JPH05219788A - 高速電動機 - Google Patents
高速電動機Info
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- JPH05219788A JPH05219788A JP4064366A JP6436692A JPH05219788A JP H05219788 A JPH05219788 A JP H05219788A JP 4064366 A JP4064366 A JP 4064366A JP 6436692 A JP6436692 A JP 6436692A JP H05219788 A JPH05219788 A JP H05219788A
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- armature
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- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 高速、高トルクで効率の良いリラクタンス電
動機、ブラシレス直流電動機を得られる電動機の制御に
関する。 【構成】 1つの電機子コイル32の通電をスイッチン
グ素子20により停止した時、蓄積された磁気エネルギ
は、逆流防止用のダイオード49の為に、小容量コンデ
ンサ41を充電、高電圧に保持し、電流の降下が急速と
なる。次の電機子コイル32の通電時、コンデンサ41
の充電高電圧の為に、電機子電流の立上りが急速にな
る。また電機子コイルの通電、停止時に、銅損、鉄損の
エネルギ損失が発生するがチョッパ回路を付設しその作
用により電機子コイルの磁気エネルギをコンデンサ41
に小量づゝ流入蓄積し、銅損、鉄損を補填して電機子電
流の立上りをより高速にする。以上により通電の立上
り、降下が急速となるので毎分数万回転の制御も可能に
なる。
動機、ブラシレス直流電動機を得られる電動機の制御に
関する。 【構成】 1つの電機子コイル32の通電をスイッチン
グ素子20により停止した時、蓄積された磁気エネルギ
は、逆流防止用のダイオード49の為に、小容量コンデ
ンサ41を充電、高電圧に保持し、電流の降下が急速と
なる。次の電機子コイル32の通電時、コンデンサ41
の充電高電圧の為に、電機子電流の立上りが急速にな
る。また電機子コイルの通電、停止時に、銅損、鉄損の
エネルギ損失が発生するがチョッパ回路を付設しその作
用により電機子コイルの磁気エネルギをコンデンサ41
に小量づゝ流入蓄積し、銅損、鉄損を補填して電機子電
流の立上りをより高速にする。以上により通電の立上
り、降下が急速となるので毎分数万回転の制御も可能に
なる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】周知のブラシレス電動機及びリラ
クタンス型電動機の高速化と出力トルクの減少の防止に
利用される。リラクタンス型電動機は高速回転が困難な
ので高速化することにより駆動源として広い用途を得る
ことができる。
クタンス型電動機の高速化と出力トルクの減少の防止に
利用される。リラクタンス型電動機は高速回転が困難な
ので高速化することにより駆動源として広い用途を得る
ことができる。
【従来の技術】リラクタンス型電動機は、出力トルクが
大きく、マグネット回転子が不要であると言う利点があ
るが、反面に欠点も多いので実用化された例はほとんど
ない。ブラシレスの直流電動機は高速度回転のものが利
用される例があるが、効率が劣化するので広い使用例は
ない。
大きく、マグネット回転子が不要であると言う利点があ
るが、反面に欠点も多いので実用化された例はほとんど
ない。ブラシレスの直流電動機は高速度回転のものが利
用される例があるが、効率が劣化するので広い使用例は
ない。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】第1の課題 従来の技
術によると、電機子コイルの通電制御の為のスイッチン
グ素子は電機子コイルの両端に挿入されているので、高
価なパワ素子の数が多くなり、コストが上昇する問題点
がある。又電源正極側のスイッチング素子は、導通制御
の為の入力電気信号が別電源となり、高価となる欠点が
ある。第2の課題 リラクタンス型電動機の場合には、
回転子の突極の数が多く、インダクタンスが大きいの
で、磁極と突極に蓄積され若しくは放出される磁気エネ
ルギの量が大きく、又1回転毎の蓄積と放出の回数が多
い。従って、出力トルクは大きい長所がある反面に低速
となる問題点がある。直流電動機の場合にも高速度の回
転とすると上述した同じ問題点がある。上記した低速と
は毎分300回転位、又高速度とは毎分2万回転位を示
すものである。第3の課題 出力の大きい電動機の場合
に、電機子コイルのインダクタンスが著しく大きいの
で、通電初期の電流の立上がりがおそく、又通電停止時
の電流の降下がおくれる。前者は出力トルクを減少し、
後者は反トルクを発生する問題点がある。通電初期の立
上がりを速くする為に電源を高電圧とすると、磁気飽和
点以降で鋭い電流の立上がりが発生する。この為に、振
動と電気ノイズを発生し、又上述した電流の立上がる区
間は、トルクの小さい区間なので、欠点のみが助長され
る問題点がある。上述した減トルクと反トルクの発生す
ることにより高速化(毎分数万回転)は不可能となる問
題点がある。一般に利用される回転速度(毎分数千回
転)としても減トルクと反トルクが発生して、効率が劣
化する不都合がある。高速度とする為に電源電圧を上昇
する手段を採用すると、1000ボルト以上となり実用
性が失なわれる。第4の課題 第1の課題を解決する為
に電機子コイルの負電圧側にのみ1個のスイッチング素
子を挿入して通電のオンオフ制御をすると、電機子コイ
ルの磁気エネルギの出入時間を小さくする為の電気回路
が必要となり回路を簡素化する目的が達成されなくなる
問題点がある。
術によると、電機子コイルの通電制御の為のスイッチン
グ素子は電機子コイルの両端に挿入されているので、高
価なパワ素子の数が多くなり、コストが上昇する問題点
がある。又電源正極側のスイッチング素子は、導通制御
の為の入力電気信号が別電源となり、高価となる欠点が
ある。第2の課題 リラクタンス型電動機の場合には、
回転子の突極の数が多く、インダクタンスが大きいの
で、磁極と突極に蓄積され若しくは放出される磁気エネ
ルギの量が大きく、又1回転毎の蓄積と放出の回数が多
い。従って、出力トルクは大きい長所がある反面に低速
となる問題点がある。直流電動機の場合にも高速度の回
転とすると上述した同じ問題点がある。上記した低速と
は毎分300回転位、又高速度とは毎分2万回転位を示
すものである。第3の課題 出力の大きい電動機の場合
に、電機子コイルのインダクタンスが著しく大きいの
で、通電初期の電流の立上がりがおそく、又通電停止時
の電流の降下がおくれる。前者は出力トルクを減少し、
後者は反トルクを発生する問題点がある。通電初期の立
上がりを速くする為に電源を高電圧とすると、磁気飽和
点以降で鋭い電流の立上がりが発生する。この為に、振
動と電気ノイズを発生し、又上述した電流の立上がる区
間は、トルクの小さい区間なので、欠点のみが助長され
る問題点がある。上述した減トルクと反トルクの発生す
ることにより高速化(毎分数万回転)は不可能となる問
題点がある。一般に利用される回転速度(毎分数千回
転)としても減トルクと反トルクが発生して、効率が劣
化する不都合がある。高速度とする為に電源電圧を上昇
する手段を採用すると、1000ボルト以上となり実用
性が失なわれる。第4の課題 第1の課題を解決する為
に電機子コイルの負電圧側にのみ1個のスイッチング素
子を挿入して通電のオンオフ制御をすると、電機子コイ
ルの磁気エネルギの出入時間を小さくする為の電気回路
が必要となり回路を簡素化する目的が達成されなくなる
問題点がある。
【0003】
【課題を解決するための手段】第1の手段 固定電機子
と磁性体回転子を備えた複数相のリラクタンス型電動機
において、磁性体回転子の外周面に等しい巾と等しい離
間角で配設された複数個の突極と、固定電機子の内周面
より突出され、軸対称の位置にある磁極が同相となり、
突極と僅かな空隙を介して対向し、等しいピッチで配設
されるとともに、電機子コイルの装着される磁極の円周
方向の巾が電気角で120度より180度までの巾の2
n個(nは3以上の正整数)の磁極と、該磁極に装着さ
れた複数相の電機子コイルと、突極の回転位置を検知し
て、複数相の位置検知信号を得る位置検知装置と、各電
機子コイルの電源負極側に挿入された1個のスイッチン
グ素子と、各電機子コイルの電源正極側に順方向に挿入
された1個の第1のダイオードと、該ダイオードと電機
子コイルとスイッチング素子の直列接続体に供電する直
流電源と、複数相の位置検知信号によりそれぞれ対応す
る複数相の電機子コイルに接続したスイッチング素子を
位置検知信号の巾だけ導通して電機子コイルに通電して
出力トルクを得る通電制御回路と、スイッチング素子が
位置検知信号の末端で不導通に転化したときに、該スイ
ッチング素子と電機子コイルとの接続点より、第2のダ
イオードを介して電機子コイルに蓄積された磁気エネル
ギを小容量のコンデンサに流入充電して保持するように
各電機子コイルに並列に接続された小容量のコンデンサ
と第2のダイオードの直列接続体と、該小容量のコンデ
ンサと第2のダイオードの接続点と他の所定の電機子コ
イルと第1のダイオードとの接続点を接続して得られる
閉回路と、該閉回路に含まれる少なくとも2個の電機子
コイルと第1のダイオードの接続点と小容量のコンデン
サの正電圧端子との間に順方向に挿入された導通制御の
行なわれる半導体素子と、スイッチング素子が位置検知
信号の末端で不導通に転化したときに、付設された小容
量のコンデンサの第2のダイオードを介する前述した充
電により電機子コイルの通電電流の降下を急速とし、磁
性体回転子が設定された角度だけ回転して、位置検知信
号により導通されるスイッチング素子を介して電機子コ
イルの通電が開始されたときに、該スイッチング素子の
導通と同期してその導通初期の区間のみ導通される前記
した半導体素子を介して第1のダイオードと該電機子コ
イルの接続点より前記した小容量のコンデンサに蓄積し
た静電エネルギを流入せしめて通電電流の立上りを急速
とする電気回路と、電機子コイルの通電電流が所定値を
越えて増大したことを検出して検出電気信号を得る検出
回路と、該検出電気信号により該電機子コイルの通電を
停止し、所定時間後に通電を開始して通電電流を所定値
に保持持するチョッパ回路とより構成されたものであ
る。
と磁性体回転子を備えた複数相のリラクタンス型電動機
において、磁性体回転子の外周面に等しい巾と等しい離
間角で配設された複数個の突極と、固定電機子の内周面
より突出され、軸対称の位置にある磁極が同相となり、
突極と僅かな空隙を介して対向し、等しいピッチで配設
されるとともに、電機子コイルの装着される磁極の円周
方向の巾が電気角で120度より180度までの巾の2
n個(nは3以上の正整数)の磁極と、該磁極に装着さ
れた複数相の電機子コイルと、突極の回転位置を検知し
て、複数相の位置検知信号を得る位置検知装置と、各電
機子コイルの電源負極側に挿入された1個のスイッチン
グ素子と、各電機子コイルの電源正極側に順方向に挿入
された1個の第1のダイオードと、該ダイオードと電機
子コイルとスイッチング素子の直列接続体に供電する直
流電源と、複数相の位置検知信号によりそれぞれ対応す
る複数相の電機子コイルに接続したスイッチング素子を
位置検知信号の巾だけ導通して電機子コイルに通電して
出力トルクを得る通電制御回路と、スイッチング素子が
位置検知信号の末端で不導通に転化したときに、該スイ
ッチング素子と電機子コイルとの接続点より、第2のダ
イオードを介して電機子コイルに蓄積された磁気エネル
ギを小容量のコンデンサに流入充電して保持するように
各電機子コイルに並列に接続された小容量のコンデンサ
と第2のダイオードの直列接続体と、該小容量のコンデ
ンサと第2のダイオードの接続点と他の所定の電機子コ
イルと第1のダイオードとの接続点を接続して得られる
閉回路と、該閉回路に含まれる少なくとも2個の電機子
コイルと第1のダイオードの接続点と小容量のコンデン
サの正電圧端子との間に順方向に挿入された導通制御の
行なわれる半導体素子と、スイッチング素子が位置検知
信号の末端で不導通に転化したときに、付設された小容
量のコンデンサの第2のダイオードを介する前述した充
電により電機子コイルの通電電流の降下を急速とし、磁
性体回転子が設定された角度だけ回転して、位置検知信
号により導通されるスイッチング素子を介して電機子コ
イルの通電が開始されたときに、該スイッチング素子の
導通と同期してその導通初期の区間のみ導通される前記
した半導体素子を介して第1のダイオードと該電機子コ
イルの接続点より前記した小容量のコンデンサに蓄積し
た静電エネルギを流入せしめて通電電流の立上りを急速
とする電気回路と、電機子コイルの通電電流が所定値を
越えて増大したことを検出して検出電気信号を得る検出
回路と、該検出電気信号により該電機子コイルの通電を
停止し、所定時間後に通電を開始して通電電流を所定値
に保持持するチョッパ回路とより構成されたものであ
る。
【0004】第2の手段 固定電機子とマグネット回転
子を備えた複数相の直流電動機において、マグネット回
転子の外周面に等しい巾でN,S磁極が交互に配設され
た複数個のN,S磁極と、該N,S磁極と僅かな空隙を
介して対向し、等しいピッチで配設されるとともに、電
機子コイルの装着される磁極の円周方向の巾が電気角で
120度より180度までの巾の3n個(nは正整数)
の界磁磁極と、該磁極に装着された複数相のバイフアラ
巻きされた電機子コイルと、N,S磁極の回転位置を検
知して、電気角で120度の巾で360度の位相差のあ
る矩形波の第1の相の位置検知信号ならびに第1の相の
位置検知信号と同じ波形と位相差を有し、第1の相の位
置検知信号よりそれぞれ位相が順次に電気角で120度
おくれた第2,第3の相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、各電機子コイ
ルの電源負極側に挿入された1個のスイッチング素子
と、各電機子コイルの電源正極側に順方向に接続された
1個の第1のダイオードと、該ダイオードと電機子コイ
ルとスイッチング素子の直列接続体に供電する直流電源
と、第1,第2,第3の相の位置検知信号によりそれぞ
れ対応する第1,第2,第3の相のバイフアラ巻きされ
た電機子コイルに接続したスイッチング素子を位置検知
