート１８には単安定回路１２により生成されたサンプ
ルパルスが加わっているので、サンプルされた変化周波
数が２進アップカウンタ２１のクロックＣＫ端子に入力
される。この後、単安定回路１３により生成されたロー
ドパルスがレジスト３２のＬＤ端子にロードされてαＲ
ＯＭ４０の上位４ビットアドレス（Ａ８〜Ａ１１）端子
に加わる。以上の電圧−周波数変換器１５、トランジス
タ１６、ＡＮＤゲート１８、２進アップカウンタ２１、
レジスト３２は一つのアナログ−ディジタル変換器に代
置することができる。
を電流感知素子（Ｃ．Ｔ．）で感知して電圧に変換して
演算増幅器１４によりゲインが調整されゲインが調整さ
れた電圧が電圧−周波数変換器１５を通じて現在の負荷
電流ｉに該当する周波数と変化された後、トランジスタ
１６によりディジタル信号（例えばＴＴＬあるいはＣＭ
ＯＳ）となりＡＮＤゲート１８に加わる。一方、ＡＮＤ
ゲート１８には単安定回路１２により生成されたサンプ
ルパルスが加わっているので、サンプルされた変化周波
数が２進アップカウンタ２１のクロックＣＫ端子に入力
される。この後、単安定回路１３により生成されたロー
ドパルスがレジスト３２のＬＤ端子にロードされてαＲ
ＯＭ４０の上位４ビットアドレス（Ａ８〜Ａ１１）端子
に加わる。以上の電圧−周波数変換器１５、トランジス
タ１６、ＡＮＤゲート１８、２進アップカウンタ２１、
レジスト３２は一つのアナログ−ディジタル変換器に代
置することができる。
【００３９】このようにすることにより、モータの角速
度ω及び負荷電流ｉにしたがう前進角α°＝ｔａｎ−１
（ω，ｉ）［図１参照」の値がαＲＯＭから８ビットの
値にプリセットアブルアップカウンタ５０、５１のプリ
セット値に基準整流信号ＮＡのポジチブエッジごとプリ
セッティングされる。
度ω及び負荷電流ｉにしたがう前進角α°＝ｔａｎ−１
（ω，ｉ）［図１参照」の値がαＲＯＭから８ビットの
値にプリセットアブルアップカウンタ５０、５１のプリ
セット値に基準整流信号ＮＡのポジチブエッジごとプリ
セッティングされる。
【００４０】一方、プリセットアブルアップカウンタ５
０、５１のクロック端に２進アップカウンタ１９により
２分周されたパルスを加えることにより、プリセットア
ブルアップカウンタ５０、５１はプリセット値であるα
値からアップカウンディングを始めて次のプリセット値
がプリセッティングされる直前にまで継続される。この
ようにアップカウンティングすることにしたがいプリセ
ットアブルアップカウンタ５０、５１の値が８ビットに
出力される。
０、５１のクロック端に２進アップカウンタ１９により
２分周されたパルスを加えることにより、プリセットア
ブルアップカウンタ５０、５１はプリセット値であるα
値からアップカウンディングを始めて次のプリセット値
がプリセッティングされる直前にまで継続される。この
ようにアップカウンティングすることにしたがいプリセ
ットアブルアップカウンタ５０、５１の値が８ビットに
出力される。
【００４１】一方、モータを停止状態から起動させるた
めにはモータの位置感知素子からの整流信号（ＮＡ，Ｎ
Ｂ，ＮＣ，ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ）によりパターンＲＯＭ７
０をアドレッシングして起動整流パターンを出力しなけ
ればならない。
めにはモータの位置感知素子からの整流信号（ＮＡ，Ｎ
Ｂ，ＮＣ，ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ）によりパターンＲＯＭ７
０をアドレッシングして起動整流パターンを出力しなけ
ればならない。
【００４２】このようにモータの起動のための起動整流
パターンを出力させるための整流信号（ＮＡ〜ＳＣ）
と、モータの駆動状態における駆動整流パターンを出力
させるためのパターンＲＯＭ７０のアドレッシングのた
めのプリセットアブルアップカウンタ５０、５１の出力
値のうちいずれか一群の入力信号を選択して出力するた
