JPH06508975A - 多相切換型リラクタンスモータ - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 多相切換型リラクタンスモータ 発明の分野 本発明は、一般的に、ブラシレスＤＣモータに関し、より詳細には、機械的ブラ シあるいは整流子の用いずにそれらの相巻線を電子的に整流させる切換型リラク タンス又は可変型リラクタンスモーフに関する。これらのタイプのブラシレスＤ Ｃモータは、永久磁石を使用せずに連続的な回転トルクを生成する。所要の位相 整流は、モータのシャフトに取り付けられているエンコーダ又は分解器等の位置 センサによって決定される回転子の位置を利用して達成され得る。

発明の背景 パワーＭＯＳＦＥＴ及びＩＧＢＴ等のパワー半導体デバイスにおける最近の開発 のために、ブラシレスＤＣモータの広範囲での使用が近年見られる。それらの応 用は、可変／調整可能速度あるいはサーボ位置決めシステムの周辺に集中してい る。サマリウム・コバルトあるいはネオジムホウ索鎖等の高エネルギ永久磁石が 入手可能であることも、ブラシレスＤＣモータの現在の関心に寄与している。

しかし、これらの高エネルギ磁石の高いコストと、それらを取付具に保持するこ との機械的な難しさとの故に、永久磁石又は巻線を回転部材とを関連して使用し ない部類のブラシレスＤＣモータにも強い関心がもたれている。この部類のブラ シレスＤＣモータは一般的に切換型リラクタンスモーフあるいは単にＳＲモータ と呼ばれる。

ＳＲモータは、回転子の角度位置に関係のない整流周波数及び位相を提供するよ うな開ループ様式で一連のクロックパルスによって駆動される時にステッピング モータとして広く用いられてきている。これらのステッピングモータシステムに おいて、モータは通常ＶＲモータと呼ばれてきており、ここで「ＶＲ」は「可変 リラクタンス」の語句に対する頭文字である。これらの言わゆるＶＲステッピン グモータの多くは、各回転子及び固定子磁極の上に多くの歯を含んでいる積層設 計を有する三相あるいは四相の機械である。これらの歯は、小さな段角（ｓｔｅ ｐ　ａｎｇｌｅｓ）を達成するのに必要である。（たとえば、Ｈｅ１ｎｅの米国 特許第３８６６１０４号）。

本発明の課題は、ステッピングモータとして用いられ、開ループ様式で制御され るようには設計されていないリラクタンス機械又はＳＲモータを連続的に回転す ることと関連している。ＳＲモータは一般的に、電気エネルギを連続的な機械回 転に変換するように設計されている。これは、ＳＲモータが任意の所望の、予め 設定されたあるいは制御可能な速度の回転の連続的トルクを生成することが要求 されていることを意味する。

本明細書に述べられているタイプのＳＲモータは通常、三相、四相あるいは三相 に巻かれた固定子を有している。各位相は、ＤＣ電源に付勢あるいは接続され、 位相当り最大出力トルクを生成するべく、回転子の最適位置に整流あるいは切り 換えられる。トルク変化あるいはトルクリプルは、各隣接位相の付加されたトル クが、通常は一度に１つの位相がオンになるように単極ＤＣ電圧と整流する従来 のＳＲモータに対するピークトルクと略等しくなるように一度に付勢された２つ の位相を利用する慎重な整流によって最小限にすることができる。これは要求条 件ではないが、ＳＲモータは通常それらの積層設計に磁極当り複数の歯を有して いないが、通常は各コイルに１つの極を有している。極当り２つ又は３つの歯を 時々用いることができるが、まれにそれ以上の歯を用いることができる。

ＳＲ機械は、任意の公知のモータの可能な限り低い製造コストでの、非常に単純 な回転子構造及び極めてコンパクトに巻かれた固定子を有する、非常に頑丈なあ るいは強固なモータである。これらは大抵の過酷な環境における酷使によ（適し ている。たとえば、これらは永久磁石モータでは不可能な温度極限が可能である （−１００°と＋５００℃の間）。

ＳＲモータは、航空宇宙産業及び陸上輸送産業等の人間の安全性が最重要とされ る特定の応用に対して非常に魅力的な独特の特徴を有している。これらの特徴は 、ＳＲモータが永久磁石を用いない結果得られる。たとえば、ＳＲモータでは、 トルクを生ずるために各位相を付勢するための双極電流の必要がない。固定子磁 極は北又は南に磁化された永久磁石ではなく軟質の鉄固定子鉄棒を磁気的に引き つけるｆこめ、各位相に用いられる電流の極性を制御する必要がない。電流の極 性が重要でないため、巻線はスイッチングトランジスタと直列に接続され、これ により誘導モータ及び永久磁石ブラシレスモータの場合と同じようにスイッチ故 障の際の致命的な故障の可能性を消す。

ＳＲモータの他の安全性に関連した利点も永久磁石がないことによる。永久磁石 は、回転子の回転の期間中、逆（ｂ　ａ　ｃ　ｋ）電磁力（ＥＭＦ）を発生する 。ＳＲモータは、この種類の逆ＥＭＦがない。この事実によって、磁石の起磁力 （ＭＭＦ）による回路の短絡の際にモータシャフトにかかる制動（ブレーキング ）トルクの可能性がな（なる。巻線の１つに短絡が生じた場合、ＳＲモータは回 転を続けるが、低い電力を生じる。電力低下の百分率は、全位相数に対する相対 的な切断したあるいは短絡した位相の数に比例する。

どの電導モータの巻線位相の数を増大することの不都合の１つもスイッチング又 は整流周波数の増大である。位相が不粋又は消勢されると、電流の時間変化率（ ｄ　Ｉ／ｄ　ｔ）によって固定子及び回転子の積層鉄の渦電流の損失が生じ、こ れにより発熱が生じる。モータが早（回転すればする稈、周波数及び鉄芯の損失 が大きくなる。

磁場束の逆転から生じる別の損失はヒステリシス損失として知られている。この 発熱の影響も、位相の数と回転速度と共に増大する。ある正の磁束値からある負 の磁束値への完全な磁束の逆転により「全ループ」エネルギ損失が生じる。磁束 場が単にゼロからある最大値に増大した場合、「オフ」に整流された場合、磁束 場は再びセロに戻るように減少し、「小」ヒステリシスループが生じる。このヒ ステリシス損失の現象及び対応する発熱の影響は殆んど全ての電動モータの作動 中に起きる。全てのモータの言わゆる鉄損失は、導通による機械的取付構造を通 しであるいは空気又は液体冷却によって手早く処理されなければならない熱を生 じる。ヒステリシスループ内の面積はなされた仕事即ちエネルギ損失である。

