JPH07312896A - ３相リラクタンス型電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電流に対するトルク特性が直線的で、高速回
転でしかも大きい出力トルクの３相リラクタンス型電動
機を得ることが目的である。 【構成】 ｎ個（ｎは２以上の正整数）の等しい巾と等
しい離間角で配設された突極を有する回転子と、その外
周に３相の電機子コイルの装着された磁極が対向して設
けられた固定電機子と、すべての突極が休止することな
く出力トルクに寄与し、突極と磁極の空隙長が１／１０
ミリメートル以下に構成された３相リラクタンス型の電
動機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】大きい出力で、しかも耐用時間の
長い動力源として広い用途がある。例えば電気自動車、
電気自転車、クレーン、電気掃除機等に利用できる。

【従来の技術】リラクタンス型電動機は、出力トルクの
大きい特性があるが、回転速度がおそいこと、振動が発
生すること等の欠点の為に実用化された例はない。上述
したように出力トルクは大きいが、通電電流と出力トル
クとの間に直線的な比例関係が得られない問題点があ
る。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】第１の課題 通電電流
と出力トルクとの間に直線的な比例関係がない。マグネ
ット電動機のような電流とトルクとの関係に構成する必
要がある。第２の課題 リラクタンス型の電動機の場合
には、電機子コイルの磁路が、突極と磁極の磁路が殆ん
ど閉じられているのでインダクタンスが大きく従って磁
極と突極に蓄積され若しくは放出される磁気エネルギの
量が大きく、又１回転毎の蓄積と放出の回数が多い。従
って、出力トルクは大きい長所がある反面に低速となる
問題点がある。大出力の電動機となると上述した問題は
解決することが更に困難となる。第３の課題 図１は周
知の３相片波通電のリラクタンス型電動機の平面図であ
る。記号１６は固定電機子で、珪素鋼板積層体で作ら
れ、磁極１６ａ，１６ｂ，…には電機子コイル１７ａ−
１，１７ｂ−１，…が装着される。回転子１は矢印Ａ方
向に回転する。記号５は回転軸である。電機子コイル１
７ｂ−１，１７ｅ−１が通電されると、回転子１は矢印
Ａ方向に回転し、電気角で１２０度回転すると通電が停
止され、次に電機子コイル１７ｃ−１，１７ｆ−１が通
電され、電気角で１２０度通電すると同じ角度回転す
る。上述したように、電機子コイル１７ａ−１，１７ｄ
−１→１７ｂ−１，１７ｅ−１→１７ｃ−１，１７ｆ−
１の順の通電により矢印Ａ方向に回転する。上述した回
転のトルクは、突極が２個づつ関与し、他の４個は関与
しない。６個の突極が同時にトルクを発生すればトルク
は３倍となるが、これが達成できない問題点がある。第
４の課題 電機子コイル１７ａ−１，１７ｄ−１が通電
されると、磁極１６ａ，１６ｄは突極１ａ，１ｅに径方
向に吸引されるので、固定電機子１６は吸引力により変
形歪曲する。回転して磁極１６ｂ，１６ｅと磁極１６
ｃ，１６ｆと対向突極との吸引により固定電機子１６は
変形する。かかる変形により振動が発生する問題点があ
る。又突極と磁極間の空隙を一定とすることが技術的に
困難なので回転子１の受ける吸引力は回転とともに変化
して回転子１が径方向に振動する。従って振動音を発生
し、又回転子１の回転軸の軸受の耐用時間を少なくする
問題点がある。大型で大出力のものとなると上述した問
題点は解決が困難となる。