信号の巾だけ導通して電機子コイルに通電して出力トル
クを得る通電制御回路と、スイッチング素子が位置検知
信号の末端で不導通に転化したときに、該スイッチング
素子と電機子コイルの接続点より、第2のダイオードを
介して電機子コイルに蓄積された磁気エネルギを小容量
のコンデンサに流入充電して保持するように各電機子コ
イルに並列に接続された小容量のコンデンサと第2のダ
イオードの直列接続体と、該小容量のコンデンサと第2
のダイオードの接続点と他の所定の電機子コイルと第1
のダイオードとの接続点を接続して得られる閉回路と、
該閉回路に含まれる少なくとも2個の電機子コイルと第
1のダイオードの接続点と小容量のコンデンサの正電圧
端子との間に順方向に挿入された導通制御の行なわれる
半導体素子と、スイッチング素子が位置検知信号の末端
で不導通に転化したときに、付設された小容量のコンデ
ンサの第2のダイオードを介する前述した充電により電
機子コイルの通電電流の降下を急速とし、マグネット回
転子が設定された角度だけ回転して、位置検知信号によ
り導通されるスイッチング素子を介して電機子コイルの
通電が開始されたときに、該スイッチング素子と同期し
てその導通初期の区間のみ導通される前記した半導体素
子を介して第1のダイオードと該電機子コイルの接続点
より前記した小容量のコンデンサに蓄積した静電エネル
ギを流入せしめて通電電流の立上りを急速とする電気回
路と、電機子コイルの通電電流が所定値を越えて増大し
たことを検出して検出電気信号を得る検出回路と、該検
出電気信号により該電機子コイルの通電を停止し、所定
時間後に通電を開始して通電電流を所定値に保持するチ
ョッパ回路とより構成されたものである。
子を備えた複数相の直流電動機において、マグネット回
転子の外周面に等しい巾でN,S磁極が交互に配設され
た複数個のN,S磁極と、該N,S磁極と僅かな空隙を
介して対向し、等しいピッチで配設されるとともに、電
機子コイルの装着される磁極の円周方向の巾が電気角で
120度より180度までの巾の3n個(nは正整数)
の界磁磁極と、該磁極に装着された複数相のバイフアラ
巻きされた電機子コイルと、N,S磁極の回転位置を検
知して、電気角で120度の巾で360度の位相差のあ
る矩形波の第1の相の位置検知信号ならびに第1の相の
位置検知信号と同じ波形と位相差を有し、第1の相の位
置検知信号よりそれぞれ位相が順次に電気角で120度
おくれた第2,第3の相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、各電機子コイ
ルの電源負極側に挿入された1個のスイッチング素子
と、各電機子コイルの電源正極側に順方向に接続された
1個の第1のダイオードと、該ダイオードと電機子コイ
ルとスイッチング素子の直列接続体に供電する直流電源
と、第1,第2,第3の相の位置検知信号によりそれぞ
れ対応する第1,第2,第3の相のバイフアラ巻きされ
た電機子コイルに接続したスイッチング素子を位置検知
信号の巾だけ導通して電機子コイルに通電して出力トル
クを得る通電制御回路と、スイッチング素子が位置検知
信号の末端で不導通に転化したときに、該スイッチング
素子と電機子コイルの接続点より、第2のダイオードを
介して電機子コイルに蓄積された磁気エネルギを小容量
のコンデンサに流入充電して保持するように各電機子コ
イルに並列に接続された小容量のコンデンサと第2のダ
イオードの直列接続体と、該小容量のコンデンサと第2
のダイオードの接続点と他の所定の電機子コイルと第1
のダイオードとの接続点を接続して得られる閉回路と、
該閉回路に含まれる少なくとも2個の電機子コイルと第
1のダイオードの接続点と小容量のコンデンサの正電圧
端子との間に順方向に挿入された導通制御の行なわれる
半導体素子と、スイッチング素子が位置検知信号の末端
で不導通に転化したときに、付設された小容量のコンデ
ンサの第2のダイオードを介する前述した充電により電
機子コイルの通電電流の降下を急速とし、マグネット回
転子が設定された角度だけ回転して、位置検知信号によ
り導通されるスイッチング素子を介して電機子コイルの
通電が開始されたときに、該スイッチング素子と同期し
てその導通初期の区間のみ導通される前記した半導体素
子を介して第1のダイオードと該電機子コイルの接続点
より前記した小容量のコンデンサに蓄積した静電エネル
ギを流入せしめて通電電流の立上りを急速とする電気回
路と、電機子コイルの通電電流が所定値を越えて増大し
たことを検出して検出電気信号を得る検出回路と、該検
出電気信号により該電機子コイルの通電を停止し、所定
時間後に通電を開始して通電電流を所定値に保持するチ
ョッパ回路とより構成されたものである。
【0005】第3の手段 請求項1若しくは請求項2の
いすれかの特許請求の範囲において、電機子コイルの通
電電流が所定値を越えて増大したことを検出して検出電
気信号を得る検出回路と、該検出電気信号により該電機
子コイルに接続されたスイッチング素子を不導通に転化
し、所定時間後に導通せしめることにより通電電流を所
定値に保持するチョッパ回路と、該チョッパ回路の作動
中において、スイッチング素子が不導通に転化したとき
に、第2のダイオードを介して小容量のコンデンサに磁
気エネルギを流入して静電エネルギをチョッパ周波数に
対応して順次に充電して保持する電気回路とより構成さ
れたものである。
いすれかの特許請求の範囲において、電機子コイルの通
電電流が所定値を越えて増大したことを検出して検出電
気信号を得る検出回路と、該検出電気信号により該電機
子コイルに接続されたスイッチング素子を不導通に転化
し、所定時間後に導通せしめることにより通電電流を所
定値に保持するチョッパ回路と、該チョッパ回路の作動
中において、スイッチング素子が不導通に転化したとき
に、第2のダイオードを介して小容量のコンデンサに磁
気エネルギを流入して静電エネルギをチョッパ周波数に
対応して順次に充電して保持する電気回路とより構成さ
れたものである。
【0006】
【作用】位置検知信号の巾だけ電機子コイルが通電さ
れ、その末端で通電が停止されたときに、電機子コイル
の蓄積磁気エネルギが小容量のコンデンサに流入充電し
て高電圧となる。従って磁気エネルギの消滅時間は著し
く小さくなるので反トルクの発生が防止される。所定時
間後に到来する次の位置検知信号により電機子コイルの
通電が開始されるが、このときの印加電圧は、前記した
コンデンサの充電電圧と電源電圧が加算されたものとな
るので通電電流の立上がりが急速となる。従って減トル
クの発生が防止される。以上の説明より判るように、リ
ラクタンス型の電動機の回転速度の上昇が不可能となる
欠点を除去できる作用があり、第2,第3の課題を解決
する作用がある。
れ、その末端で通電が停止されたときに、電機子コイル
の蓄積磁気エネルギが小容量のコンデンサに流入充電し
て高電圧となる。従って磁気エネルギの消滅時間は著し
く小さくなるので反トルクの発生が防止される。所定時
間後に到来する次の位置検知信号により電機子コイルの
通電が開始されるが、このときの印加電圧は、前記した
コンデンサの充電電圧と電源電圧が加算されたものとな
るので通電電流の立上がりが急速となる。従って減トル
クの発生が防止される。以上の説明より判るように、リ
ラクタンス型の電動機の回転速度の上昇が不可能となる
欠点を除去できる作用があり、第2,第3の課題を解決
する作用がある。
【0007】チョッパ回路を付設すると次に述べる作用
が付加される。電機子コイルの電流値が所定値を越える
と該電機子コイルに接続したスイッチング素子が不導通
に転化するので、電機子コイルの磁気エネルギの1部が
小容量のコンデンサに充電される。従ってチョッパ周波
数に比例した静電エネルギが充電して保持される。位置
検知信号の末端で通電が断たれたときの磁気エネルギが
更に加算して小容量のコンデンサに充電される。このコ
ンデンサの静電エネルギが次に通電される電機子コイル
の電流の立上りをより急速としている。電機子コイル間
を磁気エネルギが移動するときに、磁極の鉄損と電機子
コイルの銅損により、電流の立上りが中途でゆるくなる
不都合があるが、上述した手段により、立上りが充分に
速くなり矩形波に近い通電電流とすることのできる作用
がある。電源電圧が低い場合に特に有効である。電機子
コイルの通電制御の為のスイッチング素子は電源負極側
に1個が挿入されているのみなので、高価な回路素子の
数を1/2とすることができ、又電源負極側にスイッチ
ング素子があるので、その導通制御の回路が簡素化され
る。従って第1の課題を解決する作用がある。更に前述
した小容量のコンデンサの放電回路に挿入される半導体
素子を電機子コイルの数より少なくできるので第4の課
題を解決する作用がある。
が付加される。電機子コイルの電流値が所定値を越える
と該電機子コイルに接続したスイッチング素子が不導通
に転化するので、電機子コイルの磁気エネルギの1部が
小容量のコンデンサに充電される。従ってチョッパ周波
数に比例した静電エネルギが充電して保持される。位置
検知信号の末端で通電が断たれたときの磁気エネルギが
更に加算して小容量のコンデンサに充電される。このコ
ンデンサの静電エネルギが次に通電される電機子コイル
の電流の立上りをより急速としている。電機子コイル間
を磁気エネルギが移動するときに、磁極の鉄損と電機子
コイルの銅損により、電流の立上りが中途でゆるくなる
不都合があるが、上述した手段により、立上りが充分に
速くなり矩形波に近い通電電流とすることのできる作用
がある。電源電圧が低い場合に特に有効である。電機子
コイルの通電制御の為のスイッチング素子は電源負極側
に1個が挿入されているのみなので、高価な回路素子の
数を1/2とすることができ、又電源負極側にスイッチ
ング素子があるので、その導通制御の回路が簡素化され
る。従って第1の課題を解決する作用がある。更に前述
した小容量のコンデンサの放電回路に挿入される半導体
素子を電機子コイルの数より少なくできるので第4の課
題を解決する作用がある。
【0008】
【実施例】図1以降について本発明の実施例を説明す
る。各図面の同一記号のものは同一部材なので、その重
複した説明は省略する。以降の角度表示はすべて電気角
で表示する。次に本発明が適用される3相片波のリラク
タンス型の電動機の構成について説明する。図1は、固
定電機子と回転子の平面図である。図1において、記号
1は回転子で、その突極1a,1b,…の巾は180
度、それぞれは360度の位相差で等しいピッチで配設
されている。回転子1は、珪素鋼板を積層した周知の手
段により作られている。記号5は回転軸である。固定電
機子16には、磁極16a,16b,16c,16d,
16e,16fが、それ等の巾が180度で、等しい離
間角で配設されている。突極と磁極の巾は180度で等
しくされている。突極数は8個、磁極数は6個である。
電機子16も回転子1と同じ手段により作られている。
磁極16a,16b,…には、電機子コイル17a,1
7b,…がそれぞれ捲着されている。
る。各図面の同一記号のものは同一部材なので、その重
複した説明は省略する。以降の角度表示はすべて電気角
で表示する。次に本発明が適用される3相片波のリラク
タンス型の電動機の構成について説明する。図1は、固
定電機子と回転子の平面図である。図1において、記号
1は回転子で、その突極1a,1b,…の巾は180
度、それぞれは360度の位相差で等しいピッチで配設
されている。回転子1は、珪素鋼板を積層した周知の手
段により作られている。記号5は回転軸である。固定電
機子16には、磁極16a,16b,16c,16d,
16e,16fが、それ等の巾が180度で、等しい離
間角で配設されている。突極と磁極の巾は180度で等
しくされている。突極数は8個、磁極数は6個である。
電機子16も回転子1と同じ手段により作られている。
磁極16a,16b,…には、電機子コイル17a,1
7b,…がそれぞれ捲着されている。
【0009】図3は、図1の磁極と回転子の展開図であ
る。図1において、円環部16及び磁極16a,16
b,…は、図示しない外筺に固定されて固定電機子とな
る。記号16の部分は磁路となる磁心である。電機子コ
イル17a,17dは直列若しくは並列に接続され、こ
の接続体を電機子コイル32aと呼称する。電機子コイ
ル17b,17e及び電機子コイル17c,17fも同
様に接続され、これ等をそれぞれ電機子コイル32b,
電機子コイル32cと呼称する。電機子コイル32bが
通電されていると、突極1b,1fが吸引されて、矢印
A方向に回転子1が回転する。120度回転すると、電
機子コイル32bの通電が断たれ、電機子コイル32c
が通電される。更に120度回転すると、電機子コイル
32cの通電が断たれて、電機子コイル32aが通電さ
れる。通電モードは120度の回転毎に、電機子コイル
32a→電機子コイル32b→電機子コイル32c→と
サイクリツクに交替され、3相片波の電動機として駆動
される。このときに軸対称の位置にある磁極は、図示の
ように、N,S極に着磁されている。励磁される2個の
磁極が常に異極となっている為に、非励磁磁極を通る洩
れ磁束は互いに反対方向となり、反トルクの発生が防止
される。
る。図1において、円環部16及び磁極16a,16
b,…は、図示しない外筺に固定されて固定電機子とな
る。記号16の部分は磁路となる磁心である。電機子コ
イル17a,17dは直列若しくは並列に接続され、こ
の接続体を電機子コイル32aと呼称する。電機子コイ
ル17b,17e及び電機子コイル17c,17fも同
様に接続され、これ等をそれぞれ電機子コイル32b,
電機子コイル32cと呼称する。電機子コイル32bが
通電されていると、突極1b,1fが吸引されて、矢印
A方向に回転子1が回転する。120度回転すると、電
機子コイル32bの通電が断たれ、電機子コイル32c
が通電される。更に120度回転すると、電機子コイル
32cの通電が断たれて、電機子コイル32aが通電さ
れる。通電モードは120度の回転毎に、電機子コイル
32a→電機子コイル32b→電機子コイル32c→と
サイクリツクに交替され、3相片波の電動機として駆動
される。このときに軸対称の位置にある磁極は、図示の
ように、N,S極に着磁されている。励磁される2個の
磁極が常に異極となっている為に、非励磁磁極を通る洩
れ磁束は互いに反対方向となり、反トルクの発生が防止
される。
【0010】上述した洩れ磁束を更に小さくする為に
は、第1の相の磁極16a,16dをそれぞれ2個1組
とし、それぞれを電機子コイルの通電により、N,S磁
極に励磁する。それぞれの2個1組の磁極による洩れ磁
束は、他の磁極において打消されて消滅して、洩れ磁束