誘導モータ及びプランレスモーフに用いられている双極電流スイッチングの故に 全磁束逆転が生じると、磁鉄は全ヒステリシスループに因る発熱を経験する。Ｓ Ｒ機械は、磁束がゼロから始まり、ピーク値まで増大し、それからマイナスのピ ーク値てはなくゼロに戻るように減少する故に、小ヒステリシスループによって 生じた損失を経験するが、その結果生じる鉄損失は従来のＳＲ機械におけるより もかなり小さい。

私の米国特許第４８８３９９９号に示されているＳＲモータはＳＲモータの後部 鉄及び回転子において生じるエネルギロスを有意に減少している。トルク性能は 斯かるＳＲモータの場合非常に良好であるが、ＳＲモータはモータを同時に２つ の位相をオンにしながら駆動する完璧な方法がないという点で従来のＳＲモータ の同じ制限を受ける。かかる駆動技術は、安全性の理由によって、種々の故障モ ードにおいて連続的な正のトルクを必要とする高トルク応用及び／又は諸悪用− たとえば、航空宇宙産業にとって非常に望ましい。過去において、位相オーバー ラツプは更なるトルク及び更なる安全性を提供した。しかし、２つの位相が従来 のＳＲモータに同期して適用されると、モータはより大きなトルクを達成するこ とができず、実質的に非常に非効率的な機械となってしまうが（即ち、入力電力 が倍になっても、トルクの有意な増大がない）、これは、固定子ヨークの磁気飽 和及び単相付勢に対して設計されており且つ二相付勢に対しては効果的でない固 定子及び回転子種分布に因る。

発明の要約 本発明の一般的な目的は、実質的に改良された性能特徴を有するＳＲモータを提 供することにある。これに関して、本発明の特定の目的は、特に四つ以上の固定 子位相の場合において且つ磁鉄損失が通常最高であるより高い速度において、よ り従来の構造の切換リラクタンスモータより大きな効率及びトルクを有するＳＲ モータのための磁気回路を提供することにある。

本発明の関連の目的は、ＳＲモータの周知の性能利点及び特徴（たとえば、低コ スト、頑丈さあるいは強固さ、広い使用温度及び高いＲＰＭ能力）を犠牲にする ことなく改良された効率を有するＳＲモータを提供することにある。

本発明のより特定の目的は、回転子と固定子が積層された材料の後部鉄部分にお けるヒステリシス及び渦電流損失を実質的に減少せしめることにある。

本発明の別の特定の目的は、非常に小さいトルクリプル特徴を有し且つ回転子に 対するデッドトルク位置を有していない高速の高トルクのＳＲモータを提供する ことにある。

本発明の別の目的は、多数の巻線位相によって通常生じた発熱損失効果を減少せ しめて、トルクリプルが低いことと且つ回転子のデッドトルク位置がないことの 利点から高速の応用を利点として引き出すことにより、多相ＳＲモータの高い回 転速度能力を有意に増大せしめることにある。

本発明の更に別の目的は、空気スペースを無駄にすることなく高密度の多相巻線 によって容易に巻くことができ、これにより効率を最大限にすることのできる従 来の対称固定子にこれまで述べてきた諸目的を達成することにある。

本発明の他の諸目的及び利点は以下の詳細な説明及び付記の図面から明白となろ う。

米国特許第４８８３９９９号に述べられている私の先の発明において、ＳＲモー タにおける磁束の流れの反転はなくなり、これによりヒステリシス損失が従来の ＳＲモータと比較して相対的に有意に減少するようにしている。更に、ＳＲモー タは、固定子の後部鉄の各領域がモータ及びその駆動装置によって構成される磁 気位相回路の一つのみに組み込まれるようになるような状態で構成されている。

かかる構造によって従来のＳＲモータに対して相対的な渦電流損失が大幅に減少 されるが、固定子の後部鉄領域における磁場の崩壊及び構築の頻度が大幅に減少 するからである。この頻度は一般的に「スイッチング周波数」と呼ばれている。

ヒステリシス及び渦電流損失を大幅に減少することにより、米国特許第４８８３ ９９９号のモータは従来のＳＲモータよりも有意に高い効率を特徴とする電子的 に整流されたモータを提供し、同時にこれら先行技術の利点の全てを保持してい る。この特許のＳＲモータは、相対的な回転のために取り付けられた第１及び第 ２部材であって、各部材の極が分極した時に、それらが反対の極性を有する隣接 した極の対を画成するようにこれら部材の一方が等間隔に離間した極を有しかつ 他方が非等間隔に離間された極を有しているような第１及び第２部材を特徴とし ている。

本発明によると、ＳＲモータは、等間隔に離間された突極形磁極を有する固定子 及び非等間隔に離間された回転子を含み、ここで回転子の制御された回転をおこ なうために２つの位相が全ての時間において付勢されなければならない。この２ つの付勢された位相は常に互いに隣接している。固定子の極の回りには、固定子 の極が反対の極性を有する隣接した極の対として付勢され、６対の間に磁気回路 を形成するような状態で巻線が巻かれている。６対の極によって形成された一次 磁気回路は、２つの隣接した極を橋渡しをしている固定子の後部鉄領域を通って おり、これにより、ある対のどちらかの極によって形成された一次磁気回路がそ の対の極に間にあり、そして固定子における磁束反転がそれ故になくなるように 保証している。

前記の幾何学的配置及び位相付勢技術を有するＳＲモータは、従来の構造を有す る同じ寸法のＳＲモータより実質的に大きな出力トルクを提供する。このモータ の回転子は、爪棒回転子のトルクを提供し、同時に四極回転子の工程角を提供す る。この四極工程角によって、モータは比較的高いＲＰＭで作動することができ 、同時にその高いトルク特徴を維持することができる。更に、この二相オン付勢 技術によって、これらの位相の１つの故障の際にかなりのトルクが維持されるこ とが保証される。それ故、本発明のＳＲモータは、低ＲＰＭにおいて停止するこ とがなく、その結果、安全性の理由により信頼性の高い作動が重要となる応用に とって優れたモータである。

更に、本発明のＳＲモータは、従来のＳＲモータに対して相対的に改良された効 率を特徴としている。一対の隣接した固定子極を連結する磁気回路が発生しない ようにモータを付勢することにより、固定子の後部鉄の各領域は１位相のみに磁 束流を経験する−即ち、固定子の後部鉄のどの部分もどの２つ以上の極対からの 磁束を支持しない。したがって、固定子の後部鉄における磁束のスイッチング周 波数は整流スイッチング周波数を位相の数で割ったものに等しくなる。対照的に 、従来のＳＲモータ、ブラシレスＤＣモータ及びＡＣ誘導モータの後部鉄におけ る磁束のスイッチング周波数は、整流スイッチング周波数に等しい。

モータの渦電流損失は固定子後部鉄における磁束スイッチング周波数によって大 きく影響を受けるため、本発明は磁気回路構成はこれらの渦電流損失を有意に減 少する。本発明のＳＲモータの場合、損失周波数は整流周波数を位相の数で割っ たものに等しい。従来のＳＲモータと同じ発熱損失にたいしては、本発明のＳＲ モータの回転速度はかなり太き（なり得る。

