JPH05328646A - Low voltage motor - Google Patents
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- JPH05328646A JPH05328646A JP9959291A JP9959291A JPH05328646A JP H05328646 A JPH05328646 A JP H05328646A JP 9959291 A JP9959291 A JP 9959291A JP 9959291 A JP9959291 A JP 9959291A JP H05328646 A JPH05328646 A JP H05328646A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は全く新規な構造の低電
圧モータに関し、特に超低電圧，大電流，大トルクの低
電圧モータに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low voltage motor having a completely new structure, and more particularly to an ultra low voltage, large current, large torque low voltage motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の直流電動機は、速度トルク特性曲
線が一定でなく、このため負荷の特性によっては、系が
安定にならないという問題があった。また、従来の直流
電動機は、整流子やブラシをもっているので、始動時に
回路の全電流を加えて直接始動しようとすると、大電流
が流れて整流子，電機子巻線やブラシを損傷するため、
始動の際には電機子回路に直列に始動抵抗を入れて始動
電流を抑えるようにしていたが、これは電力のロスであ
るとともに、投入電力の割におおきな始動トルクは得ら
れないこととなった。また、始動の際には、界磁電流は
最大にして始動トルクを大きくし、速度上昇を速やかに
して過電流の流れる時間を短縮するようにしていたが、
これも電力のロスであった。また、電機子コイルには亀
の子コイルを用いており、これは図８に示すように、円
筒型鉄芯に対し、その軸方向に走る巻線８５１と、次の
同じく軸方向に走る巻線８５２とが円筒の中心軸から見
て所定角離れた位置に配置されているため、これらの巻
線８５１，８５２間をつなぐ部分８５１’，８５２’は
円筒体の側面でかなりの長さを有することとなり、これ
に流れる電流は、その発生する磁束が動力の発生に寄与
しないものであるため、無効電流となり、電力−動力変
換効率を悪化させる原因となっていた。2. Description of the Related Art A conventional DC motor has a problem that the speed torque characteristic curve is not constant and therefore the system is not stable depending on the characteristics of the load. In addition, since the conventional DC motor has a commutator and a brush, if you try to directly start by adding all the current of the circuit at the time of starting, a large current will flow and damage the commutator, the armature winding, and the brush.
At the time of starting, a starting resistor was inserted in series with the armature circuit to suppress the starting current, but this is a loss of power and a large starting torque cannot be obtained for the amount of input power. It was In addition, at the time of starting, the field current was maximized to increase the starting torque, the speed was increased quickly, and the time for overcurrent to flow was shortened.
This was also a power loss. Further, a tortoise coil is used as the armature coil. As shown in FIG. 8, this includes a winding 851 that runs in the axial direction of a cylindrical iron core and a winding that also runs in the next axial direction. Since the line 852 and the line 852 are arranged at positions separated by a predetermined angle from the center axis of the cylinder, the portions 851 ′ and 852 ′ connecting these windings 851 and 852 have a considerable length on the side surface of the cylinder. Since the current flowing therein has a magnetic flux that does not contribute to the generation of power, it becomes a reactive current, which causes deterioration of the power-power conversion efficiency.
【０００３】また、従来の誘導電動機は、鉄よりなる中
空円筒体からなる固定子の内側に溝を設けてここにコイ
ルを収納し、一方この固定子の内側に中空円筒の側面上
に位置する複数の導体からなり、その前後両端がエンド
リングで短絡されたかご形回転子を入れ、上記固定子内
に回転磁界が発生するよう、上記固定子のコイルに直
流、又は単相，２相，３相等の交流を印加して該固定子
内に回転磁界を発生させ、この回転磁界と、これにより
回転子の導体内に誘導される誘導電流との相互作用によ
って回転子を回転させるようにしたものである。Further, the conventional induction motor has a groove formed inside a stator made of a hollow cylindrical body made of iron to accommodate a coil therein, while being positioned inside the stator on the side surface of the hollow cylinder. A squirrel-cage rotor consisting of a plurality of conductors, whose front and rear ends are short-circuited by end rings, is inserted, so that a rotating magnetic field is generated in the stator. A three-phase alternating current is applied to generate a rotating magnetic field in the stator, and the rotor is rotated by the interaction between the rotating magnetic field and the induced current induced in the conductor of the rotor. It is a thing.
【０００４】ここで、この誘導電動機における回転磁界
の発生方法は、その駆動用の電源が、直流電源であるか
交流電源であるかによって、あるいは交流電源の相数が
いくつであるか等によって異なるものであり、以下代表
的な電源による回転磁界の発生方法について説明する。Here, the method of generating the rotating magnetic field in the induction motor differs depending on whether the driving power source is a DC power source or an AC power source, or the number of phases of the AC power source. A method of generating a rotating magnetic field by a typical power source will be described below.
【０００５】まず、直流電源により回転磁界を発生する
方法を図９について説明すると、この場合、固定子側に
回転子の回りに１２０度間隔で３つのコイルＡ〜Ｃを配
置し、さらに各コイルＡ〜Ｃに対向する位置に３つのコ
イルＡ′〜Ｃ′を配置し、対向するコイル同士を直列に
接続している。一方電源装置５０では、図９(a) に示す
ように、直流電源Ｅの正側端子及び負側端子間に、スイ
ッチ素子ＳＣＲ１とＳＣＲ４、ＳＣＲ２とＳＣＲ５、Ｓ
ＣＲ３とＳＣＲ６をそれぞれ直列に接続してなる第１〜
第３の直列接続体を並列に接続し、各直列接続体の接続
点Ｐ1 をコイルＡ，コイルＣ′に、接続点Ｐ2 をコイル
Ｂ，コイルＡ′に、接続点Ｐ3 をコイルＣ，コイルＢ′
に接続している。First, a method of generating a rotating magnetic field from a DC power source will be described with reference to FIG. 9. In this case, three coils A to C are arranged around the rotor on the stator side at 120 degree intervals, and further each coil is arranged. Three coils A ′ to C ′ are arranged at positions facing A to C, and the facing coils are connected in series. On the other hand, in the power supply device 50, as shown in FIG. 9A, the switch elements SCR1 and SCR4, SCR2 and SCR5, S are provided between the positive side terminal and the negative side terminal of the DC power source E.
1st which consists of CR3 and SCR6 respectively connected in series
The third series connection body is connected in parallel, and the connection point P 1 of each series connection body is connected to the coil A and the coil C ′, the connection point P 2 is connected to the coil B and the coil A ′, and the connection point P 3 is connected to the coil C. , Coil B '
Connected to.
【０００６】そして回転磁界の発生は、スイッチ素子Ｓ
ＣＲ1 〜ＳＣＲ6 を図９(b) の表のようにそのオン・オ
フの順序とその期間を制御することにより行う。すなわ
ち、モードＩでは、ＳＣＲ1 とＳＣＲ5 が２π／６の期
間導通となっているため、図９(a) の太線で示すような
回路が構成され、コイルＡ及びＡ′に直流電流が流れ
る。次のモードIIではＳＣＲ1 とＳＣＲ6 が導通とな
り、コイルＣ，Ｃ′に直流が流れる。従ってモードＩに
対してモードIIでは磁界が空間的に２π／６だけ時計方
向に回転したことになる。モードIII 〜モードVIに対し
てもまったく同様で、各モードごとに磁界は２π／６ず
つ回転移動し、これによって回転磁界が発生する。また
この回転速度はＳＣＲのオン・オフの周期を変えて自由
に調整できる。The rotation magnetic field is generated by the switch element S.
CR 1 to SCR 6 are performed by controlling the on / off sequence and the period thereof as shown in the table of FIG. 9 (b). That is, in mode I, since SCR 1 and SCR 5 are on for a period of 2π / 6, the circuit shown by the thick line in FIG. 9 (a) is configured, and a direct current flows through the coils A and A ′. .. In the next mode II, SCR 1 and SCR 6 become conductive and a direct current flows through the coils C and C '. Therefore, in mode II, the magnetic field spatially rotates clockwise by 2π / 6 with respect to mode I. This is exactly the same for Modes III to VI, and the magnetic field rotationally moves by 2π / 6 in each mode, whereby a rotating magnetic field is generated. The rotation speed can be freely adjusted by changing the on / off cycle of the SCR.
【０００７】次に３相交流による回転磁界の発生につい
て説明する。図１０(a) ，(b) に示すように対称３相巻
線７１，７２，７３に平衡３相交流ｉa ，ｉb ，ｉc が
流れると、図１０(c) の時刻ｔ1 では、ｉa ＝Ｉm ，ｉ
b ＝ｉc ＝−Ｉm ／２となり、これによる各巻線の起磁
力Ｆa ，Ｆb ，Ｆc は図１０(d) に示すようにａ相では
巻線軸方向に、ｂ相，ｃ相では各巻線軸と反対方向に発
生する。この結果これら３つの起磁力の空間ベクトルの
和として図に示す合成起磁力Ｆが生ずる。同様なことを
ｔ2 〜ｔ7 について行うと、図１０(d) に示すようにＦ
は時計方向に回転して、回転磁界が発生することにな
る。Next, generation of a rotating magnetic field due to three-phase alternating current will be described. FIG. 10 (a), the the symmetrical three-phase windings 71, 72 and 73 in balanced three-phase alternating current ia, ib, ic flows as (b), in the time t 1 in FIG. 10 (c), ia = I m , i
b = ic = -I m / 2, and the resulting magnetomotive forces Fa, Fb, Fc of each winding are as shown in Fig. 10 (d) in the winding axis direction in the a-phase and in the winding phases in the b-phase and c-phase. It occurs in the opposite direction. As a result, the combined magnetomotive force F shown in the figure is generated as the sum of the space vectors of these three magnetomotive forces. If the same thing is done for t 2 to t 7 , as shown in FIG.
Will rotate clockwise and a rotating magnetic field will be generated.
【０００８】また２相交流による回転磁界の発生は、図
１１(a) に示すように２相対称巻線８１，８２に位相が
９０度異なる平衡二相電圧、つまりｅx ＝Ｅm sin ωt
，ｅy ＝Ｅm cos ωt を印加すると（図１１(b) ）、
各巻線軸にはφx ，φY の二相交流磁束が生じ、この合
成磁界は周期Ｔ（＝２π／ω）の回転磁界となる。なお
図１１(c) は上記平衡２相電圧ｅx ，ｅy を合成した合
成電圧のオシロスコープによる表示を示している。Further, the generation of the rotating magnetic field by the two-phase AC causes the two-phase symmetrical windings 81 and 82 to have balanced two-phase voltages different in phase by 90 degrees, that is, e x = E m sin ωt, as shown in FIG.
, E y = E m cos ωt is applied (FIG. 11 (b)),
Two-phase AC magnetic fluxes of φ x and φ Y are generated on each winding axis, and this combined magnetic field becomes a rotating magnetic field of period T (= 2π / ω). It should be noted that FIG. 11 (c) shows a display of a combined voltage obtained by combining the balanced two-phase voltages e x and e y with an oscilloscope.
