JPH0763232B2 - Starter for one-phase brushless motor - Google Patents
Starter for one-phase brushless motorInfo
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- JPH0763232B2 JPH0763232B2 JP61294371A JP29437186A JPH0763232B2 JP H0763232 B2 JPH0763232 B2 JP H0763232B2 JP 61294371 A JP61294371 A JP 61294371A JP 29437186 A JP29437186 A JP 29437186A JP H0763232 B2 JPH0763232 B2 JP H0763232B2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〈技術的分野〉 本発明は1相ブラシレスモータの起動に係り、特に、ホ
ール素子等の位置検知素子を用いることなくロータの回
転位置を検出して、任意の位置に停止したロータの所定
の回転方向に的確に起動させるようにしたものに関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to start-up of a one-phase brushless motor, and in particular, it detects the rotational position of a rotor without using a position detection element such as a Hall element and sets it at an arbitrary position. The present invention relates to a rotor that can be accurately started in a predetermined rotation direction.
〈従来技術とその問題点〉 従来、この種モータとしては、第3図及び第4図に例示
するように、環状のステータコアに対向して突設させた
磁極11a,11bに、ステータコイル12a,12bをそれぞれ巻装
させてなるステータ11と、このステータ11の磁極11a,11
bと空隙を介して同心配置し、回転軸13aを図示しないブ
ラケツトに回転自在に支承させてこの回転軸13aにN,S極
に永久着極したマグネツト13bを装着したロータ13とを
備え、上記ステータ11の磁極近傍には、ホール素子等か
らなる位置検知素子14をロータ13の磁極と対向配設し
て、モータ本体を形成し、直流電源15の正側端子PにPN
P形トランジスタQu,Qvのエミツタを接続し、このトラン
ジスタQu,Qvのコレクタに、直流電源15の負側端子Nに
エミツタを接続したトランジスタQx,Qyのコレクタをそ
れぞれ接続してインバータ回路16を形成し、このインバ
ータ回路16の上記コレクタ相互の接続点を出力端とし
て、ステータコイル12a,12bを直列に接続した両端S1,S2
にそれぞれ接続し、直流電源15に抵抗R10を介して接続
端子P1,N1を接続した位置検知素子14の出力端子H1をト
ランジスタQu,Qxのベースに、また、出力端子H2をトラ
ンジスタQv,Qyのベースにそれぞれ接続して、上記位置
検知素子14の出力信号により、トランジスタQu,QyとQv,
Qvを交互にオンオフさせてステータコイル12a,12bに電
流を流し、これにより磁化されたステータ11の磁極11a,
11bとロータ13の磁極との間に、吸引・反撥力を作用さ
せて回転トルクを発生させ、ロータ13を回転させるよう
になつている。<Art and problems> Conventionally, as this type motor, as illustrated in FIGS. 3 and 4, the annular facing the stator core magnetic pole 11 was projected a, 11 b, the stator coil A stator 11 formed by winding 12 a and 12 b respectively, and magnetic poles 11 a and 11 of the stator 11.
concentric arranged through b and voids, rotatably is supported by a bracket (not shown) the rotation shaft 13 a and N in the rotation shaft 13 a, a rotor 13 fitted with Magunetsuto 13 b which is permanently Chakukyoku the S pole In the vicinity of the magnetic pole of the stator 11, a position detecting element 14 composed of a Hall element or the like is disposed so as to face the magnetic pole of the rotor 13 to form a motor body, and a PN is connected to the positive terminal P of the DC power supply 15 at the positive terminal P.
The emitters of the P-type transistors Q u and Q v are connected, and the collectors of the transistors Q u and Q v are connected to the collectors of the transistors Q x and Q y to which the emitter is connected to the negative terminal N of the DC power supply 15, respectively. To form an inverter circuit 16 and use the connection points of the collectors of the inverter circuit 16 as output terminals to connect the stator coils 12 a and 12 b in series to both ends S 1 and S 2
To connect each of the output terminals H 1 the transistor Q u through a resistor R 10 to the DC power source 15 connected terminals P 1, N 1 was connected position detecting element 14, to the base of Q x, also, the output terminal H 2 are connected to the bases of the transistors Q v and Q y , respectively, and the transistors Q u , Q y and Q v , Q
By turning Q v on and off alternately, a current is passed through the stator coils 12 a and 12 b , and the magnetized magnetic poles 11 a and 12 b of the stator 11 are thereby generated.
Between 11 b and the magnetic poles of the rotor 13, by the action of suction-repulsion to generate rotational torque, and summer to rotate the rotor 13.
しかしながら、このように構成されたものにあつては、
ロータの回転位置を検出する位置検知素子を、モータ本
体に組込むことになるので、その接続端子,出力端子を
ステータコイルとともに外部に引出してインバータ回路
を備えた制御部に接続しなければならず、引出しリード
線の本数も多く(本例では6本)となつて、リード線の
配線処理に手間を要することは勿論,位置検知素子はそ
の出力信号レベルが小さく、インピーダンスも高いの
で、外部への引出しリード線の長さが長くなるとノイズ
の影響をうけやすくなつて誤動作の原因となり、素子自
体も熱的に弱く、このため放熱手段も必要となり、か
つ、素子の取付位置精度も高精度が要求されるので取付
手段も複雑化し、コストの高いものになるという問題を
有している。However, for those constructed in this way,
Since the position detecting element for detecting the rotational position of the rotor is incorporated in the motor body, its connection terminal and output terminal must be drawn out together with the stator coil to be connected to the control section equipped with the inverter circuit. Since the number of lead wires is large (six in this example), it takes a lot of time to process the lead wires, and the position detecting element has a low output signal level and a high impedance. If the length of the lead wire becomes long, it will be easily affected by noise and cause malfunctions, and the element itself will be thermally weak.Therefore, heat dissipation means will be required and the element mounting position accuracy must be high. As a result, the mounting means becomes complicated and the cost becomes high.
これを改善するため、3相ブラシレスモータにおいて
は、上記位置検知素子に代つて、ロータの回転位置をス
テータコイルに発生する誘起電圧により検出して駆動さ
せるようにしたものが、すでに公知となつているが、3
相の場合には転流しようとする相の転流タイミングは他
の2相の誘起電圧により検出が可能であり、これに比し
て1相の場合には、自相の印加電圧に重畳して発生する
誘起電圧から転流タイミングを検出しなければならない
という問題を有している。In order to improve this, in the three-phase brushless motor, it is already known that the rotor position is detected and driven by the induced voltage generated in the stator coil instead of the position detecting element. But 3
In the case of a phase, the commutation timing of the phase to be commutated can be detected by the induced voltage of the other two phases. In contrast, in the case of one phase, it is superimposed on the applied voltage of its own phase. There is a problem that the commutation timing must be detected from the induced voltage generated as a result.
また、ロータは周知のように、ステータコイルの通電を
停止すれば、磁気抵抗の最も小さい位置、即ちロータの
磁極の磁束軸がステータの磁極の磁束軸と一致して停止
し(いわゆるロツク位置で停止)、次にステータコイル
に通電しても起動不能となる。これをさけるため、ステ
ータに補助突極を設けたり、ロータとステータの空隙を
不均一に形成したり、あるいはステータに磁石片を設け
たりして、ロータがロツク位置からはなれた位置で停止
するようにしたものが種々提案されているが、ロータを
ロツク位置からずらして停止させるため大きな磁力が必
要となつて回転トルクに脈動を生ずるおそれを有し、ロ
ツク位置からはなして停止させた場合、次の起動時に回
転方向が不定となり、これがため、回転方向規制手段も
必要となり、回転方向位置決めには格別の手段が必要に
なるという問題を有している。Further, as is well known, when the energization of the stator coil is stopped, the rotor stops at the position where the magnetic resistance is the smallest, that is, the magnetic flux axis of the magnetic pole of the rotor coincides with the magnetic flux axis of the magnetic pole of the stator (so-called rock position). Stop), and then the stator coil cannot be started even if electricity is applied to it. To avoid this, the auxiliary salient poles are provided in the stator, the gap between the rotor and the stator is made non-uniform, or the magnet pieces are provided in the stator so that the rotor stops at a position away from the lock position. However, there is a risk that a large magnetic force is required to stop the rotor by shifting it from the lock position, causing a pulsation in the rotation torque. There is a problem that the rotation direction becomes indefinite at the time of starting, so that the rotation direction restricting means is also required and special means is required for the rotation direction positioning.
〈発明の目的〉 本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、その
目的とするところは、1相ブラシレスモータであつても
位置検知素子を用いることなくロータの回転位置を検出
し、回転トルクの脈動を軽減して駆動することができ、
ロータが任意の位置に停止しても格別の手段を設けるこ
となく、所定の回転方向に的確に起動させることができ
るにしたものを提供することにある。<Objects of the Invention> The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to detect a rotational position of a rotor without using a position detection element even in a one-phase brushless motor, and rotate the rotor. It can be driven with reduced torque pulsation,
An object of the present invention is to provide a rotor that can be accurately started in a predetermined rotation direction without providing any special means even if the rotor stops at an arbitrary position.
〈発明の概要〉 本発明は上記目的を達成するため、ステータコイルの通
電を、該コイルに生ずる誘起電圧のゼロ点近傍で停止し
て上記誘起電圧のゼロ点を検出する手段と、ロータがロ
ツク位置で停止した状態で、ロツク位置からロータをわ
ずかにずらすための付勢手段と、起動時あらかじめ定め
た通電方向と逆方向の断続通電によつてロータをロツク
位置まで逆転させて起動位置にセツトする手段とを備え
て、モータを起動させるようにしたものである。<Summary of the Invention> In order to achieve the above object, the present invention includes means for stopping energization of a stator coil near a zero point of an induced voltage generated in the coil to detect the zero point of the induced voltage, and a rotor. While stopped at the position, the rotor is reversely moved to the lock position by biasing means for slightly shifting the rotor from the lock position and intermittent energization in the opposite direction to the predetermined energizing direction at start-up to set the start position. And means for starting the motor.
〈発明の実施例〉 本発明の理解を容易にするため、ステータコイルの誘起
電圧とロータの磁極位置の関係について説明する。モー
タを第5図に示すように横指定的にながめると、ロータ
の磁極1極当りの磁束をφとし、ステータコイルLに鎖
交するロータ磁束のベクトル成分をφLとすると、φLは φL=φcosθ ………(1) (但し、θ≒Lとφのなす角) で示され、ロータが所定の回転方向(第5図の矢印で示
す回転方向)への角速度ωで回転しており、時刻tにお
いてLとφのなす角度がθであるとき、上記時刻tにお
けるφLの変化量、即ちφLの時間微分dφL/dtは となるので、ステータコイルLの誘起電圧は 従つて、上記は となる正弦波電圧となる。<Embodiment of the Invention> In order to facilitate understanding of the present invention, the relationship between the induced voltage of the stator coil and the magnetic pole position of the rotor will be described. Seen motor lateral specified manner, as shown in FIG. 5, the magnetic flux of the magnetic pole one pole per rotor and phi, when the vector component of the interlinked rotor flux in the stator coil L and phi L, phi L is phi L = φcos θ (1) (however, the angle between θ and L and φ), the rotor rotates at an angular velocity ω in the predetermined rotation direction (the rotation direction indicated by the arrow in FIG. 5). Therefore, when the angle formed by L and φ at time t is θ, the amount of change in φ L at time t, that is, the time derivative dφ L / dt of φ L is Therefore, the induced voltage of the stator coil L is Therefore, the above is Becomes a sine wave voltage.
