JPH0328149B2 - - Google Patents
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- JPH0328149B2 JPH0328149B2 JP55081566A JP8156680A JPH0328149B2 JP H0328149 B2 JPH0328149 B2 JP H0328149B2 JP 55081566 A JP55081566 A JP 55081566A JP 8156680 A JP8156680 A JP 8156680A JP H0328149 B2 JPH0328149 B2 JP H0328149B2
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- Japan
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- stator
- rotor
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- teeth
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 29
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 29
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 210000004513 dentition Anatomy 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
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- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
- H02K37/20—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with rotating flux distributors, the armatures and magnets both being stationary
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/38—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with rotating flux distributors, and armatures and magnets both stationary
- H02K21/44—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with rotating flux distributors, and armatures and magnets both stationary with armature windings wound upon the magnets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は固定子と回転子を有し、前記固定子は
少くとも 環状コイルと、該環状コイルを囲む導磁性の外
匣を具え、該外匣は 第１及び第２の環状固定子歯列で終端させた第
１の環状固定子区分と、 環状コイルと、該環状コイルを囲む導磁性の外
匣を具え、該外匣 は第３及び第４の環状固定子歯列で終端させた第
２の固定子区分と、 前記２個の固定子区分間に、これら区分と同軸
的に且つ前記第２及び第３環状固定子歯列と隣接
するように配置された軸方向に磁化された環状の
永久磁石部材とを具え、 前記回転子は前記第１、第２、第３及び第４環
状固定子歯列と共働する歯列を具え、 前記第１及び第２固定子歯列は前記回転子歯列
に対し互に180゜の電磁角を成し、前記第３及び第
４固定子歯列は前記回転子歯列に対し互に180゜の
電磁角を成し、前記第１及び第４固定子歯列は前
記回転子歯列に対し互に90゜の電磁角を成し、前
記第２及び第３固定子歯列は前記回転子歯列に対
し互に90゜の電磁角を成すよう構成されたステツ
プモータに関するものである。
少くとも 環状コイルと、該環状コイルを囲む導磁性の外
匣を具え、該外匣は 第１及び第２の環状固定子歯列で終端させた第
１の環状固定子区分と、 環状コイルと、該環状コイルを囲む導磁性の外
匣を具え、該外匣 は第３及び第４の環状固定子歯列で終端させた第
２の固定子区分と、 前記２個の固定子区分間に、これら区分と同軸
的に且つ前記第２及び第３環状固定子歯列と隣接
するように配置された軸方向に磁化された環状の
永久磁石部材とを具え、 前記回転子は前記第１、第２、第３及び第４環
状固定子歯列と共働する歯列を具え、 前記第１及び第２固定子歯列は前記回転子歯列
に対し互に180゜の電磁角を成し、前記第３及び第
４固定子歯列は前記回転子歯列に対し互に180゜の
電磁角を成し、前記第１及び第４固定子歯列は前
記回転子歯列に対し互に90゜の電磁角を成し、前
記第２及び第３固定子歯列は前記回転子歯列に対
し互に90゜の電磁角を成すよう構成されたステツ
プモータに関するものである。
斯るステツプモータは特開昭53−5714号公報に
より既知である。斯るモータは極めて小さいステ