回転子上に磁極の非等間隔離間を行うことにより、本発明の付勢技術は回転子に トルクを与え、回転子の回転の方向の積極的な制御を行うことができる。固定子 と回転子の間に、低いリラクタンス経路を提供するために、非等間隔に離間され た６対の極は固定子の等間隔に離間された角度に等しい角度αＩだけ離れている 。このような相関関係により、互いに直径の方向に反対に配置されている非等間 隔に離間されている回転子磁極の２つの対が２対の隣接した固定子極と整合して おり、２つの位相が付勢されている６対の極の間を流れる磁束のための低いリラ クタンスを提供する。回転子にトルクが発生することを保証するために、隣接し た対の回転子種の隣接した極は回転子極対の極の間の角度α、に等しくないかあ るいは角度α１の整数倍の角度α１だけ離れている。

前記の付勢技術を行うために、等間隔に離間された固定子極は各位相が直径方向 に反対の固定子極の回りに巻かれた少なくとも一対の巻線を付勢するような従来 の様式で巻線で巻かれている。しかし、回転子を付勢する際、様々な位相の離間 した固定子極は隣接した極の間に一対の同様に離間された回転子種（すなわち、 角度α２）を低いリラクタンス整合に引くような磁気回路を発生するために同時 に付勢される。

種々のけ勢技術を用いて本発明のＳＲモータを付勢することができる。多相電源 を用いることにより、ＳＲモータは２つの位相が任意の与えられた時間において オンとなるように駆動されなければならない。又、ＳＲモータは、モータが様々 な時間において２つの位相等の様々な数の位相により駆動され、次に短い角度に わたり３相によって駆動され、そして２相にもどるようなハイブリッド技術によ って付勢され得る。斯かる技術は、各位相のオンの時間を単に部分的に重ねるこ とにより平均出力トルクを増大あるいはトルクリプルを最小限にすることにより 実現することができる。

２つの位相は１つまたはそれ以上の対の隣接した固定子極を付勢し、これにより ６対が隣接した回転子種の対を整合に引（ような反対の極を構成し、これにより 分極化された対の極先端の間を流れる磁束のための低いリラクタンス経路を提供 するようにしている。一度に２つ以上の対の隣接した固定子極が付勢される、こ れらの対における極の極性の相対的位置が２対の固定子極を付勢されない対の固 定子極の一次磁気回路を横切る磁束経路によって連結する「２次」磁気回路の形 成を防止するべく望ましく制御される。２次磁気回路については、私の米国特許 第４８８３９９９号により詳細に論じられている。これらの２次磁気回路は１次 及び２次回路が重なっている固定子後部鉄の部分に対して磁束スイッチング周波 数を効果的に増大する。固定子極の対を連結する斯かる２次回路の発生を防止す るために、同時に分極化された対の相対的な極性は、付勢されない対の極によっ て分離された隣接極が同じ極性であるように維持されるのが好ましい。

ＳＲモータと選択された駆動技術の特定の構成に応じて、２つまたはそれ以上の 単極駆動回路が特定の位相、固定子及び回転子極構成に対する固定子対の前記の 分極化相関関係を提供し得る。

図面の簡単な説明 図１は、５相を有する１０個の固定子極及び８個の回転子種の構成に示されてい る従来の切替型リラクタンスモーフ構造の略断面図である。

図２は、回転子の機械的角度θに対して相対的に与えられた位相によって経験す るインダクタンス（Ｌ）の周期的変化を示す、例示的かつ理想的グラフである。

図３は、連続的なモータ作動を保証するためにある位相の整流／（ルスがいかに して回転子の機械的な回転を導かなければならないかを示す回転子の機械的回転 の時間（Ｔ）に対する相対的な与えられた位相に対する電流波形の例示的グラフ である。

図４Ａは、固定子極の巻線が主実施例に従って巻かれており、４つの回転子種が ２つの位相が一度にオンの作動に保つ際に固定子位相Ａ、Ｈの磁極対と整合して いる本発明を組み込んでいる二相の電子的に整流されるリラクタンスモータの略 断面図である。

図４Ｂは、回転子が図４Ａとは反時計方向に回転し、これにより他方の４つの回 転子極がそれ自身位相Ｃ，Ｄの固定子極対と整合するようにしている本発明を組 み込んでいる三相ＳＲモータの略断面図である。

図４０は、回転子が反対時計方向回転を続け、これにより最初の４つの回転子極 がそれ自身位相Ｅ、Ａの固定子極対と整合するようにしている本発明を組み込ん でいる三相ＳＲモータの略断面図である。

図４Ｄは、回転子回転が他方の４つの回転子極がそれ自身位相Ｂ、Ｃの固定子極 対と整合する位置に継続する本発明を組み込んでいる三相ＳＲモータの略断面図 である。

図４Ｅは、回転子が４Ｄから反時計方向に回転し、これにより元の４つの回転子 極が位相ＤＳＥの固定子極対と整合するようにしている本発明を組み込んでいる 三相ＳＲモータの略断面図である。

図５は、少な（とも２つの隣接した位相が一定の電圧を用いて調節可能速度駆動 に対して一度に付勢される本発明の切替型リラクタンスモーフを励起するための 例示的三相装置の略ブロック図である。

図６は、２相付勢を保証するために本発明に斯かる三相モータを付勢するために 必要な整流パルスの略図である。

図７Ａは、従来の三相ＳＲモータに対する毎分１つまたは２つの回転等の非常に 遅い速度でのトルク波形対回転子角度の例示的かつ理想的プロットである。

図７Ｂは、従来の四相ＳＲモータに対する毎分１つまたは２つの回転等の非常に 遅い速度でのトルク波形対回転子角度の例示的かつ理想的プロットである。

図７Ｃは、従来の三相ＳＲモータに対する毎分１つまたは２つの回転等の非常に 遅い速度でのトルク波形対回転子角度の例示的かつ理想的プロットである。

図８は、２つの位相が付勢される本発明に斯かる三相ＳＲモータに対する毎分１ つまたは２つの回転等の非常に遅い速度でのトルク波形対回転子角度の例示的か つ理想的プロットである。

図９は、ＢＥＭ磁気解明器を用いて計算された本発明に斯かるモータの１対の隣 接した回転子極に対する磁束輪郭の理想的推定である。

本発明はただ１つの実施例に関連して述べられるが、本発明を１つの実施例に限 定する意図はない。反対に、意図するところは、付記された請求の範囲に記載し た本発明の精神及び範囲内に含まれている全ての代替、修正、及び均等物を網羅 することにある。

