(57)【要約】      （修正有）【課題】効率の高い、又は少なくとも有用な選択肢を提供する、電気モータのための改善された駆動回路を提供する。【解決手段】巻線形ステータと、永久磁石ロータとを有する電気モータ１０のための駆動回路２４が、ＡＣ電源２６に接続するための２つの端子間にステータ巻線と直列に接続された制御可能な双方向ＡＣスイッチ２８を含む。第１及び第２の位置センサ２０、２２が、永久磁石ロータの磁極の位置を検出する。２つの端子と制御可能な双方向ＡＣスイッチ２８との間には、制御可能な双方向ＡＣスイッチ２８が所定の方法で導電状態と非導電状態の間で切り替わり、従って始動中にステータがロータを一定方向のみに回転させるように、ＡＣ電源２６の正の周期中に第１の位置センサ２０に電力を供給し、ＡＣ電源２６の負の周期中に第２の位置センサ２２に電力を供給するように構成された電圧調整回路が接続される。【選択図】図３
0003201875.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、該ステータに対して回転自在な永久磁石ロータとを有する電気モータのための駆動回路であって、前記ステータは、ステータコアと、該ステータコアに巻かれたステータコイルとを含み、前記駆動回路は、
ＡＣ電源に接続するための２つの端子間に前記ステータコイルと直列に接続された制御可能な双方向ＡＣスイッチと、
前記永久磁石ロータの磁極の位置を検出するための第１の位置センサ及び第２の位置センサと、
前記制御可能な双方向ＡＣスイッチが所定の方法で導電状態と非導電状態との間で切り替わり、これによって前記モータの始動中に前記ステータコイルが前記ロータを一定方向のみに付勢できるように、前記ＡＣ電源の正の周期中に前記第１の位置センサに電力を供給し、前記ＡＣ電源の負の周期中に前記第２の位置センサに電力を供給するように構成された、前記２つの端子と前記制御可能な双方向ＡＣスイッチとの間に接続された電圧調整回路と、
を備えることを特徴とする駆動回路。
【請求項２】
前記第１の位置センサ及び前記第２の位置センサは、前記永久磁石ロータの前記磁極に対して同じ磁場位置を有する、
請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記制御可能な双方向ＡＣスイッチの制御端に接続された電流出力端を有する第１の単方向導電スイッチをさらに備える、
請求項２に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記第１の位置センサの出力端は、前記第１の単方向導電スイッチの電流入力端に接続され、前記第２の位置センサの出力端は、抵抗器を介して前記第１の単方向導電スイッチの電流出力端に接続される、
請求項３に記載の駆動回路。
【請求項５】
前記電圧調整回路は、前記２つの端子間に、少なくとも第１の抵抗器及び第２の抵抗器をそれぞれ介して並列に逆向きに接続された第１のツェナーダイオード及び第２のツェナーダイオードを有し、前記第１の位置センサの正の電源端子は、前記第１のツェナーダイオードの陰極に接続され、前記第２の位置センサの負の電源端子は、前記第２のツェナーダイオードの陽極に接続され、前記第１の位置センサの負の電源端子及び前記第２の位置センサの正の電源端子は、基準電圧に接続される、
請求項４に記載の駆動回路。
【請求項６】
前記第１のツェナーダイオードの陽極、前記第２のツェナーダイオードの陰極、前記第１の位置センサの負の電源端子、及び前記第２の位置センサの正の電源端子は全て、前記ＡＣ電源の中性線に接続された端子に接続される、
請求項５に記載の駆動回路。
【請求項７】