が殆んど無くなる。他の磁極16b,16c,…16f
も、それぞれ2個1組の構成となり、N,S極に励磁さ
れる2個1組の磁極となる。効果も同様で洩れ磁束が消
滅する。この場合の突極a,1b,…の数は、16個と
なる。この場合の出力トルクは2倍となる。電機子コイ
ル32a,32b,32cをそれぞれ第1,第2,第3
の相の電機子コイルと呼称する。図1の回転子1の突極
の数は8個であるが、回転子1の径を小さくする為に突
極数を4個とした場合にも、磁極数は6個となる。図3
は図1の電動機の突極と磁極の展開図である。図3のコ
イル10a,10b,10cは、突極1a,1b,…の
位置を検出する為の位置検知素子で、図示の位置で電機
子16の側に固定され、コイル面は、突極1a,1b,
…の側面に空隙を介して対向している。コイル10a,
10b,10cは120度離間している。コイルは5ミ
リメートル径で100ターン位の空心のものである。図
7に、コイル10a,10b,10cより、位置検知信
号を得る為の装置が示されている。図7において、コイ
ル10a,抵抗15a,15b,15cはブリッジ回路
となり、コイル10aか突極1a,1b,…に対向して
いないときには平衡するように調整されている。従っ
て、ダイオード11a,コンデンサ12aならびにダイ
オード11b,コンデンサ12bよりなるローパスフイ
ルタの出力は等しく、オペアンプ13の出力はローレベ
ルとなる。記号10は発振器で1メガサイクル位の発振
が行なわれている。コイル10aが突極1a,1b,…
に対向すると、鉄損(渦流損とヒステリシス損)により
インピーダンスが減少するので、抵抗15aの電圧降下
が大きくなり、オペアンプ13の出力はハイレベルとな
る。
は、第1の相の磁極16a,16dをそれぞれ2個1組
とし、それぞれを電機子コイルの通電により、N,S磁
極に励磁する。それぞれの2個1組の磁極による洩れ磁
束は、他の磁極において打消されて消滅して、洩れ磁束
が殆んど無くなる。他の磁極16b,16c,…16f
も、それぞれ2個1組の構成となり、N,S極に励磁さ
れる2個1組の磁極となる。効果も同様で洩れ磁束が消
滅する。この場合の突極a,1b,…の数は、16個と
なる。この場合の出力トルクは2倍となる。電機子コイ
ル32a,32b,32cをそれぞれ第1,第2,第3
の相の電機子コイルと呼称する。図1の回転子1の突極
の数は8個であるが、回転子1の径を小さくする為に突
極数を4個とした場合にも、磁極数は6個となる。図3
は図1の電動機の突極と磁極の展開図である。図3のコ
イル10a,10b,10cは、突極1a,1b,…の
位置を検出する為の位置検知素子で、図示の位置で電機
子16の側に固定され、コイル面は、突極1a,1b,
…の側面に空隙を介して対向している。コイル10a,
10b,10cは120度離間している。コイルは5ミ
リメートル径で100ターン位の空心のものである。図
7に、コイル10a,10b,10cより、位置検知信
号を得る為の装置が示されている。図7において、コイ
ル10a,抵抗15a,15b,15cはブリッジ回路
となり、コイル10aか突極1a,1b,…に対向して
いないときには平衡するように調整されている。従っ
て、ダイオード11a,コンデンサ12aならびにダイ
オード11b,コンデンサ12bよりなるローパスフイ
ルタの出力は等しく、オペアンプ13の出力はローレベ
ルとなる。記号10は発振器で1メガサイクル位の発振
が行なわれている。コイル10aが突極1a,1b,…
に対向すると、鉄損(渦流損とヒステリシス損)により
インピーダンスが減少するので、抵抗15aの電圧降下
が大きくなり、オペアンプ13の出力はハイレベルとな
る。
【0011】ブロック回路18の入力は、図15のタイ
ムチヤートの曲線33a,33b,…となり、反転回路
13aを介する入力は、曲線33a,33b,…を反転
したものとなる。図7のブロック回路14a,14b
は、それぞれコイル10b,10cを含む上述したブロ
ック回路と同じ構成のものを示すものである。発振器1
0は共通に利用することができる。ブロック回路14a
の出力及び反転回路13bの出力は、ブロック回路18
に入力され、それらの出力信号は、図15において、曲
線34a,34b,…,及び曲線34a,34b,…を
反転したものとなる。ブロック回路14bの出力及び反
転回路13cの出力は、ブロック回路18に入力され、
それらの出力信号は、図15において、曲線35a,3
5b,…及びこれを反転したものとなる。曲線33a,
33b,…に対して、曲線34a,34b,…は位相が
120度おくれ、曲線34a,34b,…に対して、曲
線35a,35b,…は位相が120度おくれている。
ブロック回路18は、3相Y型の半導体電動機の制御回
路に慣用されている回路で、上述した位置検知信号の入
力により端子18a,18b,…,18fより120度
の巾の矩形波の電気信号が得られる論理回路である。端
子18a,18b,18cの出力は、図15において、
それぞれ曲線36a,36b,…,曲線37a,37
b,…,曲線38a,38b,…として示されている。
端子18d,18e,18fの出力は、それぞれ曲線4
3a,43b,…,曲線44a,44b,…,曲線45
a,45b,…として示されている。端子18aと18
dの出力信号、端子18bと18eの出力信号,端子1
8cと18fの出力信号の位相差は180度である。又
端子18a,18b,18cの出力信号は、順次に12
0度おくれ、端子18d,18e,18fの出力信号も
同じく順次に120度おくれている。コイル10a,1
0b,10cの対向する突極1a,1b…の代りに、図
1の回転子1と同期回転する同じ形状のアルミニユーム
板を用いても同じ効果がある。
ムチヤートの曲線33a,33b,…となり、反転回路
13aを介する入力は、曲線33a,33b,…を反転
したものとなる。図7のブロック回路14a,14b
は、それぞれコイル10b,10cを含む上述したブロ
ック回路と同じ構成のものを示すものである。発振器1
0は共通に利用することができる。ブロック回路14a
の出力及び反転回路13bの出力は、ブロック回路18
に入力され、それらの出力信号は、図15において、曲
線34a,34b,…,及び曲線34a,34b,…を
反転したものとなる。ブロック回路14bの出力及び反
転回路13cの出力は、ブロック回路18に入力され、
それらの出力信号は、図15において、曲線35a,3
5b,…及びこれを反転したものとなる。曲線33a,
33b,…に対して、曲線34a,34b,…は位相が
120度おくれ、曲線34a,34b,…に対して、曲
線35a,35b,…は位相が120度おくれている。
ブロック回路18は、3相Y型の半導体電動機の制御回
路に慣用されている回路で、上述した位置検知信号の入
力により端子18a,18b,…,18fより120度
の巾の矩形波の電気信号が得られる論理回路である。端
子18a,18b,18cの出力は、図15において、
それぞれ曲線36a,36b,…,曲線37a,37
b,…,曲線38a,38b,…として示されている。
端子18d,18e,18fの出力は、それぞれ曲線4
3a,43b,…,曲線44a,44b,…,曲線45
a,45b,…として示されている。端子18aと18
dの出力信号、端子18bと18eの出力信号,端子1
8cと18fの出力信号の位相差は180度である。又
端子18a,18b,18cの出力信号は、順次に12
0度おくれ、端子18d,18e,18fの出力信号も
同じく順次に120度おくれている。コイル10a,1
0b,10cの対向する突極1a,1b…の代りに、図
1の回転子1と同期回転する同じ形状のアルミニユーム
板を用いても同じ効果がある。
【0012】電機子コイルの通電手段を図10につき次
に説明する。電機子コイル32a,32b,32cの下
端には、それぞれトランジスタ20a,及び20b及び
20cが挿入されている。トランジスタ20a,20
b,20c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2
a,2bより供電が行なわれている。本実施例では、ト
ランジスタ20a,20b,20cは電機子コイルの下
端即ち電源負極側にあるので、その導通制御の入力回路
は簡素化される特徴がある。図8に示すものが従来周知
の手段で、電機子コイル6a,6bの両端にトランジス
タ19a,19b,…が挿入されている。従って電機子
コイルの2倍の数のトランジスタとなる。トランジスタ
19a,19b,…は、パワ素子となるので高価とな
り、電源正極側のトランジスタ19a,19cは、端子
19−1,19−2の入力により導通制御をする場合
に、別電源が必要となり、この回路が高価となる。上述
した2つの欠点がある。本発明装置によるとこの欠点が
除去される特徴がある。電機子コイルの通電時に、その
大きいインダクタンスの為に立上がりがおくれ、又通電
の停止時に、ダイオード6c,6dを介して蓄積磁気エ
ネルギが電源側に還流するが、このときの電流の降下も
おくれる。この為に回転速度と効率が低下する。電源電
圧を上昇すると上述した不都合が除去されるが、1Kw
出力で1万回転/毎分とすると、印加電圧は1000ボ
ルト以上となり実用性がなくなる。本発明によると、か
かる欠点も除去される。
に説明する。電機子コイル32a,32b,32cの下
端には、それぞれトランジスタ20a,及び20b及び
20cが挿入されている。トランジスタ20a,20
b,20c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2
a,2bより供電が行なわれている。本実施例では、ト
ランジスタ20a,20b,20cは電機子コイルの下
端即ち電源負極側にあるので、その導通制御の入力回路
は簡素化される特徴がある。図8に示すものが従来周知
の手段で、電機子コイル6a,6bの両端にトランジス
タ19a,19b,…が挿入されている。従って電機子
コイルの2倍の数のトランジスタとなる。トランジスタ
19a,19b,…は、パワ素子となるので高価とな
り、電源正極側のトランジスタ19a,19cは、端子
19−1,19−2の入力により導通制御をする場合
に、別電源が必要となり、この回路が高価となる。上述
した2つの欠点がある。本発明装置によるとこの欠点が
除去される特徴がある。電機子コイルの通電時に、その
大きいインダクタンスの為に立上がりがおくれ、又通電
の停止時に、ダイオード6c,6dを介して蓄積磁気エ
ネルギが電源側に還流するが、このときの電流の降下も
おくれる。この為に回転速度と効率が低下する。電源電
圧を上昇すると上述した不都合が除去されるが、1Kw
出力で1万回転/毎分とすると、印加電圧は1000ボ
ルト以上となり実用性がなくなる。本発明によると、か
かる欠点も除去される。
【0013】次に図10につき詳細を説明する。端子4
2a,42b,42cより、図15の位置検知信号曲線
36a,36b,…,曲線37a,37b,…,曲線3
8a,38b,…が入力される。上述した入力信号によ
り、トランジスタ20a,20b,20cがアンド回路
24a,24b,24cを介してベース入力が得られて
導通して、電機子コイル32a,32b,32cが通電
される。端子40は電機子電流を指定する為の基準電圧
である。端子40の電圧を変更することにより、出力ト
ルクを変更することができる。電源スイッチ(図示せ
ず)を投入すると、オペアンプ40aの+端子の入力は
−端子のそれより低いので、オペアンプ40aの出力は
ローレベルとなり、微分回路40bの出力がなく、単安
定回路28aの出力もローレベルとなり、反転回路28
bの入力がローレベルなのでその出力はハイレベルとな
り、トランジスタ20aが導通して、電圧が電機子コイ
ルの通電制御回路に印加される。抵抗22aは、電機子
コイル32a,32b,32cの電機子電流を検出する
為の抵抗である。
2a,42b,42cより、図15の位置検知信号曲線
36a,36b,…,曲線37a,37b,…,曲線3
8a,38b,…が入力される。上述した入力信号によ
り、トランジスタ20a,20b,20cがアンド回路
24a,24b,24cを介してベース入力が得られて
導通して、電機子コイル32a,32b,32cが通電
される。端子40は電機子電流を指定する為の基準電圧
である。端子40の電圧を変更することにより、出力ト
ルクを変更することができる。電源スイッチ(図示せ
ず)を投入すると、オペアンプ40aの+端子の入力は
−端子のそれより低いので、オペアンプ40aの出力は
ローレベルとなり、微分回路40bの出力がなく、単安
定回路28aの出力もローレベルとなり、反転回路28
bの入力がローレベルなのでその出力はハイレベルとな
り、トランジスタ20aが導通して、電圧が電機子コイ
ルの通電制御回路に印加される。抵抗22aは、電機子
コイル32a,32b,32cの電機子電流を検出する
為の抵抗である。
【0014】上述した位置検知信号曲線の1つが図14
のタイムチヤートの1段目に曲線36aとして示されて
いる。図8において、この曲線36aの巾だけ電機子コ
イルが通電される。矢印23aは通電角120度を示し
ている。通電の初期では、電機子コイルのインダクタン
スの為に立上がりがおくれ、通電が断たれると、蓄積さ
れた磁気エネルギが、図8の場合にはダイオード6c,
6dを介して電源に還流放電されるので、点線Jの右側
の曲線25の後半部のように降下する。正トルクの発生
する区間は、矢印23で示す180度の区間なので、反
トルクの発生があり、出力トルクと効率を減少する。高
速回転となるとこの現象は著しく大きくなり使用に耐え
られぬものとなる。
のタイムチヤートの1段目に曲線36aとして示されて
いる。図8において、この曲線36aの巾だけ電機子コ
イルが通電される。矢印23aは通電角120度を示し
ている。通電の初期では、電機子コイルのインダクタン
スの為に立上がりがおくれ、通電が断たれると、蓄積さ
れた磁気エネルギが、図8の場合にはダイオード6c,
6dを介して電源に還流放電されるので、点線Jの右側
の曲線25の後半部のように降下する。正トルクの発生
する区間は、矢印23で示す180度の区間なので、反
トルクの発生があり、出力トルクと効率を減少する。高
速回転となるとこの現象は著しく大きくなり使用に耐え
られぬものとなる。
【0015】反トルク発生の時間巾は、高速となっても
変化しないが、正トルク発生の区間23の時間巾は回転
速度に比例して小さくなるからである。図10の位置検
知信号36a,37a,38aによる電機子コイルの通
電についても上述した事情は同様である。曲線25の立