好適実施例の詳細な説明 図面に移り、先ず図１について説明すると、典型的な三相の先行技術の切替型リ ラクタンスモーフは、巻線と永久磁石と整流子とをもたない回転子を特徴として いる。回転子に巻線、永久磁石がないため、回転子は、ＡＣ又はＰＭモータと比 較して低い慣性を有するが、これは回転子の外径の近くに鉄又は磁性物質がない からである。固定子は、集中型すなわち１つの極の回りに非常に短い端部の巻線 によって巻かれ配置されている相巻線を特徴としており、この点で、ＡＣ誘導モ ータの固定子巻線とブラシ型ＤＣモータの大抵のブラシレスＤＣ及び電機子巻線 と比べて著しく優れている。

回転子１は、スチールンヤフト２を中心に回転し、磁気透過性の鉄合金から成る 積層体から成る。図１から示唆されるように、各回転子の積層体は、回転子の回 転の軸から半径方向に外向きに延長し対称的に離間された磁極の対における回転 子の周辺の回りに離間している複数の突極形磁極を形成するように切削されてい る。

回転子１と同じように、固定子３は、好ましくは、磁気透過性の合金鋼から成る 積層体によって構成される。以下で説明するように、回転子１の回転を生じさせ るために、固定子３は、回転子１上の突極形磁極５の数とは等しくない複数の突 極形磁極５を含んでいる。固定子の磁極４は環状継鉄６から半径方向に内側に延 長しており、継鉄の回りに円周状にかつ等間隔に離間されている。

図１の切換型リラクタンス（Ｓ　Ｒ）モータは、１０個の固定子磁極４と８個の 固定子磁極５とを有している。１対の直径方向に対向した固定子磁極４の巻線７ は、直列又は並列に接続されて巻線の１つの位相を形成している。図示されたモ ータでは、５個の位相（すなわち、Ａ、Ｂ、ＣＳＤ、Ｅ）が存在している。ＳＲ モータに通じた者が了解するように、固定子及び回転子磁極の数については、様 々な組合せを用いることができる。当該技術において周知であるように、ＳＲモ ータに対する整流サイクル当りのトルクストローク角度θは次の関係式によって 与えられる。

θ＝３６０°／Ｎφ・Ｎｒ ここでθは度で表され、Ｎφは固定子の巻線位相の数に等しく、かつＮｒは回転 子磁極の数に等しい。たとえば、図１に示されている１０個の固定子磁極と８個 の回転子磁極とを有する５相ＳＲモータは、各整流位相に対して公称９°の角度 の回転子回転を生じる。

特定の磁極４．５の認識のために、これ以後、固定子磁極及びその巻線を参照す ることにする。たとえば、図１において位相Ａの固定子磁極は９　（Ａ’　）、 （Ａ２）であり、ここでＡ１、Ａ２は位相Ａに対する巻線対から成る。位相Ａの 巻線ＡＩ、Ａ２の励起は、固定子３及び回転子１を両に磁化する。図示のように 、この励起によってトルクが生じ、回転子１は、その磁極５．１１を励起された 固定子磁極９．１１に整合させる。トルクの極性は電流の極性に依存しないが、 これは回転子１が固定子３に常に引き付けられており、付勢された磁極の間の最 小のリラクタンス経路を提供する方向に回転するからである。その結果、ＳＲモ ータは１対のパワースイッチ１２．１３からの相巻線を通る単極電流のみを必要 とする。相巻線Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅの順次の励起によって、回転子１を回転させ 、その磁極を固定子３上に励起された磁極４に同期的に整合させる磁極オンの作 動を生じる。シャフト位置センサ１４は、回転子位置情報をコントローラ１５に 提供し、この情報はコントローラによって用いられ、固定子位相のスイッチング を適切な回転子角度において開始する。

ＳＲモータにおけるトルクは、回転子及び固定子磁極４．５の選択された磁極が 整合に回転する時に回転子及び固定子磁極４によって支持される磁束に比例する 。エアーギャップ・リラクタンスと磁極リラクタンスとは共に、付勢された固定 子磁極４と半径方向に整合された位置に回転子１が回転する時に、同時に減少す る。整合された場合の固定子及び回転子磁極の間のエアーギャップ１６における 磁束を最大にするために、このエアーギャップはできるだけ小さく製造すべきで ある。

位相Ａに対して、駆動装置１７のトランジスタ１２．１３が閉じると、電源Ｖ＋ からの電圧の励起の下で巻線ＡＩ、Ａ２における電流が増大する。トランジスタ １２．１３が開（と、電流がダイオード１８．１９に流れ、巻線Ａ１、Ａ２は電 流を低下せしめる逆電圧を見る。これにより、電流のパルスが位相Ａ、Ｂ、Ｃ， Ｄ。

Ｅの各々に供給され、モータ作動に対して、各パルスは最も近接した対の回転子 磁極を付勢された固定子磁極と整合するように移動せしめる。

矢印２Ｄによって示されているように、回転子１は当該技術において周知のよう に固定子磁極励起のシーケンスと反対の方向に段進（ステップ）する。しかし、 回転子回転の「ステップ」を考慮に入れることは、その回転を理解する観点から のみ有用であることに注意すべきである。実際、電流パルスは回転子位置センサ １４に応答してコントローラ１７によって制御され、回転子の特定の角度θにお いて生じる。電流の整流は、引き付けている固定子磁極を通過する回転子磁極の 平滑な回転移動（たとえば、回転子磁極２１及び固定子磁極２２）を与えて、コ ギングなしに連続的な回転を保証するために特定の回転子角度θとして生じるよ うに制御される。これは一般的に、相巻線が、電気的時定数に因る回転速度に応 じて、固定子及び回転子磁極２１．２２が整合する前に実質的に消勢されること を意味する。

モータ作動のより詳細な論述に簡単に移ると、ＳＲモータにおけるモータトルク はある位相がその位相のインダクタンスが最小の時（すなわち、回転子磁極が次 の固定子磁極に対して対称的に未整合である）の時間インターバルの間、付勢さ れる場合に生じる。与えられた位相は回転が起きるとインダクタンスの周期的変 化を受ける。インダクタンスＬが電流に依存しないという単純な仮定を行うと、 この変化はある位相における各固定子磁極に対して図２に示されている。第１回 転子磁極はθ１の回転子角度で固定子磁極と整合している。回転子回転が継続す ると、回転子磁極の次の整合はθ２において生じる。明らかなように、インダク タンスＬは、回転子磁極が固定子磁極と整合した時に最高になる。図１の八属回 転子の場合、θ２−６１の差は２２．５°に等しい。低いインダクタンスの点の 間の機械的角度すなわち回転子角度はこれ以後［工程（ストローク）角度」と呼 ばれる。

