JPH01186193A - リラクタンス型2相電動機 - Google Patents
リラクタンス型2相電動機Info
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- JPH01186193A JPH01186193A JP63007599A JP759988A JPH01186193A JP H01186193 A JPH01186193 A JP H01186193A JP 63007599 A JP63007599 A JP 63007599A JP 759988 A JP759988 A JP 759988A JP H01186193 A JPH01186193 A JP H01186193A
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Landscapes
- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
一般の直流機より小型で高速高トルクの動力源として使
用されるものである。例えば、ルームエアコンのシスツ
コファン及びコンブレサの駆動源である。
用されるものである。例えば、ルームエアコンのシスツ
コファン及びコンブレサの駆動源である。
又電動グラインダ、工作機特にドリルマシンのドリル駆
動源に使用される。誘導機、直流機の代りに一般的に使
用することができるものである。又マグネットがないの
で、廉価に構成される。従って一般用の半導体電動機と
して本利用することができる。更に又、数万回転の電動
機とした場合に、焼結マグネットは遠心力により破損す
るおそれがあるので、一般に補強の為の装置が必要とな
るが、本発明装置では、珪素鋼板のみの回転子となって
いるので、補強の必要がなく、高速電動機とすることが
容易なので高速電動機として利用できる。
動源に使用される。誘導機、直流機の代りに一般的に使
用することができるものである。又マグネットがないの
で、廉価に構成される。従って一般用の半導体電動機と
して本利用することができる。更に又、数万回転の電動
機とした場合に、焼結マグネットは遠心力により破損す
るおそれがあるので、一般に補強の為の装置が必要とな
るが、本発明装置では、珪素鋼板のみの回転子となって
いるので、補強の必要がなく、高速電動機とすることが
容易なので高速電動機として利用できる。
リラクタンス型の電動機は、高出力であるが、磁極数が
増加し、又界磁マグネットがないので、磁極の蓄積磁気
エネルギが著しく太き(、該エネルギの出入に時間がか
かり、周知の重ね巻き多相直流電動機のように高速度と
することが不可能で、従って高トルク低速の電動機しか
得られ・ていなめ現状にある。
増加し、又界磁マグネットがないので、磁極の蓄積磁気
エネルギが著しく太き(、該エネルギの出入に時間がか
かり、周知の重ね巻き多相直流電動機のように高速度と
することが不可能で、従って高トルク低速の電動機しか
得られ・ていなめ現状にある。
同じ目的を達する高速高トルクの半導体電動機として界
磁磁極を稀土属マグネットとすると出力トルクは大きく
なるが高価となり実用性が失なわれる。
磁磁極を稀土属マグネットとすると出力トルクは大きく
なるが高価となり実用性が失なわれる。
〔本発明が解決しようとしている問題点〕第7の問題点
として、リラクタンス型の電動機は、回転子の突極と界
磁となる磁極間がa路として互いに短絡状態(突極と磁
極の空隙力を小さい為)に近いので、回転トルクを発生
すべき突極、磁極間の磁束が、他の磁極、突極に流入し
℃、反iルクを発生する。従って出力トルクを減少し、
又効率も減少する問題点がある。
として、リラクタンス型の電動機は、回転子の突極と界
磁となる磁極間がa路として互いに短絡状態(突極と磁
極の空隙力を小さい為)に近いので、回転トルクを発生
すべき突極、磁極間の磁束が、他の磁極、突極に流入し
℃、反iルクを発生する。従って出力トルクを減少し、
又効率も減少する問題点がある。
特に、第1図につき後述するように、二つの磁極と1つ
の突極間の短絡磁束により、出力トルクが消滅するので
、出力トルクを減少し、効率も対応して減少する問題点
がある。又励磁コイルを装着すべき空間が小さくなり、
細線を使用するので銅損が増加し、効率が低下する問題
点がある。
の突極間の短絡磁束により、出力トルクが消滅するので
、出力トルクを減少し、効率も対応して減少する問題点
がある。又励磁コイルを装着すべき空間が小さくなり、
細線を使用するので銅損が増加し、効率が低下する問題
点がある。
第2の問題点とじ℃、リラクタンス半導体電動機は、一
般の整流子電動機のように相数を多くできない。これは
、各相の半導体回路の価格が高い為に実用性が失なわれ
るからである。
般の整流子電動機のように相数を多くできない。これは
、各相の半導体回路の価格が高い為に実用性が失なわれ
るからである。
従って、各磁極の蓄積磁気エネルギは大きくなり、その
放出と蓄積に時間がかかり、高トルクとなるが高速とな
らない問題点がある。
放出と蓄積に時間がかかり、高トルクとなるが高速とな
らない問題点がある。
第3の問題点として、特に出力トルクの大きいリラクタ
ンス型の電動機の場合には、電機子の磁極の数が多くな
り、又その磁路の空隙が小さいので、蓄積磁気エネルギ
が大きく、上記した不都合は助長される。
ンス型の電動機の場合には、電機子の磁極の数が多くな
り、又その磁路の空隙が小さいので、蓄積磁気エネルギ
が大きく、上記した不都合は助長される。
高トルクとする程この問題は解決不能となる本のである
。
。
第4の問題点として、l相銀の通電が電気角で1)0度
の通電となっているので、通電の初期と末期で、出力ト
ルクに無効な通電が行なわれて効率を劣化せしめる。特
に、末期における損失が著しい。従って、3相Y型・接
続の電動機に比較して17.位の効率となる不都合があ
る。又蓄積磁気エネルギの放電の為に反トルクを発生し
、出力と効率の低下を招く不都合がある。
の通電となっているので、通電の初期と末期で、出力ト
ルクに無効な通電が行なわれて効率を劣化せしめる。特
に、末期における損失が著しい。従って、3相Y型・接
続の電動機に比較して17.位の効率となる不都合があ
る。又蓄積磁気エネルギの放電の為に反トルクを発生し
、出力と効率の低下を招く不都合がある。
第5の問題点として、前述したように、高速度の電動機
の場合に、焼結型のマグネットが回転子となるので、遠
心力による破損が問題となっている。
の場合に、焼結型のマグネットが回転子となるので、遠
心力による破損が問題となっている。
第1の問題点を解決する為に、次の手段が採用される。
即ち、回転子の突極数は一般に6個となっているが、こ
の数を10個以上としている。
の数を10個以上としている。
かかる手段により、磁極間の離間中が突極中より大きく
なるので、一つの磁極と1つの突極による磁束の短絡が
防止されて、出力トルクと効率の劣化が防止される。
なるので、一つの磁極と1つの突極による磁束の短絡が
防止されて、出力トルクと効率の劣化が防止される。
突極数を増加することは、一般に回転速度が低下する欠
点を発生するが、次に述べるように、本発明装置では、
・上記した欠点が除去されているので、突極数を増加で
きる。従って、第7の問題点が容易に解決できるもので
ある。
点を発生するが、次に述べるように、本発明装置では、
・上記した欠点が除去されているので、突極数を増加で
きる。従って、第7の問題点が容易に解決できるもので
ある。
第2、第3の問題点を解決する為に、次の1つの手段が
採用されている。
採用されている。
出力トルクと回転数に対応した高い直流電源を使用し、
励磁電流の立上りを急峻とし、蓄積磁気エネルギを電源
に環流せしめることにより、急速に放電電流を消滅して
いる。従って、位置検知信号曲線の形状に対応した励磁
コイルの通電を行なうことができ、又電気角で1)0度
の通電角の巾の初期と末期の所定角度の通電を小さくし
て、第4の問題点を解決している。
励磁電流の立上りを急峻とし、蓄積磁気エネルギを電源
に環流せしめることにより、急速に放電電流を消滅して
いる。従って、位置検知信号曲線の形状に対応した励磁
コイルの通電を行なうことができ、又電気角で1)0度
の通電角の巾の初期と末期の所定角度の通電を小さくし
て、第4の問題点を解決している。
回転子が、珪素鋼板の積層体なので破損することなく第
5の問題点が解決される。
5の問題点が解決される。
励磁コイルの通電電流を印加電圧と無関係に、出力トル
ク指令電圧により制御し、印加電圧により、反トルクの
発生することを抑止して第2゜第5、第4の問題点を解
決している。
ク指令電圧により制御し、印加電圧により、反トルクの
発生することを抑止して第2゜第5、第4の問題点を解
決している。
他の手段として、出力トルクと回転速度に対応した高い
電圧の直流電源を使用し、各相の磁極励磁の為の通電角
を電気角で90度の巾とし℃いる。この巾は、一般の1
)0度の位置検知信号を利用し、論理回路により処理を
して、始端から電気角で90度(以降はすべて角度表示
を電気角とする。)の巾の位置検知信号とし、この信号
の巾だけ励磁コイルの通電を行なっている。
電圧の直流電源を使用し、各相の磁極励磁の為の通電角
を電気角で90度の巾とし℃いる。この巾は、一般の1
)0度の位置検知信号を利用し、論理回路により処理を
して、始端から電気角で90度(以降はすべて角度表示
を電気角とする。)の巾の位置検知信号とし、この信号
の巾だけ励磁コイルの通電を行なっている。
かかる手段により、励磁電流の巾は/ざ0度を越えるこ
とがないので、高速時においても、反トルクの発生がな
い。従って第2I第5、第≠の問題点が解決される。
とがないので、高速時においても、反トルクの発生がな
い。従って第2I第5、第≠の問題点が解決される。
本発明装置の作用の第1は、次の点にある。
出力トルクを指定する為の励磁電流の大きさを、エネル
ギ損失のないインダクタンスによる制御を行なって独立
に処理している。従って、磁極の大きいインダクタンス
は出力トルクに有効に利用されている。通電中を電気角
で1)0度内とし、設定された通電波形とする為に、電
源電圧を高くして、磁気エネルギを電源に環流して高速
度とする為の目的を達成している。
ギ損失のないインダクタンスによる制御を行なって独立
に処理している。従って、磁極の大きいインダクタンス
は出力トルクに有効に利用されている。通電中を電気角
で1)0度内とし、設定された通電波形とする為に、電
源電圧を高くして、磁気エネルギを電源に環流して高速
度とする為の目的を達成している。
以上の説明のように、電源電圧は、励磁電流と無関係と
した為に高い電源電圧を利用し℃、通電電流曲線の立上
りが急峻となり、又大きい蓄積磁気エネルギは、高い電
源電圧に急速1’C環流して、急速に放電できる。
した為に高い電源電圧を利用し℃、通電電流曲線の立上
りが急峻となり、又大きい蓄積磁気エネルギは、高い電
源電圧に急速1’C環流して、急速に放電できる。
又励磁コイルの通電区間は、電気角で7gθ度以内とな
るようになっているので、上述した作用と併せて、高速
高トルクのリラクタンス半導体電動機を作ることができ
る。
るようになっているので、上述した作用と併せて、高速
高トルクのリラクタンス半導体電動機を作ることができ
る。
又位置検知信号による励磁電流の中央部が大きく、両端
が漸減しているので、回転時の騒音を小さくする作用が
ある。
が漸減しているので、回転時の騒音を小さくする作用が
ある。
本発明装置の作用の第2は次の点にある。
有効な出力トルクの発生する回転子の突極が固定電機子
の磁極上に侵入始めた点より、励磁コイルの通電を開始
し、90度回転したときに通電を停止する。
の磁極上に侵入始めた点より、励磁コイルの通電を開始
し、90度回転したときに通電を停止する。
従って、大きい蓄積磁気エネルギが放出されるが、励磁
コイルに直列に接続されたトランジスタとこれ等に並列
に逆接続されたダイオードにより、上記した磁気エネル
ギは、電源に環流され、従って急速に消滅するので、1