前記電圧調整回路は、前記第１の抵抗器と前記第１のツェナーダイオードとの間に直列に接続された第２の単方向導電スイッチと、前記第２の抵抗器と前記第２のツェナーダイオードとの間に直列に接続された第３の単方向導電スイッチとをさらに有し、前記第２の単方向導電スイッチの電流出力端は、前記第１のツェナーダイオードの陰極に接続され、前記第３の単方向導電スイッチの電流入力端は、前記第２のツェナーダイオードの陽極に接続される、
請求項５に記載の駆動回路。
【請求項８】
前記第１の単方向導電スイッチと前記制御可能な双方向ＡＣスイッチの制御電極との間に接続されたインバータをさらに備える、
請求項５に記載の駆動回路。
【請求項９】
前記第１の単方向導電スイッチと前記制御可能な双方向ＡＣスイッチの制御電極との間に、前記位相インバータと並列に接続されたスイッチをさらに備える、
請求項８に記載の駆動回路。
【請求項１０】
前記単方向導電スイッチは、ダイオード又はトランジスタである、
請求項３から９のいずれか１項に記載の駆動回路。
【請求項１１】
前記制御可能な双方向ＡＣスイッチは、トライアックである、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の駆動回路。
【請求項１２】
前記制御可能な双方向ＡＣスイッチは、該制御可能な双方向ＡＣスイッチが導電状態の間に前記電圧調整回路に電流が流れないように、前記電圧調整回路と並列に接続される、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の駆動回路。
【請求項１３】
前記ステータと前記永久磁石ロータとの間に不均一な空隙が形成されることにより、前記ロータが停止した時に、該永久磁石ロータの極軸が、前記ステータの中心軸に対して角度オフセットを有することができる、
請求項１から１２のいずれか１項に記載の駆動回路。
【請求項１４】
前記永久磁石ロータは、前記モータの定常状態中に、前記ＡＣ電源の周波数をｆ、前記ロータの極対の数をｐとする６０ｆ／ｐの一定回転速度で動作する、
請求項１から１３のいずれか１項に記載の駆動回路。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、永久磁石モータのための、特に低電力送風機、送水ポンプなどで使用する小型モータに適した駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
同期モータの始動時には、ステータの電磁石が交番磁界を生じ、永久磁石ロータを引き寄せて振動させる。ロータが十分な運動エネルギーを得た場合、ロータの振動振幅は常に増加し、最終的にはロータの回転が急速に加速してステータの交番磁界と同期するようになる。従来の同期モータは、確実に始動するために通常はモータの始動点が低く設定されており、この結果、モータが比較的高い作用点で動作することができず、従って効率が低くなる。別の態様では、交番磁界の特性に起因して永久磁石ロータの停止位置が一定でないため、ロータが始動毎に確実に同じ方向に回転することができない。従って、送風機、送水ポンプなどの用途では、ロータによって駆動されるインペラが真っ直ぐな半径方向の羽根を有している結果、送風機、送水ポンプなどの動作効率が低くなってしまう。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、効率の高い、又は少なくとも有用な選択肢を提供する、電気モータのための改善された駆動回路に対する要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従って、本考案は、その１つの態様において、ステータと、該ステータに対して回転自在な永久磁石ロータとを有する電気モータのための駆動回路を提供し、ステータは、ステータコアと、ステータコアに巻かれたステータコイルとを含み、この駆動回路は、ＡＣ電源に接続するための２つの端子間にステータコイルと直列に接続された制御可能な双方向ＡＣスイッチと、永久磁石ロータの磁極の位置を検出するための第１の位置センサ及び第２の位置センサと、制御可能な双方向ＡＣスイッチが所定の方法で導電状態と非導電状態との間で切り替わり、これによってモータの動作始動段階中にステータコイルがロータを一定方向のみに付勢できるように、ＡＣ電源の正の周期中に第１の位置センサに電力を供給し、ＡＣ電源の負の周期中に第２の位置センサに電力を供給するように構成された、２つの端子と制御可能な双方向ＡＣスイッチとの間に接続された電圧調整回路とを備える。