上がりもおくれるので、出力トルクが減少する。即ち減
トルクが発生する。これは、磁極と突極により磁路が閉
じられているので大きいインダクタンスを有しているか
らである。リラクタンス型の電動機は大きい出力トルク
を発生する利点がある反面に回転速度を上昇せしめるこ
とができない欠点があるのは、上述した反トルクと減ト
ルクの発生の為である。本発明装置は、図10の逆流防
止用のダイオード49a,49b,49c及び小容量の
コンデンサ41a,41b,42c及びダイオード21
a,21b,21c及び半導体素子5a,5b,5c等
を付設して上述した欠点を除去し、又電機子コイルの通
電制御のスイッチング素子(記号20a,20b,20
c)を電源負電圧側に1個のみ使用したことに特徴を有
するものである。曲線36aの末端で通電が断たれる
と、電機子コイル32aに蓄積された磁気エネルギは、
逆流防止用ダイオード49cにより、直流電源側に還流
しないでダイオード21aを介して、コンデンサ41a
を図示の極性に充電して、これを高電圧とする。従っ
て、磁気エネルギは急速に消滅して電流が急速に降下す
る。
変化しないが、正トルク発生の区間23の時間巾は回転
速度に比例して小さくなるからである。図10の位置検
知信号36a,37a,38aによる電機子コイルの通
電についても上述した事情は同様である。曲線25の立
上がりもおくれるので、出力トルクが減少する。即ち減
トルクが発生する。これは、磁極と突極により磁路が閉
じられているので大きいインダクタンスを有しているか
らである。リラクタンス型の電動機は大きい出力トルク
を発生する利点がある反面に回転速度を上昇せしめるこ
とができない欠点があるのは、上述した反トルクと減ト
ルクの発生の為である。本発明装置は、図10の逆流防
止用のダイオード49a,49b,49c及び小容量の
コンデンサ41a,41b,42c及びダイオード21
a,21b,21c及び半導体素子5a,5b,5c等
を付設して上述した欠点を除去し、又電機子コイルの通
電制御のスイッチング素子(記号20a,20b,20
c)を電源負電圧側に1個のみ使用したことに特徴を有
するものである。曲線36aの末端で通電が断たれる
と、電機子コイル32aに蓄積された磁気エネルギは、
逆流防止用ダイオード49cにより、直流電源側に還流
しないでダイオード21aを介して、コンデンサ41a
を図示の極性に充電して、これを高電圧とする。従っ
て、磁気エネルギは急速に消滅して電流が急速に降下す
る。
【0016】図14のタイムチヤートの1段目の曲線2
7,27a,27bは、電機子コイル32aを流れる電
流曲線でその両側の点線間が120度となっている。通
電電流は曲線27bのように急速に降下して反トルクの
発生が防止され、コンデンサ41aは高電圧に充電して
保持される。端子42b,42cの位置検知信号の入力
信号の末端でトランジスタ20b,20cの通電が断た
れると同様な理由でコンデンサ41b,41cは高電圧
に充電され、通電電流の降下が急速となる。又トランジ
スタ20cの導通時に、コンデンサ41aの高電圧が電
機子コイル32cに電源電圧とともに印加されるので通
電電流の立上りが急速となる。ダイオード21d,21
e,21fは必ずしも必要なものでないが、コンデンサ
41a,41b,41cの放電時に電源端子2a,2b
を通らないで放電せしめる為のものである。トランジス
タ20a,20b,20cの代りにIGBTを利用する
と大きい電流の場合に有効な手段となる。他の電機子コ
イルの通電電流の立上りと降下が同じ理由により急速と
なる。従って図14の曲線27のように急速に立上る。
立上りの通電曲線27は中途で図示のように立上りがお
そくなる。これは磁気エネルギが電機子コイル間を移動
するときに、コイルの銅損と磁極の鉄損により熱エネル
ギに転化して消滅するからである。かかる不都合を除去
する手段については後述する。以上の説明のように、減
トルクと反トルクの発生が除去され、又矩形波に近い通
電となるので、出力トルクが増大する。上述した場合の
SCR(制御整流素子)5aとトランジスタ5b,5c
の作用を次に説明する。端子42bに位置検知信号が入
力されるとトランジスタ20bが導通する。このときに
端子4にも端子42bの入力信号が入力されるので、微
分回路4aによりその始端部の微分パルスが得られ、こ
れにより単安定回路4bより所定の巾の電気パルスが得
られ、これによりトランジスタ5b,5cがその巾だけ
導通する。従ってSCR5aのゲート電流が得られて導
通する。従ってコンデンサ41cの+極→SCR5a→
電機子コイル32b→トランジスタ20b→ダイオード
21f→コンデンサ41cの−極の順で放電される。放
電の終了とともに、SCR5a,トランジスタ5b,5
cは不導通に転化する。
7,27a,27bは、電機子コイル32aを流れる電
流曲線でその両側の点線間が120度となっている。通
電電流は曲線27bのように急速に降下して反トルクの
発生が防止され、コンデンサ41aは高電圧に充電して
保持される。端子42b,42cの位置検知信号の入力
信号の末端でトランジスタ20b,20cの通電が断た
れると同様な理由でコンデンサ41b,41cは高電圧
に充電され、通電電流の降下が急速となる。又トランジ
スタ20cの導通時に、コンデンサ41aの高電圧が電
機子コイル32cに電源電圧とともに印加されるので通
電電流の立上りが急速となる。ダイオード21d,21
e,21fは必ずしも必要なものでないが、コンデンサ
41a,41b,41cの放電時に電源端子2a,2b
を通らないで放電せしめる為のものである。トランジス
タ20a,20b,20cの代りにIGBTを利用する
と大きい電流の場合に有効な手段となる。他の電機子コ
イルの通電電流の立上りと降下が同じ理由により急速と
なる。従って図14の曲線27のように急速に立上る。
立上りの通電曲線27は中途で図示のように立上りがお
そくなる。これは磁気エネルギが電機子コイル間を移動
するときに、コイルの銅損と磁極の鉄損により熱エネル
ギに転化して消滅するからである。かかる不都合を除去
する手段については後述する。以上の説明のように、減
トルクと反トルクの発生が除去され、又矩形波に近い通
電となるので、出力トルクが増大する。上述した場合の
SCR(制御整流素子)5aとトランジスタ5b,5c
の作用を次に説明する。端子42bに位置検知信号が入
力されるとトランジスタ20bが導通する。このときに
端子4にも端子42bの入力信号が入力されるので、微
分回路4aによりその始端部の微分パルスが得られ、こ
れにより単安定回路4bより所定の巾の電気パルスが得
られ、これによりトランジスタ5b,5cがその巾だけ
導通する。従ってSCR5aのゲート電流が得られて導
通する。従ってコンデンサ41cの+極→SCR5a→
電機子コイル32b→トランジスタ20b→ダイオード
21f→コンデンサ41cの−極の順で放電される。放
電の終了とともに、SCR5a,トランジスタ5b,5
cは不導通に転化する。
【0017】ブロック回路46bはSCR5a,トラン
ジスタ5b,5cと同じ回路で、端子46−2より端子
42aの位置検知信号が入力される。従ってトランジス
タ20aの導通により、コンデンサ41bの高電圧が電
機子コイル32aに印加されて通電電流の立上りを急速
とする作用効果がある。ブロック回路46bが挿入され
ていないと、トランジスタ20bが不導通に転化すると
同時にトランジスタ20cが導通するので、電機子コイ
ル32bの蓄積磁気エネルギは、ダイオード21b→電
機子コイル32a→ダイオード21a→電機子コイル3
2c→トランジスタ20c→ダイオード21e→電機子
コイル32bの順で放電される。従ってコンデンサ41
bの高電圧の充電作用が消滅して本発明の目的は達成さ
れないことになる。SCR5aを含む回路についても上
述した事情は同様である。電機子コイル32aの磁気エ
ネルギの放出時には、SCR5aが不導通となっている
ので上述したブロック回路46bと同じ回路を挿入する
必要がない。以上の説明より理解されるように、電機子
コイル32a→ダイオード21a→電機子コイル32c
→ダイオード21c→電機子コイル32b→ダイオード
21b→電機子コイル32aで示される閉回路を、SC
R5aとブロック回路46bの2個所で遮断のみでコン
デンサ41a,41b,41c3個の高電圧の充電が行
なわれる特徴がある。従って回路が簡素化される特徴が
ある。
ジスタ5b,5cと同じ回路で、端子46−2より端子
42aの位置検知信号が入力される。従ってトランジス
タ20aの導通により、コンデンサ41bの高電圧が電
機子コイル32aに印加されて通電電流の立上りを急速
とする作用効果がある。ブロック回路46bが挿入され
ていないと、トランジスタ20bが不導通に転化すると
同時にトランジスタ20cが導通するので、電機子コイ
ル32bの蓄積磁気エネルギは、ダイオード21b→電
機子コイル32a→ダイオード21a→電機子コイル3
2c→トランジスタ20c→ダイオード21e→電機子
コイル32bの順で放電される。従ってコンデンサ41
bの高電圧の充電作用が消滅して本発明の目的は達成さ
れないことになる。SCR5aを含む回路についても上
述した事情は同様である。電機子コイル32aの磁気エ
ネルギの放出時には、SCR5aが不導通となっている
ので上述したブロック回路46bと同じ回路を挿入する
必要がない。以上の説明より理解されるように、電機子
コイル32a→ダイオード21a→電機子コイル32c
→ダイオード21c→電機子コイル32b→ダイオード
21b→電機子コイル32aで示される閉回路を、SC
R5aとブロック回路46bの2個所で遮断のみでコン
デンサ41a,41b,41c3個の高電圧の充電が行
なわれる特徴がある。従って回路が簡素化される特徴が
ある。
【0018】次にチョッパ回路について説明する。電機
子コイル32aの電流が増大して、その検出の為の抵抗
22aの電圧降下が増大し、基準電圧端子40の電圧
(オペアンプ40aの−端子の入力電圧)を越えると、
オペアンプ40aの出力がハイレベルに転化するので、
微分回路40bより微分パルスが得られ、単安定回路2
8aを付勢して所定の巾のパルス電気信号が得られる。
反転回路28bの出力はローレベルにその巾だけ転化す
るので、アンド回路24aの出力も同じ巾だけローレベ
ルとなり、トランジスタ20aもその巾だけ不導通に転
化する。従って電機子コイルの電流(電機子電流)は降
下し、ダイオード21aを介してコンデンサ41aを充
電する。単安定回路28aの出力信号が消滅すると、反
転回路28b,アンド回路24aの出力は再びハイレベ
ルに転化して、トランジスタ20aが導通して電機子電
流が増大し始める。電機子電流が設定値を越えると、オ
ペアンプ40aの出力が再びハイレベルに転化してトラ
ンジスタ20aは、単安定回路28aの出力パルス巾だ
け不導通に転化して電機子電流は降下する。かかるサイ
クルを繰返すチョッパ回路となり、電機子電流は基準電
圧端子40の電圧に規制された電流値となる。図14の
曲線27aはチョッパ制御の電流を示している。基準電
圧端子40の電圧を回転速度に比例した電圧により制御
する周知の手段により定速制御を行なうこともできる。
子コイル32aの電流が増大して、その検出の為の抵抗
22aの電圧降下が増大し、基準電圧端子40の電圧
(オペアンプ40aの−端子の入力電圧)を越えると、
オペアンプ40aの出力がハイレベルに転化するので、
微分回路40bより微分パルスが得られ、単安定回路2
8aを付勢して所定の巾のパルス電気信号が得られる。
反転回路28bの出力はローレベルにその巾だけ転化す
るので、アンド回路24aの出力も同じ巾だけローレベ
ルとなり、トランジスタ20aもその巾だけ不導通に転
化する。従って電機子コイルの電流(電機子電流)は降
下し、ダイオード21aを介してコンデンサ41aを充
電する。単安定回路28aの出力信号が消滅すると、反
転回路28b,アンド回路24aの出力は再びハイレベ
ルに転化して、トランジスタ20aが導通して電機子電
流が増大し始める。電機子電流が設定値を越えると、オ
ペアンプ40aの出力が再びハイレベルに転化してトラ
ンジスタ20aは、単安定回路28aの出力パルス巾だ
け不導通に転化して電機子電流は降下する。かかるサイ
クルを繰返すチョッパ回路となり、電機子電流は基準電
圧端子40の電圧に規制された電流値となる。図14の
曲線27aはチョッパ制御の電流を示している。基準電
圧端子40の電圧を回転速度に比例した電圧により制御
する周知の手段により定速制御を行なうこともできる。
【0019】上述したチョッパ作用があるときに、単安
定回路28aの出力パルスの回数だけコンデンサ41a
は繰返して充電されて電圧が上昇し、静電エネルギが蓄
積される。位置検知信号の末端で、トランジスタ20a
が不導通に転化すると、電機子コイル32aの磁気エネ
ルギの全部がコンデンサ41aに充電される。コンデン
サ41aの静電エネルギは、チョッパ周波数と電機子電
流の降下時間に対応した静電エネルギが更に付加され
る。かかる静電エネルギにより、電機子コイル32cが
次に通電されたときの電流が立上るので、前述した電機
子コイルの銅損と磁極の鉄損によるエネルギ損失を補填
することができる。従って電機子電流は図14の1段目
の点線曲線27cのように急速に立上り、ほぼ矩形波に
近いものとなり出力トルクを増大する作用効果がある。
コンデンサ41aの容量、チョッパ電流の周波数、単安
定回路28aの出力パルス巾は上述した作用効果がある
ように調整する必要がある。電機子コイル32b,32
cもアンド回路24b,24c,トランジスタ20b,
20cにより同じく電機子電流のチョッパ制御が行なわ
れる。従って電機子電流の立上りと降下を急速とする通
電制御が行なわれる。
定回路28aの出力パルスの回数だけコンデンサ41a
は繰返して充電されて電圧が上昇し、静電エネルギが蓄
積される。位置検知信号の末端で、トランジスタ20a
が不導通に転化すると、電機子コイル32aの磁気エネ
ルギの全部がコンデンサ41aに充電される。コンデン
サ41aの静電エネルギは、チョッパ周波数と電機子電
流の降下時間に対応した静電エネルギが更に付加され
る。かかる静電エネルギにより、電機子コイル32cが
次に通電されたときの電流が立上るので、前述した電機
子コイルの銅損と磁極の鉄損によるエネルギ損失を補填
することができる。従って電機子電流は図14の1段目
の点線曲線27cのように急速に立上り、ほぼ矩形波に
近いものとなり出力トルクを増大する作用効果がある。
コンデンサ41aの容量、チョッパ電流の周波数、単安
定回路28aの出力パルス巾は上述した作用効果がある