ツプ角（例えば1.8゜）を実現するのに特に好適で
ある。前記公開特許出願明細書には、永久磁石リ
ングから第１及び第２固定子歯列に至る磁路のパ
ーミアンスの差及び永久磁石リングから第３及び
第４固定子歯列に至る磁路のパーミアンスの差に
より種々の励磁位相中に非対称トルク、即ち強さ
の等しくないトルクが生ずる旨記載されいる。そ
して、これら磁路の不等を除去するためにいくつ
かの方法が提案されている。
より既知である。斯るモータは極めて小さいステ
ツプ角（例えば1.8゜）を実現するのに特に好適で
ある。前記公開特許出願明細書には、永久磁石リ
ングから第１及び第２固定子歯列に至る磁路のパ
ーミアンスの差及び永久磁石リングから第３及び
第４固定子歯列に至る磁路のパーミアンスの差に
より種々の励磁位相中に非対称トルク、即ち強さ
の等しくないトルクが生ずる旨記載されいる。そ
して、これら磁路の不等を除去するためにいくつ
かの方法が提案されている。
前記パーミアンスを等しくすることは実際上極
めて難かしいことを確かめた。更に、前記非対称
トルクはステツプ角度誤差を伴い、これがトルク
の非対称よりずつと問題になることが確かめた。
めて難かしいことを確かめた。更に、前記非対称
トルクはステツプ角度誤差を伴い、これがトルク
の非対称よりずつと問題になることが確かめた。
本発明の目的はステツプ角度誤差が殆んど除去
されるよう構成した上述した種類のモータを提供
せんとするにある。
されるよう構成した上述した種類のモータを提供
せんとするにある。
本発明は、特定の励磁に対しステツプ角度誤差
を減少するために、回転子が第２固定子歯列に対
向する位置にあるときの第２固定子歯列とその共
働回転子歯列との間の空〓のパーミアンスの大き
さ及び回転子が第３固定子歯列に対向する位置に
あるときの第３固定子歯列とその共働回転子歯列
との間の空〓のパーミアンスの大きさが、回転子
が第１固定子歯列に対向する位置にあるときの第
１固定子歯列とその共働回転子歯列との間の空〓
をパーミアンスの大きさ及び回転子が第４固定子
歯列に対向する位置にあるときの第４固定子歯列
とその共働回転子歯列との間の空〓のパーミアン
スの大きさに対し１％以上小さくなるように、第
２及び第３固定子歯列の歯とそれぞれの共働回転
子歯列の歯との相対幾何寸法を第１及び第４固定
子歯列の歯とそれぞれの共働回転子歯列の歯との
相対幾何寸法から相違させ、第２及び第３固定子
歯列の幾何寸法は互に等しくすると共に第１及び
第４固定子歯列の幾何寸法も互に等しくしたこと
を特徴とする。
を減少するために、回転子が第２固定子歯列に対
向する位置にあるときの第２固定子歯列とその共
働回転子歯列との間の空〓のパーミアンスの大き
さ及び回転子が第３固定子歯列に対向する位置に
あるときの第３固定子歯列とその共働回転子歯列
との間の空〓のパーミアンスの大きさが、回転子
が第１固定子歯列に対向する位置にあるときの第
１固定子歯列とその共働回転子歯列との間の空〓
をパーミアンスの大きさ及び回転子が第４固定子
歯列に対向する位置にあるときの第４固定子歯列
とその共働回転子歯列との間の空〓のパーミアン
スの大きさに対し１％以上小さくなるように、第
２及び第３固定子歯列の歯とそれぞれの共働回転
子歯列の歯との相対幾何寸法を第１及び第４固定
子歯列の歯とそれぞれの共働回転子歯列の歯との
相対幾何寸法から相違させ、第２及び第３固定子
歯列の幾何寸法は互に等しくすると共に第１及び
第４固定子歯列の幾何寸法も互に等しくしたこと
を特徴とする。
ここで、360゜の電磁角とは歯列の歯ピツチ、即
ち歯列の歯の中心間隔に等しい回転子と固定子の
相対的移動量を意味するものと理解されたい。従
つて、1.8゜ステツプモータ、即ち回転子が１ステ
ツプ毎に1.8゜進み、４ステツプサイクル毎に7.2゜
進むステツプモータにおいては360゜電磁角は7.2゜
の幾何学角度に対応する。
ち歯列の歯の中心間隔に等しい回転子と固定子の
相対的移動量を意味するものと理解されたい。従
つて、1.8゜ステツプモータ、即ち回転子が１ステ
ツプ毎に1.8゜進み、４ステツプサイクル毎に7.2゜
進むステツプモータにおいては360゜電磁角は7.2゜
の幾何学角度に対応する。
本発明は、前記パーミアンスの差は抑止トル
ク、即ち非励磁状態におけるトルクを発生し、こ
のトルクが励磁により発生されるトルクと共働し
て４つの励磁位相において等しくないトルルクを
発生すると共に４つの励磁位相に対応する回転子
の安定位置間のステツプ角が等しくならなくなる
ことを確かめ、且つこのステツプ角度誤差を除去
するには、前記パーミアンスの差を除去する必要
はなく、第２及び第３固定子歯列と回転子歯列と
の間の空〓の回転子位置に依存するパーミアンス
の大きさを第１及び第４固定子歯列と回転子歯列
との間の空隙の回転子位置に依存するパーミアン
スの大きさに対し小さくすることによりこれらの
ステツプ角度誤差を除去できることを確かめ、こ
の認識に基づいて為したものである。ここで、前
記空隙のパーミアンスの低減は前記磁路にこれと
関連する空隙を加えた総合パーミアンスの大きさ
を等しくすることに相当するものでない点に注意
されたい。
ク、即ち非励磁状態におけるトルクを発生し、こ
のトルクが励磁により発生されるトルクと共働し
て４つの励磁位相において等しくないトルルクを
発生すると共に４つの励磁位相に対応する回転子
の安定位置間のステツプ角が等しくならなくなる
ことを確かめ、且つこのステツプ角度誤差を除去