)0度の通電角以内で必ず消滅する。従って反トルクの
発生がなく高速度とすることができる。
コイルに直列に接続されたトランジスタとこれ等に並列
に逆接続されたダイオードにより、上記した磁気エネル
ギは、電源に環流され、従って急速に消滅するので、1
)0度の通電角以内で必ず消滅する。従って反トルクの
発生がなく高速度とすることができる。
又高速度となると、通電する時間がみじかくなり、又逆
起電力も増大するので、励磁電流のピーク値が小さくな
る。しかしこのときに大きい印加電圧とすることにより
、これが改善されて出力トルクを増大せしめることがで
きる。
起電力も増大するので、励磁電流のピーク値が小さくな
る。しかしこのときに大きい印加電圧とすることにより
、これが改善されて出力トルクを増大せしめることがで
きる。
上述した場合においても、励磁電流の巾は1gO度を越
えることはないので、高速度を保持することができる作
用がある。
えることはないので、高速度を保持することができる作
用がある。
印加電圧が非常に大きい場合には、起動時において過大
な励磁電流が流れ、励磁コイルを焼損する。これを防止
する為に、回転速度の検出装置を設け、この検出信号に
より起動時より回転速度の上昇に対応して、印加電圧を
段階的若しくは連続的に上昇せしめる電気回路を付加す
ることができる。
な励磁電流が流れ、励磁コイルを焼損する。これを防止
する為に、回転速度の検出装置を設け、この検出信号に
より起動時より回転速度の上昇に対応して、印加電圧を
段階的若しくは連続的に上昇せしめる電気回路を付加す
ることができる。
以上の説明のように、リラクタンス電動機の特徴である
高トルクの出力を保持して、しかも高速回転を可能とす
る作用がある。
高トルクの出力を保持して、しかも高速回転を可能とす
る作用がある。
本発明装置の作用の第3は、回転子が珪素鋼板の積層体
のみで構成され℃いるので、高速度回転においても、焼
結マグネットのように遠心力により破損することがない
ことである。
のみで構成され℃いるので、高速度回転においても、焼
結マグネットのように遠心力により破損することがない
ことである。
上述した理由により、突極数を増加しても性能を劣化せ
しめることがないので、突極数をi。
しめることがないので、突極数をi。
個以上とすることができる。
従って、第1図<b)において後述するように、反トル
クの発生を防止し、更に又励磁コイルを装着すべき空間
を増大することができる作用がある。
クの発生を防止し、更に又励磁コイルを装着すべき空間
を増大することができる作用がある。
次に、第1図以下につき本発明による実施例の詳細を説
明する。各図面中の同一記号のものは同一部材なので、
重複した説明は省略する。
明する。各図面中の同一記号のものは同一部材なので、
重複した説明は省略する。
第7図(@)は、周知のコ相のりラフタンス型電動機の
回転子の突極と固定電機子の磁極と励磁コイルの展開1
図である。以降の角度表示はすべて電気角とする。
回転子の突極と固定電機子の磁極と励磁コイルの展開1
図である。以降の角度表示はすべて電気角とする。
第1図(叫において、記号lは回転子で、七の突極/@
、/b、・・・の巾は1)0度、それぞれは31.0度
の位相差で等しいピッチで配設されている。
、/b、・・・の巾は1)0度、それぞれは31.0度
の位相差で等しいピッチで配設されている。
回転子lは、珪素鋼板を積層した周知の手段により作ら
れている。固定電機子−には、磁極、7@、36.ダ4
.弘h 、r@、sb、b・。
れている。固定電機子−には、磁極、7@、36.ダ4
.弘h 、r@、sb、b・。
6bが、それ等の巾が1)0度で、等しい離間角で配設
されてbる。突極と磁極の巾は1)0度で等しくされて
いる。突極数は6個、磁極数は3個である。
されてbる。突極と磁極の巾は1)0度で等しくされて
いる。突極数は6個、磁極数は3個である。
記号Je、3d ue uti、3a、zcL。
4e、4tLはそれぞれ磁極、7a、 Jb、Qs。
4!b s曝 3h 4s、16に装着された励磁コイ
ルである。
ルである。
記号iuは、回転子lと同軸で同期回転する導体回転子
で、例えば回転子ノと同期回転するアルミ円板14IK
は、突出部lダa 、 le b 、・・・が配設され
、その巾は突極/@、/b、・・・の巾と等しく、同じ
角度だけ離間している。
で、例えば回転子ノと同期回転するアルミ円板14IK
は、突出部lダa 、 le b 、・・・が配設され
、その巾は突極/@、/b、・・・の巾と等しく、同じ
角度だけ離間している。
位置検知素子として、コイル1;m、16゜qs、qh
が利用され、図示の位置で固定電機子側に固定され、コ
イル面は、突出部l弘s、’/4!b、・・・に対向し
ている。
が利用され、図示の位置で固定電機子側に固定され、コ
イル面は、突出部l弘s、’/4!b、・・・に対向し
ている。
コイルgs0gbは/10度離離間、コイルデ尊、9b
はコイルga、zbより、それぞれ90度離間している
。
はコイルga、zbより、それぞれ90度離間している
。
コイルはSミリメートル径で30タ一ン位の空心のもの
である。
である。
1)図K、コイルga、16より、位置検知信号を得る
為の装置が示されている。第2図において、コイルg@
9gb、抵抗/!r a 、 /よりはブリッジ回路と
なっている。記号りは発振回路で、その出力周波数は/
Mw jメガサイクル位となっている。
為の装置が示されている。第2図において、コイルg@
9gb、抵抗/!r a 、 /よりはブリッジ回路と
なっている。記号りは発振回路で、その出力周波数は/
Mw jメガサイクル位となっている。
コイルy@、gbは空心コイルで、固定電機子側に固定
され、第1図(句の突出部/e辱、l弘す。
され、第1図(句の突出部/e辱、l弘す。
・・・に対向すると、渦流損失の為K、そのインピーダ
ンスが小さくなり、抵抗/S@若しくは抵抗/k bの
電圧降下が大きくなる。
ンスが小さくなり、抵抗/S@若しくは抵抗/k bの
電圧降下が大きくなる。
コンデンサ/コロ、ダイオードll@よりなるローパス
コイルタにより平滑化された抵抗is sの電圧降下は
オペアンプ13の子端子に入力される。
コイルタにより平滑化された抵抗is sの電圧降下は
オペアンプ13の子端子に入力される。
コンデンサlコb、ダイオード/l bよりなるローハ
スコイルタによる抵抗/!bの出力は、オペアンプ13
の一端子の入力となっている。
スコイルタによる抵抗/!bの出力は、オペアンプ13
の一端子の入力となっている。
オペアンプ/J 、 /、I bはリニヤ増巾器となっ
ているので、端子/31の出力は次のようになる。
ているので、端子/31の出力は次のようになる。
第6図のグラフにおいて、突出部/ダdの両側に、コイ
ルtα、tbが対向していると、第2図の抵抗trs、
/s;bの電圧降下は等しいので、端子/31の出力は
アースレベルとなる。第4図の突出部/IIdが矢印A
−を方向に移動すると、オペアンプ13の子端子の入力
は減少し、一端子の入力が増大′するので、端子13@
の出力はアースレベルに保持される。
ルtα、tbが対向していると、第2図の抵抗trs、
/s;bの電圧降下は等しいので、端子/31の出力は
アースレベルとなる。第4図の突出部/IIdが矢印A
−を方向に移動すると、オペアンプ13の子端子の入力
は減少し、一端子の入力が増大′するので、端子13@
の出力はアースレベルに保持される。
オペアンプis bの子端子の入力は増大し、−端子の
入力は減少するので、端子/3 eの出力が増大する。
入力は減少するので、端子/3 eの出力が増大する。
コイルgbが、突出部lダdに完全に対向すると、コイ
ルt@は突出部lダdより完全に離脱する。このときの
端子/J Oの出力が最大となり、その後は、この値を
保持する。
ルt@は突出部lダdより完全に離脱する。このときの
端子/J Oの出力が最大となり、その後は、この値を
保持する。
コイルgbの中心が、突出部1lIcLの左端に対向す
るときには、コイルt1の中心は突出部/ダ0の右端に
対向するので、端子/J eの出力はアースレベルとな
る。
るときには、コイルt1の中心は突出部/ダ0の右端に
対向するので、端子/J eの出力はアースレベルとな
る。
次に、突出部/It eが、矢印A−を方向に移動する
と、コイルt6は完全に突出部to eに対向するので
、端子13@の出力は増大し、端子/3 eの出力は、
アースレベルに保持される。
と、コイルt6は完全に突出部to eに対向するので
、端子13@の出力は増大し、端子/3 eの出力は、
アースレベルに保持される。
以上の説明のように、回転子lが回転するに従って、i
to度毎に端子/3@、/3eの出力は交替し、その出
力は、第6図の曲線コ弘のようになる。
to度毎に端子/3@、/3eの出力は交替し、その出
力は、第6図の曲線コ弘のようになる。
曲線xeの両端の立上りと降下部は爾増、漸減するもの
であるが、この程度は、コイルを導。
であるが、この程度は、コイルを導。
gbの径を変更することにより、自由に選択できる。
突出部ia ttの形状を第6図の曲線−のように変形
すると、オペアンプ/J bの出力は、曲線−喀のよう
に非対称とすることができる。かかる位置検知信号が必
要な場合を次に説明する。
すると、オペアンプ/J bの出力は、曲線−喀のよう
に非対称とすることができる。かかる位置検知信号が必
要な場合を次に説明する。
リラクタンス電動機のl相の出力トルクは、一般に左右
対称でないので、後述するように、位置検知信号を曲線
=6のように、非対称として、出力トルクを調整するこ
とにより、リプルトルクの制御を行なうことができるも
のである。
対称でないので、後述するように、位置検知信号を曲線
=6のように、非対称として、出力トルクを調整するこ
とにより、リプルトルクの制御を行なうことができるも
のである。
リラクタンス型の電動機は、次に述べる欠点がある。
第7に、第7図(el)のタイムチャートの点線曲線コ
9で示すように、突極が磁極に対向し始める初期はトル
クが著しく太き(、末期では小さくなる。従って合成ト
ルクも大きいりプルトルクを含む欠点がある。かかる欠
点を除去するには、次の手段によると有効である。
9で示すように、突極が磁極に対向し始める初期はトル
クが著しく太き(、末期では小さくなる。従って合成ト
ルクも大きいりプルトルクを含む欠点がある。かかる欠
点を除去するには、次の手段によると有効である。
第5図は−、突極/mと磁極51との間の磁気吸引力の
発生する状態を図示したものである。
発生する状態を図示したものである。
突極l@の巾(図面の上下方向の巾)は、磁極jtLの
巾より大きくされている。他の突極と磁極も同じ構成と
されているので、突極/4と磁極よ@について、その出
力トルクの説明をする。
巾より大きくされている。他の突極と磁極も同じ構成と
されているので、突極/4と磁極よ@について、その出
力トルクの説明をする。
突極l曝を矢印A−1方向に駆動するトルクは、矢印J
及び点線矢印で示す磁束である。この大きさは、突極/
mと磁極3αの対向面積が小さいとき即ち初期は大きく
、末期では小さくなる。従って出力トルクは非対称とな
る。例えば、第7図(りの曲線29のようになる。しか
し矢印に、Lで示す磁力線は、初期は少なく、末期が多
くなるので、両者の対向の初期より末期の方がトルクが
増大する。
及び点線矢印で示す磁束である。この大きさは、突極/
mと磁極3αの対向面積が小さいとき即ち初期は大きく
、末期では小さくなる。従って出力トルクは非対称とな
る。例えば、第7図(りの曲線29のようになる。しか
し矢印に、Lで示す磁力線は、初期は少なく、末期が多
くなるので、両者の対向の初期より末期の方がトルクが
増大する。
従って、出力トルク曲線はほぼ対称形となり、第7図(
@)の点線コ9aの曲線となる。
@)の点線コ9aの曲線となる。
他の突極と磁極との間にも同じ手段が採用されているの
で、出力トルクも対称形となる。かかるトルク曲線が、
第7図(句のタイムチャートで、曲線3コs 、 、?