【０００９】さらに単相交流による回転磁界の発生は、
くまとりコイル方式とコンデンサ分相方式に分けられ
る。図１２に示すように固定子の突極８１１の一部にく
まとりコイル８１２を装着した状態で、巻線ｆに交流電
圧ｖを印加すると、移動磁界が生じる。すなわち図１３
(a) のように磁束が増大する場合、くまとりコイル８１
２で遮蔽されない部分Ａは、磁束が遅滞なく増大して磁
束密度は大になるが、くまとりコイルの装着部分Ｂはこ
れが磁束の変化を妨げるため、この部分の磁束密度は上
記Ａ部分より若干遅れて磁束密の状態になる（図１３
(b) ）。その後図１３(c) のようにＡ部分の磁束が減少
し始めると、Ｂ部分はくまとりコイルが前の磁束密の状
態を維持する方向に電流を誘導するため、このＢ部分は
Ａ部分よりややおくれて磁束粗になる（図１３(d) ）。
このようにして単相交流により移動磁界を発生すること
ができ、これによって回転磁界を発生することができ
る。Further, the generation of the rotating magnetic field by the single-phase alternating current is
It can be divided into the bear coil method and the capacitor phase-dividing method. When an AC voltage v is applied to the winding f in a state in which the shade coil 812 is attached to a part of the salient pole 811 of the stator as shown in FIG. 12, a moving magnetic field is generated. That is, FIG.
When the magnetic flux increases as in (a), the bear coil 81
In the part A not shielded by 2, the magnetic flux increases without delay and the magnetic flux density becomes large, but in the mounting part B of the shading coil, this hinders the change of the magnetic flux, so the magnetic flux density of this part is slightly smaller than that of the part A above. After that, the magnetic flux becomes dense (Fig. 13).
(b)). After that, when the magnetic flux in the A portion begins to decrease as shown in FIG. 13 (c), the B portion induces a current in the direction in which the bear coil keeps the previous magnetic flux dense state, so that the B portion is more than the A portion. The magnetic flux becomes coarse after a while (Fig. 13 (d)).
In this way, the moving magnetic field can be generated by the single-phase alternating current, and thus the rotating magnetic field can be generated.
【００１０】またコンデンサ分相方式では、図１４に示
すように全く相等しい抵抗Ｒ，リアクタンスＸL の第
１，第２の２つのコイル９１，９２を空間的に直交さ
せ、一方にコンデンサＸC を挿入し、図のように結線し
て単相電圧を印加すると、各コイル９１，９２に流れる
電流と電圧の関係は図１４(b) に示すようになって、第
１のコイル９１の電流ＩM と第２のコイル９２の電流Ｉ
A との間に位相差θが生じる。この結果固定子内で発生
する磁界も上記くまとりコイルの場合と同様移動するこ
ととなり、これによって回転磁界が発生し、回転子が回
転する。In the capacitor phase-dividing method, as shown in FIG. 14, the first and second coils 91 and 92 having exactly the same resistance R and reactance X L are spatially orthogonal to each other, and one of them is connected to the capacitor X C. Inserting and connecting as shown in the figure and applying a single-phase voltage, the relationship between the current flowing in each coil 91 and 92 and the voltage becomes as shown in Fig. 14 (b). I M and the current I of the second coil 92
A phase difference θ occurs with A. As a result, the magnetic field generated in the stator also moves in the same manner as in the case of the bear coil, and this causes a rotating magnetic field to rotate the rotor.
【００１１】しかしながら、このような従来の誘導電動
機においても、固定子コイルについては上記直流電動機
と同じ問題があり、また巻線形回転子を用いるもので
は、この巻線形回転子にもやはり亀の子コイルを用いて
いるため、電力−動力変換効率が悪いという問題があっ
た。However, even in such a conventional induction motor, the stator coil has the same problem as the above DC motor, and in the case of using the winding type rotor, the winding type rotor also has a turtle child. Since the coil is used, there is a problem that the power-power conversion efficiency is poor.
【００１２】また上記のような従来の単相誘導電動機で
は、回転磁界を発生するために固定子の突極にくまとり
コイルを装着したり、駆動電源の単相出力をコンデンサ
を用いて分相したりする必要がある。Further, in the conventional single-phase induction motor as described above, in order to generate a rotating magnetic field, a stator coil is attached to a salient pole of a stator, or a single-phase output of a driving power source is phase-divided by using a capacitor. I need to do it.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
に従来の直流または単相，２相，あるいは３相の誘導電
動機においては、固定子巻線あるいは電機子巻線のかな
りの部分に電動機の回転に寄与しない無効電流が流れて
いるということに着目し、このようなロスが全くなく、
超低電圧で、大電流，大トルクの得られる低電圧モータ
を得ることを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION In the conventional DC or single-phase, two-phase, or three-phase induction motor as described above, the motor is provided in a considerable portion of the stator winding or the armature winding. Paying attention to the fact that the reactive current that does not contribute to the rotation of is flowing, there is no such loss,
The purpose is to obtain a low-voltage motor that can obtain a large current and a large torque with an ultra-low voltage.
【００１４】またこの発明は、直流電源あるいは３相交
流電源の出力を、効率のよい波形の単相，２相，あるい
は多相の駆動電流に変換することができる電源装置を備
えた低電圧モータを得ることを目的とする。The present invention also provides a low-voltage motor equipped with a power supply device capable of converting the output of a DC power supply or a three-phase AC power supply into a single-phase, two-phase or multi-phase drive current having an efficient waveform. Aim to get.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】この発明に係る低電圧モ
ータは、円筒体の側面上の位置に該円筒の軸方向に形成
した、各組１本又は複数本からなる直線導体群を、複数
組有する固定子と、上記固定子の中空筒体の中に挿入さ
れ、あるいは固定子の円筒をその内部に含むように配置
され、筒体の側面上に該筒体の軸方向と平行な導体部分
を有する回転子とを備え、かつ上記複数の直線導体の２
点間に、各直線導体群ごとに異なる電圧を印加して、上
記固定子の回りに回転磁界を発生させ、上記回転子が固
定子に対し誘導電動機の原理によって回転駆動されるよ
うにしたものである。A low-voltage motor according to the present invention comprises a plurality of linear conductor groups each of which is formed in a position on a side surface of a cylinder in the axial direction of the cylinder and is composed of one or a plurality of groups. A stator having a pair, and a conductor inserted into the hollow cylindrical body of the stator or arranged so as to include the cylinder of the stator therein, and a conductor parallel to the axial direction of the cylindrical body on the side surface of the cylindrical body. A rotor having a portion, and 2 of the plurality of linear conductors
A different voltage is applied to each linear conductor group between the points to generate a rotating magnetic field around the stator so that the rotor is driven to rotate by the principle of an induction motor with respect to the stator. Is.
【００１６】またこの発明に係る低電圧モータは、電源
装置として、直流電源の正及び負電圧に接続された正側
及び負側接点を有し、正側及び負側接点のオン，オフあ
るいは正側，負側接点間での切換が可能なスイッチ回路
と、リアクタンス成分を有し該スイッチ回路に接続され
たリアクタンス回路とからなり、直流を交流に変換する
１つまたは複数の変換部と、上記直流電源の正及び負電
圧の中間電位に接続されたニュートラル端子と、上記ス
イッチ回路のオン，オフあるいは切換動作を制御する制
御回路とを備え、上記各変換部の出力端子とニュートラ
ル端子との間に単相交流を出力する，単相又は多相の交
流電源装置を用いたものである。The low-voltage motor according to the present invention has, as a power supply device, positive and negative contacts connected to the positive and negative voltages of a DC power source, and the positive and negative contacts are turned on, off, or positive. One or a plurality of converters, each of which includes a switch circuit capable of switching between the negative side contact and the negative side contact, and a reactance circuit having a reactance component and connected to the switch circuit; Between the neutral terminal connected to the intermediate potential between the positive and negative voltages of the DC power source and the control circuit for controlling the on / off or switching operation of the switch circuit, and between the output terminal and the neutral terminal of each conversion section. It uses a single-phase or multi-phase AC power supply device that outputs single-phase AC.
【００１７】この発明にかかる低電圧モータは、直流電
源の正及び負電圧に接続された正側及び負側接点を有
し、正側及び負側接点のオン，オフあるいは正側，負側
接点間での切換が可能なスイッチ回路と、リアクタンス
成分を有し該スイッチ回路に接続されたリアクタンス回
路とからなり、直流を交流に変換する３つの変換部と，
上記直流電源の正及び負電圧の中間電位に接続されたニ
ュートラル端子と，上記スイッチ回路のオン，オフある
いは切換動作を制御する制御回路とを備え，上記変換部
の出力端子とニュートラル端子との間に単相交流を出力
することにより直流電源より所要周波数の３相交流を出
力する直流−３相変換電源装置と、中空の円筒状筒体の
筒体面に該円筒の軸方向に形成された、その円周に沿っ
て等間隔に配置された各組複数本の６組の直線導体を有
する固定子と、上記固定子の中空筒体の中に挿入され、
筒体の側面上の位置に等角度間隔で配置された複数の棒
状導体と、これらすべての棒状導体の前，後端をそれぞ
れ接続する２つの円環状接続導体とからなる回転子とを
備え、上記固定子の６組の直線導体の相対向する一対の
組のすべての直線導体に上記直流−３相交流変換電源装
置で得られる３相交流のを、その各相出力を各対に対応
させて印加することにより、上記回転子と固定子とが相
対的に回転するようにしたものである。The low-voltage motor according to the present invention has positive and negative contacts connected to the positive and negative voltages of the DC power source, and turns ON and OFF the positive and negative contacts or the positive and negative contacts. A switch circuit capable of switching between the two, and a reactance circuit having a reactance component and connected to the switch circuit, and three conversion units for converting direct current to alternating current,
A neutral terminal connected to an intermediate potential between the positive and negative voltages of the DC power supply, and a control circuit for controlling the on / off or switching operation of the switch circuit, and between the output terminal of the converter and the neutral terminal. A DC-to-three-phase conversion power supply device that outputs a three-phase alternating current of a required frequency from a DC power supply by outputting a single-phase alternating current, and is formed in the axial direction of the cylinder on the cylindrical surface of a hollow cylindrical cylindrical body. A stator having six sets of linear conductors of a plurality of sets arranged at equal intervals along the circumference, and inserted into the hollow cylindrical body of the stator,
A rotor comprising a plurality of rod-shaped conductors arranged at equal angular intervals on the side surface of the tubular body, and two annular connecting conductors connecting the front and rear ends of all these rod-shaped conductors, The three-phase alternating current obtained by the DC-to-three-phase AC conversion power supply device is applied to all the pair of linear conductors of the six pairs of the linear conductors of the stator, which are opposed to each other, and each phase output is made to correspond to each pair. By applying the voltage as above, the rotor and the stator are rotated relative to each other.
【００１８】この発明に係る低電圧モータは、上記筒体
の側面上に該筒体の軸方向と平行な導体部分を有する回
転子に代えて、筒体の側面上の位置にＮ極あるいはＳ極
を有する回転子を用い、上記と同様にして固定子の回り
に回転磁界を発生させ、上記回転子が固定子に対し同期
電動機の原理によって回転駆動されるようにしたもので
ある。In the low-voltage motor according to the present invention, instead of the rotor having the conductor portion on the side surface of the cylindrical body parallel to the axial direction of the cylindrical body, the N pole or the S pole is located on the side surface of the cylindrical body. A rotor having poles is used to generate a rotating magnetic field around the stator in the same manner as described above, and the rotor is rotationally driven by the principle of the synchronous motor with respect to the stator.