【０００３】

【課題を解決するための手段】３相のリラクタンス型電
動機において、磁性体回転子の外周面に等しい巾と等し
い離間角で配設されたｎ個（ｎは２以上の正整数）の突
極と、円筒状の固定電機子の内周部に等しい離間角で配
設された３ｎ個のスロットと、隣接する２個のスロット
のそれぞれに装着された３ｎ個の第１，第２，第３の相
の電機子コイルと、１／１０ミリメートル以内の空隙を
介して前記した突極と固定電機子内周面とを対向して支
持する装置と、前記した突極の回転位置を検出して、電
気角で１２０度の巾で互いに２４０度離間した第１の相
の位置検知信号ならびにこれ等より位相が電気角で１２
０度おくれた第２の相の位置検知信号ならびにこれ等よ
り位相が電気角で１２０度おくれた第３の相の位置検知
信号が得られる位置検知装置と、第１，第２，第３の相
の電機子コイルのそれぞれに直列接続された半導体スイ
ッチング素子と、電機子コイルのそれぞれと半導体スイ
ッチング素子の直列接続体に供電する直流電源と、第
１，第２，第３の相の位置検知信号を介してそれぞれ第
１，第２，第３の相の電機子コイルに直列接続した半導
体スイッチング素子を位置検知信号の巾だけ導通して電
機子コイルを通電する通電制御回路と、半導体スイッチ
ング素子が位置検知信号の末端で不導通に転化したとき
に、該半導体スイッチング素子と電機子コイルとの接続
点より、ダイオードを介して電機子コイルにより蓄積さ
れた磁気エネルギを小容量のコンデンサに流入充電して
保持することにより電機子コイルの通電電流の降下を急
速とする電気回路と、設定された角度だけ磁性体回転子
が回転して次に通電される電機子コイルが位置検知信号
によりその巾だけ通電されるときに、その通電の開始さ
れると同時に前記した小容量のコンデンサに蓄積された
静電エネルギを、該電機子コイルに流入せしめて、通電
電流の立上がりを急速とする電気回路とより構成された
ものである。

【０００４】

【作用】第１の作用 電機子磁極と回転子突極との間の
空隙が１／１０ミリメートル以内なので、電流と出力ト
ルクの関係が直線的に比例し、飽和することがないので
大きい出力トルクが得られる。第２の作用 本発明装置
では、電機子コイルの通電が断たれたときに、電機子コ
イルの磁気エネルギを小容量のコンデンサに充電して電
流降下を急速とし、該コンデンサの高電圧を利用して次
に通電される電機子コイルの通電の立上りを急速として
いる。従って大きい出力の電動機即ち径が大きく、突極
数の多い電動機でも高速回転とすることができる。

【０００５】第３の作用 回転子の突極のすべてが出力
トルクに休止することなく寄与しているので、大きい出
力トルクが得られる作用がある。第４の作用 回転子の
突極のすべてが径方向に外側方向に磁気的に吸引されて
いるので振動の発生が防止される。

【０００６】

【実施例】次に実施例につき本発明装置の詳細を説明す
る。各図面の同一記号の部材は同じ部材なので重複した
説明は省略する。図２において、外筺９の内側には、円
筒状の固定電機子１６が固着されている。固定電機子１
６は、珪素鋼板を積層した周知の手段により作られてい
る。この内周面にはスロット６個が等しい離間角で配設
され、各スロットに電機子コイルが捲回して装着され
る。スロット１７ａ，１７ｂには電機子コイルが捲回さ
れ、電気角で１２０度離間した２個のスロットに装着さ
れる。角度表示はすべて電気角とする。スロット１７
ｂ，１７ｃ及びスロット１７ｃ，１７ｄにもそれぞれ電
機子コイルが捲回される。他の電機子コイルも同様な構
成となり、隣接するスロットに捲回装着される。外筺９
の両側の軸受には回転軸５が回動自在に支持され、これ
に磁性体回転子１が固定される。回転子１は固定電機子
１６と同じく珪素鋼板積層体で作られている。回転子１
の外周には１８０度の巾で１８０度離間した突極１ａ，
１ｂが突出して設けられ、この外周は７／１００ミリメ
ートル位の空隙を介して磁極１６ａ，１６ｂ，…と対向
する。