、2 b 、・・・とじて示されている。
で、出力トルクも対称形となる。かかるトルク曲線が、
第7図(句のタイムチャートで、曲線3コs 、 、?
、2 b 、・・・とじて示されている。
又第6図で説明したように、位置検知信号を曲線−6の
ようにして、この信号電圧に比例した励磁電流とすると
、曲線コ9(第7図(す)で示すトルク曲線を対称形と
することができ、リプルトルクが減少される効果がある
。
ようにして、この信号電圧に比例した励磁電流とすると
、曲線コ9(第7図(す)で示すトルク曲線を対称形と
することができ、リプルトルクが減少される効果がある
。
第2二に効率が劣化する欠点がある。
励磁電流曲線は、第7図(a)において、曲線グ6のよ
うになる。
うになる。
通電の初期は、電機子コイルのインダクタンスにより電
流値は小さく、中央部は逆起電力により、更に小さくな
る。末期では、逆起電力が小さいので、急激に上昇し、
曲線q乙のようになる。この末期のピーク値は、起動時
の電流値と等しい。この区間では、出力トルクがないの
で、ジュール損失のみとなり、効率を大巾に減少せしめ
る欠点がある。曲線41Aは1)0度の巾となっている
ので、磁気エネルギは点線lIb mのように放電し、
これが反トルクとなるので更に効率が劣化する。
流値は小さく、中央部は逆起電力により、更に小さくな
る。末期では、逆起電力が小さいので、急激に上昇し、
曲線q乙のようになる。この末期のピーク値は、起動時
の電流値と等しい。この区間では、出力トルクがないの
で、ジュール損失のみとなり、効率を大巾に減少せしめ
る欠点がある。曲線41Aは1)0度の巾となっている
ので、磁気エネルギは点線lIb mのように放電し、
これが反トルクとなるので更に効率が劣化する。
第3に、出力トルクを大きくすると、即ち突極と磁極数
を増加し、励磁電流を増加すると、回転速度が著しく小
さくなる欠点がある。
を増加し、励磁電流を増加すると、回転速度が著しく小
さくなる欠点がある。
一般に、リラクタンス型の電動機では、出力トルクを増
大するには、第1図(@)の磁極と突極の数を増加し、
又両者の対向空隙を小さくすることが必要となる。この
ときに回転数を所要値に保持すると、第7図(−)の磁
極、7@、3b、・・・に蓄積される磁気エネルギによ
り、電磁子電流の立上り傾斜が相対的にゆるくなり、又
通電が断たれても、磁気エネルギによる放電電流が消滅
する時間が相対的に延長され、従って、大きい反トルク
が発生する。
大するには、第1図(@)の磁極と突極の数を増加し、
又両者の対向空隙を小さくすることが必要となる。この
ときに回転数を所要値に保持すると、第7図(−)の磁
極、7@、3b、・・・に蓄積される磁気エネルギによ
り、電磁子電流の立上り傾斜が相対的にゆるくなり、又
通電が断たれても、磁気エネルギによる放電電流が消滅
する時間が相対的に延長され、従って、大きい反トルク
が発生する。
かかる事情により、電機子電流値のピーク値は小さくな
り、反トルクも発生するので、回転速度が小さい値とな
る。
り、反トルクも発生するので、回転速度が小さい値とな
る。
第ダに、突極と磁極間の洩れ磁束が多く、これ等が反ト
ルクを発生し、又トルクに寄与しない磁束となるので、
効率を減少せしめる欠点がある。上述した欠点を第1図
(@)Kつき説明する。
ルクを発生し、又トルクに寄与しない磁束となるので、
効率を減少せしめる欠点がある。上述した欠点を第1図
(@)Kつき説明する。
コイルq4.qbは突極中だけ離間し、コイルを導と?
φの巾は電気角で?O度の位相差がある。
φの巾は電気角で?O度の位相差がある。
第二図の電気回路により位置検知信号が得られ、これ等
は、第7図(@)のタイムチャートで、曲線2!t@、
b、・・・及び曲線コク番、コアb、ニー・と−して示
されている。又コイル98,9bによるものは、第2図
と同じ回路により位置検知信号が得られ、これ等が、曲
線2A a 、 24 b 、・・・及び1線コ@ 、
2jb 、・・・とじて示されている。両曲線は90
度の位相差となる。
は、第7図(@)のタイムチャートで、曲線2!t@、
b、・・・及び曲線コク番、コアb、ニー・と−して示
されている。又コイル98,9bによるものは、第2図
と同じ回路により位置検知信号が得られ、これ等が、曲
線2A a 、 24 b 、・・・及び1線コ@ 、
2jb 、・・・とじて示されている。両曲線は90
度の位相差となる。
第1図(りにおいて、励磁コイルze、sd−及び励磁
コイル≠e、tatLが通電され℃いるので、磁極51
(N極)とS極!b(S極)は、それぞれ突極1a、1
dを吸引して、回転子lを矢印A−/方向に駆動する。
コイル≠e、tatLが通電され℃いるので、磁極51
(N極)とS極!b(S極)は、それぞれ突極1a、1
dを吸引して、回転子lを矢印A−/方向に駆動する。
又磁極ψa(N極)、磁極弘bus極)は、それぞれ突
極te、tfを吸引して、回転子lを矢印A −を方向
に駆動する。
極te、tfを吸引して、回転子lを矢印A −を方向
に駆動する。
90度回転すると、励磁コイルHe、zdの通電が停止
され、励磁コイル4e、4dの通電が開始される。
され、励磁コイル4e、4dの通電が開始される。
以上のように、回転子/がqo、度回転する毎に各励磁
コイルの通電モードが変更されて、コ相のリラクタンス
電動機とし℃回転するものである。
コイルの通電モードが変更されて、コ相のリラクタンス
電動機とし℃回転するものである。
通電制御の為の電気信号は、位置検知素子より得られる
ものである。本実施例では、コイルt416.2@、q
bが使用されている。
ものである。本実施例では、コイルt416.2@、q
bが使用されている。
上述した位置検知信号は、前述したように、第7図(e
L)のタイムチャートにおいて、曲線コα。
L)のタイムチャートにおいて、曲線コα。
x b 、・・・及び曲線コロα、ユAh、・・・とし
て示されている。両者の位相差は90度である。曲線コ
ア@。
て示されている。両者の位相差は90度である。曲線コ
ア@。
コア6、・・・及び曲線コα、コb、・・・は、曲線コ
α。
α。
n b 、・・・及び曲線24 @ 、 24 b 、
・・・とそれぞれ1)0度の位相差がある。
・・・とそれぞれ1)0度の位相差がある。
曲線2! @ 、 ! b 、・・・と曲線27α、2
’)b5・・・の位置検知信号により、励磁コイル3e
、3dと励磁コイルpe、lAdを通電し、曲線コA
@ 、 24b、・・・と曲線コs 、 x b 、・
・・の位置検知信号により、励磁コイルre、zcLと
励磁コイルA e。
’)b5・・・の位置検知信号により、励磁コイル3e
、3dと励磁コイルpe、lAdを通電し、曲線コA
@ 、 24b、・・・と曲線コs 、 x b 、・
・・の位置検知信号により、励磁コイルre、zcLと
励磁コイルA e。
6dを通電することによりコ相のリラクタンス電動機と
し℃回転トルクが得られるものである。
し℃回転トルクが得られるものである。
次罠前述した第4の欠点を説明する。
第7図(勾の磁極3;@(N極)の磁束は点線Fで示す
ように、磁極zbを通るが、その一部は点線G、H−i
、H−2で示すように、突極Ib、1aを通る。
ように、磁極zbを通るが、その一部は点線G、H−i
、H−2で示すように、突極Ib、1aを通る。
磁極5b(S極)の磁束は、上記した点線の矢印Fと同
じ方向に同じ道を通るので、点線G。
じ方向に同じ道を通るので、点線G。
H−/、H−コの道では反対方向となり、磁束はキャン
セルされる。従って反トルクの発生は少ない。
セルされる。従って反トルクの発生は少ない。
しかし、突極と磁極との空隙の異なるものがあると、こ
の部分の点線G、 H−/ 、 1)−1に対応する反
対方向の磁束にアンバランスを発生し磁束が残るので反
トルクを発生し易い欠点がある。出路長が異なるので、
上述したアンバランスによる反トルクは増大される。
の部分の点線G、 H−/ 、 1)−1に対応する反
対方向の磁束にアンバランスを発生し磁束が残るので反
トルクを発生し易い欠点がある。出路長が異なるので、
上述したアンバランスによる反トルクは増大される。
磁極よ−、rbによる磁束は、両者がN、S極に着磁さ
れるように励磁されているので、$極S@とよりの励磁
コイルの通電により、単独の磁極の場合の一倍の磁束と
なる。
れるように励磁されているので、$極S@とよりの励磁
コイルの通電により、単独の磁極の場合の一倍の磁束と
なる。
しかし、磁極3 s、 a、弘1と突極1b。
/eの対向部を通る磁束(トルクに寄与しない)は、磁
極ss、sbを通らないので、主磁束が減少して、出力
トルクを減少せしめる欠点がある。
極ss、sbを通らないので、主磁束が減少して、出力
トルクを減少せしめる欠点がある。
洩れ磁束により、出力トルクを減少する原因が更にもう
1つある。次に第1図(b)につき説明する。
1つある。次に第1図(b)につき説明する。
第7図(b)は、突極16と磁極μ辱、61が図示のよ
うに対向した場合を示しているもので、磁極psが励磁
されていると、その磁束は点線F−/のように閉じられ
る。
うに対向した場合を示しているもので、磁極psが励磁
されていると、その磁束は点線F−/のように閉じられ
る。
従って、突極lθと磁極弘αによるトルクは、正トルク
(矢印A−/方向)突極′。と磁極6曝によるトルクは
反トルクとなり両者は等しへ従って、磁極参@による正
トルクの半分は消滅する。この欠点は、前記した欠点よ
り大きく、効率を著しく減少する第3の欠点が発生する
。
(矢印A−/方向)突極′。と磁極6曝によるトルクは
反トルクとなり両者は等しへ従って、磁極参@による正
トルクの半分は消滅する。この欠点は、前記した欠点よ
り大きく、効率を著しく減少する第3の欠点が発生する
。
他の突極と磁極についても上述した事情は全く同じであ
る。
る。
第参の欠点を除去する手段もあるが、電機子の構成が錯
雑となり高価となる。従って本発明装置は、第4の欠点
は容認して、第1.第2゜第5、第3の欠点を除去した
ことに特徴を有するものである。
雑となり高価となる。従って本発明装置は、第4の欠点
は容認して、第1.第2゜第5、第3の欠点を除去した
ことに特徴を有するものである。
第3図は、その構成を示すものである。
第3図において、円環部/6及び磁極16 g 、 /
Ab、・・・は、珪素鋼板を積層固化する周知の手段に
より作られ、図示しない外筐に固定されて電機子となる
。記号/6の部分は磁路となる磁心である。
Ab、・・・は、珪素鋼板を積層固化する周知の手段に
より作られ、図示しない外筐に固定されて電機子となる
。記号/6の部分は磁路となる磁心である。
磁極/A 喀、 /A bには、励磁コイル/7 @
、 /’/ bが捲着されている。他の励磁コイルは省
略されて図示していない。
、 /’/ bが捲着されている。他の励磁コイルは省
略されて図示していない。
外筺に設は九軸承には、回転軸tが回動自在に支持され
、これに回転子lが固着されている。
、これに回転子lが固着されている。
回転子lの外周部には、突極/ @ 、 / A 、
−が設けられ、磁極/A g 、 /A b 、・・・
とQ、 /ミリメートル位を空隙を介して対向してδる
。回転子lも、電機子16と同じ手段により作られてい
る。
−が設けられ、磁極/A g 、 /A b 、・・・
とQ、 /ミリメートル位を空隙を介して対向してδる
。回転子lも、電機子16と同じ手段により作られてい
る。