図１におけるＳＲモータの連続的な回転のために、回転子角度θに対する相対的 な巻線に供給される典型的な付勢電流パルスのタイミングは図３に示されている 。エネルギはトランジスタの開閉によって整流時間Ｔまでの期間中に制御可能に 供給される。許容リプルトルク以下でのモータ作動を保証するために、整流時間 Ｔ、−Ｔ２は機械的角度θ１に到達する前に生じる。すなわち、相巻線は固定子 及び回転子磁極４．５が整合する前に整流される。また、最小インダクタンスＬ の時間中に整流することにより、最大量のエネルギがモータ作動に変換され、最 小量のエネルギが発生する。換言すれば、電流Ｉによる励起の間に、エネルギの ある部分は機械的に出力に変換され、ある部分は磁場に蓄積され、そしである部 分は銅又は鉄において失われる。整流後の期間中、回転子１の継続された回転は 部分的にエネルギを電源に戻し、部分的にエネルギを更なる機械的出力及び損失 に変換する。

ＳＲモータにおける損失の主な源は固定子３に存在している。固定子における損 失は主にヒステリシスと渦電流損失から成る。渦電流損失を減するために、固定 子３及び回転子１は、前に示したように積層された鉄合金から構成されている。

しかし、渦電流損失は、依然として有意であり、固定子における磁場の周期的増 大及び崩壊の頻度に関連している。図１のモータのような従来のＳＲモータでは 、継鉄６又は後部の鉄の全ての部分はこれ以後「束（フラックス）スイッチング 周波数」と呼ばれる固定子における磁場の増大及び崩壊のサイクルを経験する。

図１の従来のモータでは、固定子の後部鉄における磁束スイッチング周波数は位 相スイッチング周波数又は整流周波数に等しい。

ヒステリシス損失の場合と同じように、磁束反転の周波数もそれらのマグニチュ ードに影響する。磁束反転は、重なっている磁気回路における磁束流の方向が対 抗した時に形成される。このような対抗は種々の駆動技術を用いて生じ得る。

通常は、固定子磁極は磁束反転を経験しない。しかし、固定子３の後部鉄又は継 鉄６のセグメント２３又は２４は位相の各切り換えのために磁束反転を経験する 。

回転子磁極５のそれぞれは、最大で、回転当り１磁束反転を経験し得る。

飽和状態にあるＳＲモータの作動によって誘起された非線形性の故に、ＳＲモー タにおける損失を計算するための過程は複雑である。しかし、磁束スイッチング 周波数及び工程角における継鉄６における磁束反転の周波数がモータにおける渦 電流及びヒステリシス損失、すなわちモータにおける鉄損失の２つの主な源に関 連していることが知られているため、従来のＳＲモータと本発明によるモータと の間で、簡単でかつ定量的な比較を行うことができる。これ以後、これら２つの 周波数はしばしば「鉄損失」周波数と呼ばれる。

図１に示されているように、対向する固定子磁極９．１０が位相Ａに関連してい るため、巻線Ａ１、Ａ２はこれらの磁極の回りに反対に巻かれ、これにより一方 の磁極が北極を有し、他方が南極を有するようにしている。この構成により、磁 束経路は、実線２４．２５によって示されるように、回転子３を通過し、固定子 ３の後部鉄又は継鉄６の回りを流れている。固定子磁極２２．４（Ｂ１、Ｂりが 位相Ｂにより付勢されると、関連の巻線は他方に実線２６．２７によって示され るように位相Ａの巻線Ａｌ５Ａ２による展開と類似する磁束パターンを構成する 。

後部鉄又は継鉄６のセグメント２３．２４に対して、磁束の流れの方向は位相Ａ からＢに反転することが分かる。位相Ｂがオフになりかつ位相Ｃがオンになると 同様の磁束反転が継鉄６の他のセグメントに生じる。後部鉄又は継鉄の第３対の セグメントは位相Ｃがオフになり位相がオンになると磁束反転を経験する。同じ シーケンスの事象が位相り、Ｈに対して反復される。これらをまとめると、後部 鉄セグメントの対は１つの完璧な回転の期間中に継鉄６の全ての領域を占めるこ とになる。同じ種類の磁束反転が図１における三相切換型すラクタンスモークの 「二相オン」作動中に生じる。

各位相に対する磁束経路が継鉄６の全部の後部鉄領域の回りに及んでいるため、 継鉄６の各部分は各位相から１つずつ、５つの磁束経路に組み込まれる。従って 、後部鉄のどの部分も各位相の整流周波数の５倍であるモータの整流周波数に等 しい磁束スイッチング周波数を経験する。

図１に示されているような土掻固定子爪棒回転子構造に対しては、回転子の１つ の完全な回転は、位相シーケンスＡＳＢ、Ｃ，Ｄ、Ｅの４サイクルを必要とする 。モータＲＰＭに関して、後部鉄又は継鉄６の各セグメントは完全な１つの回転 子回転当り磁束変化を４０回経験しかつ４０回位相反転を経験する。３６００Ｒ ＰＭで作動すると、図１の固定子における磁束スイッチング周波数及び磁束反転 の周波数は各々２．４ＫＨ２である。３６０００ＲＰＭでは、磁束スイッチング 周波数及び磁束反転周波数は２ＫＨ２である。前に示したように、これらの周波 数は、それぞれ渦電流損失及びヒステリシス損失に主に関連している固定子にお ける鉄芯損失を示している。

本発明の一つの重要な特徴によると、同じ寸法の従来のＳＲモータと比較して実 質的に改良されたトルク性能を提供し、同時に改良された効率を提供するモータ 構成及び付勢技術が与えられる。本発明に従って構成された三相ＳＲモータは渦 電流損失及びヒステリシス損失を実質的に減少せしめ、従来のＳＲモータ並びに 私の先行の米国特許第４８８３９９９号に従って作成されたＳＲモータの両方に 関して、モータ効率を、特により高いＲＰＭ（たとえば、２００ＯＲＰＭ以上） において増大せしめる。この点に関して、本発明のＳＲモータは、数百ＲＰＭｆ ｕ度に低い速度及び５００００ＲＰＭ以上までの速度を含む広い範囲の速度にわ たって高い効率の作動を行うと信じられている。私の先行の米国特許第４８８３ ９９９号と同じように、磁束スイッチング周波数を最小限にしかつＳＲモータの 少なくとも固定子における磁束反転を消すために、隣接の固定子磁極は反対の極 性を持つべ（分極化される。しかし、私の先の特許とは異なり、これら２つの隣 接の磁極は同じ位相ではない。磁束反転の消去に加えて、隣接の固定子磁極を付 勢すると、磁気回路における固定子の継鉄の経路長さが最小限になる。磁束経路 における継鉄を最小限にすることにより、継鉄又は後部鉄における磁場の崩壊及 び構築（すなわち、スイッチング周波数）によって生じるエネルギー損失は大幅 に減するが、これはこれらの損失が磁束を支持している鉄に正比例しているから である。　具体的には、本発明に係るＳＲモータは、固定子の後部鉄における磁 場の重なりを防止するかあるいは（従来の切換型リラクタンスモーフと比較して ）少なくとも減するように付勢される。後部鉄における重なり磁場の発生をな（ すかあるいは減することにより、スイッチング周波数及び磁束反転の周波数が大 幅に減少するが、これは継鉄又は後部鉄のどれも位相の間で共有されないがらで ある。この減少の結果、渦電流損失は従来のＳＲモータにおけるよりもかなり小 さくなる。