ように調整する必要がある。電機子コイル32b,32
cもアンド回路24b,24c,トランジスタ20b,
20cにより同じく電機子電流のチョッパ制御が行なわ
れる。従って電機子電流の立上りと降下を急速とする通
電制御が行なわれる。
【0020】電機子コイルの通電は、突極が磁極に侵入
する点より30度の区間のいずれの点でもよい。回転速
度,効率,出力トルクを考慮して調整し、位置検知素子
となるコイル10a,10b,10cの固定電機子側に
固定する位置を変更する。以上の説明より理解されるよ
うに3相片波通電の電動機として効率良く、大きい出力
と高速回転を行なうことができるので本発明の目的が達
成される。図14の1段目の曲線26a,26b,26
cは電機子コイルの通電曲線を示し、点線26−1と2
6−2の間隔は位置検知信号の120度の巾で、点線2
6−1と26−3の間隔は180度で出力トルクのある
区間である。曲線9a,9b,9cは出力トルク曲線
で、点線26−1の点で通電が開始され、同時に突極が
磁極に侵入しはじめる。曲線9aは電機子コイルの電流
が小さいときで、トルクは平坦であるが、電流の増大と
ともにトルクピーク値は、曲線9b,9cに示すように
左方に移動し、ピーク値の巾もせまくなる。通電の開始
される点は、上述したトルク特性と通電電流値を考慮し
て突極が磁極に侵入する点より30度おくれた区間の中
間の点となるように位置検知コイル10a,10b,1
0cの固定位置を調整することがよい。コンデンサ41
aは小容量の方が充電電圧が高電圧となるので、通電曲
線の立上がりと降下を急速とし、高速回転の電動機を得
ることができ、リラクタンス型電動機の欠点となってい
る低速度となる欠点が除去できる。上述したコンデンサ
の容量は充電電圧が回路のトランジスタを破損しない範
囲で小容量のものを使用することがよい。図10のブロ
ック回路Gを付加すると3相全波通電を行なうことがで
きる。電機子コイル32d,32e,32fの通電制御
回路とチョッパ回路は、それぞれ電機子コイル32a,
32b,32cのそれと全く同じ構成となっている。従
って、端子42d,42e,42fの位置検知信号入力
により電機子電流の制御が行なわれる。端子42d,4
2e,42fの入力信号は、それぞれ図15の曲線43
a,43b,…,曲線44a,44b,…,曲線45
a,45b,…の位置検知信号となっている。
する点より30度の区間のいずれの点でもよい。回転速
度,効率,出力トルクを考慮して調整し、位置検知素子
となるコイル10a,10b,10cの固定電機子側に
固定する位置を変更する。以上の説明より理解されるよ
うに3相片波通電の電動機として効率良く、大きい出力
と高速回転を行なうことができるので本発明の目的が達
成される。図14の1段目の曲線26a,26b,26
cは電機子コイルの通電曲線を示し、点線26−1と2
6−2の間隔は位置検知信号の120度の巾で、点線2
6−1と26−3の間隔は180度で出力トルクのある
区間である。曲線9a,9b,9cは出力トルク曲線
で、点線26−1の点で通電が開始され、同時に突極が
磁極に侵入しはじめる。曲線9aは電機子コイルの電流
が小さいときで、トルクは平坦であるが、電流の増大と
ともにトルクピーク値は、曲線9b,9cに示すように
左方に移動し、ピーク値の巾もせまくなる。通電の開始
される点は、上述したトルク特性と通電電流値を考慮し
て突極が磁極に侵入する点より30度おくれた区間の中
間の点となるように位置検知コイル10a,10b,1
0cの固定位置を調整することがよい。コンデンサ41
aは小容量の方が充電電圧が高電圧となるので、通電曲
線の立上がりと降下を急速とし、高速回転の電動機を得
ることができ、リラクタンス型電動機の欠点となってい
る低速度となる欠点が除去できる。上述したコンデンサ
の容量は充電電圧が回路のトランジスタを破損しない範
囲で小容量のものを使用することがよい。図10のブロ
ック回路Gを付加すると3相全波通電を行なうことがで
きる。電機子コイル32d,32e,32fの通電制御
回路とチョッパ回路は、それぞれ電機子コイル32a,
32b,32cのそれと全く同じ構成となっている。従
って、端子42d,42e,42fの位置検知信号入力
により電機子電流の制御が行なわれる。端子42d,4
2e,42fの入力信号は、それぞれ図15の曲線43
a,43b,…,曲線44a,44b,…,曲線45
a,45b,…の位置検知信号となっている。
【0021】上述した3相全波通電の電動機の構成を説
明する。図2は平面図、図4は展開図である。図2,図
4において、回転軸5に固定した磁性体回転子1には、
180度の巾で等しい離間角の突極1a,1b,…10
個が設けられる。固定電機子16には、電機子コイルの
捲着部の巾が120度の磁極16a,16b,…12個
が等しいピッチで配設される。電機子16は外筺9の内
側に固定され、外筺9の両側の側板に設けた軸受によ
り、回転軸5は回動自在に支持されている。磁極16
a,16b,…には、それぞれ電機子コイル17a,1
7b,…が装着されている。位置検知用のコイル10
a,10b,10cは、120度離間して図示の位置で
電機子16の側に固定され、突極1a,1b,…の側面
に対向している。コイル10a,10b,10cより位
置検知信号を得る電気回路は、前述した図7の電気回路
で、図15のタイムチヤートの各曲線で示す位置検知信
号が得られる。
明する。図2は平面図、図4は展開図である。図2,図
4において、回転軸5に固定した磁性体回転子1には、
180度の巾で等しい離間角の突極1a,1b,…10
個が設けられる。固定電機子16には、電機子コイルの
捲着部の巾が120度の磁極16a,16b,…12個
が等しいピッチで配設される。電機子16は外筺9の内
側に固定され、外筺9の両側の側板に設けた軸受によ
り、回転軸5は回動自在に支持されている。磁極16
a,16b,…には、それぞれ電機子コイル17a,1
7b,…が装着されている。位置検知用のコイル10
a,10b,10cは、120度離間して図示の位置で
電機子16の側に固定され、突極1a,1b,…の側面
に対向している。コイル10a,10b,10cより位
置検知信号を得る電気回路は、前述した図7の電気回路
で、図15のタイムチヤートの各曲線で示す位置検知信
号が得られる。
【0022】各磁極は、電機子コイルにより図示したよ
うにN,S磁極に励磁される。電機子コイル17a,1
7gの直列若しくは並列に接続したものを電機子コイル
32aと呼称する。他の電機子コイル17b,17h,
電機子コイル17c,17i,電機子コイル17d,1
7j,電機子コイル17e,17k,電機子コイル17
f,17lの同様に接続されたものをそれぞれ電機子コ
イル32b,32c,32d,32e,32fと呼称す
る。図15の位置検知信号曲線36a,36b,…,3
7a,37b,…,38a,38b,…により、その巾
だけ、電機子コイル32a,32b,32cを通電し、
位置検知信号43a,43b,…,44a,44b,
…,45a,45b,…により、その巾だけ電機子コイ
ル32d,32e,32fをそれぞれ通電すると、3相
全波通電の電動機として、回転子1は矢印A方向に回転
する。上述した通電のモードは次のように表現すること
もできる。電機子コイル32a,32b,32cをそれ
ぞれ第1,第2,第3の電機子コイルと呼称し、電機子
コイル32d,32e,32fをそれぞれ第1,第2,
第3の電機子コイルと呼称する。両者それぞれ片波の通
電となっている。1相の電機子コイルは第1,第1の電
機子コイルで構成され、2,3相の電機子コイルは、そ
れぞれ第2,第2の電機子コイル第3,第3の電機子コ
イルにより構成される。位置検知信号曲線36a,36
b,…,37a,37b,…,38a,38b,…をそ
れぞれ第1,第2,第3の位置検知信号と呼称し、位置
検知信号曲線43a,43b,…,曲線44a,44
b,…,曲線45a,45b…をそれぞれ第1,第2,
第3の位置検知信号と呼称する。図10の電機子コイル
32a,32b,32cの通電制御回路は、上述した3
相全波通電の場合の片波通電に相当するものとなる。ブ
ロック回路Gは電機子コイル32d,32e,32fの
通電制御回路で、電機子コイル32a,32b,32c
と同様な回路となり、端子42d,42e,42fの入
力信号は、図15の曲線43a,43b,…,曲線44
a,44b,曲線45a,45b,…となり、それぞれ
の曲線の巾だけ電機子コイルは通電され、オペアンプ4
0a,基準電圧端子40を含む同様な回路により制御さ
れるチョッパ回路が設けられて電機子電流を設定値とし
ている。以上の説明より判るように、3相全波通電の電
動機となり、通電電流の立上がりと降下が急速となり、
高速度で効率の良い、リプルトルクの少ない電動機が得
られる効果がある。
うにN,S磁極に励磁される。電機子コイル17a,1
7gの直列若しくは並列に接続したものを電機子コイル
32aと呼称する。他の電機子コイル17b,17h,
電機子コイル17c,17i,電機子コイル17d,1
7j,電機子コイル17e,17k,電機子コイル17
f,17lの同様に接続されたものをそれぞれ電機子コ
イル32b,32c,32d,32e,32fと呼称す
る。図15の位置検知信号曲線36a,36b,…,3
7a,37b,…,38a,38b,…により、その巾
だけ、電機子コイル32a,32b,32cを通電し、
位置検知信号43a,43b,…,44a,44b,
…,45a,45b,…により、その巾だけ電機子コイ
ル32d,32e,32fをそれぞれ通電すると、3相
全波通電の電動機として、回転子1は矢印A方向に回転
する。上述した通電のモードは次のように表現すること
もできる。電機子コイル32a,32b,32cをそれ
ぞれ第1,第2,第3の電機子コイルと呼称し、電機子
コイル32d,32e,32fをそれぞれ第1,第2,
第3の電機子コイルと呼称する。両者それぞれ片波の通
電となっている。1相の電機子コイルは第1,第1の電
機子コイルで構成され、2,3相の電機子コイルは、そ
れぞれ第2,第2の電機子コイル第3,第3の電機子コ
イルにより構成される。位置検知信号曲線36a,36
b,…,37a,37b,…,38a,38b,…をそ
れぞれ第1,第2,第3の位置検知信号と呼称し、位置
検知信号曲線43a,43b,…,曲線44a,44
b,…,曲線45a,45b…をそれぞれ第1,第2,
第3の位置検知信号と呼称する。図10の電機子コイル
32a,32b,32cの通電制御回路は、上述した3
相全波通電の場合の片波通電に相当するものとなる。ブ
ロック回路Gは電機子コイル32d,32e,32fの
通電制御回路で、電機子コイル32a,32b,32c
と同様な回路となり、端子42d,42e,42fの入
力信号は、図15の曲線43a,43b,…,曲線44
a,44b,曲線45a,45b,…となり、それぞれ
の曲線の巾だけ電機子コイルは通電され、オペアンプ4
0a,基準電圧端子40を含む同様な回路により制御さ
れるチョッパ回路が設けられて電機子電流を設定値とし
ている。以上の説明より判るように、3相全波通電の電
動機となり、通電電流の立上がりと降下が急速となり、
高速度で効率の良い、リプルトルクの少ない電動機が得
られる効果がある。
【0023】図10のチョッパ回路のみを変更した実施
例が図11に示される。図11において、ブロック回路
46aは、図10のSCR5a,トランジスタ5a,5
bを含む回路を示し、端子46−1の入力信号は図10
の端子4と同じ入力信号となっている。従って電機子コ
イル32a,32b,32cの位置検知信号による通電
制御は図10の場合と全く同様となる。電機子コイルの
チョッパ制御はすべて同様なので、電機子コイル32a
を例として説明する。電機子コイル32aの電流が増大
して、オペアンプ40aの+端子の入力電圧が基準電圧
端子40の電圧を越えると、反転回路28bの出力は所
定時間だけローレベルに転化するので、トランジスタ4
7は不導通に転化する。従って電機子コイル32aの電
流は減少し、次に増大し再び減少するチョッパ回路とな
る。通電電流値は端子40の電圧により規制される。チ
ョッパ制御中に電機子コイル32aの磁気エネルギはダ
イオード47aを介して放電されるので図10の場合の
コンデンサ41aに静電エネルギとして蓄積される作用
効果はない。図14のタイムチャートにおいて、曲線3
1a,31b,31cは、位置検知信号曲線36a,3
6b,…と曲線43a,…による電機子コイル32a,
32dの通電曲線である。曲線31d,31eは同じく
電機子コイル32b,32eの通電曲線である。曲線3
1f,31g,31hも同じく電機子コイル32c,3
2fの通電曲線を示している。
例が図11に示される。図11において、ブロック回路
46aは、図10のSCR5a,トランジスタ5a,5
bを含む回路を示し、端子46−1の入力信号は図10
の端子4と同じ入力信号となっている。従って電機子コ
イル32a,32b,32cの位置検知信号による通電
制御は図10の場合と全く同様となる。電機子コイルの
チョッパ制御はすべて同様なので、電機子コイル32a
を例として説明する。電機子コイル32aの電流が増大
して、オペアンプ40aの+端子の入力電圧が基準電圧
端子40の電圧を越えると、反転回路28bの出力は所
定時間だけローレベルに転化するので、トランジスタ4
7は不導通に転化する。従って電機子コイル32aの電
流は減少し、次に増大し再び減少するチョッパ回路とな
る。通電電流値は端子40の電圧により規制される。チ
ョッパ制御中に電機子コイル32aの磁気エネルギはダ
イオード47aを介して放電されるので図10の場合の
コンデンサ41aに静電エネルギとして蓄積される作用
効果はない。図14のタイムチャートにおいて、曲線3
1a,31b,31cは、位置検知信号曲線36a,3
6b,…と曲線43a,…による電機子コイル32a,
32dの通電曲線である。曲線31d,31eは同じく
電機子コイル32b,32eの通電曲線である。曲線3
1f,31g,31hも同じく電機子コイル32c,3
2fの通電曲線を示している。
【0024】本発明の技術は2相全波通電の電動機に適
用することができる。次にその詳細を説明する。この場
合の平面図は省略してあるが、展開図が図5に示されて
いる。図5において、円環部16及び磁極16a,16
b,…は、珪素鋼板を積層化する周知の手段により作ら
れ、図示しない外筺に固定されて電機子となる。記号
1.6の部分は磁路となる磁心である。磁極16a,1
6b,…には、電機子コイル17a,17b,…が捲着
されている。回転子1の外周部には、突極1a,1b,
…が設けられ、磁極16a,16b,…と0.1〜0.