【００１９】[0019]
【作用】この発明においては、固定子の上記複数の直線
導体の２点間に、各直線導体群ごとに異なる電圧を印加
して、上記固定子の回りに回転磁界を発生させ、この回
転磁界内に配置された回転子が誘導電動機の原理によっ
て回転駆動されるようにしてモータを構成したから、各
直線導体群の各直線導体にはそれぞれモータの回転駆動
に寄与する電流のみが軸方向に平行に流れることとな
る。この際、従来の亀の子コイルのようにモータの回転
駆動に寄与しない電流が流れる部分がまったくなく、リ
アクタンス成分がまったくないから該直線導体にはきわ
めて低電圧の印加でもって大電流が流れることとなり、
これにより超低電圧で大トルクの発生が可能となる。即
ち、固定子導体の、回転磁界の発生に寄与しない電流の
無効成分はまったくなくなり、該固定子導体に流れる電
流が発生する回転磁界は、すべて回転子の回転駆動に寄
与するものとなり、きわめて効率のよい，超低電圧，大
電流，大トルクのモータが得られる。According to the present invention, a voltage different for each linear conductor group is applied between two points of the plurality of linear conductors of the stator to generate a rotating magnetic field around the stator. Since the motor is configured so that the rotor arranged inside is driven to rotate by the principle of the induction motor, each linear conductor of each linear conductor group has only the current that contributes to the rotational drive of the motor in the axial direction. It will flow in parallel. At this time, there is no current flowing part that does not contribute to the rotational drive of the motor like a conventional tortoise coil, and there is no reactance component, so a large current flows through the straight conductor by applying an extremely low voltage. Next to
This makes it possible to generate a large torque at an ultra-low voltage. That is, the reactive component of the current that does not contribute to the generation of the rotating magnetic field of the stator conductor is completely eliminated, and the rotating magnetic field generated by the current flowing through the stator conductor contributes to the rotational driving of the rotor, resulting in extremely high efficiency. A super-low voltage, high current, high torque motor with good performance can be obtained.
【００２０】またこの発明においては、上記電源装置と
して、直流電源の正及び負電圧を交互に切り換えて、あ
るいはその一方を断続的に出力可能なスイッチ回路と、
該スイッチ回路に接続されたリアクタンス成分を有する
回路とからなる直流交流変換電源装置を用いたので、上
記モータの駆動電流を鋸歯状波形とすることができ、電
気エネルギーの機械（回転）エネルギーへの変換効率を
向上することができる。またスイッチ回路の切換動作の
タイミングを適宜制御することにより回転磁界の速度を
変えることができ、さらに上記リアクタンス回路のリア
クタンス成分を可変することにより、各モータに適した
所望の駆動電流波形を得ることができる。Further, in the present invention, as the power supply device, a switch circuit capable of alternately switching positive and negative voltages of a DC power supply, or intermittently outputting one of the voltages,
Since the DC / AC conversion power supply device including the circuit having the reactance component connected to the switch circuit is used, the drive current of the motor can be made into a sawtooth waveform, and the electric energy can be converted into mechanical (rotation) energy. The conversion efficiency can be improved. In addition, the speed of the rotating magnetic field can be changed by appropriately controlling the timing of the switching operation of the switch circuit, and by changing the reactance component of the reactance circuit, a desired drive current waveform suitable for each motor can be obtained. You can
【００２１】さらにこの発明においては、駆動電源とし
て、直流を交流に変換する上記変換部を３つ備え、直流
電源より所要周波数の３相交流を出力する直流−３相変
換電源装置を用い、一方、固定子を６組の直線導体群を
有するものとし、該６組の直線導体群の相対向する一対
の組のすべての直線導体に上記直流−３相交流変換電源
装置で得られる３相交流の各相出力を対ごとに印加し
て、上記回転子を固定子に対し回転させるようにしたの
で、上述のように超低電圧でもって固定子の直線導体に
大電流を流して大トルクを発生することができるのに加
え、上記直線導体に流れる電流は鋸歯波形となり、回転
磁界の発生についても効率を向上することができる。こ
の結果非常に効率のよい、超低電圧，大電流，大トルク
の直流−３相モータが得られる。Further, in the present invention, as the driving power source, a DC-to-3 phase conversion power source device is provided, which is provided with the above-mentioned three conversion units for converting DC to AC, and outputs 3-phase AC of a required frequency from the DC power source. , The stator has six linear conductor groups, and all the linear conductors of a pair of the six linear conductor groups facing each other are provided with the three-phase AC obtained by the DC-to-three-phase AC conversion power supply device. Since the output of each phase is applied pairwise to rotate the rotor with respect to the stator, as described above, a large current is applied to the linear conductor of the stator with an ultra-low voltage to generate a large torque. In addition to being able to be generated, the current flowing through the straight conductor has a sawtooth waveform, and the efficiency of generating the rotating magnetic field can be improved. As a result, a very efficient DC-3 phase motor with ultra-low voltage, large current and large torque can be obtained.
【００２２】[0022]
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。図１
は本発明の一実施例による低電圧モータの構成及び動作
原理を説明するための図であり、図において、１０は固
定子で、筒体の側面上の位置に該円筒の軸方向に形成し
た複数の板状直線導体１と、該複数本の直線導体１の一
端側をすべて電気的に接続する円環状接続導体２と、上
記直線導体１の他端側を５本１組にして各組ごとに電気
的に接続して６つの直線導体群１１ａ〜１１ｆを形成す
る６つの円弧状接続導体３ａ〜３ｆとから構成されてい
る。また２０はその軸が上記固定子の軸と同軸に上記固
定子１０内に挿入されたかご型回転子、２１は円筒形状
の側面上に相互に等角度間隔に設けられた複数の回転子
棒状導体、２２は該回転子棒状導体２１の前端をすべて
接続する円環状導体、２３は該回転子棒状導体２２の後
端をすべて接続する円環状導体である。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. Figure 1
FIG. 4 is a diagram for explaining the structure and operating principle of a low-voltage motor according to an embodiment of the present invention. In the figure, 10 is a stator, which is formed at a position on the side surface of the cylinder in the axial direction of the cylinder. A plurality of plate-shaped linear conductors 1, an annular connecting conductor 2 electrically connecting one end sides of the plurality of linear conductors 1, and the other end side of the linear conductors 1 as a set of five And six arc-shaped connecting conductors 3a to 3f which are electrically connected to each other to form six linear conductor groups 11a to 11f. Reference numeral 20 is a cage rotor whose axis is inserted into the stator 10 coaxially with the axis of the stator. Reference numeral 21 is a plurality of rotor rods provided on a cylindrical side surface at equal angular intervals. A conductor, 22 is an annular conductor that connects all the front ends of the rotor rod-shaped conductor 21, and 23 is an annular conductor that connects all the rear ends of the rotor rod-shaped conductor 22.
【００２３】また４は図９(a) に示した電源装置５０と
同一の回路構成の電源装置４で、その出力端子Ｐ1 は上
記円弧状接続導体３ａ，３ｄに、出力端子Ｐ2 は円弧状
接続導体３ｂ，３ｅに、出力端子Ｐ3 は円弧状接続導体
３ｃ，３ｆにそれぞれ接続している。なおここでは直線
導体として板状のものを用いているが、これはモータの
仕様によっては丸棒状のものを用いてもよく、また回転
子は上記のようなかご型のものに限らず、筒状導電体か
らなるものを用いてもよい。Reference numeral 4 is a power supply device 4 having the same circuit configuration as that of the power supply device 50 shown in FIG. 9 (a), the output terminal P 1 of which is the arc-shaped connecting conductors 3a and 3d, and the output terminal P 2 of which is a circle. The output terminal P 3 is connected to the arc-shaped connecting conductors 3b and 3e, and the arc-shaped connecting conductors 3c and 3f, respectively. Although a plate-shaped conductor is used here as the linear conductor, a round bar-shaped conductor may be used depending on the specifications of the motor, and the rotor is not limited to the cage type as described above, but a cylinder type. You may use what consists of a conductor.
【００２４】次に動作について説明する。上記図９での
説明と同様、スイッチＳＣＲ1 〜ＳＣＲ6 を図９(b) の
表のようにオン・オフ制御すると、モードＩでは、円弧
状接続導体３ａから直線導体群１１ａ、円環状接続導体
２及び直線導体群１１ｄを介して円弧状接続導体３ｄへ
直流電流が流れ、直線導体群１１ａと１１ｄの回りには
図１(b) に示すような磁界ができ、その合成磁界として
図１(b) では左向きの磁界Ｓができ、これが上記スイッ
チＳＣＲ1 〜ＳＣＲ6 の切換により図１(c) のように回
転することにより、固定子１０内に回転磁界が発生す
る。そしてこの回転磁界を発生する固定子１０内に筒状
導体の回転子２０が配設されているので、該回転子２０
の側面には電流が誘導され、かつ該電流が上記回転磁界
内に流れることによりローレンツの法則によって筒状導
体の側面部にこれを円周方向に移動させる力が働き、該
回転子２０が回転することとなる。このときの回転子２
０の回転速度は回転磁界の回転速度と等しくなる。この
ように回転磁界内に筒状導体の回転子が配設されてこれ
が回転するのは誘導電動機における回転原理と全く同じ
であり、また回転速度は図９の場合と同様スイッチＳＣ
Ｒのオン・オフの周期を変えて自由に調整できる。Next, the operation will be described. Similar to the description with reference to FIG. 9 above, when the switches SCR 1 to SCR 6 are on / off controlled as shown in the table of FIG. A direct current flows through the arc-shaped connecting conductor 3d via the conductor 2 and the linear conductor group 11d, and a magnetic field as shown in FIG. 1 (b) is formed around the linear conductor groups 11a and 11d. (b) the possible field S leftward, which by rotating as shown in FIG. 1 (c) by the switching of the switch SCR 1 ~SCR 6, a rotating magnetic field is generated in the stator 10. Since the cylindrical conductor rotor 20 is disposed in the stator 10 that generates the rotating magnetic field, the rotor 20
A current is induced in the side surface of the cylindrical conductor, and the current flows in the rotating magnetic field, whereby a force to move the cylindrical conductor in the circumferential direction is applied to the side surface portion of the cylindrical conductor by Lorentz's law, and the rotor 20 rotates. Will be done. Rotor 2 at this time
The rotation speed of 0 is equal to the rotation speed of the rotating magnetic field. In this way, the rotor of the cylindrical conductor is arranged in the rotating magnetic field and rotates, which is exactly the same as the principle of rotation in the induction motor, and the rotation speed is the same as in the case of FIG.
It can be adjusted freely by changing the on / off cycle of R.
【００２５】このような本モータにおいては、従来の誘
導電動機において使用されていた亀の子コイルは、磁界
の発生あるいは回転子の回転に直接寄与しない電流の無
効成分がかなり大きく、その結果インダクタンスが大き
く、これが導体に流れる電流に対する抵抗となってロス
が大きくなり、大電流が得られなかったのに対し、本モ
ータにおいては、モータの回転駆動に寄与しない電流が
流れる部分がまったくなく、インダクタンス成分（リア
クタンス成分）がまったくないため、固定子の直線導体
に流れる電流は低電圧でもきわめて大となり、しかもこ
の大電流のすべてが回転磁界の発生に寄与し、きわめて
効率高く回転子の回転トルクが得られ、したがって、超
低電圧，大電流，大トルクの低圧誘導モータが得られる
こととなる。In the present motor as described above, the tortoise coil used in the conventional induction motor has a considerably large reactive component of the current which does not directly contribute to the generation of the magnetic field or the rotation of the rotor, resulting in the inductance. It was large and this became a resistance to the current flowing in the conductor, and the loss became large, so that a large current could not be obtained.However, in this motor, there is no portion where the current that does not contribute to the rotational drive of the motor flows, and the inductance component Since there is no (reactance component), the current flowing through the linear conductor of the stator becomes extremely large even at low voltage, and all of this large current contributes to the generation of the rotating magnetic field, and the rotating torque of the rotor can be obtained very efficiently. Therefore, a low-voltage induction motor having an ultra-low voltage, a large current, and a large torque can be obtained.