本実施例は、内転型であるが、外転型として構成するこ
とができる。第3図の展開図が第参図に示されている。
とができる。第3図の展開図が第参図に示されている。
第参図におい℃、突極は10個となり、等しい巾と等し
い離間角となっている。磁極74 g 、 /4b、・
・・の巾は突極中と等しく、を個が等しいピッチで配設
されている。
い離間角となっている。磁極74 g 、 /4b、・
・・の巾は突極中と等しく、を個が等しいピッチで配設
されている。
励磁;イル/’1 b 、 /りf 、 /? e 、
tt !Iが通電されると、突極16./!l、10
./Aが吸引されて、矢印A−i方向に回転する。
tt !Iが通電されると、突極16./!l、10
./Aが吸引されて、矢印A−i方向に回転する。
90度回転すると、励磁コイル/? b 、 /? f
の通電が停止され、励磁コイル/7(L、/りんが通電
されるので、突極ld、tiによるトルクが発生する。
の通電が停止され、励磁コイル/7(L、/りんが通電
されるので、突極ld、tiによるトルクが発生する。
矢印itr @は、図示の状態より90度回転する励磁
極性を示すもので磁極lb h 、 tb eはN極。
極性を示すもので磁極lb h 、 tb eはN極。
磁極/A f 、 lbダはS極となる。かかる極性の
磁化は、磁束の洩れによる反トルクを小さ(する為であ
る。
磁化は、磁束の洩れによる反トルクを小さ(する為であ
る。
次の90度の回転即ち矢印it bQ間では、各磁極は
図示のN、S極性となる。Qの表示は無励磁のものを示
している。
図示のN、S極性となる。Qの表示は無励磁のものを示
している。
次の90度の回転、その次の?O度の回転は矢印/le
!、/ldの間の極性に磁化される。
!、/ldの間の極性に磁化される。
上述した励磁により、回転子lは、矢印A −1方向に
回転してコ相の電動機となるものである。
回転してコ相の電動機となるものである。
各磁極間の巾は、突極中のへS倍となっているので、第
1図(b)で説明した反トルクの発生が除去され、効率
が上昇する効果がある。
1図(b)で説明した反トルクの発生が除去され、効率
が上昇する効果がある。
又励磁コイルを装着する空間が、ia1図(@)の場合
より著しく大きくなっているので、太い線を利用するこ
とができ、銅損を減少して効率を上昇せしめる効果があ
る。
より著しく大きくなっているので、太い線を利用するこ
とができ、銅損を減少して効率を上昇せしめる効果があ
る。
リラクタンス型の電動機は、界磁マグネットがないのさ
、その磁束分まで磁極による発生磁束を大きくする必要
がある。従って、磁極間の空間の大きいことは重要な意
味を有するものである。
、その磁束分まで磁極による発生磁束を大きくする必要
がある。従って、磁極間の空間の大きいことは重要な意
味を有するものである。
第1図(勾の場合には、磁極間の空間は、磁極中の//
−であるが、第3図の場合にはt、S倍となっているこ
とから上述した効果が理解できる筈である。上述した効
果を得る為の手段とじ℃、磁極数、突極数は、第1図(
勾のものより第3図のものは増加して、従来の思想によ
ると、回転速度が低下し℃問題点が残り、実用化できな
くなる。しかし、本発明の手段によると、上述した不都
合が除去され、出力トルクが増大する効果のみが付加さ
れる。次にその説明をする。
−であるが、第3図の場合にはt、S倍となっているこ
とから上述した効果が理解できる筈である。上述した効
果を得る為の手段とじ℃、磁極数、突極数は、第1図(
勾のものより第3図のものは増加して、従来の思想によ
ると、回転速度が低下し℃問題点が残り、実用化できな
くなる。しかし、本発明の手段によると、上述した不都
合が除去され、出力トルクが増大する効果のみが付加さ
れる。次にその説明をする。
第10図(@)において、励磁コイルA、Bは、第参図
の励磁コイル/7 @、 /7 g及び/7t”、/7
3をそれぞれ示し、−組の励磁コイルは、直列若しくは
並列に接続されている。
の励磁コイル/7 @、 /7 g及び/7t”、/7
3をそれぞれ示し、−組の励磁コイルは、直列若しくは
並列に接続されている。
励磁コイルA、1)の両端には、それぞれトランジスタ
10 @ 、 IO?及び10b、/l)dが挿入され
ている。
10 @ 、 IO?及び10b、/l)dが挿入され
ている。
トランジスタ10 @、 10 b 、 10 e 、
10 dは、スイッチング素子となるもので、同じ効
果のある他の半導体素子でもよい。
10 dは、スイッチング素子となるもので、同じ効
果のある他の半導体素子でもよい。
直流電源正負端子41 @ 、 41 bより供電が行
なわれている。
なわれている。
アンド回路6j 1mよりノ1イレペルの電気信号が入
力されると、トランジスタ10 a 、 10 eが導
通して、励磁コイルAが通電される。アンド回路bs
bよりハイレベルの電気信号が入力されると、トランジ
スタ10b、10ctが導通して、励磁コイルBが通電
される。
力されると、トランジスタ10 a 、 10 eが導
通して、励磁コイルAが通電される。アンド回路bs
bよりハイレベルの電気信号が入力されると、トランジ
スタ10b、10ctが導通して、励磁コイルBが通電
される。
端子!/@、!/bには、第2図の端子13 tx 、
/JQの出力がそれぞれ入力されている。
/JQの出力がそれぞれ入力されている。
本実施例においては、コイルla、gb、?α、qbは
、突極lα、ib、・・・の側面に対向し、珪素鋼板の
銅損、ヒステリシス損により位置検知信号が得られてい
る。突極/@、/b。
、突極lα、ib、・・・の側面に対向し、珪素鋼板の
銅損、ヒステリシス損により位置検知信号が得られてい
る。突極/@、/b。
・・・と同形のアルミニューム板を積層して、各コイル
面をこれに対向すると、よりSN比のよい電気信号を得
ることができる。
面をこれに対向すると、よりSN比のよい電気信号を得
ることができる。
端子31 a 、 y bの入力は、矩形波に、増巾回
路6ダa、4Qbにより整形され℃、アンド回路6S4
、63 bの入力となっている。
路6ダa、4Qbにより整形され℃、アンド回路6S4
、63 bの入力となっている。
第io図(りの端子SS1より出力トルクを指定する規
準電圧が入力されている。従って、乗算回路S8の出力
は、第2図の端子13α、/30の電気信号と相似し、
しかも端子53)の入力により高さの異なる電気信号と
なる。
準電圧が入力されている。従って、乗算回路S8の出力
は、第2図の端子13α、/30の電気信号と相似し、
しかも端子53)の入力により高さの異なる電気信号と
なる。
オペアンプS7の子端子には、第1O図(−)の抵抗7
0 gの電圧降下即ち励磁電流の検出電圧が入力されて
いる。
0 gの電圧降下即ち励磁電流の検出電圧が入力されて
いる。
第j図のタイムチャートは、励磁コイルAを流れる電流
曲線を示すものである。
曲線を示すものである。
第3図の点線曲線pgは、第7図(りの位置検知信号コ
1に、乗算回路sgの端子SS@の入力電圧を乗算した
ものを示している。
1に、乗算回路sgの端子SS@の入力電圧を乗算した
ものを示している。
第1O図(りの反転回路SSの入力はローレベルなので
、アンド回路6Sαの入力が〕)イレベルとなっている
。このときに、端子よlαに位置検知信号が入力される
と、アンド回路65迄の上側の入力もハイレベルとなる
ので、その出力がノλイレペルとなり、トランジスタ1
0 @ 、 10 eが導通する。
、アンド回路6Sαの入力が〕)イレベルとなっている
。このときに、端子よlαに位置検知信号が入力される
と、アンド回路65迄の上側の入力もハイレベルとなる
ので、その出力がノλイレペルとなり、トランジスタ1
0 @ 、 10 eが導通する。
抵抗70@の電圧降下が、励磁コイルのインダクタンス
により漸増し、第を図の曲線tI9 Gに示すように励
磁電流が増大する。
により漸増し、第を図の曲線tI9 Gに示すように励
磁電流が増大する。
オペアンプS7の子端子の入力電圧が、一端子のそれ即
ち第S図の曲線何を越えると、オペアンプj9の出力は
ハイレベルに転化し、この信号の始端部の微分パルスが
、微分回路j7↓により得られる。
ち第S図の曲線何を越えると、オペアンプj9の出力は
ハイレベルに転化し、この信号の始端部の微分パルスが
、微分回路j7↓により得られる。
この微分パルスにより、単安定回路具が付勢され、その
出力が短時間だけ、ノ・イレペルとなるので、反転回路
SSの出力が対応する時間だけローレベルに転化して、
トランジスタ10 @、 i。
出力が短時間だけ、ノ・イレペルとなるので、反転回路
SSの出力が対応する時間だけローレベルに転化して、
トランジスタ10 @、 i。
Cを不導通とする。
従って、励磁コイルAに蓄積された磁気エネルギは、ダ
イオード67b、電源、抵抗70α、ダイオード67α
を介して放電され、この曲線が第3図で曲線g9 bと
して示される。
イオード67b、電源、抵抗70α、ダイオード67α
を介して放電され、この曲線が第3図で曲線g9 bと
して示される。
電源を充電する形式となっているので、印加電圧を高く
することにより、曲線弘9bは急速に降下する。又曲線
ぎ4の上昇も急速となる。短時間後に、単安定回路S6
の出力はローレベルに復帰するので、アンド回路658
の出力もハイレベルとなり、励磁コイルAの通電が開始
され、この通電曲線が第S図で曲線弘9Cとして示され
る。
することにより、曲線弘9bは急速に降下する。又曲線
ぎ4の上昇も急速となる。短時間後に、単安定回路S6
の出力はローレベルに復帰するので、アンド回路658
の出力もハイレベルとなり、励磁コイルAの通電が開始
され、この通電曲線が第S図で曲線弘9Cとして示され
る。
上述した通電サイクルが繰返され、位置検知信号曲線I
Iざの右端で通電が停止する。
Iざの右端で通電が停止する。
通電曲線は、位置検知信号に相似した形となり、端子5
I@の入力により通電電流を制御できる。
I@の入力により通電電流を制御できる。
第を図の点線間の矢印≠7が、単安定回路S6のハイレ
ベルとなる時間巾である。オペアンプj7は少しヒステ
リシス特性を有するものがよい。
ベルとなる時間巾である。オペアンプj7は少しヒステ
リシス特性を有するものがよい。
この特性を利用すると、微分回路s7@を除去すること
ができる。
ができる。
全く同じ事情で、端子zy bより入力される位置検知
信号により、トランジスターOb 、 10 dが制御
されて、励磁コイルBの通電が制御され、同形の通電曲
線となる。端子5Sαの入力によりその大きさを変更で
きることも同様である。以上の説明より判るように、/
相の電動機として回転する。
信号により、トランジスターOb 、 10 dが制御
されて、励磁コイルBの通電が制御され、同形の通電曲
線となる。端子5Sαの入力によりその大きさを変更で
きることも同様である。以上の説明より判るように、/
相の電動機として回転する。
第1O図(りの励磁コイルA、Bは、第3図の励磁コイ
ル17 b 、 /? f及び励磁コイル/’lct、
/7にをそれぞれ示すものである。−組の励磁コイルは
、直列若しくは並列に接続されている。
ル17 b 、 /? f及び励磁コイル/’lct、
/7にをそれぞれ示すものである。−組の励磁コイルは
、直列若しくは並列に接続されている。
コイル9@、9bによる位置検知信号は、第7図(@)
の曲線コロα、 21. b 、・・・及び曲線コ1.