2ミリメートル位の空隙を介して対向している。回転子
1も、電機子16と同じ手段により作られている。突極
は6個となり、等しい離間角となっている。磁極16
a,16b,…の先端部の巾は120度で8個が等しい
ピッチで配設されている。電機子コイル17b,17f
が通電されると、突極1b,1eが吸引されて、矢印A
方向に回転する。90度回転すると、電機子コイル17
b,17fの通電が停止され、電機子コイル17c,1
7gが通電されるので、突極1c,1fによるトルクが
発生する。磁極16b,16cはN極,磁極16f,1
6gはS極となる。かかる極性の磁化は磁束の洩れによ
る反トルクを小さくする為である。次の90度の回転で
は、磁極16d,16hは図示のN,S極性となる。次
の90度の回転、その次の90度の回転では各磁極は、
順次に図示の極性に磁化される。
用することができる。次にその詳細を説明する。この場
合の平面図は省略してあるが、展開図が図5に示されて
いる。図5において、円環部16及び磁極16a,16
b,…は、珪素鋼板を積層化する周知の手段により作ら
れ、図示しない外筺に固定されて電機子となる。記号
1.6の部分は磁路となる磁心である。磁極16a,1
6b,…には、電機子コイル17a,17b,…が捲着
されている。回転子1の外周部には、突極1a,1b,
…が設けられ、磁極16a,16b,…と0.1〜0.
2ミリメートル位の空隙を介して対向している。回転子
1も、電機子16と同じ手段により作られている。突極
は6個となり、等しい離間角となっている。磁極16
a,16b,…の先端部の巾は120度で8個が等しい
ピッチで配設されている。電機子コイル17b,17f
が通電されると、突極1b,1eが吸引されて、矢印A
方向に回転する。90度回転すると、電機子コイル17
b,17fの通電が停止され、電機子コイル17c,1
7gが通電されるので、突極1c,1fによるトルクが
発生する。磁極16b,16cはN極,磁極16f,1
6gはS極となる。かかる極性の磁化は磁束の洩れによ
る反トルクを小さくする為である。次の90度の回転で
は、磁極16d,16hは図示のN,S極性となる。次
の90度の回転、その次の90度の回転では各磁極は、
順次に図示の極性に磁化される。
【0025】上述した励磁により、回転子1は、矢印A
方向に回転して2相の全波通電の電動機となるものであ
る。通電区間の巾が90度より大きくても同じく回転す
る。電機子コイルの捲着される磁極の巾は120度とな
っているので、捲着空間が大きくなる。次に図12につ
いて電機子コイルの通電制御を説明する。図12におい
て、電機子コイルK,Mは、図5の電機子コイル17
a,17e及び17c,17gをそれぞれ示し、2個の
電機子コイルは、直列若しくは並列に接続されている。
電機子コイルK,Mの下端には、それぞれトランジスタ
20a,20c,が挿入されている。トランジスタ20
a,20c,は、半導体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2a,2bより供電が行なわれている。端子4
2a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20aが導通して、電機子コイルKが通電され
る。端子42c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20cが導通して、電機子コイルMが
通電される。図5の回転子3は導体板で作られ、回転子
1と同軸で同期回転しているものである。回転子3には
突出部3a,3b,…が設けられ、突出部の巾は90度
乃至150度である。コイル10d,10e,10d,
10eは、前述したコイル10a,10b,10cと同
じ構成のもので、突出部3a,3b,…に対向し、コイ
ル10d,10eは90度離間し、コイル10d,10
eはそれぞれコイル10d,10eより180度離間し
ている。
方向に回転して2相の全波通電の電動機となるものであ
る。通電区間の巾が90度より大きくても同じく回転す
る。電機子コイルの捲着される磁極の巾は120度とな
っているので、捲着空間が大きくなる。次に図12につ
いて電機子コイルの通電制御を説明する。図12におい
て、電機子コイルK,Mは、図5の電機子コイル17
a,17e及び17c,17gをそれぞれ示し、2個の
電機子コイルは、直列若しくは並列に接続されている。
電機子コイルK,Mの下端には、それぞれトランジスタ
20a,20c,が挿入されている。トランジスタ20
a,20c,は、半導体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2a,2bより供電が行なわれている。端子4
2a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20aが導通して、電機子コイルKが通電され
る。端子42c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20cが導通して、電機子コイルMが
通電される。図5の回転子3は導体板で作られ、回転子
1と同軸で同期回転しているものである。回転子3には
突出部3a,3b,…が設けられ、突出部の巾は90度
乃至150度である。コイル10d,10e,10d,
10eは、前述したコイル10a,10b,10cと同
じ構成のもので、突出部3a,3b,…に対向し、コイ
ル10d,10eは90度離間し、コイル10d,10
eはそれぞれコイル10d,10eより180度離間し
ている。
【0026】図6は上述したコイルより位置検知信号を
得る電気回路である。発振器10,コイル10d,抵抗
15a,15b,…,オペアンプ13等は、図7の同一
記号のものと同じ部材である。従って端子7aより、1
20度の巾の突出部3a,3b,…と同じ巾と位相差を
有する矩形波の電気信号が得られる。コイル10dより
得られる位置検知信号が図16のタイムチヤートにおい
て、曲線50a,50b,…として示されている。コイ
ル10eを含む同じ構成のブロック回路8a,コイル1
0d,10eを含む同じ構成のブロック回路8b,8c
の端子7b,7c,7dより位置検知信号が得られる。
端子7bの出力信号は、図16において曲線52a,5
2b,…として示され、端子7c,7dの出力信号は,
それぞれ曲線51a,51b,…及び曲線53a,53
b,…として示されている。各曲線の巾は120度で、
順次に位相が90度おくれている。図5の突出部3a,
3b,…の巾を90度に変更すると、コイル10d,1
0e,10d,10eより得られる位置検知信号は図1
1のタイムチヤートにおいて、曲線54a,54b,
…,曲線55a,55b,…,曲線56a,56b,
…,曲線57a,57b,…として示されている。各曲
線の巾は90度で、順次に位相が90度おくれている。
矢印50は180度の区間を示している。
得る電気回路である。発振器10,コイル10d,抵抗
15a,15b,…,オペアンプ13等は、図7の同一
記号のものと同じ部材である。従って端子7aより、1
20度の巾の突出部3a,3b,…と同じ巾と位相差を
有する矩形波の電気信号が得られる。コイル10dより
得られる位置検知信号が図16のタイムチヤートにおい
て、曲線50a,50b,…として示されている。コイ
ル10eを含む同じ構成のブロック回路8a,コイル1
0d,10eを含む同じ構成のブロック回路8b,8c
の端子7b,7c,7dより位置検知信号が得られる。
端子7bの出力信号は、図16において曲線52a,5
2b,…として示され、端子7c,7dの出力信号は,
それぞれ曲線51a,51b,…及び曲線53a,53
b,…として示されている。各曲線の巾は120度で、
順次に位相が90度おくれている。図5の突出部3a,
3b,…の巾を90度に変更すると、コイル10d,1
0e,10d,10eより得られる位置検知信号は図1
1のタイムチヤートにおいて、曲線54a,54b,
…,曲線55a,55b,…,曲線56a,56b,
…,曲線57a,57b,…として示されている。各曲
線の巾は90度で、順次に位相が90度おくれている。
矢印50は180度の区間を示している。
【0027】図12の端子42a,42cより入力され
る第1の相の第1,第1の位置検知信号はそれぞれ曲線
50a,50b,…と曲線51a,51b,…となって
いる。端子42b,42dに入力される第2の相の第
2,第2の位置検知信号は、それぞれ曲線52a,52
b,…と曲線53a,53b,…となる。第1,第1の
位置検知信号がそれぞれ端子42a,42cに入力され
るので、各トランジスタの導通制御が行なわれて、第1
の相の電機子コイルKと電機子コイルMが各位置検知信
号に対応して120度の巾の通電が行なわれる。第2,
第2の位置検知信号が端子42b,42dに入力される
ので、トランジスタ20b,20dの通電制御が行なわ
れて、第2の相の電機子コイルLとNが120度の巾の
通電となる。例えば電機子コイルNの通電電流は図14
の1段目の曲線27a,27b,27cで示される。ト
ルク発生の状態とその特徴は、前述した実施例図10と
全く同様である。オペアンプ40a,基準電圧端子40
の電圧、抵抗22a,微分回路40b,単安定回路28
a,反転回路28b,アンド回路24a,24b,…に
よる通電電流のチョッパ制御により、所定の値の電流値
とする作用も前実施例と同様である。トランジスタ5
b,5cSCR5a,ブロック回路4a,4bの作用効
果も同様で、曲線27の立上がりを急速とし、曲線27
b部の降下を急速とする作用効果がある。端子4の入力
は端子42cの入力と同じ位置検知信号となっているの
で、コンデンサ41dの高電圧が電機子コイルMに印加
されて通電電流の立上りを急速とする。ブロック回路4
6bは、トランジスタ5b,5c,SCR5aと同じ回
路で回路で端子46−2には端子42bの入力信号と同
じ位置検知信号が入力される。従って、端子42bの入
力位置検知信号の始端部の所定の巾の電気パルスにより
ブロック回路46bを導通して、コンデンサ41cの高
電圧を電機子コイルLに印加する。チョッパ回路によ
り、コンデンサ41a,41b,41c,41dの静電
エネルギを増大して、電機子コイル間の磁気エネルギ移
動時の銅損と鉄損によるエネルギ損失を補填する作用も
前実施例と同様である。
る第1の相の第1,第1の位置検知信号はそれぞれ曲線
50a,50b,…と曲線51a,51b,…となって
いる。端子42b,42dに入力される第2の相の第
2,第2の位置検知信号は、それぞれ曲線52a,52
b,…と曲線53a,53b,…となる。第1,第1の
位置検知信号がそれぞれ端子42a,42cに入力され
るので、各トランジスタの導通制御が行なわれて、第1
の相の電機子コイルKと電機子コイルMが各位置検知信
号に対応して120度の巾の通電が行なわれる。第2,
第2の位置検知信号が端子42b,42dに入力される
ので、トランジスタ20b,20dの通電制御が行なわ
れて、第2の相の電機子コイルLとNが120度の巾の
通電となる。例えば電機子コイルNの通電電流は図14
の1段目の曲線27a,27b,27cで示される。ト
ルク発生の状態とその特徴は、前述した実施例図10と
全く同様である。オペアンプ40a,基準電圧端子40
の電圧、抵抗22a,微分回路40b,単安定回路28
a,反転回路28b,アンド回路24a,24b,…に
よる通電電流のチョッパ制御により、所定の値の電流値
とする作用も前実施例と同様である。トランジスタ5
b,5cSCR5a,ブロック回路4a,4bの作用効
果も同様で、曲線27の立上がりを急速とし、曲線27
b部の降下を急速とする作用効果がある。端子4の入力
は端子42cの入力と同じ位置検知信号となっているの
で、コンデンサ41dの高電圧が電機子コイルMに印加
されて通電電流の立上りを急速とする。ブロック回路4
6bは、トランジスタ5b,5c,SCR5aと同じ回
路で回路で端子46−2には端子42bの入力信号と同
じ位置検知信号が入力される。従って、端子42bの入
力位置検知信号の始端部の所定の巾の電気パルスにより
ブロック回路46bを導通して、コンデンサ41cの高
電圧を電機子コイルLに印加する。チョッパ回路によ
り、コンデンサ41a,41b,41c,41dの静電
エネルギを増大して、電機子コイル間の磁気エネルギ移
動時の銅損と鉄損によるエネルギ損失を補填する作用も
前実施例と同様である。
【0028】ブロック回路46b及びSCR5aの回路
が削除された場合を次に説明する。この場合には、各電
機子コイルの1つの通電が断たれたときにその磁気エネ
ルギは、電機子コイルK→ダイオード21a→電機子コ
イルN→ダイオード21d→電機子コイルM→ダイオー
ド21c→電機子コイルL→ダイオード21b→電機子
コイルKの閉回路を介して放電されるので、コンデンサ
41a,41b,41c,41dを高電圧に充電するこ
とが不可能となり本発明の目的が失なわれる。電機子コ
イルは4個あるが、上述した不都合を防止する為の手段
はブロック回路46bとSCR5aを含む回路2個です
み、従って回路が簡素化されることが本発明の特徴とな
っている。
が削除された場合を次に説明する。この場合には、各電
機子コイルの1つの通電が断たれたときにその磁気エネ
ルギは、電機子コイルK→ダイオード21a→電機子コ
イルN→ダイオード21d→電機子コイルM→ダイオー
ド21c→電機子コイルL→ダイオード21b→電機子
コイルKの閉回路を介して放電されるので、コンデンサ
41a,41b,41c,41dを高電圧に充電するこ
とが不可能となり本発明の目的が失なわれる。電機子コ
イルは4個あるが、上述した不都合を防止する為の手段
はブロック回路46bとSCR5aを含む回路2個です