【０００５】
第１の位置センサ及び第２の位置センサは、永久磁石ロータの磁極に対して同じ磁場位置を有することが好ましい。
【０００６】
制御可能な双方向ＡＣスイッチの制御端には、第１の単方向導電スイッチの電流出力端が接続されることが好ましい。
【０００７】
第１の位置センサの出力端は、第１の単方向導電スイッチの電流入力端に接続され、第２の位置センサの出力端は、抵抗器を介して第１の単方向導電スイッチの電流出力端に接続されることが好ましい。
【０００８】
電圧調整回路は、２つの端子間に、少なくとも第１の抵抗器及び第２の抵抗器をそれぞれ介して並列に逆向きに接続された第１のツェナーダイオード及び第２のツェナーダイオードを有し、第１の位置センサの正の電源端子は、第１のツェナーダイオードの陰極に接続され、第２の位置センサの負の電源端子は、第２のツェナーダイオードの陽極に接続され、第１の位置センサの負の電源端子及び第２の位置センサの正の電源端子は、基準電圧に接続されることが好ましい。
【０００９】
第１のツェナーダイオードの陽極、第２のツェナーダイオードの陰極、第１の位置センサの負の電源端子、及び第２の位置センサの正の電源端子は全て、ＡＣ電源の中性線に接続された端子に接続されることが好ましい。
【００１０】
電圧調整回路は、第１の抵抗器と第１のツェナーダイオードとの間に直列に接続された第２の単方向導電スイッチと、第２の抵抗器と第２のツェナーダイオードとの間に直列に接続された第３の単方向導電スイッチとをさらに有し、第２の単方向導電スイッチの電流出力端は、第１のツェナーダイオードの陰極に接続され、第３の単方向導電スイッチの電流入力端は、第２のツェナーダイオードの陽極に接続されることが好ましい。
【００１１】
第１の単方向導電スイッチと制御可能な双方向ＡＣスイッチの制御電極との間には、インバータが接続されることが好ましい。
【００１２】
第１の単方向導電スイッチと制御可能な双方向ＡＣスイッチの制御電極との間には、位相インバータと並列にスイッチが接続されることが好ましい。
【００１３】
制御可能な双方向ＡＣスイッチは、トライアックであることが好ましい。
【００１４】
単方向導電スイッチは、ダイオード又はトランジスタであることが好ましい。
【００１５】
制御可能な双方向ＡＣスイッチは、制御可能な双方向ＡＣスイッチが導電状態の間に電圧調整回路に電流が流れないように、電圧調整回路と並列に接続されることが好ましい。
【００１６】
ステータと永久磁石ロータとの間に不均一な空隙が形成されることにより、ロータが停止した時に、永久磁石ロータの極軸が、ステータの中心軸に対して角度オフセットを有することができることが好ましい。
【００１７】
永久磁石ロータは、モータの定常状態中に、ＡＣ電源の周波数をｆ、ロータの極対の数をｐとする６０ｆ／ｐの一定回転速度で動作することが好ましい。
【００１８】
以下、添付図面の図を参照しながら、本考案の好ましい実施形態をほんの一例として説明する。図では、複数の図に出現する同一の構造、要素又は部品には、一般にこれらが出現する全ての図において同じ参照番号を付している。一般に、図に示す構成要素及び特徴部の寸法は、表現の便宜上明瞭にするために選択したものであり、必ずしも縮尺通りではない。以下、各図を列挙する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本考案の実施形態による同期モータを概略的に示す図である。
