JPS6227621B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6227621B2 JPS6227621B2 JP55146165A JP14616580A JPS6227621B2 JP S6227621 B2 JPS6227621 B2 JP S6227621B2 JP 55146165 A JP55146165 A JP 55146165A JP 14616580 A JP14616580 A JP 14616580A JP S6227621 B2 JPS6227621 B2 JP S6227621B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- position detecting
- detecting element
- signal
- rotor
- position detection
- Prior art date
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- Expired
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 38
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は３相の無整流子電動機における回転位
相信号の検出装置に関するものである。
相信号の検出装置に関するものである。
無整流子電動機の機械的絶対位相を外部信号の
位相に対し制御する場合、例えばアジマス記録方
式を採用した２ヘツドヘリカルスキヤン型の
VTRの回転磁気ヘツドを無整流子電動機で直接
駆動しヘツドの機械的絶対回転位相を制御する場
合、電動機のある定められた位相を示す一回転一
回転のパルス信号である回転位相信号（以下PG
信号と称す）を用いる。
位相に対し制御する場合、例えばアジマス記録方
式を採用した２ヘツドヘリカルスキヤン型の
VTRの回転磁気ヘツドを無整流子電動機で直接
駆動しヘツドの機械的絶対回転位相を制御する場
合、電動機のある定められた位相を示す一回転一
回転のパルス信号である回転位相信号（以下PG
信号と称す）を用いる。
従来、このようなPG信号を得るために電動機
の回転部に一つのマグネツト片を取り付け、その
マグネツト片の磁束を感磁素子により検出しPG
信号とする方式が多く採用されている。しかしこ
のような方式においては電動機の回転部にマグネ
ツト片を取り付けることにより回転体のダイナミ
ツクバランスをくずすとともに、部品点数の増加
また感磁素子のリード線の増加等によりモータの
組立て工数や材料費の増加をきたす欠点を有して
いる。又、このような問題点を解決する方法とし
て無整流子電動機の回転子を構成する永久磁石に
２極着磁したものを採用し、この永久磁石の磁束
を検出し電動機の転流用の位置信号とするととも
にPG信号とする方式が提案されている。しかし
磁極数の少ない電動機は一般に発生トルクの変動
成分の周波数が低くなり回転変動率が大きく、高
性能な回転が要求される場合には採用することが
困難である。
の回転部に一つのマグネツト片を取り付け、その
マグネツト片の磁束を感磁素子により検出しPG
信号とする方式が多く採用されている。しかしこ
のような方式においては電動機の回転部にマグネ
ツト片を取り付けることにより回転体のダイナミ
ツクバランスをくずすとともに、部品点数の増加
また感磁素子のリード線の増加等によりモータの
組立て工数や材料費の増加をきたす欠点を有して
いる。又、このような問題点を解決する方法とし
て無整流子電動機の回転子を構成する永久磁石に
２極着磁したものを採用し、この永久磁石の磁束
を検出し電動機の転流用の位置信号とするととも
にPG信号とする方式が提案されている。しかし
磁極数の少ない電動機は一般に発生トルクの変動
成分の周波数が低くなり回転変動率が大きく、高
性能な回転が要求される場合には採用することが
困難である。
本発明は上述のような従来例の問題点を解決す
るものであり、３相無整流子の回転子の磁極数が
４極以上の場合においても何等余分な部材を用い
ずに電動機の回転位相信号であるPG信号を得る
ことが出来るものである。
るものであり、３相無整流子の回転子の磁極数が
４極以上の場合においても何等余分な部材を用い
ずに電動機の回転位相信号であるPG信号を得る
ことが出来るものである。
以下、本発明を図示の実施例に基いて説明す
る。第１図は本発明の第１の実施例に供される３
相無整流子電動機の要部構成図である。第１図に
おいて、１は強磁性体よりなる位置検出回転体
で、回転軸９と一体に回転するものであり、第１
の位置検出トラツク２と第２の位置検出トラツク