コb、・・・となっている。
の曲線コロα、 21. b 、・・・及び曲線コ1.
コb、・・・となっている。
かかる位置検知信号は、第10図(りのアンド回路u
@ 、 &! b 、乗算回路str 、オペアンプ5
7等と全く同じ構成の電気回路の端子sls 、 sl
bに対応するものに入力される。
@ 、 &! b 、乗算回路str 、オペアンプ5
7等と全く同じ構成の電気回路の端子sls 、 sl
bに対応するものに入力される。
このときのアンド回路u 曝、 4j bに対応するア
ンド回路の上側の入力信号が、第7図(りの曲線コロα
、 4 b 、・・・及び曲線コ1.コb、・・・を矩
形波に整形したものとなっている。かかる制御回路のア
ンド回路u8.u bに対応する回路の出力を、端子6
9 G 、 49より入力せしめて、トランジスタto
g 、 to g 、 lo f 、 lo Aのオ
ンオフを制御して、全く同様に励磁電流の制御を行なう
ことができ、その作用効果も又同じである。
ンド回路の上側の入力信号が、第7図(りの曲線コロα
、 4 b 、・・・及び曲線コ1.コb、・・・を矩
形波に整形したものとなっている。かかる制御回路のア
ンド回路u8.u bに対応する回路の出力を、端子6
9 G 、 49より入力せしめて、トランジスタto
g 、 to g 、 lo f 、 lo Aのオ
ンオフを制御して、全く同様に励磁電流の制御を行なう
ことができ、その作用効果も又同じである。
端子70 eは、抵抗70 bの電圧降下即ち励磁電流
の検出端子となり、又端子38 @の規準電圧は共通に
利用できる。
の検出端子となり、又端子38 @の規準電圧は共通に
利用できる。
ダイオード474.4’lf、・・・の作用も同じであ
る。
る。
従って、ユ相のりラフタンス型の電動機として回転子l
は回転するものである。
は回転するものである。
励磁;イルA、Hによるトルクは、第7図(りの曲線3
2塔、3コb、・・・とじて、又励磁コイルA。
2塔、3コb、・・・とじて、又励磁コイルA。
Bによるトルクは、曲線33 @e JJ be・・・
となり、合成トルクが出力トルクとなる。
となり、合成トルクが出力トルクとなる。
本発明装置の特徴は次の点にある。
第1に、出力トルクは、端子st gの規準電圧により
規制されて、印加電圧に無関係である。
規制されて、印加電圧に無関係である。
印加電圧は、磁気エネルギの急速な蓄積と放出に効果を
挙げている。
挙げている。
リラクタンス型の電動機は、高トルクとすると、大きい
磁気エネルギの蓄積があるので、回転速度が著しく低下
する。しかし位置検知信号に相似した通電が強制的に印
加電圧を太き(することにより出来るので、反トルクの
混入と、電流の立上りのおくれが除去される。
磁気エネルギの蓄積があるので、回転速度が著しく低下
する。しかし位置検知信号に相似した通電が強制的に印
加電圧を太き(することにより出来るので、反トルクの
混入と、電流の立上りのおくれが除去される。
従って高速高トルクの電動機が得られ、有効な技術が供
与できる効果がある。
与できる効果がある。
第2に、1)0度の通電の初期と末期は電流値が小さく
抑止されているので第7図(勾の通電曲線弘6について
前述した効率の低下が防止でき、一般の直流機と同等な
効率の得られる効果がある。
抑止されているので第7図(勾の通電曲線弘6について
前述した効率の低下が防止でき、一般の直流機と同等な
効率の得られる効果がある。
第3に、通電波形が、位置検知信号at (第を図図示
)に見られるように、滑らかな立上りと降下なので振動
の誘発が防止できる効果があム又上述した立上りと降下
の特性は、第6因について説明し念ように、自由に変更
できるので、振動の制御をすることができる。
)に見られるように、滑らかな立上りと降下なので振動
の誘発が防止できる効果があム又上述した立上りと降下
の特性は、第6因について説明し念ように、自由に変更
できるので、振動の制御をすることができる。
以上の説明より理解されるよう忙、前述した第1、第2
。第3の欠点を除去することのできる特徴がある。
。第3の欠点を除去することのできる特徴がある。
第ダに、洩れ磁束による第5の欠点も除去される特徴が
ある。この理由は、第7図(b)について前述した通り
である。又突極数を多くしたことにより、上述した効果
が得られたのは、突極数が多くなっても、第1θ図(@
)の制御回路により、回転速度が低下しない利点がある
からである。
ある。この理由は、第7図(b)について前述した通り
である。又突極数を多くしたことにより、上述した効果
が得られたのは、突極数が多くなっても、第1θ図(@
)の制御回路により、回転速度が低下しない利点がある
からである。
第φ図の実施例は、次に述べる特徴がある。
リラクタンス型の電動機は出力トルクは大きbが、磁極
と突極間の径方向の磁気吸引力も太き(なる。従って回
転中の騒音が大きくなる欠点がある。第φ図の装置にお
いて、矢印A−/方向に回転したときの出力トルクの曲
線は第7図(4)の曲線JJα、 JJ @ 、 jコ
ロ 、 336 、・・・と変化する。
と突極間の径方向の磁気吸引力も太き(なる。従って回
転中の騒音が大きくなる欠点がある。第φ図の装置にお
いて、矢印A−/方向に回転したときの出力トルクの曲
線は第7図(4)の曲線JJα、 JJ @ 、 jコ
ロ 、 336 、・・・と変化する。
このときの磁極と突極間の径方向の出力トルクに無関係
な磁気吸引力のある区間は、矢印j4Ls 、 31)
b 、 j* e 、・・・のように移動する。従っ
て必ず磁気吸引力は90度ずつ重畳して発生しているの
で、回転軸tは、!方向に軸承に押圧されながら回転し
ている。
な磁気吸引力のある区間は、矢印j4Ls 、 31)
b 、 j* e 、・・・のように移動する。従っ
て必ず磁気吸引力は90度ずつ重畳して発生しているの
で、回転軸tは、!方向に軸承に押圧されながら回転し
ている。
従って、押圧力が零となる点がないので、振動すること
なく、又機械音の発生も抑止される効果がある。
なく、又機械音の発生も抑止される効果がある。
上述した場合に、磁極/6aと16m及び磁極/la
bと/4 f及び磁極/A 6と/A J及び磁極/b
dと/4 Aは軸対称の位置にある。従って、径方向の
突極に対する磁気吸引力はバランスしている筈であるが
、空隙長の差により残留するアンバランスな磁気吸引力
があり、これが振動を誘発する。
bと/4 f及び磁極/A 6と/A J及び磁極/b
dと/4 Aは軸対称の位置にある。従って、径方向の
突極に対する磁気吸引力はバランスしている筈であるが
、空隙長の差により残留するアンバランスな磁気吸引力
があり、これが振動を誘発する。
これを除去するには、回転子lを僅か偏心させるか、若
しくは、半周面の突極り高さを少し高(することにより
除去される。半周面の磁極の高さと他の半周面の本のの
高さに差を設ff−(も同じ目的が達成される。
しくは、半周面の突極り高さを少し高(することにより
除去される。半周面の磁極の高さと他の半周面の本のの
高さに差を設ff−(も同じ目的が達成される。
第参図の展開図を右方に一倍の長さとすると、突極数は
3個、磁極数は76個となる。かかる手段により本発明
装置を構成することもできる。
3個、磁極数は76個となる。かかる手段により本発明
装置を構成することもできる。
出力トルクが一倍となるが、回転速度はl/コとなる。
実測によると1万回/毎分まで回転速度が上昇するので
、実用的に有効な手段となる。
、実用的に有効な手段となる。
このときに、磁極数をt個としてもよい。径の小さい電
動機の場合に励磁コイルの装着空間を大きくできる利点
がある。
動機の場合に励磁コイルの装着空間を大きくできる利点
がある。
第q図の磁極間の離間角(位相差)の−膜内表現は、次
のようになる。
のようになる。
磁極/6@と/A eの位相差は、(/go+ 3t、
on)度、磁極/& @とlt、 bの位相差は(90
+ J&On )度、磁極/&bと/6tt ノ位相差
は(tgo+ abon)度である。ルは正整数である
。
on)度、磁極/& @とlt、 bの位相差は(90
+ J&On )度、磁極/&bと/6tt ノ位相差
は(tgo+ abon)度である。ルは正整数である
。
第を図の回路は、第1θ図(勾の左側の回路と同じ目的
を達する為の他の手段である。
を達する為の他の手段である。
第を図において、端子6コ藝、&コbの出力は、第1O
図(@)のM点及びN点の入力となっている。