【００２６】従って例えば、大きな起動トルクが必要な
場合には、従来は直流直巻型モータを使用することによ
りこれに対応していたが、本モータを用いれば、効率の
低下を招くことなく、大きな始動トルクを極めて容易に
得ることができる。Therefore, for example, when a large starting torque is required, this has conventionally been dealt with by using a DC series-wound motor. However, if this motor is used, there is no reduction in efficiency, A large starting torque can be obtained very easily.
【００２７】さらに本モータでは、固定子は、直線導
体，円弧状接続導体及び円環状接続導体の３種類の部品
により、また回転子は筒状導電体のみで構成されている
ため、構造が非常に簡単であり、大トルクのモータを極
めて軽量なものにできる。また構造が簡単であるため、
機械装置の駆動部や各部分に本モータを直接組み込ん
で、これらの部分それ自体が駆動能力を持つ、つまり回
転力や慴動力を発生するようにできる。Further, in this motor, the stator is composed of three kinds of parts, that is, the linear conductor, the arc-shaped connecting conductor and the annular connecting conductor, and the rotor is composed only of the cylindrical conductor, so that the structure is very important. It is extremely simple and can make a large torque motor extremely lightweight. Moreover, since the structure is simple,
The present motor can be directly incorporated in the drive section and each part of the mechanical device so that these parts themselves have a driving capability, that is, generate a rotational force or a motive force.
【００２８】従って、例えば本モータを電気自動車等の
駆動モータとして用いた場合、発進トルクを向上できる
とともに、電力使用量を大幅に削減でき、しかも車体重
量を大きく軽量化することができ、１回の充電で走行で
きる距離を飛躍的に向上することができる。また、電気
自動車の車輪のホイール内に上記本モータの固定子の構
造を組み込み、車軸側を筒状の回転子とすることによ
り、車輪自体をモータとすることができる。この場合、
駆動モータやモータの回転力を車輪に伝達する機構をな
くして車体構造を簡略化し、電気自動車を小型，軽量化
で安価なものとできる。また車輪そのものが駆動力を持
つので、ハンドル等の操舵機構により車体を操舵する従
来の電気自動車とは異なり、ハンドル等がなくてもマイ
コン制御等によって左右の車輪の回転数を変えることに
より、車体の操舵ができる等、全く新規な構造の電気自
動車を実現することができる。Therefore, for example, when the present motor is used as a drive motor for an electric vehicle or the like, the starting torque can be improved, the power consumption can be greatly reduced, and the weight of the vehicle body can be greatly reduced. You can dramatically improve the distance that you can travel by charging. Further, by incorporating the structure of the stator of the present motor into the wheel of the electric vehicle and making the axle side a tubular rotor, the wheel itself can be a motor. in this case,
By eliminating the drive motor and the mechanism for transmitting the rotational force of the motor to the wheels, the body structure can be simplified, and the electric vehicle can be made smaller, lighter, and cheaper. In addition, since the wheels themselves have a driving force, unlike a conventional electric vehicle that steers the vehicle body by a steering mechanism such as a steering wheel, by changing the number of rotations of the left and right wheels by microcomputer control without a steering wheel, It is possible to realize an electric vehicle having a completely new structure, such as the ability to steer the vehicle.
【００２９】なお、固定子の構造は上記実施例のように
直線導体，円弧状接続導体，及び円環状接続導体からな
るものに限らず、これらを樹脂製の筒状体の周壁内に埋
め込んだ構造としてもよい。The structure of the stator is not limited to the linear conductors, the arc-shaped connecting conductors, and the annular connecting conductors as in the above embodiment, but these are embedded in the peripheral wall of the resin cylindrical body. It may be a structure.
【００３０】また、上記実施例では回転子は固定子と同
芯に配置しているが、回転子の軸と固定子の軸とが平行
であれば必ずしも一致している必要はない。Further, in the above embodiment, the rotor is arranged concentrically with the stator, but it is not always necessary that the axis of the rotor and the axis of the stator are parallel to each other.
【００３１】また、上記実施例では、各組の直線導体群
は５本の直線導体からなるものとしたが、これは何本か
らなるものでもよく、１本のみからなるものでもよいも
のである。Further, in the above-mentioned embodiment, each set of linear conductor groups is composed of five linear conductors, but this may be composed of any number of linear conductors or only one. ..
【００３２】図２(a) は本発明の第２の実施例による低
電圧モータの構成を示す図、図２(b) はその固定子の斜
視図、図２(c) は回転子の斜視図、図３は該低電圧モー
タの固定子及びそのコイルの構造を示す図である。図１
において、１００は固定子、１０１は中空空胴を有する
円筒体形状に形成された固定子筒体、１０２は該固定子
筒体１０１の内面に軸方向に形成された複数の断面コ字
状の溝で、これは円筒の内周に沿って等角度間隔に６組
設けられ、各組は５つの溝からなっている。１０３は各
溝１０２内に設けられた平板状の直線導体で、その前端
縁は接続導体１０４により５本の直線導体１０３が相互
に接続されている。この接続導体１０４は、上記固定子
１００の前端面に形成された凹状部１０５に嵌め込まれ
ており、該凹状部１０５の底面と接続導体１０４との間
には第１絶縁体１０５ｂが、また凹状部１０５の側面と
接続導体１０４との間には第２絶縁体１０５ａが配設さ
れている。また直線導体１０３の後端縁は、固定子１０
０の後端面に装着された円環状の接続導体１０７により
全直線導体１０３がすべて相互に接続されている。ま
た、この円環状接続導体１０７は接地されている。１０
６は円環状の接続導体１０７と固定子筒体１０１とを絶
縁する第３絶縁体である。FIG. 2 (a) is a diagram showing the structure of a low voltage motor according to a second embodiment of the present invention, FIG. 2 (b) is a perspective view of the stator thereof, and FIG. 2 (c) is a perspective view of the rotor. 3 and 4 are views showing the structure of the stator of the low voltage motor and the coil thereof. Figure 1
In the figure, 100 is a stator, 101 is a stator cylinder formed in the shape of a cylinder having a hollow cavity, and 102 is a plurality of U-shaped cross-sections formed in the inner surface of the stator cylinder 101 in the axial direction. Six grooves are provided at equal angular intervals along the inner circumference of the cylinder, each set consisting of five grooves. Reference numeral 103 denotes a plate-shaped linear conductor provided in each groove 102, and the front end edge thereof is connected with five linear conductors 103 by a connection conductor 104. The connecting conductor 104 is fitted in a concave portion 105 formed on the front end surface of the stator 100, and a first insulator 105b is formed between the bottom surface of the concave portion 105 and the connecting conductor 104, and a concave shape. The second insulator 105 a is arranged between the side surface of the portion 105 and the connection conductor 104. Further, the rear end edge of the straight conductor 103 has the stator 10
All the straight line conductors 103 are connected to each other by an annular connecting conductor 107 mounted on the rear end face of 0. Further, the annular connecting conductor 107 is grounded. 10
Reference numeral 6 is a third insulator that insulates the annular connecting conductor 107 from the stator cylinder 101.
【００３３】また２００は上記第１実施例の回転子と同
一構造のかご型回転子で、複数の回転子棒状導体２０
１、及びその前後の円環状導体２０２，２０３から構成
されている。またここでは電源装置４００としては、商
用の３相交流電力を用いている。Reference numeral 200 denotes a squirrel-cage rotor having the same structure as that of the rotor of the first embodiment, which includes a plurality of rotor rod-shaped conductors 20.
1 and the annular conductors 202 and 203 before and after it. Further, here, as the power supply device 400, commercial three-phase AC power is used.
【００３４】次に動作について説明する。上記３相交流
の各出力ａ，ｂ，ｃを上記固定子１００の相対向する一
対の直線導体群１０３の前端側の端部に接続導体１０４
を介して印加すると、すべての固定子直線導体１０３の
後端側を接続する接続導体１０７は接地されているの
で、該各直線導体１０３にはその抵抗，リアクタンス成
分が極めて少ないことによって、大電流が流れることと
なる。そして各Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの組の直線導体
への電圧印加はａ，ｂ，ｃ，ａ，ｂ，ｃ相の順となって
いるので、各組の直線導体群１０３の回りには図５(a)
のの時点では図５(b) に示すような磁界ができ、その
合成磁界として図５(b) では左向きの磁界Ｓができ、こ
れが時間とともに回転することによって、固定子１００
の固定子導体１０１内には図５(c) に示すような回転磁
界ができることとなる。そしてこの回転磁界を発生する
固定子１００内に、複数の棒状導体２０１を有する回転
子２００が配設されているので、該棒状導体２０１には
電流が誘導され、かつ該電流が上記回転磁界内に流れる
ことによりローレンツの法則によって該直線導体にこれ
を円周方向に移動させる力が働き、該回転子２００は回
転することとなる。このときの回転子２００の回転速度
は回転磁界の回転速度と等しくなる。このように回転磁
界内にかご型回転子が配設されてこれが回転するのは３
相誘導電動機における回転原理と全く同じである。Next, the operation will be described. Each of the outputs a, b, c of the three-phase AC is connected to the front end of the pair of linear conductor groups 103 of the stator 100 facing each other on the front end side.
, The connecting conductors 107 that connect the rear end sides of all the stator linear conductors 103 are grounded. Therefore, the resistance and reactance components of each of the linear conductors 103 are extremely small, resulting in a large current. Will flow. Since the voltage is applied to the linear conductors of each set of A, B, C, D, E, and F in the order of a, b, c, a, b, and c phases, the linear conductor group 103 of each set. Figure 5 (a) around
At the point of time, a magnetic field as shown in FIG. 5 (b) is created, and as a composite magnetic field thereof, a leftward magnetic field S is created in FIG. 5 (b), and this magnetic field rotates with time, so that the stator 100
A rotating magnetic field as shown in FIG. 5 (c) is created in the stator conductor 101 of FIG. Since the rotor 200 having the plurality of rod-shaped conductors 201 is arranged in the stator 100 that generates the rotating magnetic field, a current is induced in the rod-shaped conductor 201, and the current flows in the rotating magnetic field. The force flowing in the circumferential direction causes the linear conductor to move in accordance with Lorentz's law, and the rotor 200 rotates. The rotation speed of the rotor 200 at this time becomes equal to the rotation speed of the rotating magnetic field. In this way, the cage rotor is arranged in the rotating magnetic field and it rotates in 3
This is exactly the same as the rotation principle of the phase induction motor.
【００３５】図６(a) は上記実施例の低電圧３相モータ
の回転数（ｒｐｍ）−出力トルクＴ特性を示す図であ
り、図に示すように、本モータの出力トルク特性は、電
源投入と同時に一定値Ｔ0 に達し、以後回転数の上昇に
かかわらず一定値を保つものである。また図６(b) は始
動特性，つまり停止状態から定常回転数の運転状態に至
るまでの回転数の変化を示す図であり、電源投入後一定
時間ｔ0 後に回転磁界の回転速度Ｗ0 と等しくなる。FIG. 6 (a) is a diagram showing the rotational speed (rpm) -output torque T characteristics of the low-voltage three-phase motor of the above embodiment. As shown in FIG. The constant value T 0 is reached at the same time as the injection, and thereafter, the constant value is maintained regardless of the increase in the rotation speed. The FIG. 6 (b) starting characteristics, i.e. a diagram showing the rotational speed of the change from a stop state to the operating state of the normal rotational speed, the rotational speed W 0 of the rotating magnetic field after a predetermined time t 0 after power-on Will be equal.
