(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相ブラシレスモータ（１）の正弦波状の逆起電力と相似のデータをモータ一回転分、デジタル信号としてデータディスク（３）に書き込み、前記三相ブラシレスモータ（１）の回転軸（２）に前記データディスク（３）を取り付け、前記データディスク（３）が前記回転軸（２）の回転に伴って正弦波状に変化するデジタル信号をモータの固定子に位相が互いに１２０度ずれるように配置した複数のデータ読み取りセンサ（４）で読み取り、前記データ読み取りセンサ（４）で読み取った信号を信号処理回路（５）からＰＷＭ出力部（６）を経て正弦波デジタル信号として、三相ブラシレスモータを駆動するための三相インバータ（７）に入力することを特徴としたモータ駆動装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は三相ブラシレスモータ（１）を駆動するための、駆動データを書き込んだデータディスク（３）から電力制御素子を駆動する信号を作るまでの部分であるＰＷＭ出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マグネット型ブラシレスモータの駆動方法は正弦波駆動と非正弦波駆動に大きく分けることができる。モータ本体もこれらの駆動方法に適応させた設計がなされているため、駆動方法とモータ本体を独立に扱うのは困難である。
【０００３】
非正弦波駆動モータでは電機子巻線に与える電圧は矩形波である。この矩形波は磁極位置センサのアナログ信号をゼロクロス点で二値化して、デジタル信号としたものから作られる。一方モータの回転に伴って発生する逆起電力は正弦波である。この波形の不一致によってトルクむらが発生する。また、この不一致によって過大な電機子電流が流れるのを防ぐため、電流休止期間を設けたり、電機子巻線の巻き方で対応させている。そのためにモータの効率が落ち、機械的出力が小さくなってしまう。ただし駆動回路は正弦波駆動の場合より小規模であり、駆動回路をモータ本体と一体として製造されているものも多い。したがって非正弦波駆動型のブラシレスモータは簡易型であって低コスト、低精度、低効率、小出力の分野に応用されてきた。小型、小出力の物では電機子巻線が三相ではなく二相の物もあるが、それは電力効率が問題にならないからである。
【０００４】
正弦波駆動モータでは電機子巻線に与える電圧はモータの回転に伴って発生する逆起電力と相似な正弦波である。ただし現在では電力効率の良いＰＷＭによる等価的な正弦波が使われることが多い。正弦波駆動では電機子巻線が三相型以外は無いと考えて良い。この正弦波は二種類の回転センサからデジタル処理で作られるのが一般的である。一つのセンサは非正弦波駆動の場合と同様に磁極位置センサである。もう一つのセンサは一回転でなるべく多数のパルスを発生させるインクリメンタルエンコーダである。磁極位置センサは正弦波のゼロクロス点を検出するために使われ、インクリメンタルエンコーダはゼロクロス点から次のゼロクロス点までの間の角度を細かく検出するために使われる。こうして得られた角度と、あらかじめ用意しておく正弦波の数値表から、正弦波の振幅を決定するのである。なおこの数値表とは電子回路においてはＲＯＭに記録してある数値列である。またインクリメンタルエンコーダは速度検出器としても使用される。正弦波駆動では電機子巻線に与える電圧と、モータの回転に伴って発生する逆起電力が相似形である。したがってトルクむらは少なく、過大な電機子電流が流れる危険も少なく、大きな機械的出力を発生させることが可能となる。ただし駆動回路は非正弦波駆動の場合よりも、複雑になりモータ本体と一体化することは困難である。しかもモータ本体よりも駆動装置の方が大型になることが多い。このため高コストでも高精度、高出力が求められる分野に応用されてきた。
【０００５】