一方、ステータコイルLに電流iを流したとき、ロータ
に働く力Fについて、電流iがつくる磁界Hを平行磁界
と仮定して第6図に示すようにながめると、ロータ磁極
に働く力Fは F=φlH ………(4) (但し、l:磁極の長さ) となるが、このFはロータを磁極方向に押し、あるいは
引張る力方向の成分と、磁極を回転させる力方向の成分
とにわけることができ、後者のみがモータを回転させる
力に寄与していることになる。On the other hand, when a current F is applied to the stator coil L, the force F acting on the rotor is analyzed as shown in FIG. 6 assuming that the magnetic field H produced by the current i is a parallel magnetic field. F = φlH (4) (where l is the length of the magnetic pole). This F is the force component that pushes or pulls the rotor in the magnetic pole direction, and the force component that rotates the magnetic pole. And only the latter contributes to the force to rotate the motor.
この回転させる力Ftは Ft=Fsinθ=φlHsinθ ………(5) (但し、θ:Hとφのなす角) であり、これがモータの回転トルクとなる。この回転ト
ルクはFtはθが 0<θ<180°の領域においては θ=90°のとき正の最大値 となるから、モータを同一方向に効率良く回転をつづけ
るためには、θ=90°を中心として通電することが望ま
しく、θが0°及び180°に近い領域では、回転トルクF
tは殆んど得られなくなる。Force F t to this rotation F t = Fsinθ = φlHsinθ ......... ( 5) ( where, theta: H and the angle of phi) is, which is the rotational torque of the motor. The rotating torque F t is theta is 0 <theta from a positive maximum at theta = 90 ° in the region of <180 °, in order to continue to efficiently rotate the motor in the same direction is, theta = 90 It is desirable to energize around 0 °, and in the region where θ is close to 0 ° and 180 °, the rotational torque F
The t is almost never obtained.
次いで、ロータがさらに回転し、θが180°以上となつ
たとき、もし電流iを第6図で示す方向と同一方向に流
しておくと、上記(5)式より明らかなように、回転ト
ルクFtは負となつて回転を阻害する力となり、回転を継
続することができない。そこで、この領域で電流iを逆
方向に流すよう切替えると、回転トルクFtは Ft=−φlHsinθ ………(6) (但し、180°<θ<360°) となり、結果的にFtは正となるので、ロータは回転を継
続させることができる。そして、この180°<θ<360°
の領域においてFtは θ=270°のとき正の最大値 となるので、ロータを効率良く回転させるためにはθ=
270°を中心として、上述同様、通電すればよく、電流
iの流れる方向は第6図に示す方向と逆方向になる。Next, when the rotor further rotates and θ becomes 180 ° or more, if the current i is made to flow in the same direction as that shown in FIG. 6, the rotational torque becomes as shown in the above equation (5). F t becomes negative and becomes a force that inhibits rotation, and rotation cannot be continued. Therefore, if the current i is switched to flow in the opposite direction in this region, the rotation torque F t becomes F t = −φlHsin θ (6) (however, 180 ° <θ <360 °), resulting in F t Is positive, the rotor can continue to rotate. And this 180 ° <θ <360 °
In the region of, F t has a maximum positive value when θ = 270 °, so in order to rotate the rotor efficiently, θ =
As in the above description, it is sufficient to energize around 270 °, and the direction of the current i is opposite to the direction shown in FIG.
上述した説明をまとめると、第7図のように示される。
但し、理解を容易にするため、ステータコイルLへの印
加電圧は図示せず、ステータコイルLに生ずる誘起電圧
のみを示す。この第7図からも明らかなように、ロー
タの回転位置と誘起電圧は完全に対応しているので、
この誘起電圧を利用すれば、ロータの回転位置の検出が
可能であり、電流iの切替タイミング(転流タイミン
グ)は誘起電圧のゼロ点と一致していることが判明す
る。The above description is summarized as shown in FIG.
However, for ease of understanding, the applied voltage to the stator coil L is not shown, and only the induced voltage generated in the stator coil L is shown. As is clear from FIG. 7, since the rotor rotation position and the induced voltage are completely corresponding,
By using this induced voltage, it is possible to detect the rotational position of the rotor, and it is found that the switching timing (commutation timing) of the current i matches the zero point of the induced voltage.
このことから、本発明は回転中のモータから誘起電圧の
みを検出すれば、ロータの回転位置を検出することが可
能であること、かつ電流を転流すべき点、即ち、誘起電
圧のゼロ点附近では発生する回転トルクは殆んどゼロで
ロータの回転に寄与していないことに着目し、誘起電圧
のゼロ点に至る前にステータコイルに流れる電流を遮断
し、ステータコイルに誘起電圧のみがあらわるようにし
て誘起電圧のゼロ点を検出し、回転トルクが有効に発生
する時点で電流の極性を反転させ、ロータの1/2回転周
期の所定期間通電することにより発生する回転トルクを
大幅に損うことなく、ロータの回転を継続させるように
したものである。From this, the present invention can detect the rotational position of the rotor by detecting only the induced voltage from the rotating motor, and the point at which the current should be commutated, that is, the zero point of the induced voltage. Paying attention to the fact that the generated rotational torque is almost zero and does not contribute to the rotation of the rotor, the current flowing in the stator coil is cut off before reaching the zero point of the induced voltage, and only the induced voltage appears in the stator coil. In this way, the zero point of the induced voltage is detected, the polarity of the current is reversed at the time when the rotating torque is effectively generated, and the rotating torque generated by energizing the rotor for a predetermined period of 1/2 rotation cycle is significantly increased. The rotation of the rotor is continued without damage.
また、所定の回転方向の起動に関しては、ステータコイ
ルに流れる電流を遮断すると、ロータのN,S極とステー
タの磁極間で吸引力が作用して停止する。この停止状態
はステータの一方の磁極にロータのNあるいはS極が対
向する2つの状態のいずれかとなり、この状態で再び通
電してもロータの磁束軸と通電時のステータの磁束軸と
か一致してロータが回動せず、いわゆる起動不能とな
る。そこで、通常この2つの磁束軸が一致しないように
するため、前述したように、ステータコアに補助突極を
設けたり、ロータとステータの空隙を不均一にしたり等
してロータをロツク位置からずらして起動可能な状態で
停止させ、通電によつてロータを回転させるようにして
いるが、このままではいずれの方向にロータが回転する
か不定となり、通電によつて必らず所定の方向に回転す
るとは限らないことになる。Further, regarding the start-up in a predetermined rotation direction, when the current flowing through the stator coil is cut off, an attractive force acts between the N and S poles of the rotor and the magnetic poles of the stator to stop. This stopped state is one of two states in which the N pole or S pole of the rotor faces one magnetic pole of the stator, and even if the current is re-energized in this state, the magnetic flux axis of the rotor and the magnetic flux axis of the stator when energized are the same. As a result, the rotor does not rotate, and the so-called startup becomes impossible. Therefore, in order to prevent the two magnetic flux axes from being aligned with each other, as described above, the rotor is displaced from the lock position by providing auxiliary salient poles on the stator core or making the air gap between the rotor and the stator non-uniform as described above. Although it is stopped in a state where it can be started and the rotor is rotated by energization, it is uncertain in which direction the rotor will rotate, and it is not guaranteed that energization will rotate in a predetermined direction. It will not be limited.
そこで、本発明は起動に際し、ロータを所定方向に回転
させるためにあらかじめ定めた起動時の通電はとは逆向
きの通電を断続的に行つて、任意の停止状態にあるロー
タを逆向きに回転させて所定の起動位置にセツトし、こ
のセツトした条件で、上記起動時の通電を行うようにし
たものである。In view of the above, the present invention intermittently energizes the rotor in an arbitrary stopped state in the opposite direction by intermittently energizing the rotor in a direction opposite to a predetermined energization at the time of starting in order to rotate the rotor in a predetermined direction. Then, the power is set to a predetermined starting position, and the energization at the time of starting is performed under the set conditions.
以下、本発明の実施例を第1図及び第2図によつて説明
する。第2図において、1はステータで、電磁鋼板をコ
字状に打抜いて積層し、図示しないリベツトでカシメ固
定したステーターヨーク2の開口端部に、先端を円弧状
にして互いに対向させた磁極2a,2bを突設させ、継鉄部2
cにはコイル枠3aにコイル導体を巻回したステータコイ
ル3が装着されている。4はN,S極に永久着磁されたロ
ータで、上記ステータ1の磁極2a,2b間に同心状に配置
され、軸心に挿着した回転軸4aがステータ1に装着され
た図示しないブラケツトに軸受を介して回転自在に支承
されて、いわゆるスケルトン形の1相ブラシレスモータ
に形成されている。5は上記ステータ1の通電時の磁束
軸(Y−Y線)からロータ4の磁束軸を所定の回転方向
(図示矢印CW方向)にわずかな角度θ(例えば5〜10
°)だけずらしてロータ4を停止させるために付勢する
位置決め手段である。これは、例えば弱磁界の永久磁石
の磁極(例えばS極)をロータ4の磁極と対向させ、か
つ、その磁束軸をステータ1の通電時の磁束軸と直角に
なるように配置して、上記ステータコア2から延設した
図示しない取付金具に装着し、通電停止によつてロータ
4がその磁束軸をステータ1の磁束軸と一致して停止し
た状態からθだけ該ロータ4を回動させて停止させるよ
うになつている。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a stator, which is a magnetic pole formed by punching out and stacking electromagnetic steel plates in a U-shape and fixing the stator yoke 2 by caulking with a not-shown rivet so that the ends are arcuate and face each other. 2 a and 2 b are projected and the yoke part 2
A stator coil 3 in which a coil conductor is wound around a coil frame 3a is attached to c . Reference numeral 4 denotes a rotor which is permanently magnetized into N and S poles, which is arranged concentrically between the magnetic poles 2 a and 2 b of the stator 1, and the rotating shaft 4 a inserted and attached to the shaft center is attached to the stator 1. It is rotatably supported by a bracket (not shown) via a bearing to form a so-called skeleton type one-phase brushless motor. Reference numeral 5 denotes a slight angle θ (for example, 5 to 10) from the magnetic flux axis (Y-Y line) when the stator 1 is energized to the magnetic flux axis of the rotor 4 in a predetermined rotation direction (arrow CW direction in the drawing).
This is a positioning means for urging to stop the rotor 4 by shifting it by (°). For example, the magnetic pole (for example, the S pole) of a permanent magnet having a weak magnetic field is opposed to the magnetic pole of the rotor 4, and the magnetic flux axis of the magnetic pole is perpendicular to the magnetic flux axis when the stator 1 is energized. The rotor 4 is attached to a mounting bracket (not shown) extending from the stator core 2, and when the energization is stopped, the rotor 4 is stopped by rotating the rotor 4 by θ from the state where the magnetic flux axis of the rotor 4 coincides with the magnetic flux axis of the stator 1. It is getting to let you.