図(@)のM点及びN点の入力となっている。
第10図(@)の抵抗70 @ 、 70 bの電圧降
下を両波整流する回路即ち絶対値回路が設けられる。記
号見が絶対値回路で、その入力端子ss g 、 sコ
bには、第1O図(@)の抵抗701mの両端の電圧信
号が入力されている。絶対値回路Sコの出力は励磁電流
に比例し、正逆いずれに通電されても、その大きさに比
例する正の電圧信号が、オペアンプ60の一端子に入力
されて匹る。
下を両波整流する回路即ち絶対値回路が設けられる。記
号見が絶対値回路で、その入力端子ss g 、 sコ
bには、第1O図(@)の抵抗701mの両端の電圧信
号が入力されている。絶対値回路Sコの出力は励磁電流
に比例し、正逆いずれに通電されても、その大きさに比
例する正の電圧信号が、オペアンプ60の一端子に入力
されて匹る。
第を図の端子&3 @、 4J hより、第2図の端子
73導の位置検知信号を矩形波に整形した電気信号及び
端子/J eの位置検知信号を矩形波に整形した電気信
号が、それぞれ入力されている。
73導の位置検知信号を矩形波に整形した電気信号及び
端子/J eの位置検知信号を矩形波に整形した電気信
号が、それぞれ入力されている。
乗算回路SSの端子SS@には、出力トルクを指定する
規準電圧が入力されている。
規準電圧が入力されている。
端子31 s 、 si bには、第10図(8)の同
一記号の端子と同様に、第2図の端子/J 8 、 /
3 eの位置検知信号が入力されている。
一記号の端子と同様に、第2図の端子/J 8 、 /
3 eの位置検知信号が入力されている。
位置検知信号(第7図(りの曲#コ1.コロ。
・・・)が入力された場合を説明する。このときの乗算
回路SSの出力を、第7図(1)のタイムチャートで点
線30@とじて示しである。
回路SSの出力を、第7図(1)のタイムチャートで点
線30@とじて示しである。
その始端部が入力され、端子SコCの電流検出信号より
、乗算回路SZの出力信号の方が大きいときには、オペ
アンプ60の出力はハイレベルとなるので、アンド回路
67 iの出力はハイレベルとなり、トランジスタ10
s 、 10 eが導通して、励磁コイルAの通電が
開始され、この曲線が第7図(@)で曲線3/@とじて
示されている。
、乗算回路SZの出力信号の方が大きいときには、オペ
アンプ60の出力はハイレベルとなるので、アンド回路
67 iの出力はハイレベルとなり、トランジスタ10
s 、 10 eが導通して、励磁コイルAの通電が
開始され、この曲線が第7図(@)で曲線3/@とじて
示されている。
電源端子ttm、ubに印加される電圧は高電圧となっ
ているので、電機子電流曲線J/αの立上り部は急峻と
なり、前記した電流検出回路の出力が乗算回路SSの出
力より大きくなると、オペアンプ60の出力は、ローレ
ベルに転化して、アンド回路6/虐の出力分ローレベル
とする。
ているので、電機子電流曲線J/αの立上り部は急峻と
なり、前記した電流検出回路の出力が乗算回路SSの出
力より大きくなると、オペアンプ60の出力は、ローレ
ベルに転化して、アンド回路6/虐の出力分ローレベル
とする。
従って、トランジスタ/Q a 、 10 eは不導通
となる。従って蓄積磁気エネルギの放電により、曲線、
7/ bにそって電流が減少する。所定値に減少すると
、オペアンプ60の出力は再びハイレベルとなり、トラ
ンジスタ10 曝、 10 eが導通シて、電流は曲線
j/ ffにそって増大する。かかる゛サイクルは、正
帰還回路となっているオペアンブル00ヒステリシス特
性により繰返される。電流の上限と下限は、第7図(り
の点線30@と30 bになる。点線30g 、 3t
) bの高さの差は、オペアンプ60のヒステリシス特
性で規制され、又それ等の高さは、端子as bの出力
トルク指令の規準電圧信号により規制されている。トラ
ンジスタ10@。
となる。従って蓄積磁気エネルギの放電により、曲線、
7/ bにそって電流が減少する。所定値に減少すると
、オペアンプ60の出力は再びハイレベルとなり、トラ
ンジスタ10 曝、 10 eが導通シて、電流は曲線
j/ ffにそって増大する。かかる゛サイクルは、正
帰還回路となっているオペアンブル00ヒステリシス特
性により繰返される。電流の上限と下限は、第7図(り
の点線30@と30 bになる。点線30g 、 3t
) bの高さの差は、オペアンプ60のヒステリシス特
性で規制され、又それ等の高さは、端子as bの出力
トルク指令の規準電圧信号により規制されている。トラ
ンジスタ10@。
10 eが不導通に転化したときに、励磁コイルAの蓄
積磁気エネルギは、ダイオード67b、電源。
積磁気エネルギは、ダイオード67b、電源。
抵抗70 県、ダイオード67$を介して放電される。
電源を充電する形式となつC1nるりで、放電電して急
速となるので、高速回転時においても、位置検知信号曲
線に相似した通電波形となる。
速となるので、高速回転時においても、位置検知信号曲
線に相似した通電波形となる。
従って、反トルクの発生が抑止され高速度回転が可能と
なる効果がある。又効率も上昇する効果がある。
なる効果がある。又効率も上昇する効果がある。
端子S/bより、位置検知信号即ち第7図(りの曲線!
7 ! 、 27 b 、・・・の信号が入力された場
合にも、端子6コbの出力により、トランジスタiob
。
7 ! 、 27 b 、・・・の信号が入力された場
合にも、端子6コbの出力により、トランジスタiob
。
10 dのオンオフ制御が同様に行なわれる。従ってI
相の電動機として回転する。
相の電動機として回転する。
励磁コイル、4./3についても事情は同じで、第9図
の回路により同じ通電制御が行なわれる。
の回路により同じ通電制御が行なわれる。
従ってユ相の電動機として回転する。作用効果は前実施
例と同じである。
例と同じである。
励磁コイルの通電制御の他の手段を第70図(b)につ
き、次に説明する。
き、次に説明する。
第1O図(勾において、端子72 G 、 72 bに
は、第3図の端子IJ @ 、 /j 6の出力が入力
され、端子7!6.7コdには、第3図のコイルrs、
tb、f:コイル9α、?bと置換したEきの端子/J
s 。
は、第3図の端子IJ @ 、 /j 6の出力が入力
され、端子7!6.7コdには、第3図のコイルrs、
tb、f:コイル9α、?bと置換したEきの端子/J
s 。
i、y eの出力に対応する位置検知信号が入力されて
いる。
いる。
端子7コs 、 72 bs・・・の入力は、矩形波整
形回路75α、 7j b 、・・・により矩形波とさ
れる。
形回路75α、 7j b 、・・・により矩形波とさ
れる。
端子7コ@、726.726,7コdの入力に対応する
上記した矩形波の位置検知信号が、第7図(b)のタイ
ムチャートで、それぞれ曲線Jjr&、316゜・・・
及び曲線37 @ 、37 b 、・・・及び曲線34
@、346゜・・・及び曲線31 導、 31 b 、
・・・として示されている。
上記した矩形波の位置検知信号が、第7図(b)のタイ
ムチャートで、それぞれ曲線Jjr&、316゜・・・
及び曲線37 @ 、37 b 、・・・及び曲線34
@、346゜・・・及び曲線31 導、 31 b 、
・・・として示されている。
曲線3b gは曲線3s1より90度進相している。
7ン)”回路73@ノ入力は、曲線n IB 、 8
h 。
h 。
・・・及び曲線34 at 、 JA b 、・・・と
なっているので、その出力は曲線394 、39 b
、・・・となり、90度の巾となる。アンド回路73b
の入力は、曲線3s@。
なっているので、その出力は曲線394 、39 b
、・・・となり、90度の巾となる。アンド回路73b
の入力は、曲線3s@。
3! b 、・・・及び曲線JA & 、 、74 b
、・・・をともに反転した曲線3り畢、 37 b
、・・・及び曲線35α、 31 b 。
、・・・をともに反転した曲線3り畢、 37 b
、・・・及び曲線35α、 31 b 。
・・・となるので、その出力は、曲線−g 、 ll0
b 。
b 。
・・・となる。
アンド回路73eの入力は1、曲線Jj @ 、 J!
b 。
b 。
・・・と曲線31 m 、 31 b 、・・・となる
ので、その出力は、曲線U/ a 、ダtb、・・・と
なる。
ので、その出力は、曲線U/ a 、ダtb、・・・と
なる。
アンド回路7.? dの入力は、曲線374 、 J?