み、従って回路が簡素化されることが本発明の特徴とな
っている。
【0029】端子42a,42cに図16の曲線54
a,54b,…と曲線56a,56b,…の電気信号を
入力し、端子42b,42dに曲線55a,55b,…
と曲線57a,57b,…の電気信号を入力すると、9
0度の巾の通電とすることができる。90度の巾の通電
のときには、出力トルクは減少するが、高速度(出力1
Kwで10万回転毎分)の運転が可能である。120度
の巾のときには、回転速度が1/2位に低下するが、出
力トルクが増大する特徴がある。図5において、磁極巾
を180度とし、突極数を10個としても実施すること
ができる。又磁極巾を120度として、磁極数を8n個
(nは正整数)としても実施できる。この場合には対応
して突極数も増大する。磁極数を増加すると出力トルク
が増大する。しかし回転速度は低下する。図14の3段
目の曲線30a,30b,…は、励磁コイルK,Mの通
電電流を示し、曲線30c,30dは励磁コイルL,N
の通電電流を示している。曲線54a,55a,56
a,57aは位置検知信号曲線である。通電区間は90
度で出力トルクも連続し、重なる部分がないのでリプル
トルクも少なくなる特徴がある。各実施例において、磁
極と突極に歯を設けることにより、出力トルクを増大で
きる。本発明装置では高速回転転ができる構成となって
いるので、出力トルクの増大できる利点のみが得られて
有効な技術手段を供与できる。図1の実施例において、
磁極数を2n個(nは3以上の正整数)としても実施で
きる。突極数は対応して多くなる。出力トルクが増大し
て、しかも回転速度を低下しない作用効果がある。径の
大きい電動機に有効な技術となる。
a,54b,…と曲線56a,56b,…の電気信号を
入力し、端子42b,42dに曲線55a,55b,…
と曲線57a,57b,…の電気信号を入力すると、9
0度の巾の通電とすることができる。90度の巾の通電
のときには、出力トルクは減少するが、高速度(出力1
Kwで10万回転毎分)の運転が可能である。120度
の巾のときには、回転速度が1/2位に低下するが、出
力トルクが増大する特徴がある。図5において、磁極巾
を180度とし、突極数を10個としても実施すること
ができる。又磁極巾を120度として、磁極数を8n個
(nは正整数)としても実施できる。この場合には対応
して突極数も増大する。磁極数を増加すると出力トルク
が増大する。しかし回転速度は低下する。図14の3段
目の曲線30a,30b,…は、励磁コイルK,Mの通
電電流を示し、曲線30c,30dは励磁コイルL,N
の通電電流を示している。曲線54a,55a,56
a,57aは位置検知信号曲線である。通電区間は90
度で出力トルクも連続し、重なる部分がないのでリプル
トルクも少なくなる特徴がある。各実施例において、磁
極と突極に歯を設けることにより、出力トルクを増大で
きる。本発明装置では高速回転転ができる構成となって
いるので、出力トルクの増大できる利点のみが得られて
有効な技術手段を供与できる。図1の実施例において、
磁極数を2n個(nは3以上の正整数)としても実施で
きる。突極数は対応して多くなる。出力トルクが増大し
て、しかも回転速度を低下しない作用効果がある。径の
大きい電動機に有効な技術となる。
【0030】次に図13の実施例について説明する。本
実施例は2相,3相の全波通電の電動機に適用できる手
段で、図13は3相の場合の第1の相の第1,第1の電
機子コイル32a,32dを例として示したものであ
る。他の第2,第3の相の電機子コイルも同じ手段によ
り目的が達成されるものである。図13において、ブロ
ック回路Cは図12のアンド回路24a,24b,…を
略示したものである。ブロック回路Dは同じくオペアン
プ40a,微分回路40b,単安定回路28a等を略示
したものである。従ってチョッパ回路を構成して電機子
コイル32a,32dの電流を所定値に保持している。
電機子コイル32a→ダイオード21a→電機子コイル
32d→ダイオード21d→電機子コイル32aで示す
閉回路はSCR5aにより遮断されている。従って、前
実施例と同様に、端子4に端子42aの入力位置検知信
号を入力せしめることにより同じ目的が達成され、トラ
ンジスタ20a,20dが不導通に転化したときに電機
子コイル32a,32dの蓄積磁気エネルギはそれぞれ
コンデンサ41a,41dを充電して高電圧に保持し、
この高電圧により通電電流の立上りを急速とする作用効
果がある。図示していない他の第2,第3の相の2組の
電機子コイルについても同じ手段が採用され、その作用
効果も同様である。以上の説明より判るように、閉回路
を遮断する手段(SCR5a)は電機子コイルの数の1
/2でよく回路が簡素化される特徴がある。
実施例は2相,3相の全波通電の電動機に適用できる手
段で、図13は3相の場合の第1の相の第1,第1の電
機子コイル32a,32dを例として示したものであ
る。他の第2,第3の相の電機子コイルも同じ手段によ
り目的が達成されるものである。図13において、ブロ
ック回路Cは図12のアンド回路24a,24b,…を
略示したものである。ブロック回路Dは同じくオペアン
プ40a,微分回路40b,単安定回路28a等を略示
したものである。従ってチョッパ回路を構成して電機子
コイル32a,32dの電流を所定値に保持している。
電機子コイル32a→ダイオード21a→電機子コイル
32d→ダイオード21d→電機子コイル32aで示す
閉回路はSCR5aにより遮断されている。従って、前
実施例と同様に、端子4に端子42aの入力位置検知信
号を入力せしめることにより同じ目的が達成され、トラ
ンジスタ20a,20dが不導通に転化したときに電機
子コイル32a,32dの蓄積磁気エネルギはそれぞれ
コンデンサ41a,41dを充電して高電圧に保持し、
この高電圧により通電電流の立上りを急速とする作用効
果がある。図示していない他の第2,第3の相の2組の
電機子コイルについても同じ手段が採用され、その作用
効果も同様である。以上の説明より判るように、閉回路
を遮断する手段(SCR5a)は電機子コイルの数の1
/2でよく回路が簡素化される特徴がある。
【0031】次に本発明の手段をマグネット回転子を有
する3相直流電動機に適用した実施例を図9の展開図に
つき説明する。図9において、記号16はマグネット回
転子で矢印A方向に回転する。そのN,S磁極は記号1
6a,16b,…として示される。マグネット回転子1
6は、励磁コイルで励磁される電磁石の場合もある。第
1の相の電機子コイル32a,32dはバイファラ巻き
されて直流電源正極2aよりダイオード(図示していな
い)を介して供電される。このダイオードは前実施例の
ダイオード49a,49b,…に対応するものである。
電機子コイル32a,32dは矢印方向に通電されるの
で往復通電と同じ作用効果がある。第2,第3の相も同
じくバイファラ巻きされた2個1組の電機子コイル32
b,32e及び電機子コイル32c,32fにより構成
されているが点線で略示してある。位置検知信号はマグ
ネット回転子16の各磁極に対向する3個のホール素子
により周知の手段により得ることができる。位置検知信
号は図15の曲線と同じもので、電機子コイル32a,
32dの通電制御をする位置検知信号は曲線36a,3
6b,…と曲線43a,43b,…となる。電機子コイ
ル32b,32eと電機子コイル32c,32fの通電
制御をする位置検知信号は曲線35a,35b,…,曲
線44a,44b,…と曲線36a,36b,…,曲線
45a,45b…となる。
する3相直流電動機に適用した実施例を図9の展開図に
つき説明する。図9において、記号16はマグネット回
転子で矢印A方向に回転する。そのN,S磁極は記号1
6a,16b,…として示される。マグネット回転子1
6は、励磁コイルで励磁される電磁石の場合もある。第
1の相の電機子コイル32a,32dはバイファラ巻き
されて直流電源正極2aよりダイオード(図示していな
い)を介して供電される。このダイオードは前実施例の
ダイオード49a,49b,…に対応するものである。
電機子コイル32a,32dは矢印方向に通電されるの
で往復通電と同じ作用効果がある。第2,第3の相も同
じくバイファラ巻きされた2個1組の電機子コイル32
b,32e及び電機子コイル32c,32fにより構成
されているが点線で略示してある。位置検知信号はマグ
ネット回転子16の各磁極に対向する3個のホール素子
により周知の手段により得ることができる。位置検知信
号は図15の曲線と同じもので、電機子コイル32a,
32dの通電制御をする位置検知信号は曲線36a,3
6b,…と曲線43a,43b,…となる。電機子コイ
ル32b,32eと電機子コイル32c,32fの通電
制御をする位置検知信号は曲線35a,35b,…,曲
線44a,44b,…と曲線36a,36b,…,曲線
45a,45b…となる。
【0032】通電制御回路は3相全波のリラクタンス型
の同一記号の電機子コイルと全く同じで前述した図10
若しくは図13の手段を使用することにより本発明の目
的が達成される。図9のブロック回路Sは図10若しく
は図13のトランジスタ20a,20b,…,ダイオー
ド21a,21b,…,コンデンサ41a,41b,…
等の電流制御手段を含む回路を示しいてるものである。
電機子コイルの通電電流の立上りと降下を急速とするS
CR5aを含む回路の数は図10の回路の場合は電機子
コイルの数の2/3ですみ、図13の回路の場合には1
/2ですむので回路が簡素化される特徴がある。SCR
5aの代りに他の半導体素子を利用しても本発明の目的
を達成することができる。
の同一記号の電機子コイルと全く同じで前述した図10
若しくは図13の手段を使用することにより本発明の目
的が達成される。図9のブロック回路Sは図10若しく
は図13のトランジスタ20a,20b,…,ダイオー
ド21a,21b,…,コンデンサ41a,41b,…
等の電流制御手段を含む回路を示しいてるものである。
電機子コイルの通電電流の立上りと降下を急速とするS
CR5aを含む回路の数は図10の回路の場合は電機子
コイルの数の2/3ですみ、図13の回路の場合には1
/2ですむので回路が簡素化される特徴がある。SCR
5aの代りに他の半導体素子を利用しても本発明の目的
を達成することができる。
【0033】
【発明の効果】第1の効果 第1の効果 電機子コイルの通電制御の為のパワ素子が
電源負極側に1個ですみ廉価となる。 第2の効果 高速回転(毎分10万回転位までの回転)
の電動機が得られ、減トルクと反トルクの発生を防止で
きるので高効率が得られる。1つの電機子コイルの通電
が停止されたときに、その蓄積磁気エネルギをコンデン
サの静電エネルギとして転化し、それを次に通電すべき
電機子コイルの磁気エネルギに転化している。従って、
該コンデンサの容量を変更することにより、通電電流の
立上がりと降下を必要な速さで制御できるので、高速回
転で効率の良い電動機を得ることができる。 第3の効果 チョッパ回路により電機子電流を設定値に
保持し若しくは定速制御を行なうことができるととも
に、チョッパ作用を利用してインダクタンスコイルに蓄
積された磁気エネルギにより、電機子コイル間を磁気エ
ネルギが移動するときの電機子コイルの銅損と磁心の鉄
損を補填している。従って、電機子コイルの通電電流の
立上がりと降下を著しく急速とすることができるので、
高速で出力トルクの大きい電動機が得られる。又低電圧
電源でも駆動することができる。
電源負極側に1個ですみ廉価となる。 第2の効果 高速回転(毎分10万回転位までの回転)
の電動機が得られ、減トルクと反トルクの発生を防止で
きるので高効率が得られる。1つの電機子コイルの通電
が停止されたときに、その蓄積磁気エネルギをコンデン
サの静電エネルギとして転化し、それを次に通電すべき
電機子コイルの磁気エネルギに転化している。従って、
該コンデンサの容量を変更することにより、通電電流の
立上がりと降下を必要な速さで制御できるので、高速回
転で効率の良い電動機を得ることができる。 第3の効果 チョッパ回路により電機子電流を設定値に
保持し若しくは定速制御を行なうことができるととも
に、チョッパ作用を利用してインダクタンスコイルに蓄
積された磁気エネルギにより、電機子コイル間を磁気エ
ネルギが移動するときの電機子コイルの銅損と磁心の鉄
損を補填している。従って、電機子コイルの通電電流の
立上がりと降下を著しく急速とすることができるので、
高速で出力トルクの大きい電動機が得られる。又低電圧
電源でも駆動することができる。
【0034】
【図1】本発明による3相片波リラクタンス型電動機の
平面図
平面図
【図2】本発明による3相全波リラクタンス型電動機の
平面図
平面図
【図3】図1の電動機の固定電機子と回転子の展開図
【図4】図2の電動機の固定電機子と回転子の展開図
【図5】2相全波通電のリラクタンス型電動機の固定電
機子と回転子の展開図
機子と回転子の展開図
【図6】2相の位置検知装置の電気回路図
【図7】3相の位置検知装置の電気回路図
【図8】従来の電機子コイルの通電制御回路図
【図9】マグネット回転子を有する3相直流電動機の固
定電機子とマグネット回転子の展開図
定電機子とマグネット回転子の展開図
【図10】3相全波若しくは片波通電のリラクタンス型
電動機の電機子コイルの通電制御回路図
電動機の電機子コイルの通電制御回路図
【図11】3相片波通電のリラクタンス型電動機の電機
子コイルの通電制御回路回路図
子コイルの通電制御回路回路図
【図12】2相全波通電のリラクタンス型電動機の電機
子コイルの通電制御回路図
子コイルの通電制御回路図
【図13】3相全波通電のリラクタンス型電動機の第1
の相の電機子コイルの通電制御回路図
の相の電機子コイルの通電制御回路図