隣接磁極対の間の磁束の流れによる回転子の回転を保証するために、回転子磁極 は回転子の回りに非等間隔に離間されている。更に、この非等間隔離間により回 転子回転の方向の制御が可能になる。具体的には、図４Ａに示されているように 、非電なり磁気回路を形成している隣接した回転子磁極の対の間の角度α。

（すなわち、対間角）及び様々な対の隣接した回転子磁極の間の角度α２（すな わち、対内角）が異なっている。別の言葉で述べると、隣接した回転子磁極間の 角度は第１及び第２角度帽、α２の間を交互する。

本発明の詳細な説明する目的のために、図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ，４Ｄ、４Ｅは等間 隔に離間された固定子磁極より大きな角度α２で離間された４対の突回転子磁極 を有する本発明に係るＳＲモータを例示している。本発明に係るＳＲモータは、 角度α１だけ離れ、回転のどの方向にも連続トルクを生じるために、適切な回転 子位置においてＤＣ電流を切り換える図５に示されている二相パワーインバータ ７１に接続されている巻線で巻かれた、全て等間隔で離間されている５対の突固 定子磁極を有する。

図４Ａから４Ｅはその各々の５相に対して１対の固定子磁極を有する本発明に係 るＳＲモータの例示実施例を示しているが、１位相当り２対以上の固定子磁極を 利用し得る他の実施例が可能である。しかし、本発明の全ての実施例において、 １位相当り少なくとも１対の直径方向に反対の固定子磁極が存在する。隣接した 磁極に反対の極性を与えるように隣接した固定子磁極の位相を同時に付勢するこ とにより、その非等間隔に分布された磁極を有する回転子は高い特有なトルクで もって回転する。

出願人は、二相オン付勢技術によって作動する従来のＳＲモータよりもかなり大 きなトルク値を本発明に従って構成されたＳＲモータに達成することができ、同 時にかなり低いスイッチング及び鉄損失周波数を示すことができることを見いだ した。従って、本発明のＳＲモータは、従来のＳＲモータによって達成されなか った効率レベルの高い周波数を提供する。本発明のＳＲモータは、ある位相が故 障した時でも正のトルクを維持するが、これは残存位相が従来の磁束経路を形成 する直径方向に反対の磁極を構成するからである。

本発明のＳＲモータは米国特許第４８８３９９９号の特許に従って構成されたモ ータに関してもスイッチング及び鉄損失周波数を示す。回転子磁極の非等間隔離 間の故に、回転子は本発明の回転子における磁極の対の数と等しいい（っかの磁 極を有する従来の回転子と同じように回転する。たとえば、本発明のＳＲモータ の回転子は図４Ａ−４Ｈに示されているように、８個の回転子磁極を有し得る。

これら８個の回転子磁極は４つの対を構成する。回転子はそれが従来の四極回転 子であるかのように回転するが、モータは爪棒回転子を有する従来のモータに特 有なトルクを有する。

図４Ａ−４Ｅに示されている本発明の実施例は爪棒回転子の４つの磁極を用いて 任意の回転インターバルにおいてトルクを生成するが、その結果性じる対の２極 は図１に示されている１０個の固定子磁極と８個の回転子磁極を有する従来のＳ Ｒモータの工程角の１０倍の工程角を示す。図１における従来のＳＲモータの整 流周波数と鉄損失周波数は３６０００ＲＰＭにおいて２４ＫＨ２である。図４Ａ 〜４Ｅに示されているＳＲモータの場合、回転子の回転当たりの工程角の数は図 １からの従来のＳＲモータの４０に対して２０となっている。その結果性じる回 転当りわずか２０工程についての３６００ＯＲＰＭにおける整流周波数は１２Ｋ Ｈ２である。加うるに、各々の隣接した位相の間の固定子継鉄の各部分は５工程 において一度しか用いられないが、これは３６０００ＲＰＭにおいて固定子の継 鉄又は後部鉄におけるスイッチング周波数が２．４ＫＨ２すなわち３６００ＲＰ Ｍにおける従来のＳＲモータと同じであることを意味する（すなわち、１０分の １に減少）。

１０分の１に減少した損失は全ての速度において、有用であるが、低い速度では より高いトルクは二相オンの故に好都合である。図示されたＳＲモータは１０個 の固定子磁極及び４個の回転子磁極を有する三相の従来のＳＲモータと全く同じ である１８６の工程角を有し、２磁極が付勢されてただ１つの位相がオンではな く、付勢された４つの磁極に対して２つの位相がオンになるため、約２倍のピー クトルクを生成する。

反時計方向の回転子回転のプロセスは位相対がオン及びオフに切り換えられるも のとして理解できる。たとえば、図４Ａは位相当り２つのコイル（Ａ’、Ａ２、 並びにＢ’、Ｂ”）の位相Ａ１Ｂ１Ｂの内側の固定子磁極３２．３３及び３４． ３５に整合された回転子磁極２８．２９及び３０．３１によって付勢された位相 Ａ１Ｂを示している。これらの巻線は内径のエアーギャップにおける固定子磁極 の極性が北と南の磁化の間を円周的に交互するような方向に巻かれている。たと えば、図４Ａにおいて、位相ＡＳＢがＤＣ電源に切り換えられ、電波が巻線ＡＩ 　Ａｍ、ＢＩ　Ｂ２を通って流れると、磁束３６はそれらの磁極性の故に図示の 方向に位相Ｂ磁極から位相Ａ磁極に流れる。位相ＡとＢの磁極に間にその結果性 じる２つの磁束経路はそれらの北／南極性の故にコイルＡＩないしＢＩ、ＡＩ　 ＢＩによって発生する。従来のＳＲモータの場合と同じようにコイルＡＩないし Ａ４、ＢＩ　Ｂｌからは回転子を通る２次的な磁束経路は存在しない。

最初の２対の回転子磁極２８．２９及び３０．３１が位相Ａ、Ｂの４つの付勢さ れた固定子磁極３２．３３．３４及び３５とほとんど整合すると、コンバータ７ １（図５）におけるパワートランジスタが開き、位相Ｃ，Ｄに接続されているパ ワートランジスタが閉じる。図４Ｂは回転子３８及び固定子４９に存在している 磁束３７を示しており、他方の２つの回転子磁極対４４．４５及び４６．４７は ４つの固定子磁極４４．４５及び４６．４７と整合しており、コイルＣ１、Ｄ！ 並びにＣ１，Ｄ２がその上に巻かれている。図４Ａに示されている位相Ａ、Ｂの 付勢の場合と同じようにして、同じ種類の非常に短い磁束経路３７．４８が発生 される。