【０００７】図２の展開図を図４に示す。点線Ｂの左側
が図２の展開図である。回転子は記号１として固定電機
子は記号１６として示される。図４において、スロット
１７ａ，１７ｂに捲回される電機子コイルは最下段の電
機子コイル９ａとして表示できる。スロット１７ｂ，１
７ｃに捲回される電機子コイルは、電機子コイル９ｃと
して表示できる。同様に他の電機子コイルも記号９ｅ，
９ｂ，９ｄ，９ｆとして表示できる。電機子コイル９
ａ，９ｂは直列に接続され端子８ａ，８ｄより供電され
る。電機子コイル９ｃ，９ｄ及び電機子コイル９ｅ，９
ｆもそれぞれ直列に接続され、端子８ｂ，８ｅと端子８
ｃ，８ｆより供電される。各電機子コイルは１２０度離
間し、電機子コイル９ａ，９ｂ，電機子コイル９ｃ，９
ｄ，電機子コイル９ｅ，９ｆはそれぞれ第１，第２，第
３の相の電機子コイルとなる。回転子１が１２０度左方
に移動して停止しているときに、第１の相の電機子コイ
ル９ａ，９ｂに通電すると、突極１ａ，１ｂは磁極１６
ａ，１６ｄにより磁気的に吸引されて矢印Ａ方向に回転
する。１２０度回転したときに通電を停止し、電機子コ
イル９ｃ，９ｄ（第２の相の電機子コイル）を通電する
と更に右方に回転し、１２０度回転したときに通電を停
止し、第３の相の電機子コイル９ｅ，９ｆに通電すると
更に右方に回転する。上述した説明より判るように第
１，第２，第３の相の電機子コイルに１２０度の区間だ
け順次に通電すると、回転子１は矢印Ａ方向に回転して
３相片波通電のリラクタンス型電動機となる。

【０００８】突極１ｃを付加して３突極とすることがで
きる。この場合には点線Ｂは右方に３６０度移動する。
突極数は２個以上複数個の突極とすることができ、比例
して出力トルクが増大する。図１の電動機の場合には、
突極１ａ，１ｂ，…は６個あるが出力トルクに有効なも
のは２個である。本発明の手段によると、６個の突極よ
り出力トルクが得られるように構成できるので３倍の出
力トルクとなる効果がある。従来の図１に示す電動機の
場合には、突極１ａ，１ｅにより固定電機子１６は磁気
吸引力を矢印４−１，４−４の方向に受けて変形し、１
２０度回転すると、突極１ｂ，１ｆにより矢印４−２，
４−５の方向の吸引力により変形し、次に１２０度回転
すると、矢印４−３，４−６の方向の吸引力により変形
する。従って固定電機子１６は回転とともに変形の方向
が変化して振動を発生する欠点がある。本発明装置で
は、突極を３個以上とすることによりすべてに同時に吸
引力が発生するので固定電機子１６は同周方向の圧縮力
が発生するのみで変形がなく、従って振動の発生が抑止
される作用効果がある。電機子コイルにより磁化される
磁極の極性は、図２において軸対称の位置にある磁極が
異極となるように磁化される。

【０００９】回転子１の突極が４個の場合の平面図が図
３に示される。図３において、スロット１７ａ，１７
ｂ，…，１７１には図２のスロットと同じく電機子コイ
ルが装着され３相の電機子コイルの通電が行なわれて、
回転子１の突極１ａ，１ｂ，…１ｄを吸引して矢印Ａ方
向に回転する。このときに電機子１６を吸引する力の方
向は矢印９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの方向となるので、電
機子１６を歪曲する力はバランスして消滅する。従って
図２の実施例のように突極１ａ，１ｂに電機子１６が吸
引されて歪曲する欠点が除去される。従って図２の実施
例は出力が小さく吸引力も小さい小出力の電動機の場合
にのみ実施することができるものである。

【００１０】次に図２，図３の回転子１が対向する固定
電機子１６により駆動される電機子コイルの通電制御手
段を説明する。図４の電機子コイル９ａ，９ｂを電機子
コイル３９ａ，電機子コイル９ｃ，９ｄ，電機子コイル
９ｅ，９ｆをそれぞれ電機子コイル３９ｂ，３９ｃと呼
称する。図４の回転子３は回転子１と同軸で同期回転す
るように構成され、アルミニユームのような導体で作ら
れる。突極３ａ，３ｂ，３ｃ…は１８０度の巾となり、
図示の相対位相で回転する。コイル１０ａ，１０ｂ，１
０ｃは、突極３ａ，３ｂ，…の位置を検出する為の位置
検知素子で、図示の位置で電機子１６の側に固定され、
コイル面は、突極３ａ，３ｂ，…の側面に空隙を介して
対向している。コイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃは１２０
度離間している。コイルは５ミリメートル径で３０ター
ン位の空心のものである。図６に、コイル１０ａ，１０
ｂ，１０ｃより、位置検知信号を得る為の装置が示され
ている。図６において、コイル１０ａ，抵抗１５ａ，１
５ｂ，１５ｃはブリッジ回路となり、コイル１０ａか突
極３ａ，３ｂ，…に対向していないときには平衡するよ
うに調整されている。従って、ダイオード１１ａ，コン
デンサ１２ａならびにダイオード１１ｂ，コンデンサ１
２ｂよりなるローパスフイルタの出力は等しく、オペア
ンプ１３の出力はローレベルとなる。記号１０は発振器
で２メガサイクル位の発振が行なわれている。コイル１
０ａが突極３ａ，３ｂ，…に対向すると、銅損によりイ
ンピーダンスが減少するので、抵抗１５ａの電圧降下が
大きくなり、オペアンプ１３の出力はハイレベルとな
る。