３が同心円状に形成されている。第１の位置検出
トラツク２および第２の位置検出トラツク３は２
つの物理的状態ＡおよびＢとしてＳ極とＮ極が
各々コード化されて着磁されている。４はホール
効果を利用した磁気感応素子よりなる第１の位置
検出素子であり、これは前記第１の位置検出トラ
ツク２のコード化された磁極を検出するように適
当な固定部に配設されている。５は前記第２の位
置検出トラツク３のコード化された磁極を検出す
るためのホール効果を利用した磁気感応素子より
なる第２の位置検出素子であり、これも適当な固
定部に配設されている。７は外周面が４極着磁さ
れた円柱状の永久磁石よりなる回転子で、回転軸
９と一体に回転する。８は３相の励磁巻線Ma，
Mb，Mcをもつてなる固定子であり、これは固定
子鉄心を含めても良い。上記位置検出回転体１と
第１の位置検出素子４と第２の位置検出素子５と
は位置検出手段１０を構成する。
る。第１図は本発明の第１の実施例に供される３
相無整流子電動機の要部構成図である。第１図に
おいて、１は強磁性体よりなる位置検出回転体
で、回転軸９と一体に回転するものであり、第１
の位置検出トラツク２と第２の位置検出トラツク
３が同心円状に形成されている。第１の位置検出
トラツク２および第２の位置検出トラツク３は２
つの物理的状態ＡおよびＢとしてＳ極とＮ極が
各々コード化されて着磁されている。４はホール
効果を利用した磁気感応素子よりなる第１の位置
検出素子であり、これは前記第１の位置検出トラ
ツク２のコード化された磁極を検出するように適
当な固定部に配設されている。５は前記第２の位
置検出トラツク３のコード化された磁極を検出す
るためのホール効果を利用した磁気感応素子より
なる第２の位置検出素子であり、これも適当な固
定部に配設されている。７は外周面が４極着磁さ
れた円柱状の永久磁石よりなる回転子で、回転軸
９と一体に回転する。８は３相の励磁巻線Ma，
Mb，Mcをもつてなる固定子であり、これは固定
子鉄心を含めても良い。上記位置検出回転体１と
第１の位置検出素子４と第２の位置検出素子５と
は位置検出手段１０を構成する。
第２図は上記第１図における位置検出手段の詳
細図である。なお、第２図において、第１図で説
明したものと同じものには同一の符号を付してい
る。第２図において、第１の位置検出トラツク２
は永久磁石７の磁極数に対応し４極着磁がなされ
ており、電気的一周期間におけるＳ極とＮ極の着
磁角度は１対２になる様に着磁されている。入力
端子イ，ロと出力端子ニ，ハを有する第１の位置
検出素子４および第２の位置検出素子５は図示の
様にθ０の角度差をもつて配置されている。ここ
で、図示のＡの位置を第１の位置検出トラツク２
の基準位置と称し、Ａの第１の位置検出素子４に
対する位相を反時計方向にθnとする。第２の位
置検出トラツク３は６極着磁がなされており、θ
１，θ２，θ５の角度幅でＳ極が、また、θ２，
θ４，θ５の角度幅でＮ極が着磁されており、θ
１＋θ２＋θ３＋θ４＝π、θ５＋θ６＝π、
π／３＜θ１＜２π／３、０＜θ２＋θ３＜π／
３（θ２，θ３＞０）、π／３＜θ１＋θ２＋θ
３＜２π／３、π／３＜θ５＜２π／３なる関係
を有している。
細図である。なお、第２図において、第１図で説
明したものと同じものには同一の符号を付してい
る。第２図において、第１の位置検出トラツク２
は永久磁石７の磁極数に対応し４極着磁がなされ
ており、電気的一周期間におけるＳ極とＮ極の着
磁角度は１対２になる様に着磁されている。入力
端子イ，ロと出力端子ニ，ハを有する第１の位置
検出素子４および第２の位置検出素子５は図示の
様にθ０の角度差をもつて配置されている。ここ
で、図示のＡの位置を第１の位置検出トラツク２
の基準位置と称し、Ａの第１の位置検出素子４に
対する位相を反時計方向にθnとする。第２の位
置検出トラツク３は６極着磁がなされており、θ
１，θ２，θ５の角度幅でＳ極が、また、θ２，
θ４，θ５の角度幅でＮ極が着磁されており、θ
１＋θ２＋θ３＋θ４＝π、θ５＋θ６＝π、
π／３＜θ１＜２π／３、０＜θ２＋θ３＜π／
３（θ２，θ３＞０）、π／３＜θ１＋θ２＋θ
３＜２π／３、π／３＜θ５＜２π／３なる関係
を有している。
さらに第２の位置検出トラツクは、θnがほぼ
π／３と４π／３とθ１＋θ２＋π／３の位置に
おいて第２の位置検出素子５の磁極の検出状態が
Ｎ極からＳ極に、また、θnがθ１＋π／３と、
θ１＋θ２＋θ３＋π／３と、θ５＋４π／３の
の位置でＳ極からＮ極に変化するように着磁され
ている。
π／３と４π／３とθ１＋θ２＋π／３の位置に
おいて第２の位置検出素子５の磁極の検出状態が
Ｎ極からＳ極に、また、θnがθ１＋π／３と、
θ１＋θ２＋θ３＋π／３と、θ５＋４π／３の