するには、前記パーミアンスの差を除去する必要
はなく、第２及び第３固定子歯列と回転子歯列と
の間の空〓の回転子位置に依存するパーミアンス
の大きさを第１及び第４固定子歯列と回転子歯列
との間の空隙の回転子位置に依存するパーミアン
スの大きさに対し小さくすることによりこれらの
ステツプ角度誤差を除去できることを確かめ、こ
の認識に基づいて為したものである。ここで、前
記空隙のパーミアンスの低減は前記磁路にこれと
関連する空隙を加えた総合パーミアンスの大きさ
を等しくすることに相当するものでない点に注意
されたい。
図面につき本発明を説明する。
第１図は本発明を適用し得る従来のステツプモ
ータの縦断面図を示す。このステツプモータは軸
Ａ−A′を中心に略々回転対称であり、回転子１
と固定子２を具える。固定子２は２個の同軸配置
の固定子区分３及び４と、それらの間に同軸配置
された軸方向に磁化された永久磁石のリング５を
具える。固定子区分３及び４の各々は導磁性外匣
６及び７でそれぞれ囲まれた同軸配置の環状コイ
ル８及び９をそれぞれ具え、その導磁性外匣６及
び７は内縁がそれぞれ２個の環状固定子歯列１
０，１１及び１２，１３で終端されている。回転
子１にはこれらら環状固定子歯列１０，１１，１
２及び１３とそれぞれ共働する環状回転子歯列１
４，１５，１６及び１７が設けられている。
ータの縦断面図を示す。このステツプモータは軸
Ａ−A′を中心に略々回転対称であり、回転子１
と固定子２を具える。固定子２は２個の同軸配置
の固定子区分３及び４と、それらの間に同軸配置
された軸方向に磁化された永久磁石のリング５を
具える。固定子区分３及び４の各々は導磁性外匣
６及び７でそれぞれ囲まれた同軸配置の環状コイ
ル８及び９をそれぞれ具え、その導磁性外匣６及
び７は内縁がそれぞれ２個の環状固定子歯列１
０，１１及び１２，１３で終端されている。回転
子１にはこれらら環状固定子歯列１０，１１，１
２及び１３とそれぞれ共働する環状回転子歯列１
４，１５，１６及び１７が設けられている。
第２図は回転子歯列１４，１５，１６及び１７
に対する固定子歯列１０，１１，１２及び１３の
位置を示す。本例では回転子歯列１４，１５，１
６及び１７は軸方向に整列しているので、これら
歯列を第２図の最上行に示す（逆に、固定子歯列
を軸線方向に整列し、回転子歯列をずらせること
もできる）。回転子の特定の位置においては、固
定子歯列１０の歯は第２図に示すように回転子歯
列１４の歯と対向する。このとき、固定子歯列１
１の歯は固定子歯列１０の歯に対し略々180゜、即
ち1/2歯ピツチずれ、固定子歯列１２の歯は固定
子歯列１０の歯に対し90゜、即ち1/4歯ピツチ（反
対方向に見たときは3/4ピツチ）ずれ、固定子歯
列１３の歯は固定子歯列１０の歯に対し270゜、即
ち3/4歯ピツチ（反対方向に見たときは1/4ピツ
チ）ずれるようにする。歯列１２及び１３間の相
互位置は互に逆にすることもできる。
に対する固定子歯列１０，１１，１２及び１３の
位置を示す。本例では回転子歯列１４，１５，１
６及び１７は軸方向に整列しているので、これら
歯列を第２図の最上行に示す（逆に、固定子歯列
を軸線方向に整列し、回転子歯列をずらせること
もできる）。回転子の特定の位置においては、固
定子歯列１０の歯は第２図に示すように回転子歯
列１４の歯と対向する。このとき、固定子歯列１
１の歯は固定子歯列１０の歯に対し略々180゜、即
ち1/2歯ピツチずれ、固定子歯列１２の歯は固定
子歯列１０の歯に対し90゜、即ち1/4歯ピツチ（反
対方向に見たときは3/4ピツチ）ずれ、固定子歯
列１３の歯は固定子歯列１０の歯に対し270゜、即
ち3/4歯ピツチ（反対方向に見たときは1/4ピツ
チ）ずれるようにする。歯列１２及び１３間の相
互位置は互に逆にすることもできる。
第３図は第１図のモータを駆動する２つの方法
を示す。第３図において、波形ａ及びｂは単相励
磁（各時間に１つのコイルのみを励磁する）場合
のコイル８及び９の励磁電流を示し、波形ｃ及び
ｄは２相励磁の場合のコイル８及び９の励磁電流
を示す。ここで電流＋Ｉは、コイル８により歯列
１０及び１４間の空隙に発生される磁界が永久磁
石リング５によりこの空隙に発生される磁界と同
一方向になり、コイル９により歯列１２及び１６
間の空隙に発生される磁界が永久磁石リング５に
よりこの空隙に発生される磁界と同一方向になる
向きに流れるものである。
を示す。第３図において、波形ａ及びｂは単相励
磁（各時間に１つのコイルのみを励磁する）場合
のコイル８及び９の励磁電流を示し、波形ｃ及び
ｄは２相励磁の場合のコイル８及び９の励磁電流
を示す。ここで電流＋Ｉは、コイル８により歯列
１０及び１４間の空隙に発生される磁界が永久磁
石リング５によりこの空隙に発生される磁界と同
一方向になり、コイル９により歯列１２及び１６
間の空隙に発生される磁界が永久磁石リング５に
よりこの空隙に発生される磁界と同一方向になる
向きに流れるものである。
瞬時t1において電流＋がコイル８に供給さ
れ、コイル９は滅勢されたままの場合には、歯列
１０及び１４間の空隙内の磁界が、回転子歯列１
４の歯を固定子歯列１０の歯に向け駆動するトル
クを発生し、回転子が移動可能であれば、第２図
の状態となる。瞬時t2においてコイル９が電流＋
で励磁され、コイル８が滅勢されると、歯列１
２及び１６間の空隙内の磁界が、回転子の歯列１
６をその歯が固定子の歯列１２の歯に対向する位