【００１１】ブロック回路１８の入力は、図１１のタイ
ムチヤートの曲線４５ａ，４５ｂ，…となり、反転回路
１３ａを介する入力は、曲線４５ａ，４５ｂ，…を反転
したものとなる。図６のブロック回路１４ａ，１４ｂ
は、それぞれコイル１０ｂ，１０ｃを含む上述したブロ
ック回路と同じ構成のものを示すものである。発振器１
０は共通に利用することができる。ブロック回路１４ａ
の出力及び反転回路１３ｂの出力は、ブロック回路１８
に入力され、それらの出力信号は、図１１において、曲
線４６ａ，４６ｂ，…，及び曲線４６ａ，４６ｂ，…を
反転したものとなる。ブロック回路１４ｂの出力及び反
転回路１３ｃの出力は、ブロック回路１８に入力され、
それらの出力信号は、図１１において、曲線４７ａ，４
７ｂ，…及びこれを反転したものとなる。曲線４５ａ，
４５ｂ，…に対して、曲線４６ａ，４６ｂ，…は位相が
１２０度おくれ、曲線４６ａ，４６ｂ，…に対して、曲
線４７ａ，４７ｂ，…は位相が１２０度おくれている。
ブロック回路１８は、３相Ｙ型の半導体電動機の制御回
路に慣用されている回路で、上述した位置検知信号の入
力により端子１８ａ，１８ｂ，１８ｃより１２０度の巾
の矩形波の電気信号が得られる論理回路である。端子１
８ａ，１８ｂ，１８ｃの出力は、図１１において、それ
ぞれ曲線４８ａ，４８ｂ，…４９ａ，４９ｂ，…，曲線
５０ａ，５０ｂ，…として示されている。端子１８ａ，
１８ｂ，１８ｃの出力信号は、１２０度の巾で順次に１
２０度おくれている。

【００１２】電機子コイルの通電手段を図８につき次に
説明する。電機子コイル３９ａ，３９ｂ，３９ｃの両端
には、それぞれトランジスタ２０ａ，２０ｂ及び２０
ｃ，２０ｄ及び２０ｅ，２０ｆが挿入されている。トラ
ンジスタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，…は、スイッチング
素子となるもので、同じ効果のある他の半導体素子でも
よい。直流電源正負端子２ａ，２ｂより供電が行なわれ
ている。アンド回路４１ａの下側の入力がハイレベルの
ときに、端子４２ａよりハイレベルの電気信号が入力さ
れると、トランジスタ２０ａ，２０ｂが導通して、電機
子コイル３９ａが通電される。同様に端子４２ｂ，４２
ｃよりハイレベルの電気信号が入力されると、トランジ
スタ２０ｃ，２０ｄ及びトランジスタ２０ｅ，２０ｆが
導通して、電機子コイル３９ｂ，３９ｃが通電される。
端子４０は励磁電流を指定する為の基準電圧である。端
子４０の電圧を変更することにより、出力トルクを変更
することができる。電源スイッチ（図示せず）を投入す
ると、オペアンプ４０ｂの−端子の入力は＋端子のそれ
より低いので、オペアンプ４０ｂの出力はハイレベルと
なり、トランジスタ２０ａ，２０ｂが導通して、電圧が
電機子コイル３９ａの通電制御回路に印加される。抵抗
２２ａは、電機子コイル３９ａの励磁電流を検出する為
の抵抗である。記号３０ａは絶対値回路である。