【図２】本考案の実施形態による同期モータを概略的に示す図である。
【図３】本考案の実施形態による同期モータの駆動回路の構造的ブロック図である。
【図４】本考案の別の実施形態による駆動回路を示す図である。
【図５】本考案の別の実施形態による駆動回路を示す図である。
【図６】図５の駆動回路の波形図である。
【図７】本考案のさらなる実施形態による駆動回路を示す図である。
【図８】本考案のさらなる実施形態による駆動回路を示す図である。
【図９】本考案のさらなる実施形態による駆動回路を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本考案の実施形態による同期モータの概略図である。同期モータ１０は、ステータ１２と、ステータ１２の磁極間に回転自在に配置された永久磁石ロータ１４とを含む。ステータ１２は、ステータコア１５と、ステータコア１５に巻かれたステータ巻線１６とを有する。ロータ１４は、異極性を有する少なくとも一対の永久磁極を形成する少なくとも１つの永久磁石を含む。ステータ巻線１６とＡＣ電源が直列に接続されている場合、ロータ１４は、定常動作段階中に、ＡＣ電源の周波数をｆ、ロータの極対の数をｐとする６０ｆ／ｐの一定回転速度で動作する。
【００２１】
ステータ１２の磁極とロータ１４の磁極との間には、不均一な空隙１８が形成されることにより、ロータ１４が停止している時には、ロータ１４の極軸Ｒが、ステータ１２の中心軸Ｓに対して角度αだけオフセットすることができる。この構成により、ロータ１４は、ステータコイル１６に電圧が印加される毎に一定の始動方向（この例では時計回り方向）を有することができる。図１に示すように、ステータ及びロータは、いずれも２つの磁極を有する。
【００２２】
ステータ及びロータは、より多くの磁極を有することもできると理解されたい。例えば、図２に示すように、ステータ１２及びロータ１４は、いずれも４つの磁極を有し、ステータ１２には、ロータの磁極位置を検出するための第１の位置センサ２０及び第２の位置センサ２２が固定される。この例では、第１の位置センサ２０及び第２の位置センサ２２が対角的に位置し、永久磁石ロータの磁極に対して同じ磁場位置を有する。２つの位置センサの両方に電圧が印加された場合、これらの位置センサから出力される検出信号は同じものである。２つの位置センサ２０及び２２は、ホール効果センサであることが好ましく、ステータの中心軸Ｓに対して一定角度だけオフセットし、このオフセット角もαであることが好ましい。
【００２３】
図３は、本考案の実施形態による同期モータの駆動回路の構造的ブロック図である。駆動回路２４は、ＡＣ電源２６によって給電を受ける。ＡＣ電源２６は、例えば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚなどの一定周波数と、例えば１１０Ｖ、２２０Ｖ又は２３０Ｖなどの電圧とを有する商用ＡＣ電源であることが好ましい。２つのノードＡ、Ｂ間には、モータ１０のステータコイル１６、及び制御可能な双方向ＡＣスイッチ２８が直列に接続される。ノードＡは、ＡＣ電源２６の送電線に接続され、ノードＢは、ＡＣ電源２６の中性線に接続される。制御可能な双方向ＡＣスイッチ２８は、トライアックとして知られている三極ＡＣ半導体スイッチであることが好ましい。ＡＣ電源２６と制御可能な双方向ＡＣスイッチとの間には、電圧調整回路３０が設けられる。電圧調整回路３０は、動作始動段階中にステータコイル１６がロータ１４を一定方向のみに回転させるように、ＡＣ電源の正の半周期中に第１の位置センサ２０に電力を供給し、ＡＣ電源の負の半周期中に第２の位置センサ２２に電力を供給して、ＡＣスイッチ２８を所定の方法で導電状態と非導電状態の間で切り替える。