回転子の上に示されている回転４９．５０の矢印は、トルク生成が図４Ａと図４ Ｂとの開に発生した時の回転子の反時計方向回転を示す。本発明の十固定子磁極 及びハロ転子磁極の図示された実施例の場合、回転子の回転の方向は固定子の電 気的回転の方向と反対である。回転子は、位相対巻線が図４Ａ〜４Ｅに示されて いる付勢シーケンスによって示されているように、時計方向に整流された場合に 反時計方向に回転する。図示されたシーケンスは回転子を７２°回転せしめる。

このシーケンスを５回反復すると回転子は３６０ａ完全に回転する。それ故、１ 機械回転当り２０個の工程が必要となり、ここで各工程は図４Ａ−４Ｅの１つか ら次の工程への回転子の位置の変化である。回転子を３６０°完全に回転するた めの完全な二相オン整流シーケンスが図６に示されており、５つの位相Ａ、−Ｅ の２０個の整流工程を示しており、これらの工程の各々は４つの反復サイクル５ ２を行い、各位相は１回転当り全部で８回にわたり１サイクル当り２回オンであ りかつ１回転当り全部で１２回オフサイクルにわたり１サイクル当り３回オフと なる。

継鉄のスイッチング周波数は与えられたＲＰＭでの整流周波数を位相の数で割っ たものに等しい（すなわち、継鉄の任意の部分における磁気回路は１回転当り２ ０回ではなく１回転当り４回変化する）。固定子磁極のスイッチング周波数は、 １工程当り２相の要求の故に１回転当り８回に基づいている。

更に図４Ａ〜４Ｅについて説明すると、回転子３８への磁束封じ込めはある位相 の１つの固定子コイルＡＩからその回転子の全直径部分を通って同じ位相の直径 的に反対の固定子コイルＡ２に至る磁束を示している図１に示されている従来の 三相ＳＲモータと比較することができる。位相が整流されると、回転子継鉄は崩 壊及び増大する磁束の共有を経験し、同時に固定子継鉄と同じ状態で完全な磁束 反転を経験する。図４Ａ−４Ｅにおける三相ＳＲモータは、回転子３８及び固定 子３９の両方における排他的かつ短い磁束経路３６．３７．４８．５３を明白に 示している。

図５は、本発明に係る三相ＳＲモータ７２を駆動しかつ制御するための典型的な 駆動ネットワークのブロック図を示している。この駆動ネットワークは設計上従 来と同じであり、パルスを角度コントローラ７５及び整流子７７に送る回転子位 置センサを含んでおり、これらのパルスはＡ−Ｂ、Ｃ−Ｄ、Ｅ−Ａ、Ｂ−Ｃ及び Ｄ−Ｅの二相オンンーケンスにおける位相の対の各々に対するパワーコンバータ ７１におけるトランジスタをオン及びオフに切り換える。モータ７２のＲＰＭす なわち速度は加算式カフ９におけるモータの速度に対する入力又は命令値と比較 される回転子位置センサ７３からの整流パルスの速度によって決定される速度フ ィードバックによって制御される。加算式カフ９から、電圧Ｖ＋は機能ブロック ８１において発生し、機能ブロック８１はパルス幅変調コントローラ８３の使用 サイクルを制御する。パワーコンバータ７１への電圧は、この従来のパルス幅変 調（ＰＷＭ）制御回路８３を用いて調節され、モータ７２の設定された速度又は ＲＰＭを維持する。

図７Ａ、７Ｂ、７Ｃは各々、一度に１つの位相のみが付勢される三相、四相、三 相の従来のＳＲモータに対する回転子位置角度の関数として生成されたトルクの 近似を示している。図７Ａは、位相Ｂが開くかあるいは短絡した場合、その間に ゼロトルクを生じる回転子位置の大きな角度（陰影部分８５によって示されてい る）が存在することを明白に示している。機械が休止しておりかつオンになって いる場合、モータは回転しようとする可能性が最も強いが、位相Ａ又はＣが付勢 された場合に負荷を開始するのに充分なトルクを生成することができない。位相 Ｂが付勢されている場合、運動は全く生じない。

しかし、図７Ｂは、陰影部分８７が、９０°　（３相については１２０°ではな い）だけ離れている位相の場合、位相が故障した場合、ゼロトルクが生じる１電 気サイクル当り１つの回転子位置のみが存在することを示している。位相故障が 回転中に生じた場合、減少した力は三相機械の回転中に生じた力よりも大きい。

（６７％ではなく７５％）。

図７０は、図１の三相ＳＲモータの回転子位置当りのトルクプロットを示してい る。この場合、位相は７２°変位されており、この結果、図７Ａ−ＶＣによって 示されている３つのタイプのＳＲモータの位相当りのトルクが最高に重なりを生 じる。三相ＳＲモータの場合、５つの位相の内４つが回転を続ける正のトルクを 連続的に生成しない回転子位置が存在しない。陰影部分８９によって示されてい るように、短絡又は開いた位相の場合の出力パワーの損失（８０％）はそれ故、 三相のオプションの最小である。三相及び四相モータに対する三相ＳＲモータの もう１つの利点は、位相当りのトルクの大きな重なりに起因するかなり低いトル クリプルＲ１である。整流構成の種々の組合せを用いて、１つ、２つ、更には、 ３つの位相を一度にオンにした状態でより大きなトルクを生成することができる 。

図８は、図４Ａ−４Ｅにおけるモータによって発生されるトルクの例示的かっ理 惣的な図面である。従来の三相ＳＲモータによって発生されるトルクと比較する と、図４Ａ−４Ｅのモータによって発生されるトルクは、その二相オン作動及び 積層幾何構造から直接生じるかなり小さなリプルＲ２を有している。この二相オ ン作動によって、より正弦的である図７Ｃに示されている従来の三相ＳＲモータ の波形よりも実質的により台形的である一連の重なりトルク波形を提供する。

更に、図４Ａ−４Ｅのモータは、１つの位相が開放あるいは短絡した回路として 故障した場合でも、相対的に強い瞬間的なトルクを維持するが、これは他方の位 相が依然として作動するからである。このような特徴は、特に低いＲＰＭにおい て、モータのあり得る停止から補償するためのトルクの信頼性の高い伝達を必要 とする応用にとって極端に価値のあるものである。図４Ａ−４ＥにおけるＳＲモ ータによって提供されるトルクは、１０個の固定子磁極及び４個の回転子磁極を 有する同一寸法の従来のＳＲモータのトルクの約２倍である。もちろん、しかし 、図４Ａ−４ＥのＳＲモータに必要な入力の力は、従来のＳＲモータの約２倍で ある。