【００１３】端子４２ａの入力信号は、図１１の位置検
知信号４８ａ，４８ｂ…又端子４２ｂ，４２ｃの入力信
号は、位置検知信号４９ａ，４９ｂ，…及び５０ａ，５
０ｂ，…となっている。上述した位置検知信号曲線の１
つが図７のタイムチヤートの１段目に曲線４８ａとして
示されている。この曲線４８ａの巾だけ電機子コイル３
９ａが通電される。矢印２３ａは通電角１２０度を示し
ている。通電の初期では、電機子コイルのインダクタン
スの為に立上がりがおくれ、通電が断たれると、蓄積さ
れた磁気エネルギが、図８のダイオード４９ａ−１が除
去されていると、ダイオード２１ａ，２１ｂを介して電
源に還流放電されるので、点線Ｋ−１の右側の曲線２５
の後半部のように降下する。正トルクの発生する区間
は、矢印２３で示す１８０度の区間なので、反トルクの
発生があり、出力トルクと効率を減少する。高速回転と
なるとこの現象は著しく大きくなり使用に耐えられぬも
のとなる。反トルク発生の時間巾は、高速となっても変
化しないが、正トルク発生の区間２３の時間巾は回転速
度に比例して小さくなるからである。他の位置検知信号
４９ａ，５０ａによる電機子コイル３９ｂ，３９ｃの通
電についても上述した事情は同様である。曲線２５の立
上がりもおくれるので、出力トルクが減少する。即ち減
トルクが発生する。これは、磁極と突極により磁路が閉
じられているので大きいインダクタンスを有しているか
らである。リラクタンス型の電動機は大きい出力トルク
を発生する利点がある反面に回転速度を上昇せしめるこ
とができない欠点があるのは、上述した反トルクと減ト
ルクの発生の為である。かかる欠点を除去する為の周知
の手段は、突極が磁極に侵入する以前に進相して、電機
子コイルの通電を始めることである。

【００１４】進相通電をすると、磁極のインダクタンス
が著しく小さいので、急速に立上がるが、出力トルクの
発生する点即ち突極が磁極に侵入し始めると、インダク
タンスが急速に大きくなり、電流も急速に降下する。従
って出力トルクが減少する欠点がある。正逆転の運転を
する場合には、位置検知素子の数が２倍必要となる欠点
がある。本発明装置は、図８の逆流防止用のダイオード
４９ａ−１，４９ｂ−１，４９ｃ−１とコンデンサ４７
ａ，４７ｂ，４７ｃを付設することにより、上述した欠
点を除去したことに特徴を有するものである。曲線４８
ａの末端で通電が断たれると、電機子コイル３９ａに蓄
積された磁気エネルギは、逆流防止用ダイオード４９ａ
−１により、直流電源側に還流しないでダイオード２１
ｂ，２１ａを介して、コンデンサ４７ａを図示の極性に
充電して、これを高電圧とする。従って、磁気エネルギ
は急速に消滅して電流が急速に降下する。

【００１５】図７のタイムチヤートの曲線２６ａ，２６
ｂ，２６ｃは、電機子コイル３９ａを流れる電流曲線で
その両側の点線２６−１，２６−２間が１２０度となっ
ている。通電電流は曲線２６ｂのように急速に降下して
反トルクの発生が防止され、コンデンサ４７ａは高電圧
に充電して保持される。次に位置信号曲線４８ｂによ
り、トランジスタ２０ａ，２０ｂが導通して再び電機子
コイル３９ａが通電されるが、このときの印加電圧は、
コンデンサ４７ａの充電電圧と電源電圧（端子２ａ，２
ｂの電圧）が加算されるので、電機子コイル３９ａの電
流の立上がりが急速となる。この現象により、曲線２６
ａのように急速に立上がる。以上の説明のように、減ト
ルクと反トルクの発生が除去され、又矩形波に近い通電
となるので、出力トルクが増大する。