めの例えば、チップの一連番号‘７４１５７’のような
マルチフレキサであるデータセレクタ６０、６１と、こ
の素子の選択基準を付ける信号選択部１００、すなわ
ち、ある一定なモータの回転数以下は停止状態で処理し
て整流信号（ＮＡ〜ＳＣ）によりパターンＲＯＭ７０を
アドレッシングしてパターンＲＯＭ７０に貯蔵された起
動整流パターンを出力させ、ある一定なモータの回転数
以上では駆動状態で処理してプリセットアブルアップカ
ウンタ５０、５１の出力値とパターンＲＯＭ７０をアド
レッシングしてパターンＲＯＭ７０に貯蔵された駆動整
流パターンを出力させる。
パターンを出力させるための整流信号（ＮＡ〜ＳＣ）
と、モータの駆動状態における駆動整流パターンを出力
させるためのパターンＲＯＭ７０のアドレッシングのた
めのプリセットアブルアップカウンタ５０、５１の出力
値のうちいずれか一群の入力信号を選択して出力するた
めの例えば、チップの一連番号‘７４１５７’のような
マルチフレキサであるデータセレクタ６０、６１と、こ
の素子の選択基準を付ける信号選択部１００、すなわ
ち、ある一定なモータの回転数以下は停止状態で処理し
て整流信号（ＮＡ〜ＳＣ）によりパターンＲＯＭ７０を
アドレッシングしてパターンＲＯＭ７０に貯蔵された起
動整流パターンを出力させ、ある一定なモータの回転数
以上では駆動状態で処理してプリセットアブルアップカ
ウンタ５０、５１の出力値とパターンＲＯＭ７０をアド
レッシングしてパターンＲＯＭ７０に貯蔵された駆動整
流パターンを出力させる。
【００４３】一方、パターンＲＯＭ７０には前記のよう
に起動整流パターンと駆動整流パターンのみならず、逆
方向のための逆方向起動整流パターンと逆方向駆動整流
パターンも貯蔵しているので、このようなモータの正回
転と逆回転とを区別するため、スイッチ（ＳＷ）及びＤ
フリップフロップ７１を用いて構成されたモータ正／逆
回転選択部９０の出力信号がパターンＲＯＭ７０のアド
レス（Ａ８）に加わって条件を区分することができるよ
うになっている。
に起動整流パターンと駆動整流パターンのみならず、逆
方向のための逆方向起動整流パターンと逆方向駆動整流
パターンも貯蔵しているので、このようなモータの正回
転と逆回転とを区別するため、スイッチ（ＳＷ）及びＤ
フリップフロップ７１を用いて構成されたモータ正／逆
回転選択部９０の出力信号がパターンＲＯＭ７０のアド
レス（Ａ８）に加わって条件を区分することができるよ
うになっている。
【００４４】一方、４極３相無整流子電動機は常に２相
が通電されなければならない。ところが、回転シャッタ
ーのオン部分が６０°以下である場合には一つの相だけ
が通電される場合が発生することにより電動機の起動の
際に問題をもたらす。かかる一つの相だけが通電される
場合を防止するために回転シャッターのオン部分が６０
°より大きくなるようにした。このようにする場合、回
転子位置感知素子からの信号を整流パルスを用いる場合
三つの相が同時に通電される最悪の場合が発生される。
したがって、回転子位置感知素子からの信号（パルス）
を整流パターンが貯蔵されたパターンＲＯＭ７０のアド
レス信号として用いることにより常に二つの相だけが通
電されるようにした。
が通電されなければならない。ところが、回転シャッタ
ーのオン部分が６０°以下である場合には一つの相だけ
が通電される場合が発生することにより電動機の起動の
際に問題をもたらす。かかる一つの相だけが通電される
場合を防止するために回転シャッターのオン部分が６０
°より大きくなるようにした。このようにする場合、回
転子位置感知素子からの信号を整流パルスを用いる場合
三つの相が同時に通電される最悪の場合が発生される。
したがって、回転子位置感知素子からの信号（パルス）
を整流パターンが貯蔵されたパターンＲＯＭ７０のアド
レス信号として用いることにより常に二つの相だけが通
電されるようにした。
【００４５】ここで、整流パターンＲＯＭ７０の内容は