そして、上記ステータコイル3の両端は、第1図に示す
ように、直流電源6に接続端子P,Nを介して接続された
インバータ回路7の出力端子間に挿入される。このイン
バータ回路7は、上述同様、正側接続端子PにPNP形ト
ランジスタQu,Qvのエミツタを接続し、このトランジス
タQu,Qvのコレクタに、上記直流電源6の負側接続端子
Nにエミツタを接続したトランジスタQx,Qyのコレクタ
をそれぞれ接続してブリツジ状となし、上記コレクタ相
互の接続点を出力端として出力電圧を送出するようにな
つている。そして、上記トランジスタQu,Qv,Qx,Qyのコ
レクタ・エミツタ間にはフリー・ホイール・ダイオード
Du,Dv,Dx,Dyが逆方向にそれぞれ挿入されている。8は
ロータ4の回転位置を検出する位置検知回路で、上記直
流電源6の負側接続端子Nにエミツタを接続したトラン
ジスタQ1のコレクタをコレクタ抵抗R1を介して定電圧電
源Vcに接続し、このトランジスタQ1のベースには、ベー
ス抵抗R2を介して、上記トランジスタQvとQyの接続点を
接続し、トランジスタQ1のベース・エミツタ間に抵抗R3
を挿入し、上記トランジスタQ1のコレクタを出力端とし
て、ステータコイル3に発生した誘起電圧が正の半波の
ときは、“L"レベルの出力信号を、また負の半波のとき
は“H"レベルの出力信号を位置検知信号として送出する
ようになつている。9は、上記位置検知回路8の位置検
知信号によりインバータ回路7を介してステータコイル
3に通電指令を送出する通電制御回路である。これは、
起動に際し、任意の停止状態(即ち、ロータ4の磁極が
第2図で示した状態、あるいは図示と逆極性に位置して
停止した状態)にあるロータ4を所定の起動位置にセツ
トさせるための起動セツト手段9aと、上記位置検知信号
により、ロータ4の1/2回転周期における通電及び停止
期間を演算設定して出力する演算制御手段9bと、これら
両手段9a,9bの出力信号により、インバータ回路7を介
してステータコイル3に通電指令を送出する駆動制御手
段9cとを備えており、これらについて説明する。91aは
定電圧電源Vcに、図示しない手動投入時限開放形のスイ
ツチを介して、接続されワンシヨツトのパルス信号を始
動信号として送出するようにしたワンシヨツトマルチバ
イブレータ等からなる始動回路である。91bは上記始動
回路91aの出力端に接続されたセツト時間用タイマ回路
である。これは、入力の立上りで応動して一定期間(以
下セツト時間という)“H"レベルの出力信号を出力端O1
から送出した後リセツトし、入力端Rにリセツト信号が
入力したときは上記セツト時間の途中であつても、入力
の立上りでリセツトするようにしたタイマと、このタイ
マの出力信号の立下りで一定幅のワンシヨツトパルス信
号を出力端O2から送出するラツチ回路とからなつてい
る。91cは上記タイマ回路91bの出力端O1から接続され
て、入力の立上りで応動し、セツト時間中一定の周期で
パルス信号を送出するようにした非安定マルチバイブレ
ータ等からなるセツト用信号発生回路である。91dは入
力信号を所定時間(例えば数10ms)遅延させて上記タイ
マ回路91bの入力端Rに送出する遅延回路である。91eは
上記ステータコイル3に流れる電流のしや断によつて印
加電圧とは逆極性に生ずるスパイク電圧のスパイク幅よ
りも広幅の期間保持して上記スパイク電圧による誤動作
を防止する(いわゆる転流スパイクをマスクする)よう
にしたラツチ回路からなる転流スパイクマスク回路であ
る。これは入力端Rに上記タイマ回路91bの出力端O
2を、また入力端Dに上記位置検知回路8の出力端をそ
れぞれ接続して、入力端STの入力が“L"レベルのとき、
入力端Dの入力信号を出力端Qから送出し、入力端STの
入力が“L"から“H"レベルに反転したときはその立上り
時の入力端Dの入力信号を保持して出力し、入力端Rの
入力が“H"レベルになると入力端STの入力に関係なくク
リアされて“L"レベルの出力信号を送出するようになつ
ている。91fは、上記マスク回路91eの出力端に接続され
て、立上りエツジの検出を可能にしたパルス信号を送出
するエツジ検出回路である。これは制御電源を若干の遅
延時間を有して出力する遅延回路を介してうけて、入力
の立上りと立下りを微分し両波整流した信号を出力端O1
から送出するとともに、入力の立上りのみ微分した信号
を出力端O2から上記遅延回路91dを介してタイマ回路91b
の入力端Rに送出するようになつている。91gは上記エ
ツジ検出回路91fの出力端O1とタイマ回路91bの出力端O1
とから接続されて、セツト時間中はエツジ検出回路91f
の出力信号の送出を阻止するようにした切換回路で、ア
ンド回路AND1の入力端の一方をエツジ検出回路91fの出
力端O1に、また入力端の他方をノツト回路N1を介してタ
イマ回路91bの出力端O1にそれぞれ接続し、上記アンド
回路AND1の出力端から出力するようになつている。Then, both ends of the stator coil 3 are inserted between the output terminals of the inverter circuit 7 connected to the DC power source 6 via the connection terminals P and N, as shown in FIG. In the inverter circuit 7, as described above, the emitters of the PNP type transistors Q u and Q v are connected to the positive side connection terminal P, and the collectors of the transistors Q u and Q v are connected to the negative side connection terminal N of the DC power supply 6. The collectors of the transistors Q x and Q y to which the emitters are connected are connected to form a bridge, and the output voltage is sent out using the connection point between the collectors as an output terminal. A free wheel diode is provided between the collectors and emitters of the transistors Q u , Q v , Q x , Q y.
D u , D v , D x , D y are inserted in opposite directions. Reference numeral 8 is a position detection circuit for detecting the rotational position of the rotor 4. The collector of a transistor Q 1 having an emitter connected to the negative side connection terminal N of the DC power supply 6 is connected to a constant voltage power supply V c via a collector resistor R 1. and, in the base of the transistor Q 1, the base resistor R 2 through the transistors Q v and connects the connection point of the Q y, resistor R 3 between the base and emitter of the transistor Q 1
With the collector of the transistor Q 1 as an output terminal, an “L” level output signal is generated when the induced voltage generated in the stator coil 3 is a positive half-wave, and a “L” level output signal is generated when the induced half-wave is a negative half-wave. An H "level output signal is sent as a position detection signal. An energization control circuit 9 sends an energization command to the stator coil 3 via the inverter circuit 7 in response to the position detection signal from the position detection circuit 8. this is,
In order to set the rotor 4 in an arbitrary stopped state (that is, the state where the magnetic poles of the rotor 4 are shown in FIG. 2 or the state where the magnetic pole of the rotor 4 is in the opposite polarity to that shown in the figure) to a predetermined starting position at the time of starting start the excisional device 9 a, by the position detection signal, and the arithmetic control unit 9 b for outputting the energization and stop period in the half rotation period of the rotor 4 by computing set, the output of both means 9 a, 9 b signal by, and a drive control unit 9 c for sending energization command to the stator coil 3 via the inverter circuit 7, these will be described. 91 a is a constant voltage source V c, via a switch for manually turned timed open type, not shown, a starter circuit consisting of one to bract multivibrator or the like so as to deliver a pulse signal of a connected Wanshiyotsuto as start signal. 91 b is a timer circuit for excisional time connected to the output terminal of the starting circuit 91 a. This is because the output signal of "H" level is output terminal O 1 for a certain period (hereinafter referred to as set time) in response to the rising edge of the input.
When the reset signal is sent after being sent from the input terminal and the reset signal is input to the input terminal R, even if the reset signal is input during the above set time, the timer is set to reset at the rising edge of the input and the output signal of this timer falls at a constant value. It consists of a latch circuit which sends out a one-shot pulse signal of width from the output terminal O 2 . 91 c is a signal for set which is connected from the output terminal O 1 of the timer circuit 91 b , responds to the rising edge of the input, and outputs a pulse signal at a constant cycle during the set time, such as an astable multivibrator. It is a generation circuit. 91 d is a predetermined time an input signal (for example, several 10 ms) is delayed a delay circuit for delivering to the input terminal R of the timer circuit 91 b. 91 e is held for a period wider than the spike width of the spike voltage generated in the opposite polarity to the applied voltage due to the breakage or interruption of the current flowing in the stator coil 3 to prevent malfunction due to the spike voltage (so-called commutation). Mask spikes) is a commutation spike mask circuit consisting of a latch circuit. This is because the input terminal R has an output terminal O of the timer circuit 91 b.
2 and the output end of the position detection circuit 8 is connected to the input end D, and when the input at the input end ST is at "L" level,
When the input signal of the input terminal D is sent from the output terminal Q and the input of the input terminal ST is inverted from "L" to "H" level, the input signal of the input terminal D at the rising time is held and output. When the input at the input end R goes to "H" level, it is cleared regardless of the input at the input end ST and an "L" level output signal is sent out. 91 f is connected to the output terminal of the mask circuit 91 e, an edge detecting circuit for transmitting a pulse signal that enables detection of the rising edge. It receives a control power supply through a delay circuit that outputs with a slight delay time, differentiates the rising and falling edges of the input, and rectifies both waves to output terminal O 1
From the output terminal O 2 via the delay circuit 91 d and the timer circuit 91 b.
Is sent to the input terminal R of. 91 g is the edge detection circuit 91 f of the output terminals O 1 and timer circuit 91 b of the output terminals O 1
And the edge detection circuit 91 f during the set time.
Of the AND circuit AND 1 is connected to the output terminal O 1 of the edge detection circuit 91 f , and the other input terminal is connected to the output terminal O 1 of the AND circuit AND 1 via the not circuit N 1. Each of them is connected to the output terminal O 1 of the timer circuit 91 b , and is output from the output terminal of the AND circuit AND 1 .