図９は、磁極整合の特定の回転子５４から固定子５５への位置における境界素子 磁気解明器を用いて計算される本発明のモータの論理的磁束輪郭である。（ここ で用いられるＢＥＭ解明器は、ＭＡＧＮＥＴＯと呼ばれており、カナダのマニト バ州、ウィニベグのインチグレイテッド・エンジニアリング社から市販されてい る。）磁束経路５６は、ＳＲ五三相−タの断面の全体が図１のように磁束が完全 に磁鉄を通り片側からもう一方の側に至っている従来のＳＲモータの場合と同じ ように型取る必要が無い程、位相Ａ、Ｂのコイル６１．６２の磁極５７．５８． ５８及び６０の間で短くなっている。

本発明を組み込んでいるＳＲモータの１つの実施例のみが本明細書で述べられて きた。図示の実施例の理解から、モータ設計の当業者には、他の変化、たとえば 、他の数の位相を有する他の磁極構成（たとえば、位相当り３対の磁極を有する １５個の固定子磁極及び１２個の回転手磁極）、内側が裏返った形（すなわち、 外側回転子を有する内側固定子部材に巻かれた巻線）、及び線形ＳＲモータ構成 が明白となろう。全ての種々の設計の重要な原理は、２つの隣接した位相が回転 子上に磁極対の整合を行うべく固定子に隣接した磁極対を形成するために反対の 磁極性でもって同時に付勢されなければならないという条件である。これらの固 定子磁極は等間隔に離間されているが、回転子磁極対は固定子磁極と等しい角度 で等間隔に離間されている。回転子は常に固定子よりも少ない磁極を含んでおり 、これにより様々な対の回転子磁極の隣接した磁極の間の角度α２が隣接した固 定子磁極を離している角度α２よりも大きくなるようにしている。このように述 べられた磁極構成に基ずく本発明によって、各位相からの磁束に対して排他的な 鉄経路が保証され、これによりこのようなＳＲモータの鉄芯損失が大幅に減少す る。

更に、この正しい相対的な極性の条件により、ある位相の直径方向に反対の磁極 の間には２次磁気回路が発生しない。このような（私の米国特許第４８８３９９ ９号に詳細に述べられている）「２次」磁気回路の発生によって、他の１次磁気 回路における磁束の増大と共有しかつこれを干渉して、鉄芯損失に寄与してしま ＦＩＧ、　４Ｂ ＦＩＧ、　４Ｄ ＦＩＧ、　４Ｅ ＦＩＧ、　６ ３相ＳＲトルク波形 整流 ４相５ＲＩ−ルク波形 ５相ＳＲ）ルク波形

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．多相電源によって駆動される切換型リラクタンスモータであって、継鉄と、 隣接する磁極からそれぞれ角度α１だけ離間されるように前記継鉄の周囲に等間 隔に分布された複数の突極形磁極と、を有する固定子と、隣接する磁極との離間 が交互に角度α１、α２となるように、異なる間隔で分布された複数の磁極を有 する回転子と、 少なくとも１つの巻線と異なる棺の関連した固定子磁極とだけ円周状に離間した 、固定子磁極の周囲に巻かれた前記モータの相それぞれに対する巻線と、それぞ れが前記１対の隣接固定子磁極を橋渡し（ブリッジ）する継鉄の部分を含むよう に、前記多相電源に応答して１対の隣接する固定子磁極と１対の隣接する回転子 磁極との間に形成された少なくとも２つの磁気回路と、から成る切換型リラクタ ンスモータ。
2. ２．前記多相電源が五相電源であり、固定子磁極と回転子磁極との数がそれぞれ １０と８とである請求項１０記載のモータ。
3. ３．多相電源によって駆動される切換型リラクタンスモータであって、継鉄と、 隣接する磁極が角度α１だけ離間するように前記継鉄上に等間隔に離間して分布 された複数の突極形磁極と、を有する固定子と、前記固定子に対して相対的に回 転するように取り付けられ、等間隔に離間された突極形磁極の対を複数有する回 転子であって、異なる対の隣接する磁極の離間は角度α２に等しく、対をなす磁 極間の離間は角度α１に等しく、前記複数の固定子及び回転子磁極の数が、少な くとも２対の回転子磁極が前記固定子の磁極の選択された一つと同時に半径方向 に整合され得る数である回転子と、から成る切換型リラクタンスモータ。
4. ４．各位相が、相互にほぼ直径方向に対向し逆の極性の磁極を形成する固定子磁 極の周囲に巻かれた少なくとも２つの巻線を含むように、前記突極形固定子磁極 の周囲に巻かれた巻線の少なくとも３つの位相を含む請求項３記載の切換型リラ クタンスモータ。
5. ５．前記固定子の継鉄の任意の部分の東（ｆｌｕｘ）スイッチング周波数が、整 流周波数に前記多相電源の位相の数を乗算したものよりも小さい請求項３記載の 切換型リラクタンスモータ。
6. ６．前記多相電源が、前記固定子の継鉄の唯一の部分を各々が含む前記固定子に おける磁束（ｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘ）経路を形成するように，少なくとも３ 相の巻線を駆動ずる請求項４記載の切換型リラクタンスモータ。
7. ７．請求項４記載の切換型リラクタンスモータにおいて、逆の磁極を有する固定 子磁極の隣接した対を形成するためにほぼ同時に２相の巻線を付勢するステップ から成る方法。
8. ８．電源に応答する切換型リラクタンスモータであって、継鉄と、前記継鉄の周 囲に等間隔に分布された複数の磁極と、を有する固定子と、 １つの巻線が各磁極の周囲に巻かれるように前記磁極の周囲に巻かれた複数の巻 線と、 前記巻線によって形成され、それぞれの位相が、該位相が前記電源によって付勢 された時に逆の極性をもつ磁極を形成するように非隣接固定子磁極と関連する少 なくとも２つの巻線を含む複数の位相と、前記固定子に対して相対的に回転する ように取り付けられた回転子であって、前記回転子の隣接した磁極の少なくとも ２対が前記固定子の隣接した磁極の２対と同時に半径方向に整合し、前記の整合 された対の回転子及び固定子磁極のそれぞれと前記固定子磁極対の中の１つの２ つの磁極を結合する前記継鉄の部分とを通過する低リラクタンス経路を形成し、 これにより２つの位相の付勢によって固定子磁極の各対の磁極を逆の極性をもち 束を前記２つの隣接した固定子磁極を結合する継鉄の部分を通過するべく導くよ うに磁化し、よって前記回転子の磁極の関連した対を前記固定子磁極の対との半 径方向の整合に導くように、非等間隔に離間された複数の磁極を含む回転子と、 から成る切換型リラクタンスモータ。
9. ９．位相の数が５であり、前記巻線が、付勢された時に前記固定子の各磁極が前 記固定子の付勢された隣接の磁極と逆である磁極性を有するように前記固定子磁 極上に巻かれた請求項８記載のモータ。
10. １０．固定子磁極の数が１０であり、回転子磁極の数が８である請求項９記載の モータ。
11. １１．回転子磁極の各対の磁極が角度α１だけ離れており、一方、回転子磁極の 異なる対の隣接した磁極が角度α２だけ離れている請求項８記載のモータ。