【００３６】このような本モータにおいては、上記第１
実施例と同様、モータの回転駆動に寄与しない電流が流
れる部分がまったくなく、インダクタンス成分（リアク
タンス成分）がまったくないため、固定子の直線導体に
流れる電流は低電圧でもきわめて大となり、しかもこの
大電流のすべてが回転磁界の発生に寄与し、きわめて効
率高く回転子の回転トルクが得られ、したがって、超低
電圧，大電流，大トルクの３相直線コイルかご型モータ
が得られることとなる。In the present motor as described above, the first
As in the embodiment, since there is no portion where the current that does not contribute to the rotational driving of the motor flows and there is no inductance component (reactance component), the current flowing through the linear conductor of the stator becomes extremely large even at a low voltage. All of the electric current contributes to the generation of the rotating magnetic field, so that the rotating torque of the rotor can be obtained with extremely high efficiency. Therefore, it is possible to obtain a three-phase linear-coil cage motor having an extremely low voltage, a large current, and a large torque.
【００３７】図４は本発明の第３の実施例による低電圧
モータを説明するための図であり、ここでは、該モータ
の駆動電源として、本願発明者が既に開発した先願（特
願平２−２８８８７８号）にかかる直流−３相交流変換
電源装置を用いている。FIG. 4 is a diagram for explaining a low-voltage motor according to a third embodiment of the present invention. Here, as a drive power source for the motor, a prior application (Japanese Patent Application No. Hei 10 (1999) -264242) already developed by the inventor of the present application. No. 2-288878) is used.
【００３８】図４(a) はこの直流−三相交流変換電源装
置の構成を、図４(b) はその出力波形を示し、図におい
て、４０１は直流−３相交流変換電源装置４００の直流
電源、４０２ａ〜４０２ｃは直流電力を交流電力に変換
する変換部で、直流電源４０１の正及び負電圧に接続さ
れた正側及び負側接点４２４ａ〜４２４ｃ、４２５ａ〜
４２５ｃを有し、該正側及び負側接点のオン，オフある
いは正側，負側接点間での切換が可能なスイッチ回路４
２１ａ〜４２１ｃと、該スイッチ回路４２１に接続され
たリアクタンス回路４２２ａ〜４２２ｃとからなる。ま
た４０６ａ〜４０６ｃは上記変換部４０２ａ〜４０２ｃ
の出力端子、４３１は上記スイッチ回路４２１ａ〜４２
１ｃの切換周期Ｔ0 の１／３の位相差（１／３Ｔ0 ）で
もって各スイッチ回路を切換制御する制御回路、４０７
は上記直流電源４０１の正及び負電圧の中間電位に接続
されたニュートラル端子で、ここでは接地している。FIG. 4 (a) shows the configuration of this DC / three-phase AC conversion power supply device, and FIG. 4 (b) shows its output waveform. In the figure, 401 is the DC of the DC-3 phase AC conversion power supply device 400. Power supplies 402a to 402c are conversion units for converting DC power into AC power, and positive and negative contacts 424a to 424c, 425a to which positive and negative voltages of the DC power supply 401 are connected.
A switch circuit 4 having 425c and capable of switching ON / OFF of the positive and negative contacts or switching between the positive and negative contacts.
21a to 421c and reactance circuits 422a to 422c connected to the switch circuit 421. Further, 406a to 406c are the conversion units 402a to 402c.
Output terminals 431 of the switch circuits 421a to 421.
A control circuit 407 for switching control of each switch circuit with a phase difference (1 / 3T 0 ) of 1/3 of the switching cycle T 0 of 1c.
Is a neutral terminal connected to the intermediate potential of the positive and negative voltages of the DC power supply 401, and is grounded here.
【００３９】次に動作について説明する。まず電源の動
作であるが、１相のみについて考え、制御回路４３１に
より１つのスイッチ回路４２１の切換動作を所定のタイ
ミングで行うと、リアクタンス回路４２２には誘導起電
力が発生し、これによって出力端子４０６にはニュート
ラル端子４０７に対し、図７(c) に示すように所定周期
の垂下特性を持った鋸歯状の電流が誘導されることとな
る。そしてこれを制御回路４３１により３相分のすべて
につき、一周期Ｔ0 の１／３の位相差（１／３Ｔ0 ）で
もって行うと、各出力端子４０６ａ〜４０６ｃにはニュ
ートラル電極４０７に対し、図４(b) に示すような３相
交流が出力されることとなる。そしてこの３相交流の各
出力ａ，ｂ，ｃを上記固定子１００の相対向する一対の
直線導体群１０３の前端側の端部に接続導体１０４を介
して印加すると、上記第１の実施例と同様、固定子の回
りに回転磁界が発生し、これによって回転子２００が回
転する。このときの回転子２００の回転速度は回転磁界
の回転速度と等しくなる。Next, the operation will be described. First, regarding the operation of the power supply, when considering only one phase and performing the switching operation of one switch circuit 421 by the control circuit 431 at a predetermined timing, an induced electromotive force is generated in the reactance circuit 422, which causes an output terminal. In 406, a sawtooth current having a drooping characteristic of a predetermined cycle is induced in the neutral terminal 407 as shown in FIG. 7 (c). When this is performed by the control circuit 431 for all three phases with a phase difference (1 / 3T 0 ) of one cycle T 0 , each output terminal 406a to 406c has a neutral electrode 407, A three-phase alternating current as shown in Fig. 4 (b) will be output. When the outputs a, b, c of the three-phase alternating current are applied to the front end portions of the pair of linear conductor groups 103 of the stator 100 facing each other through the connecting conductors 104, the first embodiment described above is performed. Similarly to, a rotating magnetic field is generated around the stator, which causes the rotor 200 to rotate. The rotation speed of the rotor 200 at this time becomes equal to the rotation speed of the rotating magnetic field.
【００４０】この実施例では、鋸歯状波形の電流がモー
タに印加されるので、上記第１の実施例のサインカーブ
の駆動電流に比べてより電力−機械変換効率よくモータ
を駆動することができる。また上記電源装置４００の出
力の３相交流の周波数を変化させることにより所望の回
転速度を得ることができ、また電源装置の出力波形をそ
のリアクタンス回路４２２を調整することにより、個々
のモータに最適な駆動電流波形にすることができる。In this embodiment, since the electric current having a sawtooth waveform is applied to the motor, the motor can be driven with higher power-mechanical conversion efficiency than the drive current having the sine curve of the first embodiment. .. Further, a desired rotation speed can be obtained by changing the frequency of the three-phase AC output of the power supply device 400, and the output waveform of the power supply device is optimized for each motor by adjusting the reactance circuit 422. Drive current waveform.
【００４１】なお、この第３の実施例では、直流を交流
に変換する変換部を３つ有する電源装置を用い、３相交
流によりモータを駆動する場合を示したが、上記変換部
は３つに限るものではなく、２つでも、４つ以上でもよ
い。例えば、電源装置を、２つの直流交流変換部を備
え、９０度位相の異なる平衡２相交流を出力するよう構
成し、４つの直線導体群を有する２相誘導電動機を図１
１(a) のようにして駆動するようにしてもよい。また２
相電源の各相出力は鋸歯状波に限定されるものではな
く、９０度位相の異なるものであれば任意の波形のもの
でよい。In the third embodiment, the power supply device having three converters for converting direct current into alternating current is used to drive the motor with three-phase alternating current. However, the number of converters is three. However, the number is not limited to two, and may be four or more. For example, a two-phase induction motor having two DC / AC converters configured to output balanced two-phase AC having different 90-degree phases and having four linear conductor groups is shown in FIG.
It may be driven as in 1 (a). Again 2
The output of each phase of the phase power supply is not limited to the sawtooth wave, and may have any waveform as long as the phases differ by 90 degrees.
【００４２】図７は本発明の第４の実施例による低電圧
モータを説明するための図であり、図７(a) は電源装置
の回路構成を示す図である。この実施例では、電源装置
として、商用の３相交流を鋸歯状波の３相交流に変換す
る電源装置を用いている。この電源装置は本発明者の開
発になる先願（特願平２−１５４５４１号）にかかるも
ので、図において、７０４は電源装置、７０１〜７０３
は３相交流の入力端子、７２１ａ，７２１ｂ，７２１ｃ
はサイリスタ、７２３は３相交流の各相の正弦波の零ク
ロス点を検出する零クロス点検出器、７２２ａ，７２２
ｂ，７２２ｃは該零クロス点検出器７２３の出力を受
け、各相のサイリスタ７２１ａ，７２１ｂ，７２１ｃの
点弧角を調整する位相調整器である。また図７(b) ，
(c) にこの電源装置７０４により得られる３相交流の出
力波形を示す。FIG. 7 is a diagram for explaining a low voltage motor according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7 (a) is a diagram showing a circuit configuration of a power supply device. In this embodiment, a power supply device for converting a commercial three-phase alternating current into a sawtooth wave three-phase alternating current is used as the power supply device. This power supply device is related to a prior application (Japanese Patent Application No. 2-154541) developed by the present inventor. In the figure, 704 is a power supply device, and 701 to 703.
Is an input terminal for three-phase AC, 721a, 721b, 721c
Is a thyristor, 723 is a zero-crossing point detector for detecting the zero-crossing point of the sine wave of each phase of three-phase alternating current, 722a, 722
b and 722c are phase adjusters that receive the output of the zero-cross point detector 723 and adjust the firing angles of the thyristors 721a, 721b, and 721c of each phase. In addition, Fig. 7 (b),
The output waveform of the three-phase AC obtained by the power supply device 704 is shown in (c).
【００４３】次に動作について説明する。入力端子７０
１〜７０３からの３相交流電源は図７(a) に示す電源装
置７０４により各相の交流正弦波形の位相点弧角が、図
７(b) に示すように、１２０°〜１８０°の範囲となる
ように制御され、これが固定子１００の相対向する一対
の直線導体群１０３の前端側の端部に接続導体１０４を
介して印加される。このとき、各相の電流は各相の正負
の半波の位相角１２０°〜１８０°の範囲のみ流れるの
で、３対の直線導体群のうち常に１対の直線導体群のみ
に電流が流れ、通電される直線導体群が次々に一定の回
転方向でもって切り換わっていく。しかもこの電流は図
７(c) の波形図からわかるように、３相交流の３倍周波
となっており、しかも急峻に立上ったのち、急速に降下
する垂下特性を持つものとなっている。このような波形
の電流が直線導体に流れると、固定子と回転子間の回転
磁界が発生し、これによって回転子が回転することとな
る。Next, the operation will be described. Input terminal 70
The three-phase AC power supply from 1 to 703 has the phase firing angle of the AC sine waveform of each phase of 120 ° to 180 ° as shown in FIG. 7 (b) by the power supply device 704 shown in FIG. 7 (a). It is controlled so as to fall within the range, and this is applied to the end portions on the front end side of the pair of straight line conductor groups 103 of the stator 100 facing each other via the connection conductor 104. At this time, the current of each phase flows only in the range of the phase angles of positive and negative half waves of 120 ° to 180 ° in each phase, so that the current always flows in only one pair of linear conductor groups among the three pairs of linear conductor groups. The energized linear conductor groups are switched one after another in a constant rotation direction. Moreover, as can be seen from the waveform diagram in Fig. 7 (c), this current has a triple frequency of the three-phase AC, and has a drooping characteristic that sharply rises and then drops rapidly. There is. When a current having such a waveform flows through the linear conductor, a rotating magnetic field is generated between the stator and the rotor, which causes the rotor to rotate.