b 。
b 。
・・・と曲線JA G 、 JG b 、・・・となる
ので、その出力は、曲線ダ2傷、−6,・・・となる。
ので、その出力は、曲線ダ2傷、−6,・・・となる。
トランジスタl0LL、106及びトランジスタ10b
、lodは、前実施例と同じく励磁コイルA。
、lodは、前実施例と同じく励磁コイルA。
Bの通電制御を行なっている。
直流電源の投入とともに、端子61 eより供電される
ので、コンデンサ76の充電電流により、抵抗761の
電圧降下は最大となり、アンド回路74! @、 71
bの入力はハイレベルとなる。
ので、コンデンサ76の充電電流により、抵抗761の
電圧降下は最大となり、アンド回路74! @、 71
bの入力はハイレベルとなる。
従って、オア回路7Ja、7#ISの出力は、第7図(
勾の曲線33 & 、 jj b 、・・・及びこれ等
を反転した曲線3t ts 、 J7 h、、、7.・
・・となる。
勾の曲線33 & 、 jj b 、・・・及びこれ等
を反転した曲線3t ts 、 J7 h、、、7.・
・・となる。
従って、オア回路?!r@の出力により、励磁コイルA
が1)0度の巾で通電され、励磁コイルBは、1)0度
おくれたito度の巾の通電が行なわれる。従ってl相
のリラクタンス電動機の出力トルクが得られる。
が1)0度の巾で通電され、励磁コイルBは、1)0度
おくれたito度の巾の通電が行なわれる。従ってl相
のリラクタンス電動機の出力トルクが得られる。
ブロック回路Tは、励磁コイルA、Hの通電制御回路で
トランジスタφ個を使用L7’C)う7ジスタ回路を示
している。励磁コイルA、Hのトランジスタ回路と全(
同じ構成となっている。
トランジスタφ個を使用L7’C)う7ジスタ回路を示
している。励磁コイルA、Hのトランジスタ回路と全(
同じ構成となっている。
又オア回路71@、71b、アンド回路7ダα、7弘す
励SコイルA、Bは1)0度の巾の通電が、曲線JA
g 、 JA b 、・・・及び曲線3g @、 、7
ざす、・・・の電気信号に対応して行なわれる。
励SコイルA、Bは1)0度の巾の通電が、曲線JA
g 、 JA b 、・・・及び曲線3g @、 、7
ざす、・・・の電気信号に対応して行なわれる。
コンデンサ7嶋抵抗76αの時定数回路は共用して使用
できる。
できる。
従って、設定された時間だけ、コ相のりラフタンス型の
電動機として起動する。
電動機として起動する。
この状態では、速度が上昇すると、前実施例につめて説
明したように1反トルクが発生して、上昇が停止し、効
率も劣化する。
明したように1反トルクが発生して、上昇が停止し、効
率も劣化する。
しかし設定時間経過すると、アンド回路7弘1゜7参す
の1つの入力がローレベルに転化するので、出力はロー
レベルとなる。従ってアンド回路73g 、 73 b
の出力により、励磁コイルA、Bの通電制御が行なわれ
る。又端子79@、796の出力により、同様に励磁コ
イルA、Hの通電が行なわれる。
の1つの入力がローレベルに転化するので、出力はロー
レベルとなる。従ってアンド回路73g 、 73 b
の出力により、励磁コイルA、Bの通電制御が行なわれ
る。又端子79@、796の出力により、同様に励磁コ
イルA、Hの通電が行なわれる。
従って、励磁コイルA、B、A、Hの励磁電流の曲線は
第7図(勾の点線eJa 、 IIy b 、・・・及
びその他の点線曲線となる。
第7図(勾の点線eJa 、 IIy b 、・・・及
びその他の点線曲線となる。
位置検知信号39αの場合につき上述した励磁電流の性
質を次に説明する。
質を次に説明する。
励磁コイルAのインダクタンスの為に立上りは、点線グ
31のようになり、曲線39 ilの右端で、トランジ
スタ/θ6./θOが不導通となるので、蓄積磁気エネ
ルギは、ダイオード67tg、A7bを介して電源を充
電するように環流されるので、急速に励磁電流が消滅す
る。
31のようになり、曲線39 ilの右端で、トランジ
スタ/θ6./θOが不導通となるので、蓄積磁気エネ
ルギは、ダイオード67tg、A7bを介して電源を充
電するように環流されるので、急速に励磁電流が消滅す
る。
電源電圧を高(すると、曲線p3 @のピーク値が大き
くなり、出力トルクが増大する。このときにも電源KW
流する磁気エネルギは、電源電圧が高いので、更に急速
に消滅する。
くなり、出力トルクが増大する。このときにも電源KW
流する磁気エネルギは、電源電圧が高いので、更に急速
に消滅する。
従って、励磁電流の曲線す3@、ダ3b、・・・の巾は
l/0度を越えることがなく反トルクの発生はない。高
速度とした場合にも1)0度を越えることはない。他の
励磁コイルについても上述し九事情は全く同じである。
l/0度を越えることがなく反トルクの発生はない。高
速度とした場合にも1)0度を越えることはない。他の
励磁コイルについても上述し九事情は全く同じである。
従って、高速高トルクのりラフタンスミ動機を得ること
ができるものである。即ちリラクタンス型の電動機の特
徴である出力トルクが大きい特性を保持して、しかも高
速度まで、印加電圧により速度が変更できるものが得ら
れる特徴がある。
ができるものである。即ちリラクタンス型の電動機の特
徴である出力トルクが大きい特性を保持して、しかも高
速度まで、印加電圧により速度が変更できるものが得ら
れる特徴がある。
実測によると、出力トルクが10キログラムセンチメー
トル位で毎分6万回転の電動機を作ることができる。
トル位で毎分6万回転の電動機を作ることができる。
制御回路が前実施例と比較して簡素化されているので、
インバータ付の可変速度の銹導機より著しく廉価に作る
ことができる。
インバータ付の可変速度の銹導機より著しく廉価に作る
ことができる。
前実施例も含めて、回転子は珪素鋼板のみなので、高速
でも遠心力による破損はない。
でも遠心力による破損はない。
起動時のトルクが余り必要でないものは、第1O図(b
)のコンデンサ76、抵抗76@、オア回路78謬、7
1b、アンド回路?’i @ 、 7! 6を含む回路
は不要である。第7図(句の曲m仰導、鉾す、−・及び
曲線ダS藝、夕& b 、 山は、それぞれ励磁コイル
A、B及び励磁コイルA、Hの通電による出力トルク曲
線である。
)のコンデンサ76、抵抗76@、オア回路78謬、7
1b、アンド回路?’i @ 、 7! 6を含む回路
は不要である。第7図(句の曲m仰導、鉾す、−・及び
曲線ダS藝、夕& b 、 山は、それぞれ励磁コイル
A、B及び励磁コイルA、Hの通電による出力トルク曲
線である。
前実施例と同様に、各トルク曲線は90度ずつ重なって
いるので、径方向の磁気吸引力による振動の発生は防止
される。その他の振動の発生も前実施例と同じ手段によ
り同様に防止される。
いるので、径方向の磁気吸引力による振動の発生は防止
される。その他の振動の発生も前実施例と同じ手段によ
り同様に防止される。
次に第1O図(e)について説明する。第10図(=)
は第10図(4) 、 (勾と同じ目的が達成されるコ
ミ源方式の通電制御回路である。
は第10図(4) 、 (勾と同じ目的が達成されるコ
ミ源方式の通電制御回路である。
端子to g 、♂Qeは直流電源正負端子で、その中
間値の電圧が端子to bとなって−る。
間値の電圧が端子to bとなって−る。
抵抗7Qの電圧降下は励磁電流に比例している。
この電圧降下は両波整流回路(絶対値回路)Eにより、
出力端子に常に正電圧が出力されるようにされている。
出力端子に常に正電圧が出力されるようにされている。
この出力電圧は励磁電流に比例する信号とし℃利用され
る。端子ざユa 、 12 bには、第1θ図(りのM
点とN点の出力がそれぞれ入力される。
る。端子ざユa 、 12 bには、第1θ図(りのM
点とN点の出力がそれぞれ入力される。
端子12 =l若しくは12 bの入力信号が71イレ
ベルのときに、励礁コイルA若しくはBが通電される。
ベルのときに、励礁コイルA若しくはBが通電される。
端子ta aの入力がローレベル忙転化すると、トラン
ジスタr1)が不導通となり、励磁コイルAの蓄積磁気
エネルギは、電源rob、troe、ダイオード13
bを介して放電される。電源にエネルギを返す回路とな
って匹るので、第10図(りと同じく通電は急速に停止
する。トランジスタ!lbが不導通に転化したときもダ
イオードr31を介する同じ作用がある−)本実施例は
、第9図。
ジスタr1)が不導通となり、励磁コイルAの蓄積磁気
エネルギは、電源rob、troe、ダイオード13
bを介して放電される。電源にエネルギを返す回路とな
って匹るので、第10図(りと同じく通電は急速に停止
する。トランジスタ!lbが不導通に転化したときもダ
イオードr31を介する同じ作用がある−)本実施例は
、第9図。
第1O図(@)の回路を組合せ℃も、又組合せないで、
第10図(A)で説明した通電制御手段の両者に適用で
きるものである。第70図(1) 、 (b)の回路と
比較して、ダイオードとトランジスタの数がl/2とな
る利点がある。
第10図(A)で説明した通電制御手段の両者に適用で
きるものである。第70図(1) 、 (b)の回路と
比較して、ダイオードとトランジスタの数がl/2とな
る利点がある。
の短絡による反トルクの発生が防止され、効率を上昇し
、しかも構成が簡素化されCWる。
、しかも構成が簡素化されCWる。
第2に、各実施例の説明より理解されるように、回転速
度は印加電圧により、又出力トルクは、励磁電流により
独立に制御できるので、使用目的に応じて、高速、高ト
ルクのリラクタンス電動機を自由に設計することができ
る。従って直流電動機として利用して有効な手段を提供
できる。
度は印加電圧により、又出力トルクは、励磁電流により
独立に制御できるので、使用目的に応じて、高速、高ト
ルクのリラクタンス電動機を自由に設計することができ
る。従って直流電動機として利用して有効な手段を提供
できる。
特に、回転子が単なる珪素鋼板の積層体となるので、細
長型とすることができ、小さい慣性となるので有効であ
る。又回転子に高価な稀土属マグネットを使用しないで
、同等の出力トルクが得られる効果がある。
長型とすることができ、小さい慣性となるので有効であ
る。又回転子に高価な稀土属マグネットを使用しないで
、同等の出力トルクが得られる効果がある。
出力トルクに無効な励磁電流が遮断され℃いるので、効
率を上昇せしめることができる。
率を上昇せしめることができる。
回転速度と出力トルクを独立に自由に変更できるので、
かかる特性を利用して、トルクと回転速度の特性を良好
とすることができる。
かかる特性を利用して、トルクと回転速度の特性を良好
とすることができる。
本発明装置の効果の第3は次の点にある。即ち高トルク
とすると、特にリラクタンス型の電動機では、励磁コイ
ルのインダクタンスが大きくなり1反トルクを発生する
ので低速となる。
とすると、特にリラクタンス型の電動機では、励磁コイ
ルのインダクタンスが大きくなり1反トルクを発生する
ので低速となる。
これを防止し℃高速高トルクの特性を得る為に、励磁コ
イルに蓄積された磁気エネルギを電源に急速に環流して
、励磁電流曲線をito度の巾の間にあるように規制し
て目的を達成しくいるものである。
イルに蓄積された磁気エネルギを電源に急速に環流して
、励磁電流曲線をito度の巾の間にあるように規制し
て目的を達成しくいるものである。
第ダに、回転子が高速になっても、遠心力による破損が
ない。従ってグラインダ及びドリルマシンの駆動源□と
して有効である。
ない。従ってグラインダ及びドリルマシンの駆動源□と
して有効である。
第Sに、第70図(句の実施例では、インバータ付の誘
導機と同じ特性が得られ、回路が簡素化されるので廉価
となり、出力トルクが大きくなる効果がある。
導機と同じ特性が得られ、回路が簡素化されるので廉価
となり、出力トルクが大きくなる効果がある。
第6に、位置検知素子としてコイルを利用できるので、
耐熱性があり、高出力の電動機とすることができる。
耐熱性があり、高出力の電動機とすることができる。
第1図は、−周知のリラクタンス電動機の磁極と突極の
展開図、第二図は、位置検知素子となるコイルを含む電
気回路図、第3図は、本発明装置の構成の説明図、第参
図は、本発明装置の磁極と突極と励磁コイルの展開図、