次のように構成した。すなわち、０ページに正方向駆動
整流パターン［図９（ｃ）］を、１ページに逆方向駆動
整流パターン［図９（ｄ）］を、２ページのうち６４バ
イトに正方向起動整流パターン［図９（ａ）］を、３ペ
ージの６４バイトに逆方向起動整流パターン［図９
（ｂ）］を記憶させた。前記の図において、図の上側に
示す各度の表示は電気角を意味する。さらに、図９
（ａ）ないし（ｄ）の下部に表示された１６進法の数は
パターンＲＯＭ７０のアドレスを意味する。
次のように構成した。すなわち、０ページに正方向駆動
整流パターン［図９（ｃ）］を、１ページに逆方向駆動
整流パターン［図９（ｄ）］を、２ページのうち６４バ
イトに正方向起動整流パターン［図９（ａ）］を、３ペ
ージの６４バイトに逆方向起動整流パターン［図９
（ｂ）］を記憶させた。前記の図において、図の上側に
示す各度の表示は電気角を意味する。さらに、図９
（ａ）ないし（ｄ）の下部に表示された１６進法の数は
パターンＲＯＭ７０のアドレスを意味する。
【００４６】このとき、起動整流パターンが貯蔵された
２ページと３ページのデータ値は本実施例においてアド
レス値と同様に貯蔵されてあるが、ただし、アドレスパ
ターン値以外のアドレスのデータ値は“０”に貯蔵され
ており、“１”が三つが含まれるアドレス値である場合
正方向起動である場合は下位ビットの“１”を、逆方向
起動である場合は上位ビットの“１”を“０”に取り扱
った値をアドレス値としたデータ値を貯蔵させた。この
ように整流パターン値をＲＯＭに貯蔵させることにより
整流パターンの幅も外部回路の付加なしに最適になるよ
うに調整することができるようにした。
２ページと３ページのデータ値は本実施例においてアド
レス値と同様に貯蔵されてあるが、ただし、アドレスパ
ターン値以外のアドレスのデータ値は“０”に貯蔵され
ており、“１”が三つが含まれるアドレス値である場合
正方向起動である場合は下位ビットの“１”を、逆方向
起動である場合は上位ビットの“１”を“０”に取り扱
った値をアドレス値としたデータ値を貯蔵させた。この
ように整流パターン値をＲＯＭに貯蔵させることにより
整流パターンの幅も外部回路の付加なしに最適になるよ
うに調整することができるようにした。
【００４７】前記した説明に基づいて例えば本回路を付
言して説明すると、正方向駆動状態の速度でモータが回
転しており、負荷条件によって電流ｉが検出されたとき
図８に示すように、αＲＯＭアドレッシング部１１０は
前記条件によって対応するα角を選択して出力するよう
になる。そうすると、このα角はディジタル量としてパ
ターンＲＯＭアドレッシング部１２０のアップカウンタ
５０，５１に入力され、一方、正方向駆動条件は実施例
において示すように、起動／駆動信号選択部１００とモ
ータの正／逆回転選択部９０によりアドレスＡ８とＡ７
に与えられる条件は０，０であり、さらに、データセレ
クタ６０、６１の選択端子Ｓに印加される条件もなお０
になる。
言して説明すると、正方向駆動状態の速度でモータが回
転しており、負荷条件によって電流ｉが検出されたとき
図８に示すように、αＲＯＭアドレッシング部１１０は
前記条件によって対応するα角を選択して出力するよう
になる。そうすると、このα角はディジタル量としてパ
ターンＲＯＭアドレッシング部１２０のアップカウンタ
５０，５１に入力され、一方、正方向駆動条件は実施例
において示すように、起動／駆動信号選択部１００とモ
ータの正／逆回転選択部９０によりアドレスＡ８とＡ７
に与えられる条件は０，０であり、さらに、データセレ
クタ６０、６１の選択端子Ｓに印加される条件もなお０
になる。
【００４８】したがって、パターンＲＯＭ７０は０ペー
ジを参照する条件になり、データセレクタ６０、６１は
アップカウンタ５０、５１の出力を選択するようにな
る。０ページの記憶場所は０００ｈから０ＦＦｈまでで
あるため、α角にプリセットされたアップカウンタは一
つずつ増分しながらアドレスを選択するようになり、し