91hは上記切換回路91gのアンド回路AND1の出力端から接
続されて入力信号の立上りから次の入力信号の立上りま
での期間(即ち、誘起電圧の半波の期間)、時間計測す
る周期計測回路で、クロツク発振回路とカウンタ回路を
備え、入力信号の立上りでクロツク信号をカウントし、
次の入力信号の立上りでカクントアツプしてそのデータ
を出力するとともに、上記データをクリアして次のカウ
ントを開始するようになつている。即ち、計測回路91h
はロータ4の回転周期を1/2周期毎に時間計測しそのデ
ータを送出することになる。91iは上記計測回路91hの出
力端から接続されて、上記カウントアツプしたデータを
取込んで一旦蓄積して出力するとともに、計測回路91h
から次のデータが送出されたときは蓄積したデータをク
リアして新しいデータに置換えるようにしたデータ蓄積
回路である。91jは上記計測回路91hとデータ蓄積回路91
iとの出力端から接続されて、両入力信号(即ち、今回
のデータと前回のデータ)の大小を比較した出力信号を
送出する比較回路である。91k,91lは上記計測回路91hと
比較回路91iとの出力端からそれぞれ接続されて、待機
時間T1と通電時間T2とをそれぞれ演算設定する待機時間
用と通電時間用の演算回路である。上記演算回路91kは
計測回路91hから出力されたデータに係数(例えば待機
時間T1を180°に対して30°とすれば、30/180)を乗じ
て次回の待機時間T1を演算し、この演算値に上記比較回
路91jから(今回のデータ)<(前回のデータ)の関係
にある比較信号をうけたときには、上記演算値が小さく
なるよう補正(例えば99/100の係数を乗じる)し、逆の
関係にある比較信号をうけたときには、上記演算値が大
きくなるよう補正(例えば101/100の係数を乗じる)し
て次の待機時間T1を設定し、また、通電時間用演算回路
91lは、上述同様、計測回路91hから出力されたデータに
係数(例えば通電時間T2を180°に対して120°とすれ
ば、120/180)を乗じて次回の通電時間T2を演算し、こ
の演算値に、上述同様、比較回路91jからの比較信号に
より補正して次回の通電時間T2を設定して、これら設定
値をそれぞれ送出するようになつている。91m,91nは上
記演算回路91k,91lの出力端にそれぞれ接続されて、待
機時間T1,通電時間T2をそれぞれ刻時動作する待機時間
用、通電時間用タイマ回路である。上記待機時間用タイ
マ回路91mは、上記切換回路91gの出力信号の立上りで応
動し、例えばクロツク信号をカウントし、このカウント
値が上記待機時間用演算回路91kから出力された待機時
間T1の設定値と一致したとき、タイムアツプして“H"レ
ベルの出力信号を送出するようになつている。また、通
電時間用タイマ回路91nは上記タイマ回路91mの出力信号
を立上りで出力端から“H"レベルの出力信号を送出する
とともに、例えばクロツク信号をカウントし、このカウ
ント値が上記演算回路91lから出力された通電時間T2の
設定値と一致したとき、タイムアツプして出力信号を
“H"から“L"レベルに反転するようになつている。91o
は上記セツト用信号発生回路91cの出力端とタイマ回路9
1nの出力端とから接続されて、入力の立上りで出力端か
ら“H"レベルの出力信号を送出するとともに、この“H"
レベルの出力信号を上記入力の立下り時から一定のパル
ス幅保持して出力するようにした遅延回路である。これ
は、上記信号発生回路91cとタイマ回路91nの出力端に接
続されたオアー回路OR1と、このオアー回路OR1の出力の
立下りで一定のパルス幅を有したワンシヨツトのパルス
信号を送出するワンシヨツトマルチバイブレータMB
1と、これの出力端と上記オアー回路OR1の出力端とに接
続されたオアー回路OR2とからなり、オアー回路OR2の出
力端から上記転流スパイクマスク回路91eの入力端STに
出力信号を送出するようになつている。即ち、この遅延
回路91oは誘起電圧に重畳するスパイク電圧により位置
検知信号が変化しても誤動作しないようになつている。91 h is the period from the rising edge of the input signal to the rising edge of the next input signal (that is, the half-wave period of the induced voltage) that is connected from the output terminal of the AND circuit AND 1 of the switching circuit 91 g , and the time measurement cycle The measurement circuit is equipped with a clock oscillation circuit and a counter circuit, and counts the clock signal at the rising edge of the input signal.
At the next rising edge of the input signal, it counts up and outputs the data, and at the same time, the above data is cleared to start the next count. That is, the measuring circuit 91 h
Will measure the rotation cycle of the rotor 4 every 1/2 cycle and send the data. 91 i is connected from the output end of the measuring circuit 91 h , takes in the counted up data, temporarily stores and outputs the data, and the measuring circuit 91 h
When the next data is sent from, it is a data storage circuit that clears the stored data and replaces it with new data. 91 j is the measurement circuit 91 h and the data storage circuit 91
It is a comparison circuit that is connected from the output end of i and outputs an output signal that compares the magnitudes of both input signals (that is, the current data and the previous data). 91 k and 91 l are connected from the output terminals of the measurement circuit 91 h and the comparison circuit 91 i , respectively, and the standby time T 1 and the energization time T 2 are calculated and set. Circuit. The arithmetic circuit 91 k calculates the next standby time T 1 by multiplying the data output from the measurement circuit 91 h by a coefficient (for example, 30/180 when the standby time T 1 is 30 ° with respect to 180 °). However, when a comparison signal having a relationship of (current data) <(previous data) is received from the comparison circuit 91 j to the calculated value, the calculated value is corrected to be smaller (for example, a coefficient of 99/100 is set). Then, when a comparison signal with the opposite relationship is received, the next standby time T 1 is set by correcting (for example, multiplying by a factor of 101/100) so that the calculated value becomes large, and the energization time Arithmetic circuit
91 l is the same as the above, and the data output from the measuring circuit 91 h is multiplied by a coefficient (for example, 120/180 when the energization time T 2 is 180 ° to 120 °) to multiply the next energization time T 2 The calculation value is corrected by the comparison signal from the comparison circuit 91 j , the next energization time T 2 is set, and these set values are sent out, respectively. 91 m and 91 n are timer circuits for standby time and energization time, which are respectively connected to the output terminals of the arithmetic circuits 91 k and 91 l and clock the standby time T 1 and energization time T 2 . The standby time timer circuit 91 m responds to the rising edge of the output signal of the switching circuit 91 g and counts, for example, a clock signal, and the count value is output from the standby time calculation circuit 91 k to the standby time T. When it matches with the set value of 1 , time-up is performed and an "H" level output signal is sent out. Further, the energization time timer circuit 91 n sends an “H” level output signal from the output end at the rising edge of the output signal of the timer circuit 91 m , and counts, for example, a clock signal. When the set value of energization time T 2 output from 91 l matches, the output signal is timed up and the output signal is inverted from “H” to “L” level. 91 o
An output terminal of the excisional signal generating circuit 91 c timer circuit 9
It is connected to the output terminal of 1 n , and outputs an "H" level output signal from the output terminal at the rising edge of the input.
It is a delay circuit that outputs a level output signal while maintaining a constant pulse width from the fall of the input. This is an OR circuit OR 1 connected to the output terminals of the signal generating circuit 91 c and the timer circuit 91 n , and a one- shot pulse signal having a constant pulse width at the falling edge of the output of the OR circuit OR 1. One-shot multi-vibrator MB to send
1 and an OR circuit OR 2 connected to the output terminal of the OR circuit OR 1 and the output terminal of the OR circuit OR 1 , and from the output terminal of the OR circuit OR 2 to the input terminal ST of the commutation spike mask circuit 91 e. It is designed to send an output signal. That is, the delay circuit 91 o does not malfunction even if the position detection signal changes due to the spike voltage superimposed on the induced voltage.
次に駆動制御手段9cについて説明する。Next, the drive control means 9c will be described.
これは上記切換回路91gの出力端に、フリツプフロツプ
回路FF1の入力端CLを接続し、このフリツプフロツプ回
路FF1の出力端Q,に、入力端の一方が上記タイマ回路9
1nの出力端に接続されたアンド回路AND2,AND3の入力端
の他方をそれぞれ接続し、このアンド回路AND2の出力端
を一方は直接トランジスタQxのベースに、他方はノツト
回路N2を介してトランジスタQvのベースにそれぞれ接続
し、アンド回路AND3の出力端は、上記セツト用信号発生
回路91cの出力端から接続されたオアー回路OR3を介し
て、一方は直接トランジスタQyのベースに、他方はノツ
ト回路N3を介してトランジスタQuのベースにそれぞれ接
続して、入力信号によりトランジスタQu,Qv,Qx,Qyをオ
ンオフ制御するようになつている。10は直流電源6に接
続端子P,Nを介して接続された定電圧電源回路で、出力
端から定電圧電源Vcを各回路に制御電源として送出する
ようになつている。This is such that the output terminal of the flip-flop circuit FF 1 is connected to the output terminal of the switching circuit 91 g , and one of the input terminals is connected to the output terminal Q of the flip-flop circuit FF 1.
The other of the input terminals of AND circuits AND 2 and AND 3 connected to the output terminal of 1 n are respectively connected, and the output terminal of this AND circuit AND 2 is directly connected to the base of the transistor Q x and the other is connected to the not circuit N. 2 and the output terminal of the AND circuit AND 3 is connected directly to the base of the transistor Q v via the OR circuit OR 3 connected from the output terminal of the set signal generating circuit 91 c. The base of Q y is connected to the base of transistor Q u via the notch circuit N 3 , and the other is connected to the base of transistor Q u to control on / off of transistors Q u , Q v , Q x and Q y by the input signal. . 10 connection terminal P to a DC power source 6, a constant voltage power supply circuit connected through the N, and summer from the output terminal to deliver a constant voltage source V c as control power supply to each circuit.
次にその動作を第8図乃至第9図とともに説明する。な
おロータ4の回転方向は第2図矢印CW方向を正回転、そ
の反対方向を逆回転として説明する。Next, the operation will be described with reference to FIGS. 8 to 9. The rotation direction of the rotor 4 will be described as a forward rotation in the arrow CW direction in FIG. 2 and a reverse rotation in the opposite direction.
起動に際し、ロータ4の任意の停止状態としては、ロー
タ4の磁極N,Sが第2図に示す位置で停止している場合
と、上記磁極N,Sが図示とは逆の位置で停止している場
合とがあるので、それぞれについて説明する。At the time of starting, the rotor 4 may be arbitrarily stopped when the magnetic poles N and S of the rotor 4 are stopped at the positions shown in FIG. 2 and when the magnetic poles N and S are stopped at positions opposite to those shown. In some cases, each will be explained.
A、ロータ4の磁極N,Sが第2図に示す位置で停止して
いる場合、 初期状態にあつては、周期計測回路91h,データ蓄積回
路91iにはロータ4の1/2回転周期の時間データは取込ま
れていないので、ロータ4の起動に適した起動周波数
(例えば10Hz)に対応する1/2回転周期の時間データを
あらかじめ、上記計測回路91h,データ蓄積回路91iに取
込んでおく。A, when the magnetic poles N and S of the rotor 4 are stopped at the positions shown in FIG. 2, in the initial state, the period measuring circuit 91 h and the data accumulating circuit 91 i have 1/2 revolutions of the rotor 4. Since the period time data is not captured, the 1/2 rotation period time data corresponding to the starting frequency (for example, 10 Hz) suitable for starting the rotor 4 is previously stored in the measurement circuit 91 h and the data storage circuit 91 i. Take in.
そして、図示しない電源スイツチを投入すると、直流電
源6が印加され(第8図to時点)、これをうけた定電圧
電源回路10から定電圧電源Vcが制御電源として各回路に
供給される。Then, when a power switch (not shown) is turned on, the DC power source 6 is applied (at time t o in FIG. 8), and the constant voltage power source circuit 10 receives the constant voltage power source V c and supplies it to each circuit as a control power source. .
これにより、位置検知回路8の出力端から“H"レベルの
位置検知信号が送出され(第8図8出力)、これをうけ
たマスク回路91eは出力端Qの出力信号を“H"レベルに
反転する(第8図91e出力)。As a result, the "H" level position detection signal is sent from the output terminal of the position detection circuit 8 (output in FIG. 8), and the mask circuit 91 e receiving this sends the output signal of the output terminal Q to the "H" level. inverted (FIG. 8 91 e output).
この際、エツジ検出回路91fは上記マスク回路91eから
“H"レベルの出力信号をうけることになるが、上記制御
電源が若干の遅延を有して印加されるため、入力の立上
りを検出することなく、出力端O1,O2の出力信号は“L"
レベルのまゝである(第8図91fO1,O2出力)。従つて、
切換回路91gの出力も“L"レベルのまゝである(第8図9
1g出力)。At this time, the edge detection circuit 91 f receives the “H” level output signal from the mask circuit 91 e , but since the control power supply is applied with a slight delay, the rising edge of the input is detected. The output signals of the output terminals O 1 and O 2 are “L”
The level is almost the same (Fig. 8, 91 f O 1 , O 2 output). Therefore,
The output of the switching circuit 91 g is also at "L" level orゝ(8 9
1 g output).