本考案の実施形態によれば、ステータコイルに電圧が印加された後に、ロータを１回転だけ加速させてステータ磁場と同期させることができる。駆動回路２４は、第１の単方向導電スイッチＤ１を有することが好ましい。第１の位置センサ２０の信号出力端は、単方向導電スイッチＤ１の電流入力端に接続され、第１の位置センサ２２の信号出力端は、単方向導電スイッチＤ１の電流出力端に接続される。従って、第１の位置センサ２０及び第２の位置センサ２２の出力信号は、双方向ＡＣスイッチ２８を制御することができる。第１の単方向導電スイッチＤ１はダイオードであり、このダイオードの陽極はスイッチの電流入力端であり、陰極はスイッチの電流出力端であることが好ましい。
【００２４】
図４は、本考案の別の実施形態による駆動回路３２の回路図である。ステータコイル１６及びトライアック２８は、ＡＣ電源２６に接続するように構成されたノードＡ、Ｂ間に直列に接続される。２つのノードＡ、Ｂ間には、これらの２つのノード間にそれぞれ第１の抵抗器Ｒ１及び第２の抵抗器Ｒ２を介して並列に逆向きに接続された第１のツェナーダイオードＺ１及び第２のツェナーダイオードＺ２を含む電圧調整回路が設けられる。ノードＡは、ＡＣ電源２６の送電線に接続され、ノードＢは、ＡＣ電源２６の中性線に接続される。第１の抵抗器Ｒ１の一端は、ノードＡに接続され、第１の抵抗器Ｒ１の他端は、第１のツェナーダイオードＺ１の陰極及び第１の位置センサ２０の正の電源端子に接続される。第２の抵抗器Ｒ２の一端は、ノードＡに接続され、第２の抵抗器Ｒ２の他方の端子は、第２の位置センサ２２の負の電源端子及び第２のツェナーダイオードＺ２の陽極に接続される。第１の位置センサ２０の負の電源端子、第１のツェナーダイオードＺ１の陽極、第２の位置センサの正の電源端子、及び第２のツェナーダイオードＺ２の陰極は、ノードＢに接続される。第１の位置センサ２０の出力端Ｈ１は、第３の抵抗器Ｒ３を介して第１の位置センサ２０の正の電源端子に接続されるとともに、第４の抵抗器Ｒ４を介してノードＢに接続される。駆動回路３２は、第１の単方向導電スイッチＤ１をさらに有する。第１の単方向導電スイッチＤ１の電流入力端は、第１の位置センサ２０の出力端Ｈ１に接続される。第１の単方向導電スイッチの電流出力端は、トライアック２８の制御電極Ｇに接続されるとともに、第５の抵抗器Ｒ５を介して第２の位置センサ２２の出力端Ｈ２に接続される。第１の単方向導電スイッチＤ１は、電流入力端である陽極と、電流出力端である陰極とを有するダイオードであることが好ましい。
【００２５】
図５は、本考案の別の実施形態による駆動回路３４の回路図である。この実施形態の駆動回路３４は、先の実施形態の駆動回路３２と類似しており、駆動回路３４の電圧調整回路が第２の単方向導電スイッチＤ２及び第３の単方向導電スイッチＤ３をさらに含む点で駆動回路３２と異なる。第２の単方向導電スイッチＤ２は、第１の抵抗器Ｒ１と第１のツェナーダイオードＺ１との間に、第１のツェナーダイオードＺ１と直列に逆向きに配置される。第２の単方向導電スイッチＤ２の電流入力端は、第１の抵抗器Ｒ１に接続され、第２の単方向導電スイッチＤ２の電流出力端は、第１のツェナーダイオードＺ１の陰極に接続されることが好ましい。第３の単方向導電スイッチＤ３は、第２の抵抗器Ｒ２と第２のツェナーダイオードＺ２との間に、第２のツェナーダイオードＺ２と直列に逆向きに接続される。第３の単方向導電スイッチＤ３の電流出力端は、第２の抵抗器Ｒ２に接続され、第３の単方向導電スイッチＤ３の電流入力端は、第２のツェナーダイオードＺ１の陽極に接続されることが好ましい。第２及び第３の単方向導電スイッチＤ２、Ｄ３は、電流入力端である陽極と、電流出力端である陰極とを有するダイオードであることが好ましい。
【００２６】