たがって、パターンＲＯＭ７０はアクセスされたアドレ
スに対応する図９（ｃ）の各データ（ＮＡＯ〜ＳＣＯ）
を出力して最適動作状態にモータが動作するようにな
る。
ジを参照する条件になり、データセレクタ６０、６１は
アップカウンタ５０、５１の出力を選択するようにな
る。０ページの記憶場所は０００ｈから０ＦＦｈまでで
あるため、α角にプリセットされたアップカウンタは一
つずつ増分しながらアドレスを選択するようになり、し
たがって、パターンＲＯＭ７０はアクセスされたアドレ
スに対応する図９（ｃ）の各データ（ＮＡＯ〜ＳＣＯ）
を出力して最適動作状態にモータが動作するようにな
る。
【００４９】
【発明の効果】以上から説明したようにモータの相コイ
ルの結線方法（Ｙ−結線、Δ−結線あるいは独立結線）
や駆動方法（ユニポーラ及びバイポーラ）に関係なしに
適用される本発明の最適整流回路は整流信号をモータの
角速度ω及び負荷電流ｉにしたがい最適に前進角を形成
し、さらに、モータの負荷量にしたがってモータの最大
トルク及び最大効率を有することができるばかりでな
く、さらに、回転子位置感知素子をあるモータにおいて
も同様な位置になるようにすることにより、回転子位置
感知素子の設定が容易で、したがってモータの量産及び
補修が容易な長所を付加的に提供してやることができ
る。さらに、トルクリプルを抑制し逆トルクを発生させ
る回転子極性に反対される回転子永久磁石に反対極性が
磁回される問題点を解決する効果がある。
ルの結線方法（Ｙ−結線、Δ−結線あるいは独立結線）
や駆動方法（ユニポーラ及びバイポーラ）に関係なしに
適用される本発明の最適整流回路は整流信号をモータの
角速度ω及び負荷電流ｉにしたがい最適に前進角を形成
し、さらに、モータの負荷量にしたがってモータの最大
トルク及び最大効率を有することができるばかりでな
く、さらに、回転子位置感知素子をあるモータにおいて
も同様な位置になるようにすることにより、回転子位置
感知素子の設定が容易で、したがってモータの量産及び
補修が容易な長所を付加的に提供してやることができ
る。さらに、トルクリプルを抑制し逆トルクを発生させ
る回転子極性に反対される回転子永久磁石に反対極性が
磁回される問題点を解決する効果がある。
【００５０】以上の説明からＰＬＬ ＩＣ１０と２進カ
ウンタ１１により構成された逓倍回路の逓倍数、分周機
１９の分周数、単安定回路１２のサンプルパルス幅、各
２進カウンタ２０、２１及びレジスタ３０、３１、３２
のビット数、αＲＯＭ４０の容量すなわち、ＲＯＭのア
ドレスビット数及び各ワードのビット数、プリセットア
ブルアップカウンタ５０、５１のビット数、パターンＲ
ＯＭ７０のアドレスビット数などはモータの速度ω及び
負荷電流ｉに対する整流前進角αの分解能によりそれら
の大きさが左右される。
ウンタ１１により構成された逓倍回路の逓倍数、分周機
１９の分周数、単安定回路１２のサンプルパルス幅、各
２進カウンタ２０、２１及びレジスタ３０、３１、３２
のビット数、αＲＯＭ４０の容量すなわち、ＲＯＭのア
ドレスビット数及び各ワードのビット数、プリセットア
ブルアップカウンタ５０、５１のビット数、パターンＲ
ＯＭ７０のアドレスビット数などはモータの速度ω及び
負荷電流ｉに対する整流前進角αの分解能によりそれら
の大きさが左右される。
【図１】本発明の最適整流回路において整流前進角αが
モータの速度ω及び負荷電流ｉの関数から与えられた関
数曲線
モータの速度ω及び負荷電流ｉの関数から与えられた関
数曲線
【図２】本発明の最適整流回路が付加された無整流子直
流電動機の制御ブロック図（４極３相Ｙ結線バイポーラ
である場合）
流電動機の制御ブロック図（４極３相Ｙ結線バイポーラ
である場合）
【図３】本発明に用いられるモータ部の相コイルと回転
子位置感知素子との位置を示す側面図
子位置感知素子との位置を示す側面図
【図４】本発明に用いられるモータ部の回転シャッター
と回転子極との位置を示す図
と回転子極との位置を示す図