の位置でＳ極からＮ極に変化するように着磁され
ている。
第３図は本実施例に関する主要回路ブロツク
図、第４図は第３図における主要部の波形図であ
る。
図、第４図は第３図における主要部の波形図であ
る。
第３図において、ＥHは一端が接地された直流
電源である。第１の位置検出素子４の入力端ロは
接地され、他方の入力端イは第２の位置検出素子
５の一方の入力端ロに接続され、第２の位置検出
素子の他方の入力端イは直流電源ＥHの接地され
ていない側の一端に接続されている。１１は論理
処理手段であり、差動増幅器１２，１３と、波形
整形器１４，１５と、インバータ回路１７と、
NORゲート回路１６，１８，１９，２０と、
AND回路２１とで構成されている。インバータ
回路１７、NORゲート回路１８，１９，２０，
ANDゲート回路２１はPG信号検出手段を構成し
ている。差動増幅器１２には第１の位置検出素子
４から位相差が180゜である２つの出力が各々入
力され、その出力は波形器１４により波形整形さ
れて、第４図ａに示すように第１の位置検出素子
がＮ極を検出している期間はローレベルとなり、
また、Ｓ極を検出している期間はハイレベルとな
る信号ａを出力する。
電源である。第１の位置検出素子４の入力端ロは
接地され、他方の入力端イは第２の位置検出素子
５の一方の入力端ロに接続され、第２の位置検出
素子の他方の入力端イは直流電源ＥHの接地され
ていない側の一端に接続されている。１１は論理
処理手段であり、差動増幅器１２，１３と、波形
整形器１４，１５と、インバータ回路１７と、
NORゲート回路１６，１８，１９，２０と、
AND回路２１とで構成されている。インバータ
回路１７、NORゲート回路１８，１９，２０，
ANDゲート回路２１はPG信号検出手段を構成し
ている。差動増幅器１２には第１の位置検出素子
４から位相差が180゜である２つの出力が各々入
力され、その出力は波形器１４により波形整形さ
れて、第４図ａに示すように第１の位置検出素子
がＮ極を検出している期間はローレベルとなり、
また、Ｓ極を検出している期間はハイレベルとな
る信号ａを出力する。
また、差動増幅器１３には第２の位置検出素子
５からの位相差が180゜の２つの出力が入力さ
れ、その出力は波形整形器１５に入力されて第４
図ｂに示すように、第２の位置検出素子がＮ極を
検出している期間はローレベルとなり、また、Ｓ
極を検出する期間はハイレベルとなる信号ｂを出
力する。
５からの位相差が180゜の２つの出力が入力さ
れ、その出力は波形整形器１５に入力されて第４
図ｂに示すように、第２の位置検出素子がＮ極を
検出している期間はローレベルとなり、また、Ｓ
極を検出する期間はハイレベルとなる信号ｂを出
力する。
すなわち波形整形器１４の出力ａは位置検出回
転体１の１回転中で０≦θn≦２π／３，π≦θn
≦５π／３でローレベルを出力し、２π／３≦θ
n≦π，５π／３≦θn≦２πでハイレベルを出力
する。また、波形整形器１５は位置検出回転体１
の１回転中で、０≦θn≦π／３，θa≦θn≦θb
（ただし、θb−θa＝θ２，θa＝θ１＋π／
３），θc≦θn≦４π／３（ただし、θc＝θ１＋
θ２＋θ３＋π／３）の期間はローレベルを出力
し、π／３≦θn≦θa，θb≦θn≦θc，４π／
３≦θn≦θd（ただし、θd＝θ１＋θ２＋θ３
＋θ４＋θ５＋π／３）の期間はハイレベルを出
力する。信号ａと信号ｂをNORゲート回路１６
に入力して第４図に示す信号ｃを得る。ここに、
信号ａおよびｃの出力はローレベルで接地電圧
を、また、ハイレベルで５（Ｖ）の電圧レベルを
出力するものである。また、信号ａはインバータ
回路１７を通じて反転されてNORゲート回路１
８，２０に入力され、また、NORゲート回路１
８には信号ｂも入力され、その出力はNORゲー
ト回路１９に入力される。そして、NORゲート
回路１９の出力をNORゲート回路２０の入力信
号として入力し、NORゲート回路２０の出力を
NORゲート回路１９の入力信号として入力する
ことにより、第４図ｄに示す信号ｄを得る。信号
ｄとｂをANDゲート回路に入力し、第４図ｅに
示すように位置検出回転体１の１回転中でθb≦
θn≦θcの期間のみハイレベルを出力するPG信
号ｅを得る。
転体１の１回転中で０≦θn≦２π／３，π≦θn
≦５π／３でローレベルを出力し、２π／３≦θ
n≦π，５π／３≦θn≦２πでハイレベルを出力
する。また、波形整形器１５は位置検出回転体１
の１回転中で、０≦θn≦π／３，θa≦θn≦θb
（ただし、θb−θa＝θ２，θa＝θ１＋π／
３），θc≦θn≦４π／３（ただし、θc＝θ１＋
θ２＋θ３＋π／３）の期間はローレベルを出力
し、π／３≦θn≦θa，θb≦θn≦θc，４π／