以下、図６を参照しながら、駆動回路３４の動作原理について説明する。図６では、ＶａｃがＡＣ電源２６の電圧の波形を示し、Ｉａｃがステータコイル１６を流れる電流の波形を示す。電流波形Ｉａｃは、ステータコイル１６の誘導特性に起因して電圧波形Ｖａｃよりも遅れる。Ｓｔは、トライアック２８のオン／オフ状態を示す。Ｈａは、トライアック２８が第１の位置センサ２０及び第２の位置センサ２２のいずれによって制御されるかを示し、ＨａがＨａｌｌ１の時には、トライアック２８が第１の位置センサ２０の出力信号の制御下でオンになることを示し、ＨａがＨａｌｌ２の時には、トライアック２８が第２の位置センサ２２の出力信号の制御下でオンになることを示す。Ｈｂは、これらの位置センサによって検出されるロータの磁場を示す。この実施形態では、第１の位置センサ２０及び第２の位置センサ２２に正常に電力が供給されて、検出されたロータの磁場が北極（北）である時にはＨｂが論理高レベルであり、南極（南）が検出された時には論理低レベルが検出される。第１及び第２の位置センサ２０、２２に正常に電力が供給されている場合、検出されたロータの磁場が北である場合にはＨｂが論理高レベルであり、或いは検出されたロータの磁場が南である場合には論理低レベルである。
【００２７】
最初に、位置センサによって検出されたロータの磁場が北である場合、ＡＣ電源の第１の正の半周期では、電圧が徐々に上昇するとともに第２のダイオードＤ２がオンになり、第１のツェナーダイオードＺ１は、第１の位置センサ２０が正常に機能するように第１の位置センサ２０の正の電力端子の電圧を所定の正の電圧値の付近に安定させ、第１の位置センサ２０の出力端Ｈ１は、論理高レベルを出力する。電圧調整回路のもう一方の分岐回路の第３のダイオードＤ３はオフになり、第２のツェナーダイオードＺ２もオフになり、第２の位置センサ２２は動作電圧を有しておらず、従ってその出力端Ｈ２は出力を有さない。第１のダイオードＤ１は導電状態であるため、駆動電流は、第１の抵抗器Ｒ１、第２のダイオードＤ２、抵抗器Ｒ３、第１のダイオードＤ１、並びにトライアック２８の制御電極Ｇ及び第２の陽極Ｔ２を流れる。制御電極Ｇ及び第２の陽極Ｔ２を流れる駆動電流がゲートトリガ電流Ｉｇよりも大きい時には、トライアック２８がオンになり、モータのステータコイル１６に順方向電流が流れてロータを時計回り方向に回転するように駆動する。ＡＣ電源の負の半周期中、トライアック２８は、電流Ｉａｃのゼロ交差点よりも前にオフになる。この時、第１のツェナーダイオードＺ１がオフになり、第１の位置センサ２０は動作電圧を有しておらず、第１の位置センサ２０の出力端Ｈ１は出力を有しておらず、第１のダイオードＤ１はオフになる。電圧調整回路の他方の分岐では、第２のツェナーダイオードＺ２によって提供される安定した電圧が第２の位置センサ２２を正常に機能させ、第２の位置センサ２２の出力端Ｈ２が論理高レベルを出力する。従って、トライアック２８の制御電極Ｇ及び第２の陽極Ｔ２には駆動電流が流れず、トライアック２８はオフの状態に保たれ、ロータは慣性効果によって時計回り方向に回転する。ＡＣ電源の第２の正の半周期中には、第１の正の半周期と同様に、第１の位置センサ２０の出力端Ｈ１が論理高レベルを出力し、第２の位置センサ２２は出力を有しておらず、トライアック２８は再びオンになる。ステータコイル１８を流れる順方向電流は、ロータ１４を時計回り方向に回転するように駆動し続ける。同様に、ＡＣ電源の次の負の半周期までは、第２の位置センサ２２が論理高レベルを出力し、第１の位置センサ２０は出力を有しておらず、トライアック２８は電流Ｉａｃのゼロ交差点後にオフの状態に保たれ、ロータは慣性効果によって時計回り方向に回転し続ける。
【００２８】