【００１６】次にチョッパ回路について説明する。電機
子コイル３９ａの電流が増大して、その検出の為の抵抗
２２ａの電圧降下が増大し、基準電圧端子４０の電圧を
越えると、アンド回路４１ａの下側の入力がローレベル
となるので、トランジスタ２０ａ，２０ｂは不導通に転
化し、励磁電流が減少する。オペアンプ４０ｂのヒステ
リシス特性により、所定値の減少により、オペアンプ４
０ｂの出力はハイレベルに復帰して、トランジスタ２０
ａ，２０ｂを導通して励磁電流が増大する。かかるサイ
クルを繰返して、励磁電流は設定値に保持される。図７
の点線２６ｃで示す区間がチョッパ制御の行なわれてい
る区間である。点線２６ｃの高さは基準電圧端子４０の
電圧により規制される。図８の電機子コイル３９ｂは、
端子４２ｂより入力される位置検知信号曲線４９ａ，４
９ｂ，…により、その巾だけトランジスタ２０ｃ，２０
ｄの導通により通電され、オペアンプ４０ｃ，抵抗２２
ｂ，絶対値回路３０ｂ，アンド回路４１ｂによりチョッ
パ制御が行なわれる。ダイオード４９ｂ−１，コンデン
サ４７ｂの作用効果も電機子コイル３９ａの場合と同様
である。電機子コイル３９ｃについても上述した事情は
全く同様で、端子４２ｃに図１１の位置検知信号曲線５
０ａ，５０ｂ，…が入力されて電機子コイル３９ｃの通
電制御が行なわれる。トランジスタ２０ｅ，２０ｆ，ア
ンド回路４１ｃ，オペアンプ４０ｄ，抵抗２２ｃ，絶対
値回路３０ｃ，ダイオード４９ｃ−１，コンデンサ４７
ｃの作用効果も前述した場合と全く同様である。

【００１７】各電機子コイルの通電は、突極が磁極に侵
入する点若しくは少し前の点のいずれでもよい。回転速
度、効率、出力トルクを考慮して調整し、位置検知素子
となるコイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃの固定電機子側に
固定する位置を変更する。以上の説明より理解されるよ
うに３相片波通電の電動機として効率良く、大きい出力
と高速回転を行なうことができるので本発明の１つの目
的が達成される。３相片波通電なので出力トルクにリプ
ルが発生する。この欠点を除去するには３相両波通電と
することがよい。次にその説明をする。

【００１８】図９は、３相片波通電の場合のトルク曲線
で、よこ軸は回転子の回転角度たて軸は出力トルクを示
している。曲線２７ａ，２７ｂ，２７ｃは電機子電流が
それぞれ１アンペア、１．５アンペア、２アンペアの場
合を示している。回転子の径が２２ミリメートル、固定
電機子の外径が５０ミリメートル、その長さも同じく５
０ミリメートルの場合である。よこ軸は回転する角度で
示してある。リプルトルクは７０％位となる。トルク曲
線の凹部は突極の端部がスロットに侵入した点となって
いる。曲線２７ｃの左端即ち零度の点では出力トルクが
小さい。従って電源投入時に突極が上記した位置にある
と起動困難となる。図１０につき後述するように大きい
出力トルクが得られる反面に上述した欠点がある。従っ
て３相全波通電若しくは他の手段により点線曲線３３で
示す出力トルクが得られる装置を付加することにより、
上述した欠点が除去される。図９の点線３３で示すトル
クを付加するには突極若しくはスロットの位相が６０度
の奇数倍ずれた３相片波通電の電動機を回転軸を共通と
して付設することにより目的が達成される。

【００１９】図１０はトルク曲線のグラフである。よこ
軸は電機子電流、たて軸はトルクである。この電動機は
前述した構成のものである。曲線４３の初期は２乗曲線
となり、その後は１乗曲線となる。一般の電動機の場合
には、点線４３ａの点で磁束が飽和して点線４３ａ以下
の出力トルクとなる。本発明装置ではその後もリニヤに
トルクが増大するので、同型の他の電動機の７倍位の出
力トルクが得られる特徴がある。曲線４３の始点は直線
でなく曲線となっているので、出力トルクを通電電流に
比例した制御をして使用する場合に不都合がある。これ
を除去する手段を次に説明する。

【００２０】図５は、図２の磁極１６ａと突極１ａとの
間で発生するトルクを説明するものである。図５におい
て、磁極１６ａはＮ極，突極１ａはＳ極に磁化され、そ
れぞれの対向面６ａ，６ｂ間には矢印で示す磁力線２５
ａ，２５ｂ，２５ｃが存在するので、突極１ａは矢印２
９の方向に吸引されて回転する。主磁束２５ｂ（磁極と
突極との対向面間にある磁束）の方向は、空隙長が大き
いと時計方向に傾くのでトルクを発生し、このトルクが
図１０の点線４３ａの下部で次乗曲線となる。上部のト
ルクは洩れ磁束２５ａ，２５ｂによるトルクとなり直線
状となる。端面６ａ，６ｂ間の空隙を１／１０ミリメー
トル以下とすると、主磁束２５ｂは端面に垂直となりト
ルクに寄与しなくなる。空隙を１／１０ミリメートル以
下とすると、洩れ磁束２５ａ，２５ｃによるトルクのみ
となり、図１０の曲線４３ｂとなり、磁気回路の磁気抵
抗も小さくなるので、出力トルクが増大する特徴があ
る。即ち曲線４３ｂに示す直線状のトルク曲線となる作
用効果がある。