【図５】本発明に用いられるモータ部のフォトトランジ
スタ用の回転シャッターを示す図
スタ用の回転シャッターを示す図
【図６】回転子位置感知素子からの機械角に表示された
整流信号の波形図
整流信号の波形図
【図７】図２の電力スイッチング回路の詳細回路図
【図８】本発明の最適整流回路の詳細回路図
【図９】電気角に表示されたパターンＲＯＭに貯蔵され
たアドレスが明記された整流パターンを示す図であっ
て、 （ａ）は正方向起動整流パターン （ｂ）は逆方向起動整流パターン （ｃ）は正方向駆動整流パターン （ｄ）は逆方向駆動整流パターン
たアドレスが明記された整流パターンを示す図であっ
て、 （ａ）は正方向起動整流パターン （ｂ）は逆方向起動整流パターン （ｃ）は正方向駆動整流パターン （ｄ）は逆方向駆動整流パターン
１０ ＰＬＬ ＩＣ １１，１９ ２進カウンタ １２，１３ 単安定回路 １４ 演算増幅器 １５ 電圧−周波数変換器 １６ トランジスタ １７，１８ ＡＮＤゲート ２０ ８ヒット２進アップカウンタ ２１ ２進アップカウンタ ３０，３１，３２ レジスタ ４０ αＲＯＭ ５０，５１，８０ プリセットアブルアップカウンタ ６０，６１ データセレクタ ７０ パターンＲＯＭ ７１，８１，８２ Ｄフリップフロップ ９０ モータの正／逆回転選択部 １００ 起動／駆動信号選択部 １１０ αＲＯＭアドレッシング部 １２０ パターンＲＯＭアドレッシング部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年１１月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【作用】本発明はモータの速度及び範囲とモータのすべ
ての負荷量の変動にわたって最大トルク及び最大効率を
有するようにする最適整流を実現する最適整流回路であ
り、相コイルの結線方法や通電方法に関係なしに適用す
ることができ、さらに、整流パルスが任意の速度ω１及
び一つの一定な負荷電流ｉ１に該当するｔａｎ−１（ω
１，ｉ１）ほど前進されたすなわち、回転方向に対して
一定角ほど後進配置された状態に回転子位置感知素子を
手動で調整しておくことにより、任意の一つの回転速度
ω１及び一つの一定な負荷電流ｉ１でのみ最大の効率及
びトルクを発生させる従来の方法に比べ、回転速度ω及
び負荷変動の全範囲内において最大の効率及びトルクを
実現することができ、回転子位置感知素子を設定しやす
いようにしてモータの量産性を可能にし、これによっ
て、補修が容易であり、さらに、一つの回転子位置感知
素子等だけにも正／逆方向の回転を可能にすることがで
きる。
ての負荷量の変動にわたって最大トルク及び最大効率を
有するようにする最適整流を実現する最適整流回路であ
り、相コイルの結線方法や通電方法に関係なしに適用す
ることができ、さらに、整流パルスが任意の速度ω１及
び一つの一定な負荷電流ｉ１に該当するｔａｎ−１（ω
１，ｉ１）ほど前進されたすなわち、回転方向に対して
一定角ほど後進配置された状態に回転子位置感知素子を
手動で調整しておくことにより、任意の一つの回転速度
ω１及び一つの一定な負荷電流ｉ１でのみ最大の効率及
びトルクを発生させる従来の方法に比べ、回転速度ω及
び負荷変動の全範囲内において最大の効率及びトルクを
実現することができ、回転子位置感知素子を設定しやす
いようにしてモータの量産性を可能にし、これによっ
て、補修が容易であり、さらに、一つの回転子位置感知
素子等だけにも正／逆方向の回転を可能にすることがで
きる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３４】図８に示すこの回路の基本動作原理は、図
９〜図１２に示すパターン値を予めパターンＲ０Ｍ７０
に貯蔵させておきプリセットアブルアップカウンタ５
０、５１を用いてパターンＲ０Ｍ７０のアドレスのオプ
セット値を基準整流信号（例えば、ＮＡ）のポジチブエ
ッジごとモータの角速度ω及び負荷電流ｉにしたがう前