位置センサが、ロータの磁場Ｈｂが北から南に変化したことを検出した後には、ＡＣ電源の負の半周期中、第１の位置センサ２０は動作電圧を有しておらず、第１の位置センサ２０の出力端Ｈ１は出力を有しておらず、第２のツェナーダイオードＺ２によって提供される安定した電圧が第２の位置センサ２２を正常に機能させ、第２の位置センサ２２の出力端Ｈ２が論理低レベルを出力し、第３のダイオードＤ３がオンになり、駆動電流は、トライアック２８の第２の陽極Ｔ２及び制御電極Ｇ、第５の抵抗器Ｒ５、第２の位置センサ２２、第３のダイオードＤ３及び第２の抵抗器Ｒ２を流れる。第２の陽極Ｔ２及び制御電極Ｇを流れる駆動電流がゲートトリガ電流Ｉｇよりも大きい時には、トライアック２８がオンになり、モータのステータコイル１６に逆電流が流れる。ロータの磁場は南であるため、ロータ１４は時計回り方向に回転駆動され続ける。ＡＣ電源の正の半周期中、トライアック２８は、電流Ｉａｃのゼロ交差点においてオフになり、第２のダイオードＤ２がオフになり、第１の位置センサ２０は正常に機能し、第１の位置センサ２０の出力端Ｈ１は論理低レベルを出力する。電圧調整回路の他方の分岐における第３のダイオードＤ３がオフになり、第２の位置センサ２２は動作電圧を有しておらず、従ってその出力端Ｈ２は出力を有さない。この時点で、第１のダイオードＤ１がオフになり、トライアック２８の制御電極Ｇ及びＴ２には駆動電流が流れず、トライアック２８はオフの状態に保たれ、ロータは慣性効果によって時計回り方向に回転し続ける。
【００２９】
次の負の半周期では、前回の負の半周期と同様に、第２の陽極Ｔ２及び制御電極Ｇを流れる駆動電流がゲートトリガ電流Ｉｇよりも大きい時には、第１の位置センサ２０の出力端Ｈ１は出力を有しておらず、第２の位置センサ２２は論理低レベルを出力し、第３のダイオードＤ３がオンになってトライアック２８がオンになり、モータのステータコイル１６に逆電流が流れ、ロータ１４は時計回り方向に駆動され続ける。電源の正の半周期まで、第１の位置センサ２０は論理低レベルを出力し、第２の位置センサ２２は出力を有しておらず、第１のダイオードＤ１はオフになり、トライアック２８は電流のゼロ交差点後にオフの状態に保たれ、ロータは慣性効果によって時計回り方向に回転し続ける。
【００３０】
図４の駆動回路３２の原理は、駆動回路３４の原理と実質的に同じものである。違いは、ＡＣ電源の正の半周期中に、第２の位置センサ２２が出力を有しておらず、第２のツェナーダイオードＺ２がオンになる点である。ステータコイルに順方向電流が流れている時には、第２の抵抗器Ｒ２及び第２のツェナーダイオードＺ２を有する分岐にも電流が流れる。同様に、ＡＣ電源の負の半周期中には、第１の位置センサ２０が出力を有しておらず、第１のツェナーダイオードＺ１がオンになる。ステータコイルに逆電流が流れている時には、第１の抵抗器Ｒ１及び第１のツェナーダイオードＺ１を有する分岐にも電流が流れる。
【００３１】
本考案の実施形態の駆動回路は、回路が単純であり、モータの始動が速く、効率が高いという利点を有する。本考案の実施形態の駆動回路では、ＡＣスイッチを所定の方法で導電状態と非導電状態の間で切り替え、従ってモータ動作の始動段階中にステータコイルがロータを一定方向のみに回転させるための信号をＡＣ電源の正の半周期及び負の半周期においてそれぞれ出力する２つの位置センサを採用する。本考案によれば、ステータコイルに電圧が印加された後にロータをステータの磁場と同期するように加速させるために１回転だけ回転させればよい。また、駆動回路３４では、第２のダイオードＤ２及び第３のダイオードＤ３が存在することにより、電流が同時に電圧調整回路の分岐回路の一方にしか流れず、すなわち電源の正の半周期では、第３のダイオードＤ３がオフになって第２の抵抗器Ｒ２及び第２のツェナーダイオードＺ２に電流が流れず、負の半周期では、第２のダイオードＤ２がオンになって第１のツェナーダイオードＺ１及び第１の抵抗器Ｒ１に電流が流れず、従って電力効率が高くなる。
【００３２】