そして、始動回路91aの図示しないスイツチを投入する
と(第8図t1時点)、ワンシヨツトのパルス信号が始動
信号として該回路91aから出力される(第8図91a出
力)。これをうけたタイマ回路91bは、入力の立上りで
出力端O1の出力を“H"レベルに反転し、これをセツト時
間T3の期間送出する(第8図91bO1出力)。これをうけ
たセツト信号発生回路91cは入力の立上りで一定周期の
パルス信号をセツト信号として上記セツト時間T3の期間
送出する(第8図91c出力)。When turning on the switch (not shown) of the starting circuit 91 a (FIG. 8 time point t 1), the pulse signal of Wanshiyotsuto is output from the circuit 91 a as the start signal (Fig. 8 91 a outputs). Receiving this, the timer circuit 91 b inverts the output of the output terminal O 1 to the “H” level at the rising edge of the input and sends it out for the set time T 3 (91 b O 1 output in FIG. 8). The excisional signal generating circuit 91 c having received this time period transmission of the excisional time T 3 a pulse signal having a constant period at the rising edge of the input as excisional signal (FIG. 8 91 c outputs).
この際、切換回路91gは、アンド回路AND1が上記タイマ
回路91bの出力端O1から“H"レベルの出力信号をノツト
回路N1を介して、“L"レベルの出力信号としてうけてい
るので、該回路91gの出力信号は“L"レベルのまゝであ
る(第8図91g出力)。At this time, in the switching circuit 91 g , the AND circuit AND 1 receives the “H” level output signal from the output terminal O 1 of the timer circuit 91 b as the “L” level output signal via the not circuit N 1. Therefore, the output signal of the circuit 91 g remains at the “L” level (91 g output in FIG. 8).
そして、上記セツト信号により、オアー回路OR3を介し
てトランジスタQu,Qyが断続的にオンする(第8図Qu,
Qy)。これにより、ステータコイル3は断続的に短時間
通電され、この通電によつて逆回転方向にわずかに回動
することになるが、回転トルクが小さいため上記短時間
通電によつて磁化されたステータ1の磁極2a,2bの磁束
軸にロータ4の磁束軸が一致する程度の回動にとどま
り、ほぼロツク状態となる。即ち、上記短時間通電によ
つてロータ4はその磁束軸がステータ1の磁束軸(第2
図Y−Y線)を超えて逆回転方向に回動しないことにな
る。Then, the set signal causes the transistors Q u and Q y to be intermittently turned on via the OR circuit OR 3 (see FIG. 8, Q u ,
Q y ). As a result, the stator coil 3 is energized intermittently for a short time, and the energization causes a slight rotation in the reverse rotation direction. However, since the rotating torque is small, the stator magnetized by the short time energization is performed. The rotation is limited to such a degree that the magnetic flux axis of the rotor 4 coincides with the magnetic flux axis of the first magnetic pole 2 a , 2 b , and the state becomes almost locked. That is, due to the short-time energization, the magnetic flux axis of the rotor 4 (second magnetic flux axis of the stator 1
It does not rotate in the reverse rotation direction beyond the (Y-Y line in the figure).
一方、上記セツト信号をうけて遅延回路91oは、入力の
立上りで“H"レベルの出力信号をマスク回路91eの入力
端STに送出し、入力の立下りでマルチバイブレータMB1
がワンシヨツトのパルス信号を送出するので、セツト信
号のパルス幅より広幅のパルス信号を送出することにな
る(第8図91o出力)。このため、上記セツト信号の立
下りでトランジスタQu,Qyがオフし、トランジスタQyの
オフ時に生ずるスパイク電圧によつて上記トランジスタ
Qyのコレクタ電圧が上昇し、これをうけた位置検知回路
8がトランジスタQ1がオンして位置検知信号を“L"レベ
ルに反転することになるが(第8図8出力)、マスク回
路91eは入力端STの入力の立上り時の入力端Dの“H"レ
ベルの入力信号を保持しているので、位置検知信号が変
化しても出力信号は“H"レベルのまゝである(第8図91
e出力)。即ち、セツト信号によりトランジスタQu,Qyが
オンオフを繰り返えすことによつてスパイク電圧が発生
してもマスクされてマスク回路91eの出力信号は変化し
ないことになる。On the other hand, in response to the set signal, the delay circuit 91 o sends the “H” level output signal to the input terminal ST of the mask circuit 91 e at the rising edge of the input, and the multivibrator MB 1 at the falling edge of the input.
There therefore sends a pulse signal Wanshiyotsuto, will send a wide pulse signal from the pulse width of the excisional signal (FIG. 8 91 o Output). Therefore, the transistors Q u and Q y are turned off at the fall of the set signal, and the transistor Q u and Q y are turned off by the spike voltage generated when the transistor Q y is turned off.
The collector voltage of Q y rises, and the position detection circuit 8 that receives this turns the transistor Q 1 on and inverts the position detection signal to the “L” level (output in FIG. 8). Since 91 e holds the “H” level input signal of the input end D at the rising edge of the input of the input end ST, the output signal remains at the “H” level even if the position detection signal changes. (Fig. 91
e output). That is, even if a spike voltage is generated due to the transistors Q u and Q y being repeatedly turned on and off by the set signal, they are masked and the output signal of the mask circuit 91 e does not change.
そして、上記タイマ回路91bは、図示しないタイマがセ
ツト時間T3を刻時後リセツトするので、出力端O1の出力
信号は“L"レベルに反転し(第8図91bO1出力)、図示
しないラツチ回路が上記タイマの出力の立下りで応動し
て出力端O2からパルス信号がリセツト信号としてマスク
回路91eの入力端Rに送出される(第8図91bO2出力)。
これをうけたマスク回路91eはリセツトされ、出力端Q
の出力信号が“L"レベルに反転する(第8図91e出
力)。これをうけたエツジ検出回路91fは入力の立上り
を微分し整流したパルス信号を出力端O1から送出する
(第8図91f,O1出力)。Then, the timer circuit 91 b, because the timer (not shown) is reset after clocking excisional time T 3, the output signal of the output terminal O 1 is inverted to "L" level (FIG. 8 91 b O 1 Output) A latch circuit (not shown) responds to the fall of the output of the timer, and a pulse signal is output from the output terminal O 2 to the input terminal R of the mask circuit 91 e as a reset signal (91 b O 2 output in FIG. 8). .
The mask circuit 91 e that receives this is reset and the output terminal Q
The output signal of is inverted to "L" level ( 91e output). The edge detecting circuit 91 f receiving this signal sends out a pulse signal obtained by differentiating and rectifying the rising of the input from the output terminal O 1 (91 f , O 1 output in FIG. 8).
この際、位置検知回路8は、上記信号発生回路91cのセ
ツト信号の停止によりトランジスタQyがオフし、このオ
フによつて生ずるスパイク電圧により、上述同様、トラ
ンジスタQ1がオンし、出力信号を一旦“L"レベルに反転
した後、“H"レベルに再び反転する位置検知信号をマス
ク回路91eに送出することになるが、マスク回路91eは、
入力端Rにリセツト信号をうけているので、その出力信
号は“L"レベルのまゝである(第8図91e出力)。At this time, the position detecting circuit 8 turns off the transistor Q y by stopping the set signal of the signal generating circuit 91 c , and the spike voltage generated by the turning off turns on the transistor Q 1 in the same manner as described above to output the output signal. after once inverted to "L" level, but the position detection signal again inverted to the "H" level will be sent to the mask circuit 91 e, the mask circuit 91 e is
Since undergoing reset signal to the input terminal R, the output signal is orゝthe "L" level (FIG. 8 91 e output).
一方、ロータ4は上記ステータコイル3に対する逆転方
向への短時間通電によつてほぼロツク位置まで回動し、
上記通電の停止によつて位置決め手段5の付勢力によ
り、第2図で示すようにステータ1の磁極2a,2bの磁束
軸(Y−Y線)よりわずかに(第2図θ)正転方向へ回
動して停止する。On the other hand, the rotor 4 rotates substantially to the lock position due to short-time energization of the stator coil 3 in the reverse direction,
By the urging force of the O connexion positioning means 5 to stop the energization, the second magnetic pole 2 of the stator 1 as shown in Figure a, 2 b flux axis (Y-Y line) than slightly (FIG. 2 theta) positive It turns in the rolling direction and stops.
これでロータ4の起動位置へのセツト動作が完了する。This completes the set operation of the rotor 4 to the starting position.
そして、上記エツジ検出回路91fの出力端O1からパルス
信号をうけた切換回路91gのアンド回路AND1は、入力端
の他方が上記タイマ回路91bの出力端O1の出力信号が
“L"レベルに反転することにより、ノツト回路N1を介し
て“H"レベルに反転するので、出力信号を“H"レベルに
反転する(第8図91g出力)。これをうけた駆動制御手
段9cのフリツプフロツプ回路FF1は入力の立上りで出力
端Q,の出力信号を“H",“L"にそれぞれ反転し、アン
ド回路AND2,AND3にそれぞれ送出するが、アンド回路AND
2,AND3の入力端の他方は“L"レベルにあるため、トラン
ジスタQu,Qv,Qx,Qyはオフされたまゝである。一方、切
換回路91gのパルス信号をうけた計測回路91hは入力の立
上りでカウントアツプしてそのデータを演算回路91k,91
lに送出する。これをうけた演算回路91kは入力データに
係数(例えば30/180)を乗じて待機時間T1を演算し、こ
の演算値を今回の待機時間T1としてタイマ回路91mに送
出する。この際、比較回路91jからは、計測回路91hとデ
ータ蓄積回路91iの両出力データは同じであるので、大
小の比較信号は送出されず、上記演算値は補正されな
い。上記タイマ回路91mは、切換回路91gのパルス信号の
立上りで刻時動作を開始し、カウント値が上記演算回路
91kの待機時間T1の設定値と一致したとき、タイムアツ
プして出力端から“H"レベルの出力信号を送出する(第
8図91m出力)。他方、上記計測回路91hからデータをう
けた演算回路91lは入力データに係数(例えば120/180)
を乗じて通電時間T2を演算し、この演算値を今回の通電
時間T2としてタイマ回路91nに送出する(この演算値は
上述同様の理由で補正されない)。これをうけたタイマ
回路91nは上記タイマ回路91mの出力信号が“H"レベルに
反転したとき、刻時動作を開始するとともに、入力の立
上りで出力信号を“H"レベルに反転する(第8図91n出
力)。これをうけたAND回路AND2,AND3は、AND2の出力が
“H"レベルに反転し、トランジスタQv,Qxがオンし、6
→Qv→3→Qx→6の経路で電流が流れてステータ1の磁
極2aが例えばN極、磁極2bが例えばS極にそれぞれ磁化
されて、起動位置にセツトされたロータ4(第2図の位
置)の磁極との間に吸引・反撥力が作用してロータ4に
回転トルクが生じ、ロータ4が正転方向に回転しはじめ
る、即ち、起動する(第8図t3時点)。The AND circuit AND 1 of the switching circuit 91 g which receives the pulse signal from the output terminal O 1 of the edge detection circuit 91 f has the other input terminal of which the output signal of the output terminal O 1 of the timer circuit 91 b is “ By inverting the signal to the L "level, it is inverted to the" H "level via the notch circuit N 1 , so that the output signal is inverted to the" H "level (91 g output in FIG. 8). In response to this, the flip-flop circuit FF 1 of the drive control means 9 c inverts the output signal of the output terminal Q, to “H” and “L” at the rising edge of the input, and sends them to the AND circuits AND 2 and AND 3 , respectively. But AND circuit AND
Since the other of the input terminals of 2 and AND 3 is at the “L” level, the transistors Q u , Q v , Q x , and Q y remain off. On the other hand, the measuring circuit 91 h receiving the pulse signal of the switching circuit 91 g counts up at the rising edge of the input and outputs the data to the arithmetic circuits 91 k , 91
send to l . The arithmetic circuit 91 k receiving this calculates the waiting time T 1 by multiplying the input data by a coefficient (for example, 30/180), and sends this calculated value to the timer circuit 91 m as the present waiting time T 1 . At this time, since both the output data of the measurement circuit 91 h and the output data of the data storage circuit 91 i are the same from the comparison circuit 91 j , no large or small comparison signal is sent out, and the calculated value is not corrected. The timer circuit 91 m starts the clocking operation at the rising edge of the pulse signal of the switching circuit 91 g , and the count value is equal to that of the arithmetic circuit.