【図14】位置検知信号と電機子電流のタイムチャート
【図15】3相のリラクタンス型電動機の位置検知信号
のタイムチャート
のタイムチャート
【図16】2相のリラクタンス型電動機の位置検知信号
のタイムチャート
のタイムチャート
【0035】
1,1a,1b,…、3,3a,3b,… 回転子と突
極 5 回転軸 16,16a,16b,… 電機子と磁極 17a,17b,…、6a,6b 電機子イル 9 外筺 10a,10b,10c,10d,10e,10d,1
0e…位置検知コイル 32a,32b,…,32f 電機子コイル K,L,M,N 電機子コイル S,G 電機子コイルの通電制御をするブロック回路 46a,46b ブロック回路 40 基準電圧端子 2a,2b 直流電源端子 40b 微分回路 28a 単安定回路 C,D チョッパ作用を有するブロック回路 18,8a,8b,8c14a,14b 位置検知信号
を得るブロック回路 9a,9b,9c… トルク曲線 16,16a,16b,… マグネット回転子と磁極
極 5 回転軸 16,16a,16b,… 電機子と磁極 17a,17b,…、6a,6b 電機子イル 9 外筺 10a,10b,10c,10d,10e,10d,1
0e…位置検知コイル 32a,32b,…,32f 電機子コイル K,L,M,N 電機子コイル S,G 電機子コイルの通電制御をするブロック回路 46a,46b ブロック回路 40 基準電圧端子 2a,2b 直流電源端子 40b 微分回路 28a 単安定回路 C,D チョッパ作用を有するブロック回路 18,8a,8b,8c14a,14b 位置検知信号
を得るブロック回路 9a,9b,9c… トルク曲線 16,16a,16b,… マグネット回転子と磁極
Claims (3)
- 【請求項1】固定電機子と磁性体回転子を備えた複数相
のリラクタンス型電動機において、磁性体回転子の外周
面に等しい巾と等しい離間角で配設された複数個の突極
と、固定電機子の内周面より突出され、軸対称の位置に
ある磁極が同相となり、突極と僅かな空隙を介して対向
し、等しいピッチで配設されるとともに、電機子コイル
の装着される磁極の円周方向の巾が電気角で120度よ
り180度までの巾の2n個(nは3以上の正整数)の
磁極と、該磁極に装着された複数相の電機子コイルと、
突極の回転位置を検知して、複数相の位置検知信号を得
る位置検知装置と、各電機子コイルの電源負極側に挿入
された1個のスイッチング素子と、各電機子コイルの電
源正極側に順方向に挿入された1個の第1のダイオード
と、該ダイオードと電機子コイルとスイッチング素子の
直列接続体に供電する直流電源と、複数相の位置検知信
号によりそれぞれ対応する複数相の電機子コイルに接続
したスイッチング素子を位置検知信号の巾だけ導通して
電機子コイルに通電して出力トルクを得る通電制御回路
と、スイッチング素子が位置検知信号の末端で不導通に
転化したときに、該スイッチング素子と電機子コイルと
の接続点より、第2のダイオードを介して電機子コイル
に蓄積された磁気エネルギを小容量のコンデンサに流入
充電して保持するように各電機子コイルに並列に接続さ
れた小容量のコンデンサと第2のダイオードの直列接続
体と、該小容量のコンデンサと第2のダイオードの接続
点と他の所定の電機子コイルと第1のダイオードとの接
続点を接続して得られる閉回路と、該閉回路に含まれる
少なくとも2個の電機子コイルと第1のダイオードの接
続点と小容量のコンデンサの正電圧端子との間に順方向
に挿入された導通制御の行なわれる半導体素子と、スイ
ッチング素子が位置検知信号の末端で不導通に転化した
ときに、付設された小容量のコンデンサの第2のダイオ
ードを介する前述した充電により電機子コイルの通電電
流の降下を急速とし、磁性体回転子が設定された角度だ
け回転して、位置検知信号により導通されるスイッチン
グ素子を介して電機子コイルの通電が開始されたとき
に、該スイッチング素子の導通と同期してその導通初期
の区間のみ導通される前記した半導体素子を介して第1
のダイオードと該電機子コイルの接続点より前記した小
容量のコンデンサに蓄積した静電エネルギを流入せしめ
て通電電流の立上りを急速とする電気回路と、電機子コ
イルの通電電流が所定値を越えて増大したことを検出し
て検出電気信号を得る検出回路と、該検出電気信号によ
り該電機子コイルの通電を停止し、所定時間後に通電を
開始して通電電流を所定値に保持持するチョッパ回路と
より構成されたことを特徴とする高速電動機。 - 【請求項2】固定電機子とマグネット回転子を備えた複
数相の直流電動機において、マグネット回転子の外周面
に等しい巾でN,S磁極が交互に配設された複数個の
N,S磁極と、該N,S磁極と僅かな空隙を介して対向
し、等しいピッチで配設されるとともに、電機子コイル
の装着される磁極の円周方向の巾が電気角で120度よ
り180度までの巾の3n個(nは正整数)の界磁磁極
と、該磁極に装着された複数相のバイフアラ巻きされた
電機子コイルと、N,S磁極の回転位置を検知して、電
気角で120度の巾で360度の位相差のある矩形波の
第1の相の位置検知信号ならびに第1の相の位置検知信
号と同じ波形と位相差を有し、第1の相の位置検知信号
よりそれぞれ位相が順次に電気角で120度おくれた第
2,第3の相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、各電機子コイルの電源負
極側に挿入された1個のスイッチング素子と、各電機子
コイルの電源正極側に順方向に接続された1個の第1の
ダイオードと、該ダイオードと電機子コイルとスイッチ
ング素子の直列接続体に供電する直流電源と、第1,第
2,第3の相の位置検知信号によりそれぞれ対応する第
1,第2,第3の相のバイフアラ巻きされた電機子コイ
ルに接続したスイッチング素子を位置検知信号の巾だけ
導通して電機子コイルに通電して出力トルクを得る通電
制御回路と、スイッチング素子が位置検知信号の末端で
不導通に転化したときに、該スイッチング素子と電機子
コイルの接続点より、第2のダイオードを介して電機子
コイルに蓄積された磁気エネルギを小容量のコンデンサ
に流入充電して保持するように各電機子コイルに並列に
接続された小容量のコンデンサと第2のダイオードの直
列接続体と、該小容量のコンデンサと第2のダイオード
の接続点と他の所定の電機子コイルと第1のダイオード
との接続点を接続して得られる閉回路と、該閉回路に含
まれる少なくとも2個の電機子コイルと第1のダイオー
ドの接続点と小容量のコンデンサの正電圧端子との間に
順方向に挿入された導通制御の行なわれる半導体素子
と、スイッチング素子が位置検知信号の末端で不導通に
転化したときに、付設された小容量のコンデンサの第2
のダイオードを介する前述した充電により電機子コイル
の通電電流の降下を急速とし、マグネット回転子が設定
された角度だけ回転して、位置検知信号により導通され
るスイッチング素子を介して電機子コイルの通電が開始
されたときに、該スイッチング素子と同期してその導通
初期の区間のみ導通される前記した半導体素子を介して
第1のダイオードと該電機子コイルの接続点より前記し
た小容量のコンデンサに蓄積した静電エネルギを流入せ
しめて通電電流の立上りを急速とする電気回路と、電機
子コイルの通電電流が所定値を越えて増大したことを検
出して検出電気信号を得る検出回路と、該検出電気信号
により該電機子コイルの通電を停止し、所定時間後に通
電を開始して通電電流を所定値に保持するチョッパ回路
とより構成されたことを特徴とする高速電動機。 - 【請求項3】請求項1若しくは請求項2のいずれかの特
許請求の範囲において、電機子コイルの通電電流が所定
値を越えて増大したことを検出して検出電気信号を得る
検出回路と、該検出電気信号により該電機子コイルに接
続されたスイッチング素子を不導通に転化し、所定時間
後に導通せしめることにより通電電流を所定値に保持す
るチョッパ回路と、該チョッパ回路の作動中において、
スイッチング素子が不導通に転化したときに、第2のダ
イオードを介して小容量のコンデンサに磁気エネルギを
流入して静電エネルギをチョッパ周波数に対応して順次
に充電して保持する電気回路とより構成されたことを特
徴とする高速電動機。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4064366A JPH05219788A (ja) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | 高速電動機 |
PCT/JP1992/001319 WO1993009594A1 (en) | 1991-10-30 | 1992-10-09 | High speed motor |
US08/081,377 US5406184A (en) | 1991-10-30 | 1992-10-09 | High-speed plural-phase reluctance type motor including a plurality of semiconductor switching elements each repectively connected to one of a plurality of armature coils for quickly reducing or building up exciting current |
EP93909335A EP0564663B1 (en) | 1991-10-30 | 1992-10-09 | High speed motor |
DE69227891T DE69227891T2 (de) | 1991-10-30 | 1992-10-09 | Hochgeschwindigkeitsmotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4064366A JPH05219788A (ja) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | 高速電動機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05219788A true JPH05219788A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=13256204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4064366A Pending JPH05219788A (ja) | 1991-10-30 | 1992-02-05 | 高速電動機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05219788A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996015582A1 (fr) * | 1994-11-09 | 1996-05-23 | Kabushikigaisya Sekogiken | Moteur triphase a reluctance uniforme |
JP2009545291A (ja) * | 2006-07-26 | 2009-12-17 | パーマー,ロバート,エー. | 電動機 |
US9800111B2 (en) | 2008-08-15 | 2017-10-24 | Millennial Research Corporation | Regenerative motor and coil |
US10038349B2 (en) | 2008-08-15 | 2018-07-31 | Millennial Research Corporation | Multi-phase modular coil element for electric motor and generator |
-
1992
- 1992-02-05 JP JP4064366A patent/JPH05219788A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996015582A1 (fr) * | 1994-11-09 | 1996-05-23 | Kabushikigaisya Sekogiken | Moteur triphase a reluctance uniforme |
US5739613A (en) * | 1994-11-09 | 1998-04-14 | Kabushikigaisha Sekogiken | Flat three-phase reluctance type motor |
JP2009545291A (ja) * | 2006-07-26 | 2009-12-17 | パーマー,ロバート,エー. | 電動機 |
US8853907B2 (en) | 2006-07-26 | 2014-10-07 | Millennial Research Corporation | Electric motor |
US9800111B2 (en) | 2008-08-15 | 2017-10-24 | Millennial Research Corporation | Regenerative motor and coil |
US10038349B2 (en) | 2008-08-15 | 2018-07-31 | Millennial Research Corporation | Multi-phase modular coil element for electric motor and generator |
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