図７は、本考案の別の実施形態による駆動回路３６の回路図である。駆動回路３６は、先の実施形態の駆動回路３４と類似する。違いは、駆動回路３６の第１の単方向導電スイッチＤ１とトライアック２８との間にステアリングプリセット回路３８が設けられている点である。ステアリングプリセット回路３８は、第１の単方向導電スイッチＤ１の電流出力端とトライアック２８の制御電極Ｇとの間に並列に接続された、インバータＮＧ及びスイッチＪ１を含む。先の実施形態と同様に、スイッチＪ１をオンにすると、ロータ１４は時計回り方向に始動する。スイッチＪ２をオフにすると、ロータ１４を反時計回り方向に始動するように変更することができる。このように、駆動回路の他の修正を伴わずにスイッチＪ１のオン／オフを選択することによってモータロータの始動方向を選択することができ、従って本実施形態の駆動回路は良好な汎用性を有する。
【００３３】
図８は、本考案の実施形態による別の駆動回路の構造的ブロック図である。駆動回路３８は、図３に示す駆動回路３４と類似する。違いは、駆動回路３８ではＡＣ電源２６とモータのステータ巻線１６がノードＡ、Ｂ間に直列に接続され、電圧調整回路３０がトライアック２８と並列に接続されている点である。この実施形態では、トライアック２８がオンになると電圧調整回路３０に電流が流れず、このためトライアック２８がオンになった時に電圧調整回路３０内の抵抗器によって電力が消費されるのを避けることができ、従って電気エネルギーの利用効率が著しく改善する。
【００３４】
図９は、本考案の別の実施形態による駆動回路４０の回路図である。駆動回路４０は、モータのステータコイル１６とＡＣ電源２６がノードＡ、Ｂ間に直列に接続されている点を除き、駆動回路３４と類似する。
【００３５】
１又はそれ以上の好ましい実施形態を参照しながら本考案について説明したが、当業者であれば、様々な修正が可能であると理解するはずである。従って、本考案の範囲は、以下の実用新案登録請求の範囲を参照して決定されるべきである。
【００３６】
例えば、制御可能な双方向ＡＣスイッチ２８は、例えば並列になった逆向きの２つのシリコン制御整流器（ＳＣＲ）によって実現することもでき、対応する制御回路は、この２つのシリコン制御整流器を所定の方法で制御するように構成される。
【００３７】
例えば、単方向導電スイッチは、トランジスタとすることもできる。
【００３８】
例えば、本考案の実施形態による駆動回路は、同期モータ以外にも、ブラシレスＤＣモータなどの、永久磁石ロータを有するタイプのモータに適用することもできる。
【００３９】
本出願の明細書及び実用新案登録請求の範囲では、記述する項目又は特徴の存在を明示する一方でさらなる項目又は特徴の存在を排除しないように、「備える、含む、有する（ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｉｎｃｌｕｄｅ、ｃｏｎｔａｉｎ及びｈａｖｅ）」という動詞、並びにその派生形の各々を包括的な意味で使用している。
【００４０】
明確化のために別個の実施形態の文脈で説明した本考案のいくつかの特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供することもできると理解されたい。これとは逆に、簡潔さを期すために単一の実施形態の文脈で説明した本考案の様々な特徴を別個に、又はいずれかの好適な下位の組み合わせで提供することもできる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  同期モータ
２０  第１の位置センサ
２２  第２の位置センサ
２４  駆動回路
２６  ＡＣ電源
２８  制御可能な双方向ＡＣスイッチ
３０  電圧調整回路
Ａ  ノード
Ｂ  ノード
Ｄ１  単方向導電スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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