When the set value of the standby time T 1 of 91 k is reached, the time is up and the output terminal outputs the “H” level output signal (91 m output in FIG. 8). On the other hand, the arithmetic circuit 91 l receiving the data from the measuring circuit 91 h has a coefficient (for example, 120/180) in the input data.
It calculates the energization time T 2 by multiplying, and sends the calculated value as the current energizing time T 2 in the timer circuit 91 n (this calculated value is not corrected by the above same reason). The timer circuit 91 n receiving this starts the clocking operation when the output signal of the timer circuit 91 m is inverted to the “H” level, and also inverts the output signal to the “H” level at the rising edge of the input ( Figure 8 91 n output). In the AND circuits AND 2 and AND 3 receiving this, the output of the AND 2 is inverted to the “H” level, the transistors Q v and Q x are turned on, and 6
A current flows through a path of → Q v → 3 → Q x → 6, the magnetic pole 2 a of the stator 1 is magnetized to, for example, the N pole, and the magnetic pole 2 b is magnetized to the S pole, respectively, and the rotor 4 (set to the starting position) The attraction / repulsion force acts between the rotor and the magnetic pole (at the position in FIG. 2) to generate a rotational torque in the rotor 4, so that the rotor 4 starts to rotate in the forward direction, that is, starts up (at time t 3 in FIG. 8). ).
ロータ4が回転しはじめることによつて、ステータコイ
ル3には正極性の誘起電圧が発生する(第8図3の誘起
電圧)。As the rotor 4 starts rotating, a positive induced voltage is generated in the stator coil 3 (induced voltage in FIG. 8).
この際、位置検知回路8のトランジスタQ1はベース電流
が流れてオンし、位置検知信号は“L"レベルに反転する
(第8図8の出力)。これをうけたマスク回路91eは、
その出力信号が上記タイマ回路91bのリセツト信号によ
りすでにリセツトされており(第8図t2時点)、タイマ
回路91nの“H"レベルの出力信号をうけた遅延回路91oか
ら“H"レベルの出力信号を入力端STがうけて入力の立上
り時の入力端Dの入力信号(“L"レベル)を保持して出
力端Qから送出するため、入力端Dの入力が変化して
も、出力信号は入力端STの入力が“L"レベルに反転する
まで、“L"レベルに保持される(第8図91e)。At this time, the transistor Q 1 of the position detection circuit 8 is turned on by the base current flowing, and the position detection signal is inverted to the “L” level (output in FIG. 8). The mask circuit 91 e that received this is
As has output signal is already reset by the reset signal of the timer circuit 91 b (FIG. 8 t 2 time), the timer circuit 91 n "H" from the delay circuit 91 o which received the level of the output signal "H" Since the input signal ST of the input terminal ST receives the level output signal (“L” level) when the input rises and is sent from the output terminal Q, even if the input of the input terminal D changes. , the output signal until the inverted input is "L" level of the input terminal ST, is held in the "L" level (FIG. 8 91 e).
そして、上記タイマ回路91nは、カウント値が演算回路9
1eから出力された設置値と一致したとき(即ち、通電時
間T2後)、タイムアツプして出力信号を“L"レベルに反
転し(第8図91n出力)、トランジスタQv,Qxをオフさせ
(このときQu,Qyはオフのまゝ)(第8図Qv,Qx)、ステ
ータコイル3への通電が停止される。このオフによつて
上述同様、スパイク電圧が生ずるが、遅延回路91oがタ
イマ回路91nの出力の立上りで一定幅のパルス信号を送
出するので(第8図91o出力)、これによつて位置検知
信号を一旦“H"レベルに反転してもマスク回路91eの出
力は“L"レベルに保持される。一方、上記位置検知信号
はスパイク電圧の期間後、上記ロータ4の回転により生
じた正極性の誘起電圧によつて3→R2→Q1のベース・エ
ミツタ→Dx→3の経路で電流が流れ、トランジスタQ1は
オンのまゝであり、“L"レベルとなる(第8図8出
力)。他方、ロータ4は上記通電停止により慣性力で回
転し、磁極N,Sの中心がステータ1の磁極2a,2bの磁極中
心を通過する時点(第8図t5時点)で、誘起電圧は正極
性から負極性に転ずるので、この負極性の誘起電圧によ
り3→Dy→6→Dy→3の経路で電流が流れ、トランジス
タQ1は逆バイアスされてオフし、位置検知信号は“H"レ
ベルに反転する(第8図8出力)。これをうけたマスク
回路91eは、その入力端STが遅延回路91oの出力の立下り
で“L"レベルになつているので、出力信号を“H"レベル
に反転し(第8図91e出力)、これをうけたエツジ検出
回路91fは、入力の立上りで出力端O1からパルス信号を
切換回路91gを介してフリツプフロツプ回路FF1、計測回
路91h,タイマ回路91mに送出するとともに、入力の立上
りで出力端O2からパルス信号を遅延回路91dを介して、
タイマ回路91bに送出してこれをリセツトさせる。計測
回路91hは上記パルス信号により初期設定データをデー
タ蓄積回路91iに転送して蓄積させるとともに、カウン
トアツプして起動時のパルス信号から今回のパルス信号
をうけるまでの時間計測したデータを比較回路91jと演
算回路91k,91lに送出すると同時に今回のパルス信号に
よりカウントを開始して次回の時間計測を行う。比較回
路91jは上記データと蓄積回路91iから出力されたデータ
との大小を比較した比較信号を演算回路91k,91lに送出
する。これらデータをうけた演算回路91kと91lは、上述
同様、待機時間T1と通電時間T2を演算し、比較回路91i
から(今回のデータ)<(前回のデータ)の関係にある
比較信号をうけたときは、上記演算値を小さくなるよう
補正して今回の待機時間T1と通電時間T2を設定し、この
設定値をタイマ回路91mと91nにそれぞれ送出する(即
ち、上記関係にある比較信号をうけたときは加速時と判
別しロータ4の回転周波数の上昇を予測しこれに対応し
て待機時間T1と通電時間T2を補正して設定することにな
る)。The count value of the timer circuit 91 n is calculated by the arithmetic circuit 9
When it coincides with the installation value output from 1 e (that is, after energization time T 2 ), time-up is performed to invert the output signal to the “L” level ( n output in FIG. 8), and transistors Q v and Q x Is turned off (at this time, Q u and Q y are kept off) (Q v and Q x in FIG. 8), and the energization to the stator coil 3 is stopped. This turning off causes a spike voltage as described above, but the delay circuit 91 o sends a pulse signal of a constant width at the rising edge of the output of the timer circuit 91 n (91 o output in FIG. 8). the output of the position detection signal once "H" mask be inverted in level circuit 91 e is maintained at "L" level. On the other hand, in the position detection signal, after the spike voltage period, a current is generated in the path of 3 → R 2 → Q 1 base / emitter → D x → 3 due to the positive induced voltage generated by the rotation of the rotor 4. As a result, the transistor Q 1 remains on and becomes the “L” level (output in FIG. 8). On the other hand, the rotor 4 rotates due to inertial force due to the stop of the energization, and at the time when the center of the magnetic poles N and S passes through the magnetic pole centers of the magnetic poles 2 a and 2 b of the stator 1 (time t 5 in FIG. 8), the induced voltage Changes from a positive polarity to a negative polarity, so a current flows in a path of 3 → D y → 6 → D y → 3 due to the negative induced voltage, and the transistor Q 1 is reverse-biased and turned off. Inverts to "H" level (output in FIG. 8). In response to this, the mask circuit 91 e inverts the output signal to the “H” level because its input end ST is at the “L” level at the trailing edge of the output of the delay circuit 91 o (see FIG. e output), the edge detection circuit 91 f receiving this sends the pulse signal from the output terminal O 1 to the flip-flop circuit FF 1 , the measurement circuit 91 h , and the timer circuit 91 m via the switching circuit 91 g at the rising edge of the input. At the same time, the pulse signal is output from the output terminal O 2 via the delay circuit 91 d at the rising edge of the input,
This is reset by sending a timer circuit 91 b. The measurement circuit 91 h transfers the initial setting data to the data storage circuit 91 i by the pulse signal and accumulates it, and compares the time measured data from the pulse signal at the time of startup to receiving the pulse signal of this time. At the same time as sending to the circuit 91 j and the arithmetic circuits 91 k and 91 l , counting is started by this pulse signal and the next time measurement is performed. The comparison circuit 91 j sends a comparison signal, which compares the above-mentioned data and the data output from the storage circuit 91 i, to the arithmetic circuits 91 k and 91 l . The arithmetic circuits 91 k and 91 l receiving these data calculate the standby time T 1 and the energization time T 2 as described above, and the comparison circuit 91 i
When receiving a comparison signal having a relationship of (current data) <(previous data), the above calculated values are corrected to be smaller and the standby time T 1 and energization time T 2 of this time are set. The set values are sent to the timer circuits 91 m and 91 n , respectively (that is, when the comparison signal having the above relationship is received, it is determined that the vehicle is accelerating, the rotation frequency of the rotor 4 is predicted to increase, and the waiting time is correspondingly increased. T 1 and energizing time T 2 will be corrected and set).
そして、上記タイマ回路91mは、切換回路91gのパルス信
号の立上りで刻時動作を開始し、カウント値が演算回路
91kから出力された設定値と一致したとき、タイムアツ
プして出力端の出力を“H"レベルに反転し(第8図91m
出力)、これをうけたタイマ回路91nは入力の立上りで
出力端の出力を“H"レベルに反転して(第8図91n出
力)、アンド回路AND2,ADN3に送出する。これをうけた
アンド回路AND2,ADN3はその入力端の他方が上記パルス
信号の立上りでフリツプフロツプ回路FF1の出力端Q,
がそれぞれ“L",“H"に反転しているので(第8図FF1Q,
出力)、アンド回路AND3の出力が“H"レベルに反転し
オアー回路OR3を介して、トランジスタQu,Qyをオンさせ
(第8図Qu,Qy)、6→Qu→3→Qy→6の経路でステー
タコイル3に電流を流し、ステータ1の磁極2a,2bを上
述とは逆極性に磁化しロータ4に回転トルクを与えて加
速させる。この通電は、上述同様、演算回路91lにより
設定した通電時間T2の設定値と一致したときタイマ回路
91nの出力が“L"レベルに反転することにより停止さ
れ、ロータ4は慣性力により回転を継続し、誘起電圧が
負極性から正極性に転ずる時点(ゼロ点)で反転する位
置検知信号により、ロータ4の1/2回転周期を計測して
待機時間T1と通電時間T2を演算設定し、この設定値にも
とづいてステータコイル3を待機時間T1後通電時間T2の
期間通電する上述した動作を繰返してロータ4の回転を
さらに加速させ、同期運転に引込んでいく。Then, the timer circuit 91 m starts the clocking operation at the rising edge of the pulse signal of the switching circuit 91 g , and the count value is calculated by the arithmetic circuit.