３≦θn≦θd（ただし、θd＝θ１＋θ２＋θ３
＋θ４＋θ５＋π／３）の期間はハイレベルを出
力する。信号ａと信号ｂをNORゲート回路１６
に入力して第４図に示す信号ｃを得る。ここに、
信号ａおよびｃの出力はローレベルで接地電圧
を、また、ハイレベルで５（Ｖ）の電圧レベルを
出力するものである。また、信号ａはインバータ
回路１７を通じて反転されてNORゲート回路１
８，２０に入力され、また、NORゲート回路１
８には信号ｂも入力され、その出力はNORゲー
ト回路１９に入力される。そして、NORゲート
回路１９の出力をNORゲート回路２０の入力信
号として入力し、NORゲート回路２０の出力を
NORゲート回路１９の入力信号として入力する
ことにより、第４図ｄに示す信号ｄを得る。信号
ｄとｂをANDゲート回路に入力し、第４図ｅに
示すように位置検出回転体１の１回転中でθb≦
θn≦θcの期間のみハイレベルを出力するPG信
号ｅを得る。
以上のようにして、回転子７の回転位相と対応
し、電気的に120度の位相差をもつた２相の位置
信号ａ，ｃを、また、回転子の１回転毎に１回の
パルス信号（PG信号）ｅを得るものである。さ
らに第３図において、Ｑa，Ｑb，Ｑcはエミツタ
を共通に接続され電流源ＩEを介して接地されて
いるNPNトランジスタであり、各々のコレクタ
には励磁巻線Ｍa，Ｍb，Ｍcの各々の一端が接続
されている。トランジスタＱaのベースには信号
ａが、トランジスタＱbのベースには信号ｃが入
力されており、また、トランジスタＱcのベース
には直流電源ＶPにより約2.5Vの電位が与えられ
ている。ＥMは一端が接地された直流電源であ
り、他端は励磁巻線Ｍa，Ｍb，Ｍcのトランジス
タＱa，Ｑb，Ｑcのコレクタに接続されていない
他の端子が各々接続されている。このような構成
により、位置検出体１の１回転中において、２
π／３≦θn≦π，５π／３≦θn≦２πの期間は
励磁巻線Ｍaに、０≦θn≦π／３，π≦θn≦４
π／３の期間は励磁巻線Ｍbに、さらにπ／３≦
θn≦２π／３，４π／３≦θn≦５π／３の期間
はＭcに電流源Ｉaの電流を流しうる。
し、電気的に120度の位相差をもつた２相の位置
信号ａ，ｃを、また、回転子の１回転毎に１回の
パルス信号（PG信号）ｅを得るものである。さ
らに第３図において、Ｑa，Ｑb，Ｑcはエミツタ
を共通に接続され電流源ＩEを介して接地されて
いるNPNトランジスタであり、各々のコレクタ
には励磁巻線Ｍa，Ｍb，Ｍcの各々の一端が接続
されている。トランジスタＱaのベースには信号
ａが、トランジスタＱbのベースには信号ｃが入
力されており、また、トランジスタＱcのベース
には直流電源ＶPにより約2.5Vの電位が与えられ
ている。ＥMは一端が接地された直流電源であ
り、他端は励磁巻線Ｍa，Ｍb，Ｍcのトランジス
タＱa，Ｑb，Ｑcのコレクタに接続されていない
他の端子が各々接続されている。このような構成
により、位置検出体１の１回転中において、２
π／３≦θn≦π，５π／３≦θn≦２πの期間は
励磁巻線Ｍaに、０≦θn≦π／３，π≦θn≦４
π／３の期間は励磁巻線Ｍbに、さらにπ／３≦
θn≦２π／３，４π／３≦θn≦５π／３の期間
はＭcに電流源Ｉaの電流を流しうる。
尚、トランジスタＱcのベースにＶPにより直流
電位を入力するかわりに信号ｂの反転信号と信号
ａとのNORゲート信号を入力することによつて
も上記効果と同様の効果が得られることは言うま
でもない。
電位を入力するかわりに信号ｂの反転信号と信号
ａとのNORゲート信号を入力することによつて
も上記効果と同様の効果が得られることは言うま
でもない。
以上の説明から明らかなように、本発明は、２
個の位置検出素子により検出された信号で駆動さ
れる３相の無整流子電動機において、他の機械要
素を用いずにPG信号を得ることが可能となり、
電動機のコストダウンを可能にするものである。
個の位置検出素子により検出された信号で駆動さ
れる３相の無整流子電動機において、他の機械要
素を用いずにPG信号を得ることが可能となり、
電動機のコストダウンを可能にするものである。
第１図は本発明の一実施例の要部構成図、第２
図は同実施例における位置検出手段部の詳細図、
第３図は同実施例における論理処理手段部の回路
ブロツク図、第４図は第３図における主要部の信
号波形図である。 １……位置検出回転体、２……第１の位置検出
トラツク、３……第２の位置検出トラツク、４…
…第１の位置検出素子、５……第２の位置検出素
子、Ｍa，Ｍb，Ｍc……３相励磁巻線、８……固
定子、７……回転子、９……回転軸、１０……位
置検出手段、１１……論理処理手段、２２……担
体プレート。
図は同実施例における位置検出手段部の詳細図、
第３図は同実施例における論理処理手段部の回路