このように駆動方法から二種類に別れたブラシレスモータは、両者の間でコスト、性能面での隔たりが大きく、様々な条件の下ではブラシレスモータが最適な選択ではなくなっている。このためブラシレスモータの出現によって存在意義が無くなるかに思われたブラシ付きＤＣモータも依然として多くの分野で利用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのように二極分化してしまったブラシレスモータを、その中間の要求に応えられるようにするものである。すなわち非正弦波駆動と同程度の回路規模で正弦波駆動を可能とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はこの課題を解決するために三相ブラシレスモータ（１）の正弦波状の逆起電力と相似のデータをモータ一回転分、デジタル信号としてデータディスク（３）に書き込み、前記三相ブラシレスモータ（１）の回転軸（２）に前記データディスク（３）を取り付け、前記データディスク（３）が前記回転軸（２）の回転に伴って正弦波状に変化するデジタル信号をモータの固定子に位相が互いに１２０度ずれるように配置した複数のデータ読み取りセンサ（４）で読み取り、前記データ読み取りセンサ（４）で読み取った信号を信号処理回路（５）からＰＷＭ出力部（６）を経て正弦波デジタル信号として、三相ブラシレスモータを駆動するための三相インバータ（７）に入力することを特徴としたモータ駆動装置
【０００８】
【作用】
本発明においてＰＷＭ信号は電子回路や演算処理を必要としていた従来の方法と異なり、データディスク（３）のデータを直接利用する。演算処理を経ないため回路規模は大幅に縮小される。三相ブラシレスモータ（１）を駆動するためには１２０度ずつ位相のずれた三つの正弦波すなわち三相正弦波が必要である。このために三個のデータ読み取りセンサ（４）を適切な位置に配置する。
今日では電力増幅にはリニアアンプよりも電力効率の良いＰＷＭインバータが使用されることが多い。そこで本発明ではデータディスク（３）に直接正弦波ＰＷＭ信号を書き込み駆動回路の高効率化と汎用性を増している。
本発明ではＰＷＭのデューティをほぼ０％から１００％に変調する。したがってモータの回転速度を変えるためには、ＤＣモータ同様ＰＷＭインバータに供給する電源電圧を可変することで回転速度が変わる。
【０００９】
【実施例】
図２に本発明の実施例を示す。三相ブラシレスモータ（１）の逆起電力と相似でモータ、一回転分の正弦波ＰＷＭデータをスリット板（８）に書き込み、三相ブラシレスモータ（１）の回転軸（２）にスリット板（８）を取り付ける。スリット板（８）は光透過式とし、一方に発光素子（９）を取り付け、もう一方に受光センサ（１０）を取り付ける。このスリット板（８）が回転軸（２）の回転に伴って正弦波状に変化するデジタル信号を複数の受光センサ（１０）で読み取り、信号処理回路（５）を経てＰＷＭ出力部（６）に信号を送る。この複数の受光センサ（１０）はそれぞれの発生する正弦波ＰＷＭ信号の位相が互いに１２０度ずれるように配置するものとして、そのＰＷＭ信号出力部（６）から、三相ブラシレスモータを駆動するための三相インバータ（７）に入力すると三相ブラシレスモータを駆動するための電力が得られる。
【００１０】
【発明の効果】
本発明の装置を三相ブラシレスモータに使えば、ＤＣモータのように電源電圧を変えることで、回転速度を可変でき、複雑な専用駆動回路が不要になる。本発明の出力信号が正弦波ＰＷＭ信号に変換されているので、モータを効率良く駆動でき、消費電力の低減と、モータの小型化が可能となり、モータ組み込み型機器の用途では、機器全体の小型高効率化が可能である。またモータにブラシがないので、モータのメンテナンスが不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブロック図である。
【図２】本発明の実施例のブロック図である。
【符号の説明】
１  三相ブラシレスモータ
２  回転軸
３  データディスク
４  データ読み取りセンサ
５  信号処理回路
６  ＰＷＭ出力部
７  三相インバータ
８  スリット板
９  発光素子
１０  受光センサ
【図１】
0004385264.tif 000002
【図２】
0004385264.tif 000003