置に駆動するトルクを発生し、回転子は1/4歯ピ
ツチだけ回転する。瞬時t3における次の電流−
によるコイル８の励磁により歯列１５の歯が歯列
１１の歯に向け駆動され、瞬時t4における電流−
によるコイル９の励磁により歯列１７の歯列１
３の歯に向け駆動される。斯くして、回転子は第
２図に示す0゜の位置から順に90゜、180゜、270゜及び
360゜の位置に移動する。
れ、コイル９は滅勢されたままの場合には、歯列
１０及び１４間の空隙内の磁界が、回転子歯列１
４の歯を固定子歯列１０の歯に向け駆動するトル
クを発生し、回転子が移動可能であれば、第２図
の状態となる。瞬時t2においてコイル９が電流＋
で励磁され、コイル８が滅勢されると、歯列１
２及び１６間の空隙内の磁界が、回転子の歯列１
６をその歯が固定子の歯列１２の歯に対向する位
置に駆動するトルクを発生し、回転子は1/4歯ピ
ツチだけ回転する。瞬時t3における次の電流−
によるコイル８の励磁により歯列１５の歯が歯列
１１の歯に向け駆動され、瞬時t4における電流−
によるコイル９の励磁により歯列１７の歯列１
３の歯に向け駆動される。斯くして、回転子は第
２図に示す0゜の位置から順に90゜、180゜、270゜及び
360゜の位置に移動する。
第３ｃ及び第３ｄ図に示す２相励磁の場合に
は、各時間において２対の歯列で回転子にトルク
が与えられる。例えば、瞬時t1においてコイル８
及び９が電流＋で励磁されると、歯列１０及び
１４間の空隙内の磁界及びコイル１２及び１６間
の空隙内の磁界が回転子を第２図に示す位置から
45゜の位置に駆動するトルクを発生する。コイル
８及び９を第３ｃ及び第３ｄ図に示すように励磁
すると、回転子は順に45゜、135゜、225゜及び315゜の
位置に90゜のステツプで移動する。
は、各時間において２対の歯列で回転子にトルク
が与えられる。例えば、瞬時t1においてコイル８
及び９が電流＋で励磁されると、歯列１０及び
１４間の空隙内の磁界及びコイル１２及び１６間
の空隙内の磁界が回転子を第２図に示す位置から
45゜の位置に駆動するトルクを発生する。コイル
８及び９を第３ｃ及び第３ｄ図に示すように励磁
すると、回転子は順に45゜、135゜、225゜及び315゜の
位置に90゜のステツプで移動する。
次に、上述した従来のステツプモータの問題点
を第４図及び第５図を用いて詳細に説明する。
を第４図及び第５図を用いて詳細に説明する。
第４図は第１図のモータにおける単相励磁の場
合のステツプ角度誤差の発生を説明するためのベ
クトル図であり、ベクトルの向きは固定子の特定
の励磁に対し回転子が駆動される位置を示し、ベ
クトルの長さはその駆動トルクの大きさを示す。
特定の励磁に対する各ベクトルをベクトル加算す
ることによりこの励磁に対する合成ベクトルが得
られる。ベクトルP1，P2，P3及びP4は、電流＋
によるコイル８の単相励磁、電流＋によるコ
イル９の単相励磁、電流−によるコイル８の単
相励磁及び電流−によるコイル９の単相励磁に
それぞれ対応する。それぞれのトルクの大きさは
理想的なモータの場合には互に等しい。
合のステツプ角度誤差の発生を説明するためのベ
クトル図であり、ベクトルの向きは固定子の特定
の励磁に対し回転子が駆動される位置を示し、ベ
クトルの長さはその駆動トルクの大きさを示す。
特定の励磁に対する各ベクトルをベクトル加算す
ることによりこの励磁に対する合成ベクトルが得
られる。ベクトルP1，P2，P3及びP4は、電流＋
によるコイル８の単相励磁、電流＋によるコ
イル９の単相励磁、電流−によるコイル８の単
相励磁及び電流−によるコイル９の単相励磁に
それぞれ対応する。それぞれのトルクの大きさは
理想的なモータの場合には互に等しい。
永久磁石リング５から各歯列１０，１１，１２
及び１３までの磁路のパーミアンスは実際上互に
等しくないので、モータが非励磁のときは回転子
は適当な位置を示す。即ち、歯列１１及１２に対
するパーミアンスが歯列１０及び１３に対するハ
ーミアンスより大きく且つ固定子が永久磁石リン
グ５に対し対称であるから、非励磁のときの回転
子の停止位置は歯１１と１２の略々中間、即ち
135゜の位置になる。この位置並びに対応する抑止
トルクの大きさを示すベクトルを第４図にPdで
示す。
及び１３までの磁路のパーミアンスは実際上互に
等しくないので、モータが非励磁のときは回転子
は適当な位置を示す。即ち、歯列１１及１２に対
するパーミアンスが歯列１０及び１３に対するハ
ーミアンスより大きく且つ固定子が永久磁石リン
グ５に対し対称であるから、非励磁のときの回転
子の停止位置は歯１１と１２の略々中間、即ち
135゜の位置になる。この位置並びに対応する抑止
トルクの大きさを示すベクトルを第４図にPdで
示す。
モータを励磁した場合、前記の励磁に対応する
実際のベクトルはベクトルP1，P2，P3又はP4に
ベクトルPdをベクトル的に加算したものとなる。
ここで、このことは理論的には完全には正しくな
いことに注意されたい。即ち、実際のトルクは理
想的トルクと非励磁状態における抑止トルクとの
和に完全には一致しない。励磁状態では、非励磁
状態のときの抑止トルクの同一の方向を有する
が、励磁の結果生ずる飽和のために異なる長さを
有するベクトルPdが発生し、全ての励磁状態に
おいて同一の長さを有しないトルクPdが“理想
的”トルクと相まつて実際のトルクを発生する。
しかし、モータが理想的モータから著しく相違し
なければこのベクトル表示法は実際の状態にかな