進角α゜＝ｔａｎ−１（ω，ｉ）［図１参照］値を予め
貯蔵しておいたαＲＯＭ４０から値を読み出してプリセ
ットアブルアップカウンタ５０、５１にプリセットさせ
ることにより整流信号を最適に前進させることができる
ように回路を設計した。この回路の詳細な動作説明は次
の通りである。
９〜図１２に示すパターン値を予めパターンＲ０Ｍ７０
に貯蔵させておきプリセットアブルアップカウンタ５
０、５１を用いてパターンＲ０Ｍ７０のアドレスのオプ
セット値を基準整流信号（例えば、ＮＡ）のポジチブエ
ッジごとモータの角速度ω及び負荷電流ｉにしたがう前
進角α゜＝ｔａｎ−１（ω，ｉ）［図１参照］値を予め
貯蔵しておいたαＲＯＭ４０から値を読み出してプリセ
ットアブルアップカウンタ５０、５１にプリセットさせ
ることにより整流信号を最適に前進させることができる
ように回路を設計した。この回路の詳細な動作説明は次
の通りである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４５】ここで、整流パターンＲＯＭ７０の内容は
次のように構成した。すなわち、０ページに正方向駆動
整流パターン［図１１］を、１ページに逆方向駆動整流
パターン［図１２］を、２ページのうち６４バイトに正
方向起動整流パターン［図９］を、３ページの６４バイ
トに逆方向起動整流パターン［図１０］を記憶させた。
前記の図において、図の上側に示す角度の表示は電気角
を意味する。さらに、図９〜図１２の下部に表示された
１６進法の数はパターンＲＯＭ７０のアドレスを意味す
る。
次のように構成した。すなわち、０ページに正方向駆動
整流パターン［図１１］を、１ページに逆方向駆動整流
パターン［図１２］を、２ページのうち６４バイトに正
方向起動整流パターン［図９］を、３ページの６４バイ
トに逆方向起動整流パターン［図１０］を記憶させた。
前記の図において、図の上側に示す角度の表示は電気角
を意味する。さらに、図９〜図１２の下部に表示された
１６進法の数はパターンＲＯＭ７０のアドレスを意味す
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４８】したがって、パターンＲＯＭ７０は０ペー
ジを参照する条件になり、データセレクタ６０，６１は
アップカウンタ５０、５１の出力を選択するようにな
る。０ページの記憶場所は０００ｈから０ＦＦｈまでで
あるため、α角にプリセットされたアップカウンタは一
つずつ増分しながらアドレスを選択するようになり、し
たがって、パターンＲＯＭ７０はアクセスされたアドレ
スに対応する図１１の各データ（ＮＡｏ〜ＳＣｏ）を出
力して最適動作状態にモータが動作するようになる。
ジを参照する条件になり、データセレクタ６０，６１は
アップカウンタ５０、５１の出力を選択するようにな
る。０ページの記憶場所は０００ｈから０ＦＦｈまでで
あるため、α角にプリセットされたアップカウンタは一
つずつ増分しながらアドレスを選択するようになり、し
たがって、パターンＲＯＭ７０はアクセスされたアドレ
スに対応する図１１の各データ（ＮＡｏ〜ＳＣｏ）を出
力して最適動作状態にモータが動作するようになる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】電気角に表示されたパターンＲＯＭに貯蔵され
たアドレスが明記された整流パターンを示す図であっ
て、正方向起動整流パターンの図
たアドレスが明記された整流パターンを示す図であっ
て、正方向起動整流パターンの図
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】追加
【補正内容】
【図１０】電気角に表示されたパターンＲＯＭに貯蔵さ
れたアドレスが明記された整流パターンを示す図であっ
て、逆方向起動整流パターンの図
れたアドレスが明記された整流パターンを示す図であっ
て、逆方向起動整流パターンの図