【００４４】以上では、３相あるいは直交する２相交流
電源により駆動する低電圧モータについて説明したが、
本発明では、電源には単相を用いることもできるもので
ある。この場合、第１の方法として、固定子の直線導体
群を４つとし、そのうち対向する２対の直線導体群に、
通常の単相交流をコンデンサにより分相した各相を印加
することによって低電圧単相モータを構成でき、また第
２の方法としては、２対の直線導体群の一方にくまとり
コイルを装着して移動磁界を発生し、全直線導体群に通
常の単相交流を印加することにより低電圧単相モータを
構成できる。ここで単相交流電源としては、通常の単相
交流の他に、上記第２実施例の電源装置の変換部を１つ
備え、該変換部の出力とニュートラル端子との間に単相
交流を出力する電源装置を用いることができることはい
うまでもない。The low voltage motor driven by a three-phase or two-phase AC power source orthogonal to each other has been described above.
In the present invention, a single phase can be used for the power source. In this case, as a first method, the number of linear conductor groups of the stator is set to four, and two of the pair of opposing linear conductor groups are
A low-voltage single-phase motor can be constructed by applying each phase obtained by dividing a normal single-phase alternating current with a capacitor. As a second method, a bear coil is attached to one of two pairs of linear conductor groups. A low-voltage single-phase motor can be constructed by generating a moving magnetic field and applying a normal single-phase alternating current to all the linear conductor groups. Here, as the single-phase AC power supply, in addition to the normal single-phase AC, one conversion unit of the power supply device of the second embodiment is provided, and a single-phase AC is provided between the output of the conversion unit and the neutral terminal. It goes without saying that an output power supply device can be used.
【００４５】このような本発明の低電圧単相モータにお
いても、固定子の直線導体には低電圧で大電力を流すこ
とができ、超低電圧、大電流，大トルクのモータを得る
ことができる。In such a low-voltage single-phase motor of the present invention as well, a large amount of electric power can be passed through the linear conductor of the stator at a low voltage, and an ultra-low voltage, large current, large torque motor can be obtained. it can.
【００４６】また、以上では、回転子を固定子内に配置
したモータを示したが、本発明においては、固定子を回
転子の内側に配置してもよく、この場合、固定子の外周
面に上記溝を形成し、ここに直線導体を挿入すればよ
い。Although the motor having the rotor arranged in the stator has been described above, the stator may be arranged inside the rotor in the present invention. In this case, the outer peripheral surface of the stator is arranged. The groove may be formed in and the linear conductor may be inserted therein.
【００４７】さらに、上記説明では、誘導電動機の原理
により駆動される低電圧モータを例に挙げたが、これは
同期電動機の原理により駆動されるもの，つまり固定子
側の磁極と、回転子側の磁極とが反発あるいは引き合う
力により回転子が回転するものでもよい。Further, in the above description, the low voltage motor driven by the principle of the induction motor is taken as an example, but this is driven by the principle of the synchronous motor, that is, the magnetic pole on the stator side and the rotor side. The rotor may be rotated by a force that repels or attracts the magnetic pole.
【００４８】図１５はこのような磁極を有する回転子を
用いた、本発明の第４の実施例による低電圧モータの基
本的な構成を示す。ここでは、第１実施例の構成におい
て、かご型の回転子に代えて、巻線５０１への通電によ
りＮ極，Ｓ極の磁極を発生するようにした回転子５２０
を配置している。５０２は上記回転子５２０の回転軸５
２０ａにこれと絶縁して取付けられた接触子で、上記巻
線５０１の両端が接続されている。また該接触子５０２
近傍には、ブラシ部材５０３をその先端を該接触子と接
触させて配置し、その他端側を直流電源５に接続してい
る。FIG. 15 shows a basic structure of a low voltage motor according to a fourth embodiment of the present invention, which uses a rotor having such magnetic poles. Here, in the configuration of the first embodiment, the rotor 520 is configured to generate N-pole and S-pole magnetic poles by energizing the winding 501 instead of the cage rotor.
Are arranged. 502 is the rotating shaft 5 of the rotor 520.
Both ends of the winding 501 are connected to each other by a contactor which is insulated from the coil 20a. Also, the contact 502
A brush member 503 is disposed in the vicinity with its tip in contact with the contactor, and the other end side is connected to the DC power supply 5.
【００４９】このような構成の低電圧モータでは、上記
第１実施例と同様にして固定子１０の回りに回転磁界を
発生すると、図１(c) のモードＩでは、図１５に示すよ
うに回転磁界による磁極（Ｎ），（Ｓ）極が生じ、これ
が巻線５０２への直流の通電により形成される回転子側
の磁極Ｎ，Ｓ極と反発，引き合うことにより回転子が回
転する。In the low voltage motor having such a structure, when a rotating magnetic field is generated around the stator 10 in the same manner as in the first embodiment, in mode I of FIG. 1 (c), as shown in FIG. Magnetic poles (N) and (S) are generated by the rotating magnetic field, which repel and attract the magnetic poles N and S on the rotor side formed by direct current application to the winding 502, whereby the rotor rotates.
【００５０】なお、上記第４実施例では、回転子として
巻線への通電により磁極を発生するものを示したが、こ
れは回転子あるいはその一部を磁性体で構成したもので
もよい。例えば、図１６(b) ，(c) に示す具体例では、
表面側がＮ極、裏面側がＳ極となっている平板状磁性体
をＳ極が内側になるよう断面円弧状に湾曲させた湾曲部
材６０１と、上記平板状磁性体をＮ極が内側になるよう
断面円弧状に湾曲させた湾曲部材６０２とを図１６(c)
のように対向して配置し、各湾曲部材の前端側及び後端
側をリング状支持部材６０３，６０４により接続固定し
て回転子６２０を構成している。図１６はこの回転子６
２０を上記固定子１０内に配置した状態を示している。
また図１７(b) に示すように回転子自体を、例えば内面
側がＳ極、外面側がＮ極となっている筒状磁性体で構成
してもよく、図１７(a) は該回転子７２０を上記固定子
１０内に配置した状態を示している。また電源装置は第
１実施例のものに限らず、上記第２あるいは第３実施例
の電源装置を用いてもよい。このような同期電動機の原
理により駆動される低電圧モータにおいても、上記誘導
電動機の原理により駆動される低電圧モータと同様な効
果が得られる。In the fourth embodiment, the magnetic pole is generated as the rotor by energizing the winding, but the rotor or a part thereof may be made of a magnetic material. For example, in the concrete example shown in FIGS. 16 (b) and 16 (c),
A bending member 601 in which a flat magnetic body having an N pole on the front surface side and an S pole on the back surface side is curved in an arcuate shape so that the S pole is inside, and the flat magnetic material is arranged so that the N pole is inside. FIG. 16 (c) shows a bending member 602 curved in an arc shape in section.
As described above, the rotor 620 is constituted by connecting and fixing the front end side and the rear end side of each bending member by the ring-shaped support members 603 and 604. FIG. 16 shows this rotor 6
20 shows a state in which 20 is arranged in the stator 10.
Further, as shown in FIG. 17 (b), the rotor itself may be constituted by a cylindrical magnetic body having, for example, an S pole on the inner surface side and an N pole on the outer surface side, and FIG. 17 (a) shows the rotor 720. Is shown in the stator 10. Further, the power supply device is not limited to that of the first embodiment, and the power supply device of the second or third embodiment may be used. Even in the low voltage motor driven by the principle of the synchronous motor, the same effect as that of the low voltage motor driven by the principle of the induction motor can be obtained.
【００５１】[0051]
【発明の効果】以上のようにこの発明に係る低電圧モー
タによれば、固定子である中空の円筒状筒体の筒体面
に、その円周に沿って等間隔で位置する数組の直線導体
群を構成する複数本の直線導体を該円筒の軸方向に形成
し、各組の直線導体に各組の直線導体群ごとにまとめ
て、交流電圧あるいは直流電圧を印加して上記固定子
内，あるいはその回りに回転磁界を発生させるようにし
てモータを構成したので、各直線導体群の各直線導体に
はそれぞれモータの回転駆動に寄与する電流のみが軸方
向に平行に流れることとなり、従来の亀の子コイルのよ
うにモータの回転駆動に寄与しない電流が流れる部分が
まったくなく、リアクタンス成分がまったくないことに
よって該直線導体には超低電圧の印加でもって大電流が
得られ、このように回転磁界の発生に寄与しない電流の
無効成分がほとんどないことによって、きわめて効率の
よい，超低電圧，大電流，大トルクのモータが得られる
効果がある。As described above, according to the low voltage motor of the present invention, several sets of straight lines are arranged at equal intervals on the cylindrical surface of the hollow cylindrical cylindrical body which is the stator. In the stator, a plurality of linear conductors forming a conductor group are formed in the axial direction of the cylinder, and each set of linear conductors is grouped together and an AC voltage or a DC voltage is applied. , Or because the motor is configured to generate a rotating magnetic field around it, only the current contributing to the rotational drive of the motor flows in each straight conductor of each straight conductor group in parallel to the axial direction. There is no portion where a current that does not contribute to the rotational drive of the motor flows, like the tortoise coil, and there is no reactance component, so a large current can be obtained by applying an ultra-low voltage to the straight conductor. Turn to By reactive component of the current which does not contribute to the generation of the field with little, there is a very efficient, ultra-low voltage, high current, the effect of the motor of a large torque is obtained.
【００５２】またこの発明によれば、上記電源装置とし
て、直流電源の正及び負電圧を交互に切り換えて、ある
いはその一方を断続的に出力する可能なスイッチ回路
と、該スイッチ回路に接続されたリアクタンス成分を有
する回路とからなる直流交流変換部を有する交流電源装
置を用いたので、上記モータの駆動電流を鋸歯状波形と
することができ、電気エネルギーの機械回転エネルギー
への変換効率を大きく向上でき、またスイッチ回路の切
換動作のタイミングを制御することにより、回転磁界の
回転速度を変えることができ、さらに上記リアクタンス
回路のリアクタンス成分を可変とすることにより、個々
のモータに最適な駆動電流波形を得ることができる効果
がある。Further, according to the present invention, as the power supply device, a switch circuit capable of alternately switching positive and negative voltages of the DC power supply or intermittently outputting one of the two is connected to the switch circuit. Since the AC power supply device having the DC / AC converter composed of the circuit having the reactance component is used, the drive current of the motor can be made into a sawtooth waveform, and the efficiency of conversion of electrical energy into mechanical rotation energy is greatly improved. Moreover, the rotation speed of the rotating magnetic field can be changed by controlling the switching operation timing of the switch circuit. Furthermore, by making the reactance component of the reactance circuit variable, the optimum drive current waveform for each motor can be obtained. There is an effect that can be obtained.