ブロツク図、第４図は第３図における主要部の信
号波形図である。 １……位置検出回転体、２……第１の位置検出
トラツク、３……第２の位置検出トラツク、４…
…第１の位置検出素子、５……第２の位置検出素
子、Ｍa，Ｍb，Ｍc……３相励磁巻線、８……固
定子、７……回転子、９……回転軸、１０……位
置検出手段、１１……論理処理手段、２２……担
体プレート。
Claims (1)
- １ 2n（但し、ｎは２以上の自然数）極の磁極
を有する永久磁石を含めてなる回転子と、３相の
励磁巻線を含めてなる固定子と、物理的特性の異
なつたＡとＢなる２つの状態が略々１対２の角度
割り合で前記永久磁石の極数に対応し順次コード
化されかつ前記回転子と一体に回転するリング状
の第１の位置検出トラツクと、固定部に配置され
前記第１の位置検出トラツクの物理的２状態を検
出する第１の位置検出素子と、固定部に配置され
た第２の位置検出素子により検出される物理的２
状態が、前記回転子の１回転毎に前記第１の位置
検出素子が物理的状態Ａを検出するｎ区内の内の
１区間内において３度、他のｎ―１区間内におい
て１度変化し、さらに前記第１の位置検出素子が
物理的状態Ｂを検出する区間においてはその区間
の略々中心において１度変化するようにコード化
され前記回転子と一体に回転する第２の位置検出
トラツクとより構成され前記第１および第２の位
置検出出力により前記３相の励磁巻線を前記回転
子の120／ｎ度回転毎に順次励磁される３相の無
整流子電動機であつて、前記第１の位置検出素子
が物理的状態Ａを検出区間内にあつて前記第２の
位置検出素子が検出する物理的状態の２回目の変
化から３回目の変化の区間においてパルス状の
PG信号を出力するPG信号検出手段を有したこと
を特徴とする無整流子電動機の回転位相信号検出
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55146165A JPS5771259A (en) | 1980-10-17 | 1980-10-17 | Commutatorless motor |
| US06/284,531 US4405885A (en) | 1980-07-23 | 1981-07-20 | Brushless dc motor |
| GB8122492A GB2083955B (en) | 1980-07-23 | 1981-07-21 | Brushless dc motor |
| DE19813129108 DE3129108A1 (de) | 1980-07-23 | 1981-07-23 | "buerstenloser gs-motor" |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55146165A JPS5771259A (en) | 1980-10-17 | 1980-10-17 | Commutatorless motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5771259A JPS5771259A (en) | 1982-05-04 |
| JPS6227621B2 true JPS6227621B2 (ja) | 1987-06-16 |
Family
ID=15401595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55146165A Granted JPS5771259A (en) | 1980-07-23 | 1980-10-17 | Commutatorless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5771259A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9719838B2 (en) | 2006-08-24 | 2017-08-01 | Micro Motion, Inc. | Method for calibrating a multiple flow conduit flow meter |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1980
- 1980-10-17 JP JP55146165A patent/JPS5771259A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5771259A (en) | 1982-05-04 |
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