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】追加
【補正内容】
【図１１】電気角に表示されたパターンＲＯＭに貯蔵さ
れたアドレスが明記された整流パターンを示す図であっ
て、正方向駆動整流パターンの図
れたアドレスが明記された整流パターンを示す図であっ
て、正方向駆動整流パターンの図
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】追加
【補正内容】
【図１２】電気角に表示されたパターンＲＯＭに貯蔵さ
れたアドレスが明記された整流パターンを示す図であっ
て、逆方向駆動整流パターンの図
れたアドレスが明記された整流パターンを示す図であっ
て、逆方向駆動整流パターンの図
Claims (7)
- 【請求項１】 整流パルスの整流前進角（α）をモータ
の速度（ω）及び負荷電流（ｉ）のアークタンジェント
（ｔａｎ−１）に従う値を貯蔵するαＲＯＭ（４０）
と、 αＲＯＭ（４０）のアドレス端子（Ａ０〜Ａ１１）にア
ドレス信号を印加するαＲＯＭアドレッシング部（１１
０）と、 前記αＲＯＭアドレッシング部（１１０）の出力信号に
応じてαＲＯＭ（４０）から読み出された現在モータの
速度（ω）及び負荷電流（ｉ）に対応する整流前進角
（α）をプリセット値とし、基準整流信号（ＮＡ）ごと
前記整流前進角（α）にプリセットされた２進カウンタ
（１９）の出力をクロック信号としてアップカウンティ
ングをするプリセットアブルアップカウンタ［ｐｒｅｓ
ｅｔｔａｂｌｅ ｕｐｃｏｕｎｔｅｒ（５０）、（５
１）］と、そして、パターンＲＯＭ（７０）からモータ
の起動のための起動整流パターンを出力させるための整
流信号（ＮＡ〜ＮＣ，ＳＡ〜ＳＣ）と、モータの駆動状
態でパターンＲＯＭ（７０）から駆動整流パターンを出
力させるための前記プリセットアブルアップカウンタ
（５０）、（５１）の出力信号の中の一つを信号選択部
（１００）の出力信号に応じて選択するデータセレクタ
（６０）、（６１）とで構成されたパターンＲＯＭアド
レッシング部（１２０）と、 前記データセレクタ（６０）、（６１）に選択信号
（Ｓ）を出力する信号選択部（１００）と、 整流信号（ＮＡ〜ＮＣ，ＳＡ〜ＳＣ）により起動整流パ
ターンを出力させるかプリセットアブルアップカウンタ
（５０）、（５１）の出力信号により駆動整流パターン
を出力するパターンＲＯＭ（７０）と、 前記パターンＲＯＭ（７０）にモータの逆方向あるいは
正方向回転に応じて選択された信号を出力するモータの
正／逆回転選択部とからなることを特徴とする台形（Ｔ
ＲＡＰＥＺＯＩＤＡＬ）駆動型無整流子直流電動機の最
適整流回路。 - 【請求項２】 αＲＯＭ（４０）のモータの速度（ω）
のみならず負荷電流（ｉ）の関数であり、次のような関
数式により示される整流前進角（α）に関するデータ値
を貯蔵することを特徴とする請求項１記載の台形駆動型
無整流子直流電動機の最適整流回路。 α゜＝ｔａｎ−１ （ω，ｉ） ＝ｔａｎ−１［（ωＬ／Ｒ）｛１＋（Ｍ／Ｎ＊Ｆｉ）｝］ （ここで、 Ｒ：モータの巻線抵抗 Ｌ：モータのインダクタンス ω：モータの角速度 Ｆｉ：負荷ファクター（負荷電流により整流前進角が影
響を受ける角度をモータの角速度により影響を受ける角
度を基準に比較された比較加重値であり、これはモータ
の物理的特性及び電気的特性による） Ｎ：電流の影響を離散的に示す場合の整数、 Ｍ：電流の影響を離散的に示す場合、Ｍ＝０，１，２，
‥‥（Ｎ−１）の整数） - 【請求項３】 前記パターンＲＯＭ（７０）は正方向駆
動整流パターンと正方向起動整流パターンのみならず、
逆方向駆動整流パターンと逆方向起動整流パターンのデ
ータがそれぞれ他のページに貯蔵され、起動状態及び駆
動状態の信号選択部と正／逆回転選択部により前記整流
パターンの中のいずれか一つのパターンが出力されるこ
とを特徴とする請求項１記載の台形駆動型無整流子直流
電動機の最適整流回路。 - 【請求項４】 前記パターンＲＯＭ（７０）は起動整流