【００５３】さらにこの発明によれば、直流を３相に変
換する直流−３相変換電源装置を設けるとともに、中空
の円筒状筒体の内面に該円筒の軸方向に形成した複数の
溝内に挿入され、その円周に沿って等間隔に配置された
各組複数本の６組の直線導体を有する固定子と、固定子
の中空円筒体内に挿入され、筒体の側面上の位置に等角
度間隔で配置された複数の直線導体と、これらのすべて
の直線導体の前，後端をそれぞれ接続する２つの円環状
接続導体とからなる回転子とを備え、固定子の６組の直
線導体の相対向する一対の組のすべての直線導体に、上
記直流−３相交流変換装置で得られる３相交流の各相出
力を印加することにより、回転子と固定子とが相対的に
回転するようにしたので、従来の亀の子コイルのよう
に、ある直線導体部と次の直線導体部とをつなぐかなり
の長さの部分が磁界の発生あるいは動力の発生に寄与し
ない無効部分となるということがなく、非常に効率がよ
く、超低電圧で大電流，大トルクの直流モータが得られ
る効果がある。Further, according to the present invention, a DC-to-3 phase conversion power supply device for converting DC into three phases is provided, and a plurality of grooves formed in the axial direction of the cylinder are formed on the inner surface of the hollow cylindrical cylinder. A stator having six linear conductors, each of which is inserted and arranged at equal intervals along the circumference of the stator, and a stator inserted into the hollow cylindrical body of the stator, etc. A rotor comprising a plurality of linear conductors arranged at angular intervals and two annular connecting conductors connecting the front and rear ends of all these linear conductors, and six sets of linear conductors of the stator The rotor and the stator rotate relative to each other by applying the output of each phase of the three-phase alternating current obtained by the direct current-three-phase alternating current converter to all the linear conductors of a pair of opposite sides. Since it was done, there is a certain straight conductor part like the conventional tortoise coil The very long part that connects the next straight conductor part does not become an ineffective part that does not contribute to the generation of magnetic field or power, and it is very efficient and has a very low voltage, large current and large torque. There is an effect that a DC motor can be obtained.
【図１】この発明の一実施例による低電圧モータの構成
を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a low-voltage motor according to an embodiment of the present invention.
【図２】この発明の第２の実施例による低電圧モータを
説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a low voltage motor according to a second embodiment of the present invention.
【図３】(a) は上記実施例の固定子の前端部の一部切欠
斜視図、(b) は上記実施例の固定子の後端部の一部切欠
斜視図である。3A is a partially cutaway perspective view of a front end portion of the stator of the above embodiment, and FIG. 3B is a partially cutaway perspective view of a rear end portion of the stator of the above embodiment.
【図４】本発明の第２の実施例による低電圧モータを説
明するための電源装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a power supply device for explaining a low voltage motor according to a second embodiment of the present invention.
【図５】上記実施例のモータの回転原理を説明するため
の図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of rotation of the motor of the above embodiment.
【図６】上記実施例のモータの回転数−出力トルク特
性，始動特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a rotation speed-output torque characteristic and a starting characteristic of the motor of the above embodiment.
【図７】(a) は本発明の第３の実施例によるモータの電
源装置を示す図、(b) はその出力波形を示す図である。7A is a diagram showing a power supply device for a motor according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a diagram showing its output waveform.
【図８】従来の電機子巻線（亀の子コイル）を示す斜視
図である。FIG. 8 is a perspective view showing a conventional armature winding (turtle coil).
【図９】従来の直流電源により誘導電動機を駆動する方
式を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a method of driving an induction motor with a conventional DC power supply.
【図１０】従来の３相交流により誘導電動機を駆動する
方式を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a conventional method of driving an induction motor by three-phase alternating current.
【図１１】従来の２相交流により誘導電動機を駆動する
方式を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a conventional method of driving an induction motor by two-phase alternating current.
【図１２】従来の、単相交流によりくまとりコイル型誘
導電動機を駆動する方式を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a conventional method of driving a bear coil induction motor with a single-phase alternating current.
【図１３】単相交流により回転磁界を発生する様子を示
す図である。FIG. 13 is a diagram showing how a rotating magnetic field is generated by single-phase alternating current.
【図１４】従来の、単相交流によりコンデンサ分相型誘
導電動機を駆動する方式を説明する図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a conventional method of driving a capacitor phase-separation-type induction motor with a single-phase alternating current.
【図１５】本発明の第４の実施例による低電圧モータの
構成を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a low voltage motor according to a fourth embodiment of the present invention.
【図１６】上記第４実施例の低電圧モータに用いる回転
子の構造を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing the structure of a rotor used in the low-voltage motor of the fourth embodiment.
【図１７】上記第４実施例の低電圧モータに用いる他の
回転子の構造を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing the structure of another rotor used in the low-voltage motor of the fourth embodiment.
１，１０３ 直線導体 ２，１０７ 円環接続導体 ３ａ〜３ｆ 円弧状接続導体 ４ 電源装置 ５ バッテリー １０，１００ 固定子 １１ａ〜１１ｆ 直線導体群 ２０，２００，５２０，６２０，７２０ 回転子 １０１ 固定子導体 １０２ 溝 １０３ 直線導体 １０４ 接続導体 １０７ 円環状接続導体 ２０１ 回転子棒状導体 ２０２ 前端円環状導体 ２０３ 後端円環状導体 ４００ 直流−３相変換電源装置 ４０１ 直流電源 ４０２ａ〜４０２ｃ 変換部 ４２１ａ〜４２１ｃ スイッチ回路 ４２４ａ〜４２４ｃ 正側接点 ４２５ａ〜４２５ｃ 負側接点 ４２２ａ〜４２２ｃ リアクタンス回路 ４０６ａ〜４０６ｃ 出力端子 ４３１ 制御回路 ７００ ３相交流電源装置 1,103 Linear conductor 2,107 Circular connection conductor 3a-3f Arc-shaped connection conductor 4 Power supply device 5 Battery 10,100 Stator 11a-11f Linear conductor group 20,200,520,620,720 Rotor 101 Stator conductor 102 groove 103 straight conductor 104 connection conductor 107 annular connection conductor 201 rotor rod conductor 202 front end annular conductor 203 rear end annular conductor 400 DC-3 phase conversion power supply device 401 DC power supply 402a to 402c conversion unit 421a to 421c switch circuit 424a to 424c Positive contact 425a to 425c Negative contact 422a to 422c Reactance circuit 406a to 406c Output terminal 431 Control circuit 700 Three-phase AC power supply device
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年６月７日[Submission date] June 7, 1993
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図７[Correction target item name] Figure 7
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図７】(a) は本発明の第３の実施例によるモータの電
源装置を示す図、(b) はその出力波形を示す図、(c) は
３対の直線導体部に流れる電流波形を示す図である。7A is a diagram showing a power supply device for a motor according to a third embodiment of the present invention, FIG. 7B is a diagram showing an output waveform thereof, and FIG. 7C is a waveform of current flowing through three pairs of linear conductors. FIG.
Claims (16)
電圧モータであって、 筒体の側面上の位置に該円筒の軸方向に形成した、各組
１本又は複数本からなる直線導体群を、複数組有する固
定子と、 その軸が上記固定子の軸と同軸または平行に上記固定子
内に挿入され、あるいは上記固定子をその内部に含むよ
うに配置され、筒体の側面上の位置に、該筒体の軸方向
と平行な導体部を有する回転子とを備え、 上記複数の直線導体の各々の２点間に、各組の直線導体
群ごとに異なる電圧を印加することにより該直線導体の
長さ方向に電流を生じさせて、上記固定子内またはその
外部に回転磁界を発生させ、上記回転子を回転させるよ
うにしたことを特徴とする低電圧モータ。1. A low voltage motor driven by the principle of an induction motor, wherein a linear conductor group consisting of one set or a plurality of sets is formed at a position on a side surface of a cylinder in the axial direction of the cylinder. , A stator having a plurality of sets, and the axis of which is inserted into the stator coaxially or parallel to the axis of the stator, or arranged so as to include the stator therein, and the position on the side surface of the tubular body. A rotor having a conductor portion parallel to the axial direction of the tubular body, and by applying a different voltage to each of the linear conductor groups of each set between two points of each of the plurality of linear conductors, A low-voltage motor characterized in that a current is generated in the length direction of a linear conductor to generate a rotating magnetic field inside or outside the stator to rotate the rotor.
線導体の一端側をすべて電気的に接続する円環状接続導
体と、上記複数本の直線導体の他端側を各組ごとに電気
的に接続する複数の円弧状接続導体とからなることを特
徴とする低電圧モータ。2. The low-voltage motor according to claim 1, wherein the stator includes the plurality of linear conductors, and an annular connecting conductor that electrically connects all of one ends of the plurality of linear conductors. A low-voltage motor comprising: a plurality of arc-shaped connecting conductors that electrically connect the other ends of the plurality of linear conductors for each set.
続導体と、上記複数の円弧状接続導体とを絶縁体中に埋
め込んでなるものであることを特徴とする低電圧モー
タ。3. The low-voltage motor according to claim 2, wherein the stator has the plurality of linear conductors, the annular connecting conductor, and the plurality of arcuate connecting conductors embedded in an insulator. A low-voltage motor characterized in that
された複数の棒状導体と、これらすべての棒状導体の
前，後端をそれぞれ接続する２つの円環状接続導体とか
らなるものであることを特徴とする低電圧モータ。4. The low-voltage motor according to claim 1, wherein the rotor includes a plurality of rod-shaped conductors arranged at positions on the side surface of the cylindrical body at equal angular intervals, and front and rear of all the rod-shaped conductors. A low-voltage motor comprising two annular connecting conductors that respectively connect the ends.
とを特徴とする低電圧モータ。5. The low-voltage motor according to claim 1, wherein the rotor is made of a hollow conductive cylinder.
とする低電圧モータ。6. The low-voltage motor according to claim 1, wherein the linear conductor of the stator is a plate-shaped linear conductor.
スされ、かつ該固定子の複数本の直線導体の前端に、各
直線導体群ごとに多相交流の各相出力を印加する多相電
源装置を備えたことを特徴とする低電圧モータ。7. The low-voltage motor according to claim 1, wherein the terminal ends of all of the plurality of linear conductors of the stator are grounded, and each linear conductor group is provided at the front end of the plurality of linear conductors of the stator. A low-voltage motor comprising a multi-phase power supply device for applying a multi-phase alternating current output for each phase.
スされ、 上記固定子は、隣接するもの同士対をなす、２の倍数個
の直線導体群を有するものであり、 上記固定子の１対の直線導体群の各々に、位相が９０度
異なる二相交流の各相電圧を印加するようにしたことを
特徴とする低電圧モータ。8. The low-voltage motor according to claim 1, wherein all ends of the plurality of linear conductors of the stator are grounded, and the stator is a multiple of 2 which is a pair of adjacent ones. A low-voltage motor having a linear conductor group, wherein each pair of linear conductor groups of the stator is applied with respective phase voltages of a two-phase AC having a phase difference of 90 degrees.
電圧を印加し、上記固定子の筒体内に回転磁界を生じさ
せる直流電源装置を備えたことを特徴とする低電圧モー
タ。9. The low-voltage motor according to claim 1, further comprising: a DC power supply device for applying a DC voltage with inverter control applied to the linear conductor group of the stator to generate a rotating magnetic field in the cylindrical body of the stator. A low-voltage motor characterized by being equipped.