り良く一致することが確かめられた。
実際のベクトルはベクトルP1，P2，P3又はP4に
ベクトルPdをベクトル的に加算したものとなる。
ここで、このことは理論的には完全には正しくな
いことに注意されたい。即ち、実際のトルクは理
想的トルクと非励磁状態における抑止トルクとの
和に完全には一致しない。励磁状態では、非励磁
状態のときの抑止トルクの同一の方向を有する
が、励磁の結果生ずる飽和のために異なる長さを
有するベクトルPdが発生し、全ての励磁状態に
おいて同一の長さを有しないトルクPdが“理想
的”トルクと相まつて実際のトルクを発生する。
しかし、モータが理想的モータから著しく相違し
なければこのベクトル表示法は実際の状態にかな
り良く一致することが確かめられた。
第４図において、ベクトルP1′，P2′，P3′及び
P4′は各ベクトルP1，P2，P3及びP4とベクトルPd
の和をそれぞれ示す。トルクPdが存在するため、
種々の単相励磁に対する回転子の停止位置が理想
的位置からずれ、且つステツプ角度が互に等しく
ならなくなる。種々の単相励磁に対する実際の回
転子の位置はα1、90゜＋β1、180゜−β1及び270゜−
α1
となり、ステツプ角度誤差はβ1−α1、2β1及び2α1
となる。この場合、トルクも互に等しくなくなる
が、これはステツプ角度誤差ほど問題にならな
い。
P4′は各ベクトルP1，P2，P3及びP4とベクトルPd
の和をそれぞれ示す。トルクPdが存在するため、
種々の単相励磁に対する回転子の停止位置が理想
的位置からずれ、且つステツプ角度が互に等しく
ならなくなる。種々の単相励磁に対する実際の回
転子の位置はα1、90゜＋β1、180゜−β1及び270゜−
α1
となり、ステツプ角度誤差はβ1−α1、2β1及び2α1
となる。この場合、トルクも互に等しくなくなる
が、これはステツプ角度誤差ほど問題にならな
い。
第５図は第３ｃ及び３ｄ図について説明した２
相励磁の場合における第４図と同様のベクトル図
を示す。このベクトル図において、ベクトルP12，
P23，P34及びP41は２相励磁の場合において理想
的モータに発生するトルクを示し、これらトルク
はベクトルP1とP2、P2とP3、P3とP4及びP4とP1
をそれぞれ合成して得られるものである。ベクト
ルP22′，P23′，P34′及びP41′はベクトルP12，P23，
P34及びP41をそれぞれベクトルPdとベクトル加算
して得られる実際のベクトルを示す。ベクトル
P41′及びP23′に対する回転子の位置はベクトルP41
及びP23の位置と一致するが、ベクトルP12′及び
P34′に対応する回転子の位置はベクトルP12及び
P34の位置に対しα2の角度誤差を示す。この場合
もトルクの大きさは互に等しくならない。
相励磁の場合における第４図と同様のベクトル図
を示す。このベクトル図において、ベクトルP12，
P23，P34及びP41は２相励磁の場合において理想
的モータに発生するトルクを示し、これらトルク
はベクトルP1とP2、P2とP3、P3とP4及びP4とP1
をそれぞれ合成して得られるものである。ベクト
ルP22′，P23′，P34′及びP41′はベクトルP12，P23，
P34及びP41をそれぞれベクトルPdとベクトル加算
して得られる実際のベクトルを示す。ベクトル
P41′及びP23′に対する回転子の位置はベクトルP41
及びP23の位置と一致するが、ベクトルP12′及び
P34′に対応する回転子の位置はベクトルP12及び
P34の位置に対しα2の角度誤差を示す。この場合
もトルクの大きさは互に等しくならない。
本発明の目的は、上記のステツプ角度誤差を除
去することにあり、この目的のめに、固定子の内
側歯列１１及び１２と回転子の歯列１５及び１６
との間の空隙のパーミアンスの回転子の位置関数
であるその大きさを固定子の外側歯列１０及び１
３と回転子の歯列１４及び１７との間の空隙のパ
ーミアンスの回転子の位置関数であるその大きさ
に対し小さくすることにより外側歯列におけるト
ルクを内側歯列におけるトルクに対し大きくす
る。トルクはパーミアンスだけでなくコイル８及
び９の励磁電流にも依存するため、ステツプ角度
誤差を除去するための補正は１つの特定の公称励
磁電流に対してのみ有効となる。前記パーミアン
スに対する所要の補正は実験や計算により決める
ことができる。
去することにあり、この目的のめに、固定子の内
側歯列１１及び１２と回転子の歯列１５及び１６
との間の空隙のパーミアンスの回転子の位置関数
であるその大きさを固定子の外側歯列１０及び１
３と回転子の歯列１４及び１７との間の空隙のパ
ーミアンスの回転子の位置関数であるその大きさ
に対し小さくすることにより外側歯列におけるト
ルクを内側歯列におけるトルクに対し大きくす
る。トルクはパーミアンスだけでなくコイル８及
び９の励磁電流にも依存するため、ステツプ角度
誤差を除去するための補正は１つの特定の公称励
磁電流に対してのみ有効となる。前記パーミアン
スに対する所要の補正は実験や計算により決める
ことができる。
固定子の内側歯列と回転子との間の空隙のパー
ミアンスをその外側歯列と回転子との間の空隙に
対し小さくする方法にはいくつかの方法が可能で
あり、第６、第７及び第８図に３つの例を示す。
ミアンスをその外側歯列と回転子との間の空隙に
対し小さくする方法にはいくつかの方法が可能で
あり、第６、第７及び第８図に３つの例を示す。