パターンのデータ値がアドレス値と同様に貯蔵され、ア
ドレスと同様なパターン値以外のデータ値は“０”に貯
蔵されており、オン部分が６０゜を超えて“１”が三つ
含まれるアドレス値である場合には正起動であるときは
下位ビットの“１”を、逆起動であるときは上位ビット
の“１”を“０”に取り扱った値をアドレス値としたデ
ータ値が貯蔵されることを特徴とする請求項３記載の台
形駆動型無整流子直流電動機の最適整流回路。 - 【請求項５】 前記αＲＯＭアドレッシング部は、モー
タの速度感知素子からのスリットパルス（ＳＰ）を逓倍
（ｄｏｕｂｌｅｒ）するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋ
ｅｄ Ｌｏｏｐ）ＩＣ（１０）及び２進カウンタ（１
１）と、 整流信号（ＮＡ）のネガチブエッジに同期されてサンプ
ルパルスを出力する単安定回路（１２）と、 前記単安定回路（１２）の出力（Ｑ）であるサンプルパ
ルスのネガチブエッジに同期されてロードパルスを出力
する単安定回路（１３）、 電流感知素子（Ｃ．Ｔ．：ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓ
ｆｏｒｍｅｒ）により感知された負荷電流（ｉ）を電圧
に変換してゲインを調節する演算増幅器（１４）と、 前記演算増幅器（１４）によりゲインが調整された電圧
を周波数で変換する電圧−周波数変換器（１５）と、 トランジスタ（１６）によりレベルが調節された前記電
圧−周波数変換器（１５）の出力信号と前記単安定回路
（１２）の出力を論理積するＡＮＤゲート（１８）と、 前記ＰＬＬ ＩＣ（１０）の出力（Ｖｃｏ）と単安定回
路（１２）の出力を論理積するＡＮＤゲート（１７）の
出力をクロック信号として前記単安定回路（１２）のサ
ンプルパルスの幅の間カウントする８ビット２進アップ
カウンタ（２０）と、 前記ＡＮＤゲート（１８）によりサンプルされた変換周
波数をクロック信号とする２進アップカウンタ（２１）
と、 前記単安定回路（１３）から出力されたロードパルスを
ロード信号（ＬＤ）としてサンプルパルス幅の間カウン
ティングされたカウンタ（２０）、（２１）の出力を前
記αＲＯＭ（４０）の下位８ビットアドレス信号（Ａ０
〜Ａ７）に印加するレジスタ（３０）、（３１）と、 前記単安定回路（１３）から出力されたロードパルスを
ロード信号（ＬＤ）としてサンプルパルス幅の間カウン
ティングされた前記カウンタ（２１）の出力を前記αＲ
ＯＭ（４０）の上位４ビットアドレス信号（Ａ８〜Ａ
１１）に印加するレジスタ（３２）とで構成されること
を特徴とする請求項１記載の台形駆動型無整流子直流電
動機の最適整流回路。 - 【請求項６】 前記信号選択部（１００）は前記単安定
回路（１２）の出力信号であるサンプルパルスの微分パ
ルスをロード信号（ＬＤ）とし、前記ＡＮＤゲート（１
７）の出力をクロック信号としてアップカウンティング
するプリセットアブルアップカウンタ（８０）と、前記
プリセットアブルアップカウンタ（８０）のキャリアウ
ト信号（ＣＡ）によりプリセットされる前記Ｄフリップ
フロップ（８１）と、前記Ｄフリップフロップ（８１）
の出力信号（Ｑ）を入力とし、整流信号（ＮＡ）の微分
パルスをクロック信号とするＤフリップフロップ（８
２）とからなることを特徴とする請求項１記載の台形駆
動型無整流子直流電動機の最適整流回路。 - 【請求項７】 前記モータの正／逆回転選択部（９０）
は逆方向回転の際電源端子に接続され、正方向回転の際
には接地に接続されるスイッチ（ＳＷ）と、前記スイッ
チ（ＳＷ）の接続状態に応じて発生される信号をそれぞ
れプリセット信号（ＰＲ）あるいはクリア信号（ＣＬ）
とするＤフリップフロップ（７１）とからなることを特
徴とする請求項１記載の台形駆動型無整流子直流電動機
の最適整流回路。
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