【００２１】

【発明の効果】第１の効果 同形の誘導電動機と比較し
て出力トルクが１０倍位となり、必要により毎分２万回
転位までの回転速度が得られる。図１に示す周知のリラ
クタンス型の電動機と比較して振動が減少し回転が円滑
となる。第２の効果 出力トルクと通電電流との関係が
直線的に比例する特性となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のリラクタンス型電動機の固定電機子と回
転子の断面図

【図２】本発明による３相リラクタンス型電動機の固定
電機子と回転子の断面図

【図３】本発明による３相リラクタンス型電動機の他の
実施例の回転子、固定電機子の断面図

【図４】本発明による３相リラクタンス型電動機の他の
実施例の回転子、固定電機子、電機子コイルの展開図

【図５】回転トルク発生の説明図

【図６】３相リラクタンス型電動機の位置検知信号を得
る電気回路図

【図７】位置検知信号と対応するトルクのグラフ

【図８】３相リラクタンス型電動機の通電制御回路図

【図９】３相リラクタンス型電動機の回転角と出力トル
クのグラフ

【図１０】電流と出力トルクのグラフ

【図１１】３相リラクタンス型電動機の位置検知信号曲
線のタイムチヤート

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，… 回転子と突極 ５ 回転軸 ９ 外筺 １６ 固定電機子 １６ａ，１６ｂ，… 磁極 １７ａ−１，１７ａ−２，…，９ａ，９ｂ，…，３９
ａ，３９ｂ，… 電機子コイル １７ａ，１７ｂ，… スロット １０ａ，１０ｂ，１０ｃ 位置検知コイル １０ 発振器 １８，１４ａ，１４ｂ ブロック回路 ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ 絶対値回路 ４０ 基準電圧端子 ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，３３，４３，４３ｂ トルク
曲線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３相のリラクタンス型電動機において、磁
   性体回転子の外周面に等しい巾と等しい離間角で配設さ
   れたｎ個（ｎは２以上の正整数）の突極と、円筒状の固
   定電機子の内周部に等しい離間角で配設された３ｎ個の
   スロットと、隣接する２個のスロットのそれぞれに装着
   された３ｎ個の第１，第２，第３の相の電機子コイル
   と、１／１０ミリメートル以内の空隙を介して前記した
   突極と固定電機子内周面とを対向して支持する装置と、
   前記した突極の回転位置を検出して、電気角で１２０度
   の巾で互いに２４０度離間した第１の相の位置検知信号
   ならびにこれ等より位相が電気角で１２０度おくれた第
   ２の相の位置検知信号ならびにこれ等より位相が電気角
   で１２０度おくれた第３の相の位置検知信号が得られる
   位置検知装置と、第１，第２，第３の相の電機子コイル
   のそれぞれに直列接続された半導体スイッチング素子
   と、電機子コイルのそれぞれと半導体スイッチング素子
   の直列接続体に供電する直流電源と、第１，第２，第３
   の相の位置検知信号を介してそれぞれ第１，第２，第３
   の相の電機子コイルに直列接続した半導体スイッチング
   素子を位置検知信号の巾だけ導通して電機子コイルを通
   電する通電制御回路と、半導体スイッチング素子が位置
   検知信号の末端で不導通に転化したときに、該半導体ス
   イッチング素子と電機子コイルとの接続点より、ダイオ
   ードを介して電機子コイルにより蓄積された磁気エネル
   ギを小容量のコンデンサに流入充電して保持することに
   より電機子コイルの通電電流の降下を急速とする電気回
   路と、設定された角度だけ磁性体回転子が回転して次に
   通電される電機子コイルが位置検知信号によりその巾だ
   け通電されるときに、その通電の開始されると同時に前
   記した小容量のコンデンサに蓄積された静電エネルギ
   を、該電機子コイルに流入せしめて、通電電流の立上が
   りを急速とする電気回路とより構成されたことを特徴と
   する３相リラクタンス型電動機。