第６図は第１図の断面図の左半部に対応する部
分を示す。本例では歯列１０及び１３の歯は軸方
向に高さh2を有し、歯列１１及び１２の歯は軸方
向に高さh1を有する。h1をh2より小さく選択する
ことにより本発明の効果を実現することができ
る。これらの異なる歯高は固定子の代りに回転子
に、或は両方に与えてもよいこと明らかである。
分を示す。本例では歯列１０及び１３の歯は軸方
向に高さh2を有し、歯列１１及び１２の歯は軸方
向に高さh1を有する。h1をh2より小さく選択する
ことにより本発明の効果を実現することができ
る。これらの異なる歯高は固定子の代りに回転子
に、或は両方に与えてもよいこと明らかである。
第７図は第６図と同様の断面図を示す。本例で
は固定子の歯高は等しくし、その代りに固定子歯
列１０及び１３の歯から回転子歯列１４及び１７
の歯までの距離d2を固定子歯列１１及び１２の歯
から回転子歯列１５及び１６の歯までの距離d1よ
り小さくする。
は固定子の歯高は等しくし、その代りに固定子歯
列１０及び１３の歯から回転子歯列１４及び１７
の歯までの距離d2を固定子歯列１１及び１２の歯
から回転子歯列１５及び１６の歯までの距離d1よ
り小さくする。
第８図は本発明のステツプモータの固定子歯列
１０，１１，１２及び１３と回転子歯列１４，１
５，１６及び１７の相対的な位置を示す第２図と
同様の図を示す。本例では固定子歯列１１及び１
２の歯の接線方向の幅b2を固定子歯列１０及び１
３の歯の接線方向の幅b1より小さく選択して所望
のパーミアンスの差を得る。この歯幅の差は固定
子歯の代りに回転子歯に与えることもできる。
１０，１１，１２及び１３と回転子歯列１４，１
５，１６及び１７の相対的な位置を示す第２図と
同様の図を示す。本例では固定子歯列１１及び１
２の歯の接線方向の幅b2を固定子歯列１０及び１
３の歯の接線方向の幅b1より小さく選択して所望
のパーミアンスの差を得る。この歯幅の差は固定
子歯の代りに回転子歯に与えることもできる。
これらの手段によれば内側の固定子歯列１１及
び１２と回転子歯列１５及び１６との間の空隙の
パーミアンスが外側の固定子歯列１０及び１３と
回転子歯列１４及び１７との間の空隙のパーミア
ンスより小さくなり、ステツプ角度誤差を小さく
することができる。
び１２と回転子歯列１５及び１６との間の空隙の
パーミアンスが外側の固定子歯列１０及び１３と
回転子歯列１４及び１７との間の空隙のパーミア
ンスより小さくなり、ステツプ角度誤差を小さく
することができる。
第１図は本発明を適用し得るステツプモータの
縦断面図、第２図は固定子歯と回転子歯との相対
位置を示す図、第３図は第１図のモータの励磁方
法説明用波形図、第４図は単相励磁の場合におい
て第１図のモータにステツプ角度誤差が発生する
ことを説明するためのベクトル図、第５図は２相
励磁の場合に対する第４図と同様のベクトル図、
第６図は本発明によるステツプモータの第１の実
施例の断面図、第７図は本発明によるステツプモ
ータの第２の実施例の断面図、第８図は本発明に
よるステツプモータの第３の実施例の固定子歯と
回転子歯の相対位置を示す図である。 １…回転子、２…固定子、３，４…第１及び第
２固定子区分、５…永久磁石リング、６，７…導
磁性外匣、８，９…環状コイル、１０，１１，１
２，１３…第１、第２、第３及び第４固定子歯
列、１４，１５，１６，１７…回転子歯列、h1，
h2…歯高、d1，d2…空隙幅、b1，b2…歯幅。
縦断面図、第２図は固定子歯と回転子歯との相対
位置を示す図、第３図は第１図のモータの励磁方
法説明用波形図、第４図は単相励磁の場合におい
て第１図のモータにステツプ角度誤差が発生する
ことを説明するためのベクトル図、第５図は２相
励磁の場合に対する第４図と同様のベクトル図、
第６図は本発明によるステツプモータの第１の実
施例の断面図、第７図は本発明によるステツプモ
ータの第２の実施例の断面図、第８図は本発明に
よるステツプモータの第３の実施例の固定子歯と
回転子歯の相対位置を示す図である。 １…回転子、２…固定子、３，４…第１及び第
２固定子区分、５…永久磁石リング、６，７…導
磁性外匣、８，９…環状コイル、１０，１１，１
２，１３…第１、第２、第３及び第４固定子歯
列、１４，１５，１６，１７…回転子歯列、h1，
h2…歯高、d1，d2…空隙幅、b1，b2…歯幅。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固定子２と回転子１を有し、前記固定子は少
くとも 環状コイル８と、該環状コイルを囲む導磁性の
外匣６を具え、該外匣は 第１及び第２の環状固定子歯列１０及び１１で
終端させた第１の環状固定子区分３と、 環状コイル９と、該環状コイルを囲む導磁性の
外匣７を具え、該外匣 は第３及び第４の環状固定子歯列１２及び１３で
終端させた第２の固定子区分４と、 前記２個の固定子区分間に、これら区分と同軸
的に且つ前記第２及び第３環状固定子歯列と隣接
するように配置された軸方向に磁化された環状の
永久磁石部材５とを具え、 前記回転子は前記第１、第２、第３及び第４環
状固定子歯列と共働する歯列１４，１５，１６，
１７を具え、 前記第１及び第２固定子歯列は前記回転子歯列
に対し互に180゜の電磁角を成し、前記第３及び第
４固定子歯列は前記回転子歯列に対し互に180゜の
電磁角を成し、前記第１及び第４固定子歯列は前
記回転子歯列に対し互に90゜の電磁角を成し、前