て、 上記多相電源装置は、 直流電源の正及び負電圧に接続された正側及び負側接点
を有し、正側及び負側接点のオン，オフあるいは正側，
負側接点間での切換が可能なスイッチ回路と、リアクタ
ンス成分を有し該スイッチ回路に接続されたリアクタン
ス回路とからなり、直流を交流に変換する複数の変換部
と、 上記直流電源の正及び負電圧の中間電位に接続されたニ
ュートラル端子と、 上記スイッチ回路のオン，オフあるいは切換動作を制御
する制御回路とを備え、 上記変換部の出力端子とニュートラル端子との間に単相
交流を出力することにより直流電源より所要周波数の多
相交流を出力するものであることを特徴とする低電圧モ
ータ。10. The low-voltage motor according to claim 7, wherein the multi-phase power supply device has positive and negative side contacts connected to positive and negative voltages of a DC power supply, and the positive side and negative side contacts are connected. On, off or positive side,
A plurality of conversion units, each of which includes a switch circuit that can switch between the negative contacts and a reactance circuit that has a reactance component and is connected to the switch circuit, and that converts direct current into alternating current; A neutral terminal connected to an intermediate potential of a negative voltage and a control circuit for controlling ON / OFF or switching operation of the switch circuit are provided, and a single-phase AC is output between the output terminal of the conversion unit and the neutral terminal. By doing so, a low-voltage motor characterized in that it outputs a multi-phase AC of a required frequency from a DC power supply.
て、 上記回転子は、筒体の側面上の位置に等角度間隔で配置
された複数の棒状導体、及びこれらすべての棒状導体の
前，後端をそれぞれ接続する２つの円環状接続導体から
なり、 上記固定子は、６組の直線導体群を有し、 上記固定子の複数本の直線導体はすべてその終端がアー
スされ、 上記６組の直線導体群の相対向する一対の組のすべての
直線導体の前端に３相交流を、各相出力を各対に対応さ
せて印加するようにしたことを特徴とする低電圧モー
タ。11. The low-voltage motor according to claim 1, wherein the rotor comprises a plurality of rod-shaped conductors arranged at positions on a side surface of the cylindrical body at equal angular intervals, and front and rear of all the rod-shaped conductors. The stator has two annular connecting conductors that respectively connect the ends, and the stator has six linear conductor groups, and the ends of all the plurality of linear conductors of the stator are grounded, A low-voltage motor characterized in that a three-phase alternating current is applied to the front ends of all the linear conductors of a pair of pairs of linear conductor groups facing each other, with each phase output corresponding to each pair.
て、 上記回転子は、筒体の側面上の位置に等角度間隔で配置
された複数の棒状導体、及びこれらすべての棒状導体の
前，後端をそれぞれ接続する２つの円環状接続導体から
なり、 上記固定子は、６組の直線導体群を有し、 上記固定子の複数本の直線導体はすべてその終端がアー
スされ、 上記直流電源装置は、上記各直線導体群に接続された６
つの出力端子と、該各出力端子と直流電源との間に並列
に接続され、上記回転子の回転方向に沿って順次上記各
組の直線導体群の前端に直流電圧を印加させる６つのス
イッチ回路とを有するものであることを特徴とする低電
圧モータ。12. The low-voltage motor according to claim 9, wherein the rotor comprises a plurality of rod-shaped conductors arranged at positions on the side surface of the tubular body at equal angular intervals, and front and rear of all these rod-shaped conductors. The stator has two annular connecting conductors that respectively connect the ends, the stator has six sets of linear conductor groups, and the ends of all the plurality of linear conductors of the stator are grounded, and the DC power supply device is provided. Is connected to each of the linear conductor groups described above.
Six output circuits, and six switch circuits connected in parallel between each output terminal and a DC power source, and sequentially applying a DC voltage to the front ends of the linear conductor groups of each set along the rotation direction of the rotor. A low-voltage motor having:
電圧モータにおいて、 直流電源の正及び負電圧に接続された正側及び負側接点
を有し、正側及び負側接点のオン，オフあるいは正側，
負側接点間での切換が可能なスイッチ回路と、リアクタ
ンス成分を有し該スイッチ回路に接続されたリアクタン
ス回路とからなり、直流を交流に変換する３つの変換部
と， 上記直流電源の正及び負電圧の中間電位に接続されたニ
ュートラル端子と， 上記スイッチ回路のオン，オフあるいは切換動作を制御
する制御回路とを備え， 上記変換部の出力端子とニュートラル端子との間に単相
交流を出力することにより所要周波数の３相交流を出力
する直流−３相変換電源装置と、 中空の円筒状筒体の筒体面に、該円筒の軸方向に形成し
た、その円周に沿って等間隔で位置する６組の直線導体
群を構成する複数本の直線導体を有する固定子と、 上記固定子の中空筒体の中にこれと同芯に挿入され、筒
体の側面上の位置に等角度間隔で配置された複数の棒状
導体と、これらすべての棒状導体の前，後端をそれぞれ
接続する２つの円環状接続導体とからなる回転子とを備
え、 上記固定子の複数本の直線導体はすべてその終端がアー
スされ、 上記固定子の６組の直線導体の相対向する一対の組のす
べての直線導体の前端に上記直流−３相交流変換電源装
置で得られる３相交流を、その各相出力を各対に対応さ
せて印加することにより、上記回転子を固定子に対し回
転させるようにしたことを特徴とする低電圧モータ。13. A low voltage motor driven by the principle of an induction motor, having positive and negative contacts connected to the positive and negative voltages of a DC power supply, and turning on and off the positive and negative contacts. Positive side,
A switch circuit capable of switching between the negative side contacts and a reactance circuit having a reactance component and connected to the switch circuit, and three converters for converting direct current into alternating current; A neutral terminal connected to an intermediate potential of a negative voltage and a control circuit for controlling ON / OFF or switching operation of the switch circuit are provided, and a single-phase AC is output between the output terminal of the conversion unit and the neutral terminal. By doing so, a direct current-three-phase conversion power supply device that outputs a three-phase alternating current of a required frequency, and on a cylindrical surface of a hollow cylindrical cylindrical body formed in the axial direction of the cylinder at equal intervals along the circumference thereof. A stator having a plurality of linear conductors that form 6 sets of linear conductor groups positioned, and a hollow cylindrical body of the above-mentioned stator, which is inserted concentrically therewith, and is equiangular at a position on the side surface of the cylindrical body. Duplicates spaced And a rotor composed of two annular connecting conductors that connect the front and rear ends of all of these rod-shaped conductors, respectively, and the ends of all the plurality of linear conductors of the stator are grounded. , The three-phase AC obtained by the DC-to-three-phase AC conversion power supply device at the front ends of all the linear conductors of the pair of pairs of the six linear conductors of the stator facing each other, and the output of each phase to each pair A low-voltage motor characterized in that the rotor is rotated with respect to the stator by applying correspondingly.
において、 上記固定子は、中空の円筒状筒体の内面又は外面に該円
筒の軸方向に形成した複数の溝内に挿入され、その円周
に沿って等間隔で位置する数組の直線導体群を構成する
複数本の直線導体を有するものであることを特徴とする
低電圧モータ。14. The low voltage motor according to claim 1 or 13, wherein the stator is inserted into a plurality of grooves formed in an inner surface or an outer surface of a hollow cylindrical tubular body in an axial direction of the cylindrical body. A low-voltage motor having a plurality of linear conductors forming several sets of linear conductors located at equal intervals along a circumference.
低電圧モータであって、 筒体の側面上の位置に該円筒の軸方向に形成した、各組
１本又は複数本からなる直線導体群を、複数組有する固
定子と、 その軸が上記固定子の軸と同軸または平行に上記固定子
内に挿入され、あるいは上記固定子をその内部に含むよ
うに配置され、筒体の側面上の位置にＮ極あるいはＳ極
を有する回転子とを備え、 上記複数の直線導体の各々の２点間に、各組の直線導体
群ごとに異なる電圧を印加することにより該直線導体の
長さ方向に電流を生じさせて、上記固定子内またはその
外部に回転磁界を発生させ、上記回転子を回転させるよ
うにしたことを特徴とする低電圧モータ。15. A low-voltage motor driven by the principle of a synchronous motor, wherein a linear conductor group consisting of one set or a plurality of sets is formed at a position on the side surface of the cylinder in the axial direction of the cylinder. , A stator having a plurality of sets, and the axis of which is inserted into the stator coaxially or parallel to the axis of the stator, or arranged so as to include the stator therein, and the position on the side surface of the tubular body. A rotor having an N pole or an S pole in the longitudinal direction of the linear conductor by applying a different voltage between the two points of each of the plurality of linear conductors for each set of linear conductors. A low-voltage motor characterized in that an electric current is generated to generate a rotating magnetic field inside or outside the stator to rotate the rotor.
て、 直流電源の正及び負電圧に接続された正側及び負側接点
を有し、正側及び負側接点のオン，オフあるいは正側，
負側接点間での切換が可能なスイッチ回路と、リアクタ
ンス成分を有し該スイッチ回路に接続されたリアクタン
ス回路とからなり、直流を交流に変換する複数の変換部
と、 上記直流電源の正及び負電圧の中間電位に接続されたニ
ュートラル端子と、 上記スイッチ回路のオン，オフあるいは切換動作を制御
する制御回路とを備え、 上記変換部の出力端子とニュートラル端子との間に単相
交流を出力することにより直流電源より所要周波数の多
相交流を出力する多相電源装置を備え、 上記固定子の複数本の直線導体の前端に、各直線導体群
ごとに上記多相交流の各相出力を印加し、上記固定子の
複数本の直線導体はすべてその終端をアースしたことを
特徴とする請求項１５記載の低電圧モータ。16. The low-voltage motor according to claim 15, further comprising positive and negative contacts connected to the positive and negative voltages of the DC power supply, the positive and negative contacts being turned on or off or the positive side,
A plurality of conversion units, each of which includes a switch circuit that can switch between the negative contacts and a reactance circuit that has a reactance component and is connected to the switch circuit, and that converts direct current into alternating current; A neutral terminal connected to an intermediate potential of a negative voltage and a control circuit for controlling ON / OFF or switching operation of the switch circuit are provided, and a single-phase AC is output between the output terminal of the conversion unit and the neutral terminal. By providing a multi-phase power supply device for outputting a multi-phase alternating current of a required frequency from a DC power supply, at the front end of the plurality of linear conductors of the stator, each phase output of the above-mentioned multi-phase AC for each linear conductor group 16. The low voltage motor according to claim 15, wherein the plurality of straight conductors of the stator are grounded at all ends thereof.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09959291A JP3147920B2 (en) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | Low voltage motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09959291A JP3147920B2 (en) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | Low voltage motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05328646A true JPH05328646A (en) | 1993-12-10 |
| JP3147920B2 JP3147920B2 (en) | 2001-03-19 |
Family
ID=14251369
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09959291A Expired - Fee Related JP3147920B2 (en) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | Low voltage motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3147920B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6740994B2 (en) * | 2000-12-22 | 2004-05-25 | Square D Company | Electrical bus powered cooling fan |
| JP2008131993A (en) * | 2006-11-27 | 2008-06-12 | Shinshu Univ | Rotary shooting device |
| CN108432094A (en) * | 2016-03-09 | 2018-08-21 | 日锻汽门株式会社 | Hollow monocyclic-start induction motor |
-
1991
- 1991-04-02 JP JP09959291A patent/JP3147920B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6740994B2 (en) * | 2000-12-22 | 2004-05-25 | Square D Company | Electrical bus powered cooling fan |
| JP2008131993A (en) * | 2006-11-27 | 2008-06-12 | Shinshu Univ | Rotary shooting device |
| CN108432094A (en) * | 2016-03-09 | 2018-08-21 | 日锻汽门株式会社 | Hollow monocyclic-start induction motor |
| US10804780B2 (en) | 2016-03-09 | 2020-10-13 | Nittan Valve Co., Ltd. | Hollow single-phase induction motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3147920B2 (en) | 2001-03-19 |
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