91 when a match with the output setting value from k, inverted to "H" level output at the output terminal to Taimuatsupu (FIG. 8 91 m
Output), the timer circuit 91 n receiving this inverts the output of the output terminal to the “H” level at the rising edge of the input (91 n output in FIG. 8) and sends it to the AND circuits AND 2 and ADN 3 . In response to this, the AND circuits AND 2 and ADN 3 have the other input terminals whose output terminals Q and F of the flip-flop circuit FF 1 at the rising edge of the pulse signal.
Are inverted to "L" and "H" respectively (Fig. 8 FF 1 Q,
Output), the output of the AND circuit AND 3 is inverted to the “H” level, and the transistors Q u and Q y are turned on through the OR circuit OR 3 (Q u and Q y in FIG. 8), and 6 → Q u → A current is passed through the stator coil 3 through the path of 3 → Q y → 6, the magnetic poles 2 a and 2 b of the stator 1 are magnetized in the opposite polarity to the above, and rotational torque is applied to the rotor 4 to accelerate it. This energization is similar to the above, when the energization time T 2 set by the arithmetic circuit 91 l matches the set value of the timer circuit.
The output of 91 n is stopped by reversing to the “L” level, the rotor 4 continues to rotate due to inertial force, and the position detection signal that reverses when the induced voltage changes from negative polarity to positive polarity (zero point) , The 1/2 rotation cycle of the rotor 4 is measured, the standby time T 1 and the energization time T 2 are calculated and set, and the stator coil 3 is energized for the standby time T 1 after the energization time T 2 based on these set values. The above-described operation is repeated to further accelerate the rotation of the rotor 4, and the synchronous operation is drawn.
なお、減速時における動作は待機時間T1,通電時間T2の
演算設定時における補正が演算値より大きくなるよう補
正される点を除いて、上述同様に動作するので説明を省
略する。The operation during deceleration is the same as the above except that the correction when the standby time T 1 and the energization time T 2 are set when the calculation is set is the same as that described above, and a description thereof will be omitted.
B、ロータ4の磁極N,Sが第2図の図示と逆極性でステ
ータ1の磁束軸(Y−Y線)に対して逆転方向にθだけ
ずれた状態で停止している場合、 上述同様、図示しない電源スイツチの投入により直流電
源6が印加され、定電圧電源回路10から定電圧電源Vcが
制御電源として各回路に供給され(第9図t0時点)、こ
れにより位置検知回路8の位置検知信号は“H"レベルに
反転し(第9図8出力)、これをうけたマスク回路91e
の出力も“H"レベルに反転する(第9図91e出力)。し
かしエツジ検出回路91fは上記制御電源を若干の遅延を
有してうけるため、入力の立上りを検出することなく出
力信号は“L"レベルにある(第9図91fO1,O2出力)。B, when the magnetic poles N and S of the rotor 4 have the opposite polarities to those shown in FIG. 2 and are stopped in a state of being offset by θ in the reverse direction with respect to the magnetic flux axis (Y-Y line) of the stator 1, the same as above. The DC power supply 6 is applied by turning on a power switch (not shown), and the constant voltage power supply circuit 10 supplies the constant voltage power supply V c to each circuit as a control power supply (at time t 0 in FIG. 9). Position detection signal is inverted to "H" level (output in FIG. 9), and the mask circuit 91 e receives this signal.
The output of is also inverted to "H" level ( 91e output in Fig. 9). However, since edge detection circuit 91 f is subjected to a slight delay the control power supply, the output signal without detecting the rise of the input is in the "L" level (Fig. 9 91 f O 1, O 2 output ).
そして始動回路91aの図示しないスイツチを投入するこ
とにより(第9図t1時点)、ワンシヨツトの始動信号が
送出され(第9図91a出力)、タイマ回路91bの出力端O1
からセツト時間T3の期間“H"レベルの出力信号を送出す
る(第9図91bO1出力)。これをうけた信号発生回路91c
はセツト信号を送出し(第9図91c出力)、オアー回路O
R3を介してトランジスタQu,Qyを断続的にオンする(第
9図Qu,Qy)。これによりステータコイル3は断続的に
短時間通電され、この通電により、ステータ1の磁極2a
が例えばS極、2bが例えばN極に磁化されて、ロータ4
の磁極との間に吸引,反撥力が作用してロータ4が逆転
方向に回動し、この回動によつてステータコイル3に負
極性の誘起電圧が生ずる(第9図3の誘起電圧)。上記
ロータ4が逆転方向に回動し該ロータ4の磁極N,Sの磁
束軸がステータ1の磁極2a,2bの磁束軸(第2図Y−Y
線)を通過する時点で上記誘起電圧は負極性から正極性
に転ずることになるのでゼロ点を通過することになり、
位置検知信号は“L"レベルに反転する。Then (FIG. 9 time point t 1) by placing the switch (not shown) of the starting circuit 91 a, the start signal Wanshiyotsuto is sent (Fig. 9 91 a output), the output terminal O 1 of the timer circuit 91 b
Then, the output signal of "H" level is transmitted during the set time T 3 from the output (91 bO 1 output in FIG. 9). Received this signal generation circuit 91 c
Sends out the excisional signal (Fig. 9 91 c outputs), Orr circuit O
Transistors Q u and Q y are intermittently turned on via R 3 (Q u and Q y in FIG. 9). As a result, the stator coil 3 is intermittently energized for a short time, and due to this energization, the magnetic pole 2 a of the stator 1 is
There example S-pole, 2 b is magnetized in the example N-pole, the rotor 4
The rotor 4 rotates in the reverse direction due to the attraction and repulsion between the magnetic poles of the rotor 4 and the magnetic pole of the rotor 4. This rotation causes a negative induced voltage in the stator coil 3 (induced voltage in FIG. 9). . The rotor 4 is rotated in the reverse direction the magnetic pole N of the rotor 4, the magnetic flux axis pole 2 a of the stator 1 S, 2 b flux axis (FIG. 2 Y-Y
Line), the induced voltage will change from negative polarity to positive polarity, so it will pass through the zero point.
The position detection signal is inverted to "L" level.
この際、第9図に示すように、位置検知信号が、誘起電
圧のゼロ点を通過する前に、上記セツト信号の立下りに
よつてトランジスタQu,Qyかオフし、このオフ時に生ず
るスパイク電圧によつて“L"レベルに反転していれば、
“L"レベルに保持されることになる。そして、上記ロー
タ4は断続的な通電によつて生じた逆転方向の回動によ
る慣性により上記誘起電圧のゼロ点を一旦通過するがそ
の慣性力は小さいので上記通電停止によつてロータ4は
その磁束軸がステータ1の磁束軸と略一致して停止し
(誘起電圧はゼロとなり、第9図2の誘起電圧)、位置
検知信号は“H"レベルに反転する(第9図8出力)。以
降、セツト信号により短時間通電が断続的に行なわれて
もロータ4に生ずる回転トルクは小さくなつて略ロツク
状態となり、ロータ4の逆転方向への回動はしないよう
になる。At this time, as shown in FIG. 9, before the position detection signal passes through the zero point of the induced voltage, the transistors Q u and Q y are turned off due to the fall of the set signal. If it is inverted to "L" level due to the spike voltage,
It will be held at "L" level. Then, the rotor 4 once passes the zero point of the induced voltage due to the inertia caused by the rotation in the reverse rotation direction caused by the intermittent energization, but since the inertial force is small, the rotor 4 is stopped due to the stop of the energization. The magnetic flux axis is substantially coincident with the magnetic flux axis of the stator 1 and stopped (the induced voltage becomes zero, the induced voltage in FIG. 9), and the position detection signal is inverted to the “H” level (output in FIG. 9). After that, even when the energization is intermittently performed for a short time by the set signal, the rotational torque generated in the rotor 4 becomes small and becomes substantially locked, and the rotor 4 does not rotate in the reverse rotation direction.
一方、上記遅延回路91oの出力信号が“L"レベルに反転
した時点で“H"レベルの出力信号の保持が解除され、上
記“L"レベルの位置検知信号をうけたマスク回路91eは
その出力信号を“L"レベルに反転し(第9図91e出
力)、この立下りを検出したエツジ検出回路91fは出力
端O1からパルス信号を送出し(第9図91fO1出力)、こ
れをうけた切換回路91gは、そのアンド回路AND1の他方
の入力がタイマ回路91bの出力端O1からセツト時間T3中
ノツト回路N1を介して“L"レベルの出力信号をうけてい
るので、出力信号は“L"レベルのまゝである。又、上記
マスク回路91eは上述したロータ4が略ロツク状態で停
止した時で位置検知信号が“H"レベルに反転しこれをう
けることになるが、すでに遅延回路91oから“H"レベル
の出力信号をその入力端STにうけた時点で“L"レベルの
出力信号を保持しているため、出力信号は反転しない。On the other hand, when the output signal of the delay circuit 91 o is inverted to the “L” level, the holding of the “H” level output signal is released, and the mask circuit 91 e receiving the “L” level position detection signal is The output signal is inverted to “L” level (91 e output in FIG. 9), and the edge detection circuit 91 f which detects this falling edge sends a pulse signal from the output terminal O 1 (91 f O 1 in FIG. 9). output), the switching circuit 91 g which received this, the aND circuit the other input of the aND 1 via the timer circuit 91 excisional time T 3 in Notsuto circuit N 1 from the output terminal O 1 of b "L" level Since it receives the output signal, the output signal remains at the "L" level. Further, the mask circuit 91 e is will be reversed to the position detection signal is "H" level when the rotor 4 described above is stopped substantially lock state receiving this, already delayed from the circuit 91 o "H" level Since the output signal of "L" level is held when the output signal of is received at the input terminal ST, the output signal is not inverted.
そして、上記遅延回路91oの出力信号が“L"レベルに反
転したときその立下りでマスク回路91eは保持を解除
し、位置検知信号が“H"レベルにあるため、出力信号を
“H"レベル反転する(第9図91e出力)。これをうけた
エツジ検出回路91fは入力の立上りを検出し、出力端O1,
O2からパルス信号を送出する(第9図91fO1,O2出力)。
出力端O1からパルス信号をうけた切換回路91gはそのア
ンド回路AND1の他方の入力が“L"レベルにあるため出力
信号は“L"レベルのままであり(第9図91g出力)、上
記出力端O2からパルス信号をうけた遅延回路91dは応動
し、遅延時間T4後タイマ回路91bにパルス信号をリセツ
ト信号として送出する(第9図91d出力)。これをうけ
たタイマ回路91bは出力端O1の出力信号を“L"レベルに
反転し、セツト用信号発生回路91cから送出するセツト
信号を停止し(“L"レベルに反転)(第9図91c出
力)、出力端O2の出力信号を“H"レベルに反転してマス
ク回路91eをクリアし、出力信号を“L"レベルに反転す
る(第9図t2時点91e出力)。これをうけたエツジ検出
回路91fは入力の立下りを検出し出力端O1からパルス信
号を送出し(第9図t2時点91fO1出力)、これをうけた
切換回路91gはその出力端からパルス信号を送出する
(第9図91g出力)。これをうけたフリツプフロツプ回
路FF1は入力の立上りで出力端Q,の出力信号をそれぞ
れ“H",“L"レベルに反転する(第9図FF1Q,出力)。
一方、上記セツト信号の停止によりトランジスタQu,Qy
がオフし、このオフ時に生ずるスパイク電圧により位置
検知信号は一旦“L"レベルに反転した後“H"レベルにな
り(第9図8出力)、これにより、逆転方向への断続的
な短時間通電が停止され、ロータ4は位置決め手段5の
付勢力により第2図に示すようにその磁束軸がステータ
1の磁束軸(Y−Y線)に対して若干の角度θだけずら
した位置に回動して停止する。これでロータ4の磁極N,
Sが第2図に示す位置と逆の位置で停止した場合におけ
る起動位置へのセツト動作を完了する。Then, when the output signal of the delay circuit 91 o is inverted to the “L” level, the mask circuit 91 e releases the hold at the trailing edge and the position detection signal is at the “H” level. "The level is inverted (91 e output in Fig. 9). The edge detection circuit 91 f receiving this detects the rising edge of the input and outputs the output terminal O 1 ,
A pulse signal is transmitted from O 2 (91 f O 1 , O 2 output in FIG. 9).