記第２及び第３固定子歯列は前記回転子歯列に対
し互に90゜の電磁角を成すよう構成されたステツ
プモータにおいて、特定の励磁に対しステツプ角
度誤差を低減するために、回転子が第２固定子歯
列１１に対向する位置にあるときの第２固定子歯
列１１とその共働回転子歯列１５との間の空〓の
パーミアンスの大きさ及び回転子が第３固定子歯
列１２に対向する位置にあるときの第３固定子歯
列１２とその共働回転子歯列１６との間の空〓の
パーミアンスの大きさが、回転子が第１固定子歯
列１０に対向する位置にあるときの第１固定子歯
列１０とその共働回転子歯列１４との間の空〓の
パーミアンスの大きさ及び回転子が第４固定子歯
列１３に対向する位置にあるときの第４固定子歯
列１３とその共働回転子歯列１７との間の空〓の
パーミアンスの大きさに対し１％以上小さくなる
ように、第２及び第３固定子歯列１１，１２の歯
とそれぞれの共働回転子歯列１５，１６の歯との
相対幾何寸法を第１及び第４固定子歯列１０，１
３の歯とそれぞれの共働回転子歯列１４，１７の
歯との相対幾何寸法から相違させ、第２及び第３
固定子歯列１１，１２の幾何寸法は互に等しくす
ると共に第１及び第４固定子歯列の幾何寸法も互
に等しくしたことを特徴とするステツプモータ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のステツプモータ
において、第２及び第３固定子歯列の歯の軸方向
の高さ及び／又はそれぞれの共働回転子歯列の歯
の高さを第１及び第４固定子歯列の歯の高及び／
又はそれぞれの共働回転子歯列の歯の高さより小
さく選択したことを特徴とするステツプモータ。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のステツプモータ
において、第２及び第３固定子歯列の歯とそれぞ
れの共働回転子歯列の歯との間の半径方向間隔を
第１及び第４固定子歯列の歯とそれぞれの共働回
転子歯列の歯との間の半径方向間隔より大きくし
たことを特徴とするステツプモータ。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のステツプモータ
において、第２及び第３固定子歯列の歯の接線方
向の幅及び／又はそれぞれの共働回転子歯列の歯
の接線方向の幅を第１及び第４固定子歯列の歯の
接線方向の幅及び／又はそれぞれの共働回転子歯
列の歯の接線方向の幅より小さく選択したことを
特徴とするステツプモータ。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL7904816A NL7904816A (nl) | 1979-06-20 | 1979-06-20 | Stappenmotor. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5610069A JPS5610069A (en) | 1981-02-02 |
| JPH0328149B2 true JPH0328149B2 (ja) | 1991-04-18 |
Family
ID=19833388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8156680A Granted JPS5610069A (en) | 1979-06-20 | 1980-06-18 | Step motor |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4327299A (ja) |
| JP (1) | JPS5610069A (ja) |
| CA (1) | CA1135760A (ja) |
| CH (1) | CH651707A5 (ja) |
| DE (1) | DE3022392A1 (ja) |
| FR (1) | FR2459574A1 (ja) |
| GB (1) | GB2052174B (ja) |
| NL (1) | NL7904816A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8402543A (nl) * | 1984-08-20 | 1986-03-17 | Philips Nv | Synchroonmotor. |
| US4739201A (en) * | 1986-07-25 | 1988-04-19 | The Superior Electric Company | Means to reduce harmonic torque in electromagnetic machines |
| DE3728868B4 (de) * | 1986-08-29 | 2005-12-01 | Papst Licensing Gmbh & Co. Kg | Elektromotor mit relativ zueinander drehbar und axial verschiebbar gelagertem Rotor und Stator |
| US4899072A (en) * | 1986-09-20 | 1990-02-06 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Pulse motor |
| JPH04222453A (ja) * | 1990-06-27 | 1992-08-12 | Alps Electric Co Ltd | ステツピングモータ及びキヤリツジ移送機構 |