第5図は、出力トルク曲線を対称形とする為の手段の説
明図、第6図は、位置検知信号曲線のグラフ、第7図は
、位置検知信号、出力トルク、励磁電流のタイムチャー
ト、第S図は、励磁電流曲線のタイムチャート、第7図
は、励磁コイルの1部の通電制御回路図、第1O図は、
同じ(励磁コイルの他の実施例の通電制御回路図をそれ
ぞれ示す。 I・・・回転子、 /4./b、/e、・・・突永
/り・・・導体回転子、 gaogb、qa、ttb
・・・コイル、 ja、3b、ダ1.弘す、!r@
。 zb 4a、4b−−−磁極、 Je、J’、Qe
lid A B A B !e、jd、
be。 4d・・・励磁コイル、 16・・・固定電機子、t
・・・回転軸、 /1)18 、 /ダb、・・・、
導体回転子突出部、 り・・・発揚回路、 /J
、/3h、S〕。 40、…オペアンプ、 16藝、ibb、・・・磁極
、/7 @ 、 /7 b 、・・・励磁コイル、
−・・・突出部、コダ 、 # @ 、 λS
b 、 … 、 コロ 爆 、 コ4b、 ・
・・ 、 コア α 。 276、・・・、コ1.コロ、・・・、3jα、 3s
b 、・・・。 J4 @ 、 、7A b 、 ・
、 J? I 、 、7? A 、
・ 、 、3t @ 、 、M b。 …* 39@、 39 b、…、4tOα、すす、…、
す/虐。 ダib、・・・、輻@、ダλb、…、3θ塔、 Jl1
7 b 、グg・・・位置検知信号、 コ9 λ9@
Jコ43コb ・・・33 a 、 JJ b 、
・” 、 44418 、1)41 b 、−、4I
3 @、 <Q b。 ・・・トルク曲線、 31α 、7/ b ・・・
ダ6 ≠6α4t、7 @ 、 4cjb 、 ・、
Q9 g 、 Q96 、 ・・・励磁電流曲線、6
1 ’! 、 61 b 、 6♂# H++電源正負
極、 10@10b 、 106 、10 d ・)
ランジスタ、 41 m 、 6*b、φ、 7j
’X 、 7j b 、 −・・矩形波成型回路、S5
・・・乗算回路、 T・・・励磁コイルA、1)の通
電制御回路、 r/ @ 、 I/ b・・・トラン
ジスタ、to @、、to b 、 to e ・・・
直流電R正負極、E、5ユ・・・絶対値回′姑、 3
’!−・・・単安定回路。 4 1 g((L) 茗 1 回(6) 蔓 2 画 6e #3g A−1 第 5 図 某 6 回 蓼 7 図(α) 第 7 図(4) 甚 tormt番) 某 10 12(C)
展開図、第二図は、位置検知素子となるコイルを含む電
気回路図、第3図は、本発明装置の構成の説明図、第参
図は、本発明装置の磁極と突極と励磁コイルの展開図、
第5図は、出力トルク曲線を対称形とする為の手段の説
明図、第6図は、位置検知信号曲線のグラフ、第7図は
、位置検知信号、出力トルク、励磁電流のタイムチャー
ト、第S図は、励磁電流曲線のタイムチャート、第7図
は、励磁コイルの1部の通電制御回路図、第1O図は、
同じ(励磁コイルの他の実施例の通電制御回路図をそれ
ぞれ示す。 I・・・回転子、 /4./b、/e、・・・突永
/り・・・導体回転子、 gaogb、qa、ttb
・・・コイル、 ja、3b、ダ1.弘す、!r@
。 zb 4a、4b−−−磁極、 Je、J’、Qe
lid A B A B !e、jd、
be。 4d・・・励磁コイル、 16・・・固定電機子、t
・・・回転軸、 /1)18 、 /ダb、・・・、
導体回転子突出部、 り・・・発揚回路、 /J
、/3h、S〕。 40、…オペアンプ、 16藝、ibb、・・・磁極
、/7 @ 、 /7 b 、・・・励磁コイル、
−・・・突出部、コダ 、 # @ 、 λS
b 、 … 、 コロ 爆 、 コ4b、 ・
・・ 、 コア α 。 276、・・・、コ1.コロ、・・・、3jα、 3s
b 、・・・。 J4 @ 、 、7A b 、 ・
、 J? I 、 、7? A 、
・ 、 、3t @ 、 、M b。 …* 39@、 39 b、…、4tOα、すす、…、
す/虐。 ダib、・・・、輻@、ダλb、…、3θ塔、 Jl1
7 b 、グg・・・位置検知信号、 コ9 λ9@
Jコ43コb ・・・33 a 、 JJ b 、
・” 、 44418 、1)41 b 、−、4I
3 @、 <Q b。 ・・・トルク曲線、 31α 、7/ b ・・・
ダ6 ≠6α4t、7 @ 、 4cjb 、 ・、
Q9 g 、 Q96 、 ・・・励磁電流曲線、6
1 ’! 、 61 b 、 6♂# H++電源正負
極、 10@10b 、 106 、10 d ・)
ランジスタ、 41 m 、 6*b、φ、 7j
’X 、 7j b 、 −・・矩形波成型回路、S5
・・・乗算回路、 T・・・励磁コイルA、1)の通
電制御回路、 r/ @ 、 I/ b・・・トラン
ジスタ、to @、、to b 、 to e ・・・
直流電R正負極、E、5ユ・・・絶対値回′姑、 3
’!−・・・単安定回路。 4 1 g((L) 茗 1 回(6) 蔓 2 画 6e #3g A−1 第 5 図 某 6 回 蓼 7 図(α) 第 7 図(4) 甚 tormt番) 某 10 12(C)
Claims (3)
- (1)リラクタンス型の2相の電動機において、外筐に
設けた軸承により回動自在に支持された回転軸に中央部
が固定された回転子と、該回転子の回転面において、等
しい巾と等しいピッチで配設された10個以上の複数個
の磁性体突極と、円環状の磁性体により作られ、外筺に
固定された固定電機子磁心と、僅かな空隙を介して突極
に対向するとともに軸対称の位置において、電機子磁心
より突出し、突極と同じ巾の2個1組の第1の磁極及び
これ等に捲着された第1の励磁コイルと、第1の磁極よ
り、電気角で(180+360n)度・・・nは2以上
の正整数・・・離間した軸対称の位置において、電機子
磁心より突出し、僅かな空隙を介して突極に対向し、突
極と同じ巾の2個1組の第2の磁極及びこれ等に捲着さ
れた第2の励磁コイルと、第1の磁極と第2の磁極の中
央の軸対称の位置において、電機子磁心より突出し、僅
かな空隙を介して突極に対向し、突極と同じ巾で、2個
1組の第3、第4の磁極ならびにそれぞれに捲着された
第3、第4の励磁コイルと前記した電機子磁心側に固定
され、回転子の突極の位置を検知して、電気角で180
度の巾の第1の位置検知信号及びこれより電気角で18
0度おくれた180度の巾の第2の位置検知信号及び第
1、第2の位置検知信号よりそれぞれ電気角で90度離
間した180度の巾の第3、第4の位置検知信号が得ら
れる複数個の位置検知素子を含む位置検知装置と、第1
、第2の励磁コイルのそれぞれに直列に接続されたトラ
ンジスタを第1、第2の位置検知信号により付勢し、第
3、第4の励磁コイルのそれぞれに直列に接続されたト
ランジスタを第3、第4の位置検知信号により付勢導通
せしめて、各励磁コイルに電気角で180度を越えない
巾の励磁電流を直流電源より通電して、奇数番目の励磁
コイルと偶数番目の励磁コイルの通電角の位相差を電気
角で90度に保持して、回転子に1方向の駆動トルクを
発生せしめる通電制御回路とより構成されたことを特徴
とするリラクタンス型2相電動機。 - (2)第(1)項記載の特許請求の範囲において、立上
りと降下部がゆるい傾斜となる電気角で180度の巾で
互いに同じ角度だけ離間した第1、第2の位置検知信号
及びこれ等よりそれぞれ電気角で90度位相差のある同
じ形状の第3、第4の位置検知信号が得られる位置検知
素子を含む位置検知装置と、出力トルクを指定する基準
電圧と第1、第2、第3、第4の位置検知信号を乗算す
る乗算回路と、第1、第2の励磁コイル及び第3、第4
の励磁コイルのそれぞれの通電電流を検出する第1、第
2の電流検出回路と、第1、第2の位置検知信号を1つ
の入力とする乗算回路の出力と第1の電流検出回路の出
力を比較し、後者が前者より大きいときには、第1、第
2の励磁コイルに直列に接続されたトランジスタを不導
通に転化して、励磁コイルの蓄積磁気エネルギをダイオ
ードを介して電源に環流し、後者が前者より設定値だけ
小さくなつたときには、前記したトランジスタを導通せ
しめ、第3、第4の位置検知信号を1つの入力とする乗
算回路の出力と第2の電流検出回路の出力を比較し、後
者が前者より大きいときには、第3、第4の励磁コイル
に直列に接続されたトランジスタを不導通に転化して、
励磁コイルの蓄積磁気エネルギをダイオードを介して電
源に環流し、後者が前者より設定値だけ小さくなつたと
きには、前記したトランジスタを導通せしめる通電制御
回路とより構成されたことを特徴とするリラクタンス型
2相電動機。 - (3)第(1)項記載の特許請求の範囲において、電気
角で180度の巾で互いに同じ角度だけ離間した矩形波
の第1、第2の位置検知信号及びこれ等よりそれぞれ電
気角で90度位相差のある同じ形状の第3、第4の位置
検知信号が得られる位置検知素子を含む位置検知装置と
、第1、第2、第3、第4の位置検知信号の論理処理を
行なつて、それぞれの位置検知信号の始端部より電気角
で90度の巾の第5、第6、第7、第8の位置検知信号
を得る電気回路と、第5、第6の位置検知信号により、
第1、第2の励磁コイルのそれぞれに直列に接続された
トランジスタを付勢導通し、第7、第8の位置検知信号
により、第3、第4の励磁コイルに直列に接続されたト
ランジスタを付勢導通し、各励磁コイルの通電が断たれ
たときに、励磁コイルに蓄積された磁気エネルギをダイ
オードを介して電源に環流せしめる通電制御回路とより
構成されたことを特徴とするリラクタンス型2相電動機
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63007599A JPH01186193A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | リラクタンス型2相電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63007599A JPH01186193A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | リラクタンス型2相電動機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01186193A true JPH01186193A (ja) | 1989-07-25 |
Family
ID=11670269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63007599A Pending JPH01186193A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | リラクタンス型2相電動機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01186193A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991002402A1 (en) * | 1989-08-03 | 1991-02-21 | Kabushikigaisya Sekogiken | Reluctance motor |
WO1991003868A1 (en) * | 1989-09-08 | 1991-03-21 | Kabushikigaisya Sekogiken | Reluctance type motor |
-
1988
- 1988-01-19 JP JP63007599A patent/JPH01186193A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991002402A1 (en) * | 1989-08-03 | 1991-02-21 | Kabushikigaisya Sekogiken | Reluctance motor |
WO1991003868A1 (en) * | 1989-09-08 | 1991-03-21 | Kabushikigaisya Sekogiken | Reluctance type motor |
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