The switching circuit 91 g receiving the pulse signal from the output terminal O 1 keeps the output signal at the “L” level because the other input of the AND circuit AND 1 is at the “L” level (Fig. 9, 91 g output). ), the delay circuit 91 d having received the pulse signal from the output terminal O 2 is responsive sends after the timer circuit 91 b delay time T 4 the pulse signal as the reset signal (FIG. 9 91 d outputs). Receiving this, the timer circuit 91 b inverts the output signal of the output terminal O 1 to the “L” level and stops the set signal sent from the set signal generating circuit 91 c (inverts to the “L” level) ( 9 Figure 91 c outputs), clears the mask circuit 91 e is inverted to "H" level output signal at the output terminal O 2, is inverted to "L" level output signal (FIG. 9 t 2 time 91 e output). The edge detection circuit 91 f having received this sends a pulse signal from the detecting the falling edge of the input output terminals O 1 (FIG. 9 t 2 time 91 f O 1 Output), the switching circuit 91 g having received this A pulse signal is sent from the output terminal (91 g output in Fig. 9). In response to this, the flip-flop circuit FF 1 inverts the output signal at the output terminal Q, to "H" and "L" levels at the rising edge of the input (FF 1 Q, output in FIG. 9), respectively.
On the other hand, by stopping the set signal, the transistors Q u and Q y
Turns off, and the spike voltage generated when this turns off causes the position detection signal to once change to the “L” level and then change to the “H” level (output in FIG. 9), which causes an intermittent short time in the reverse direction. The energization is stopped, and the rotor 4 is rotated by the biasing force of the positioning means 5 to a position where its magnetic flux axis is displaced by a slight angle θ with respect to the magnetic flux axis (Y-Y line) of the stator 1. Move and stop. Now the magnetic pole N of the rotor 4
When S stops at the position opposite to the position shown in FIG. 2, the set operation to the starting position is completed.
次にロータ4の起動動作になるが、これは上述同様に動
作するので、説明を省略する。Next, the starting operation of the rotor 4 is performed, but since it operates in the same manner as described above, its explanation is omitted.
このように、ロータ4がステータ1の磁束軸(第2図Y
−Y線)に対して、その磁極NSの磁束軸がいずれの状態
で一致して停止した場合でも、逆転方向に対するステー
タコイル3の断続的な短時間通電によつて、所定の起動
位置へセツトさせることができることになり、常に所定
に起動位置から正転方向の起動が可能となる。In this way, the rotor 4 is connected to the magnetic flux axis of the stator 1 (Y in FIG. 2).
-Y line), no matter which state the magnetic flux axis of the magnetic pole NS coincides with and stops, the stator coil 3 is intermittently energized in the reverse rotation direction for a short time to set to a predetermined starting position. As a result, it is possible to always start in the forward rotation direction from a predetermined starting position.
〈発明の効果〉 本発明によれば、ロータが停止した状態でその磁束軸を
ステータの磁束軸からわずかにずらすための位置決め手
段を設けて、起動に際し、ロータを、逆転方向へ所定時
間断続的な短時間通電によって、ロック位置まで回動せ
しめて所定の起動位置にセットするようにしてあるの
で、ロータが任意の位置に停止しても、ロータを、その
磁極が同じ位置関係で起動位置にセットすることがで
き、モータを的確に正転方向へ起動させることができ
る。しかも、上記位置決め手段は、ロータの磁束軸をス
テータの磁束軸からわずかにずらすに必要な付勢力を与
えるように形成すればよいので、小さな付勢力となっ
て、回転トルクに振動を生ぜしめることなくモータを駆
動することができる。また、自相の印加電圧に重畳して
発生する誘起電圧のゼロ点を、該ゼロ点の前後の期間通
電を停止して検出するようになっているので、位置検出
素子を設けることなく、ロータの回転位置を的確に検出
することができる。更に、位置検知信号を、通電時間に
同期し、かつ通電時間より所定時間遅延保持せしめるよ
うにしてあるので、ステータコイルに流れる電流のしゃ
断によって生ずるスパイク電圧をマスクすることがで
き、起動に際して断続的な短時間通電を行っても、駆動
時にあっても誤動作することなく、インバータによる1
相ブラシレスモータの通電制御を的確に行うことができ
る。<Effects of the Invention> According to the present invention, a positioning means is provided for slightly shifting the magnetic flux axis of the rotor from the magnetic flux axis of the stator when the rotor is stopped, and the rotor is intermittently rotated in the reverse rotation direction for a predetermined time during startup. It is designed to rotate to the lock position and set to the specified starting position by energizing the rotor for a short period of time, so even if the rotor stops at any position, the rotor will move to the starting position with its magnetic poles in the same positional relationship. It can be set and the motor can be accurately started in the forward rotation direction. Moreover, since the positioning means may be formed so as to provide the biasing force required to slightly shift the magnetic flux axis of the rotor from the magnetic flux axis of the stator, a small biasing force is generated and vibration is generated in the rotational torque. The motor can be driven without. Further, since the zero point of the induced voltage generated by being superimposed on the applied voltage of its own phase is detected by stopping energization for a period before and after the zero point, the rotor can be detected without providing a position detecting element. The rotational position of can be accurately detected. Further, since the position detection signal is synchronized with the energization time and held for a predetermined time later than the energization time, it is possible to mask the spike voltage generated by the interruption of the current flowing through the stator coil, and to intermittently start up. Even if it is energized for a short period of time, it does not malfunction even if it is driven.
It is possible to accurately control the energization of the phase brushless motor.
第1図は本発明の実施例を示すブロツク図、第2図は第
1図のモータの基本的構成図、第3図は従来例を示す駆
動回路のブロツク図、第4図は従来例を示すモータ本体
の基本的構成図、第5図乃至第7図は1相ブラシレスモ
ータの原理を説明したもので、第5図は発生する磁束
を、第6図は発生する回転トルクを、第7図はそのタイ
ムチヤート図である。第8図及び第9図は第1図の動作
を説明するタイムチヤート図である。 1:ステータ、2a,2b:磁極、3:ステータコイル、4:ロー
タ、5:位置決め手段、7:インバータ回路、8:位置検知回
路、9:通電制御回路、9a:起動セツト手段、9b:演算制
御手段、9c:駆動制御手段、1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a basic block diagram of the motor of FIG. 1, FIG. 3 is a block diagram of a drive circuit showing a conventional example, and FIG. 4 is a conventional example. The basic configuration diagram of the motor body shown in FIGS. 5 to 7 is for explaining the principle of the one-phase brushless motor. FIG. 5 shows the generated magnetic flux, FIG. 6 shows the generated rotational torque, and FIG. The figure is the time chart. 8 and 9 are time charts for explaining the operation of FIG. 1: Stator, 2 a , 2 b : Magnetic pole, 3: Stator coil, 4: Rotor, 5: Positioning means, 7: Inverter circuit, 8: Position detection circuit, 9: Energization control circuit, 9 a : Starting set means, 9 b : arithmetic control means, 9 c : drive control means,
Claims (1)
シレスモータと、このモータに直流電源から接続されて
出力電圧を送出するインバータ回路と、このインバータ
回路の出力端から接続されて上記モータのステータコイ
ルに生ずる誘起電圧のゼロ点を検出する位置検知回路
と、この位置検知回路の出力端から接続されて、前回の
誘起電圧の1/2周期から待機時間と通電時間を演算設定
すると共に、該位置検知回路の位置検知信号を、上記通
電時間に同期し、かつ通電時間より所定時間遅延保持せ
しめるようにした演算制御手段とこれの出力により上記
インバータ回路に通電指令を送出する駆動制御手段を有
する通電制御回路とを備え、上記モータにロータをロッ
ク位置からわずかにずらして起動位置に停止させるよう
付勢する位置決め手段を設け、上記通電制御回路には、
ロータを逆転方向に回動させて上記ロック位置にセット
するための短時間通電指令を断続的に所定時間送出する
起動セット手段を設け、ロータを所定の起動位置にセッ
トしたとき、上記モータを起動させるようにしたことを
特徴とする1相ブラシレスモータの起動装置。1. A one-phase brushless motor having a rotor magnetized with N and S poles, an inverter circuit connected to the motor from a DC power source to output an output voltage, and connected from an output end of the inverter circuit. A position detection circuit that detects the zero point of the induced voltage generated in the stator coil of the motor, and the output end of this position detection circuit are connected to calculate the standby time and energization time from the half cycle of the previous induced voltage. In addition, the position detecting signal of the position detecting circuit is synchronized with the energizing time and is held for a predetermined time delay from the energizing time, and the arithmetic control means is driven to output an energizing command to the inverter circuit by the output thereof. An energization control circuit having control means, and positioning means for urging the motor so as to slightly shift the rotor from the lock position to stop at the starting position. Only, the above-mentioned energization control circuit,
A start-up setting means for intermittently sending a short-time energization command for rotating the rotor in the reverse direction to set it to the lock position is provided for a predetermined time, and when the rotor is set to the predetermined start position, the motor is started. A starting device for a one-phase brushless motor, characterized in that
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61294371A JPH0763232B2 (en) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Starter for one-phase brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61294371A JPH0763232B2 (en) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Starter for one-phase brushless motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63148890A JPS63148890A (en) | 1988-06-21 |
JPH0763232B2 true JPH0763232B2 (en) | 1995-07-05 |
Family
ID=17806847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61294371A Expired - Fee Related JPH0763232B2 (en) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Starter for one-phase brushless motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0763232B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9515588B2 (en) | 2012-03-06 | 2016-12-06 | Dyson Technology Limited | Sensorless control of a brushless permanent-magnet motor |
US9088238B2 (en) | 2012-03-06 | 2015-07-21 | Dyson Technology Limited | Method of determining the rotor position of a permanent-magnet motor |
GB2500014B (en) | 2012-03-06 | 2016-09-21 | Dyson Technology Ltd | Sensorless control of a brushless permanent-magnet motor |
GB2599668B (en) | 2020-10-08 | 2024-07-10 | Dyson Technology Ltd | A method of controlling a brushless permanent-magnet motor |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6082092A (en) * | 1983-10-11 | 1985-05-10 | Sanyo Electric Co Ltd | Starting method of motor |
-
1986
- 1986-12-10 JP JP61294371A patent/JPH0763232B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63148890A (en) | 1988-06-21 |
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