| EP0758814A1 (en) * | 1995-08-16 | 1997-02-19 | Tamagawa Seiki Kabushiki Kaisha | Hybrid stepping motor |
| US6437529B1 (en) | 1998-05-04 | 2002-08-20 | Comair Rotron, Inc. | Multi-stator motor with independent stator circuits |
| DE10043120A1 (de) * | 2000-08-31 | 2002-04-11 | Wolfgang Hill | Elektrische Maschine für hohe Ummagnetisierungsfrequenzen |
| US7339292B2 (en) * | 2003-09-22 | 2008-03-04 | Japan Servo Co., Ltd | Motor having shifted teeth of pressed powder construction |
| US7385330B2 (en) * | 2004-02-27 | 2008-06-10 | Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education On Behalf Of The University Of Nevada, Reno | Permanent-magnet switched-flux machine |
| US8963026B2 (en) | 2012-07-01 | 2015-02-24 | Michael Kramer | Variable attractive force motor and generator |
| US10439454B2 (en) | 2012-07-01 | 2019-10-08 | Michael Kramer | Variable attractive force motor and generator |
| ES2672901T3 (es) * | 2012-08-03 | 2018-06-18 | Oscar Rolando Avila Cusicanqui | Máquina eléctrica híbrida de reluctancia |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL6807144A (ja) * | 1968-05-20 | 1969-11-24 | ||
| US3671841A (en) * | 1970-05-01 | 1972-06-20 | Tri Tech | Stepper motor with stator biasing magnets |
| DE2727450A1 (de) * | 1976-07-05 | 1978-01-12 | Philips Nv | Synchronmotor |
-
1979
- 1979-06-20 NL NL7904816A patent/NL7904816A/nl not_active Application Discontinuation
-
1980
- 1980-05-21 US US06/152,079 patent/US4327299A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-06-14 DE DE19803022392 patent/DE3022392A1/de not_active Ceased
- 1980-06-16 FR FR8013323A patent/FR2459574A1/fr active Granted
- 1980-06-17 CA CA000354171A patent/CA1135760A/en not_active Expired
- 1980-06-17 GB GB8019753A patent/GB2052174B/en not_active Expired
- 1980-06-17 CH CH4664/80A patent/CH651707A5/de not_active IP Right Cessation
- 1980-06-18 JP JP8156680A patent/JPS5610069A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH651707A5 (de) | 1985-09-30 |
| GB2052174B (en) | 1983-04-07 |
| US4327299A (en) | 1982-04-27 |
| FR2459574B1 (ja) | 1983-10-28 |
| CA1135760A (en) | 1982-11-16 |
| FR2459574A1 (fr) | 1981-01-09 |
| NL7904816A (nl) | 1980-12-23 |
| DE3022392A1 (de) | 1981-01-08 |
| GB2052174A (en) | 1981-01-21 |
| JPS5610069A (en) | 1981-02-02 |
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