JPH10136622A - ホモポーラ型リラクタンスモータ - Google Patents
ホモポーラ型リラクタンスモータInfo
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- JPH10136622A JPH10136622A JP29204296A JP29204296A JPH10136622A JP H10136622 A JPH10136622 A JP H10136622A JP 29204296 A JP29204296 A JP 29204296A JP 29204296 A JP29204296 A JP 29204296A JP H10136622 A JPH10136622 A JP H10136622A
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Abstract
ラ型リラクタンスモータを提供すること。 【解決手段】 ホモポーラ型リラクタンスモータにおい
て、第1の固定子及び第2の固定子の外側に、前記回転
子の突極を励磁する界磁起磁力発生手段を設けてなるこ
とを特徴とする。
Description
クタンスモータに関し、さらに詳しくは、回転軸の長さ
を短くすることができ、危険速度の向上を図ることので
きる磁気浮上型あるいはベアリング支持型のホモポーラ
型リラクタンスモータに関する。
は、突極を有する一対の回転子を所定の間隔を有して直
列に回転軸に設け、前記回転子を囲繞するように固定子
を配置し、その固定子には回転子にトルクを発生させる
ためのトルク発生用駆動コイルを設け、また、前記固定
子の間には前記突極を励磁する界磁起磁力発生手段が装
着されてなる構造を有する。
ンスモータは、一対の回転子間に起磁力発生コイルを有
する構造を有することにより、必然的に回転軸方向の長
さが大きくなる。
軸の半径方向の振れが大きくなるので、安全上回転軸の
危険速度を大きくすることができないという問題があ
る。すなわち、従来のホモポーラ型リラクタンスモータ
は、大型化を余儀なくされている上に危険速度が低くて
高速回転用モータとして適していないという問題があ
る。
方向の長さの短縮された、小型のホモポーラ型リラクタ
ンスモータを提供することにある。この発明の目的は、
危険速度の大きな、高速回転の可能なホモポーラ型リラ
クタンスモータを提供することにある。この発明の目的
は、小型で、危険速度の大きな、高速回転の可能なベア
リング支持型のホモポーラ型リラクタンスモータを提供
することにある。この発明の目的は磁気浮上により回転
軸が浮上した状態で回転することにより高速回転の可能
な、騒音の小さな小型の磁気浮上ホモポーラ型リラクタ
ンスモータを提供することにある。
ための請求項1に記載の発明は、所定の間隔を有して直
列に回転軸に装着され、かつそれぞれ突極を備える2個
の回転子と、前記2個の回転子それぞれを囲繞するよう
に配置され、かつ前記回転子にトルクを発生させるトル
ク発生用駆動コイルを備えた固定子と、前記固定子の外
側に配置され、前記突極を励磁する起磁力発生手段とを
備えることを特徴とするホモポーラ型リラクタンスモー
タであり、請求項2に記載の発明は、前記回転軸がベア
リングで支持されてなる前記請求項1に記載のホモポー
ラ型リラクタンスモータであり、請求項3に記載の発明
は、前記回転軸が磁気軸受けにより支持されてなる前記
請求項1に記載のホモポーラ型リラクタンスモータであ
り、請求項4に記載の発明は、前記回転軸近傍に配置さ
れ、かつ前記回転軸に半径方向力を発生させる制御用コ
イルと、前記回転軸の偏位を検出する回転軸位置検出手
段と、前記回転軸位置検出手段により検出された回転軸
の偏位に基づいて前記偏位を解消する方向の半径方向力
を発生させるように、前記制御用コイルに通電する電流
を制御する制御手段とを備えてなり、磁気浮上型である
前記請求項1に記載のホモポーラ型リラクタンスモータ
である。
リング軸受けで回転軸が支持されたホモポーラ型リラク
タンスモータを示す断面図である。
リラクタンスモータ1は、2個の回転子2A,2Bと、
トルク発生用駆動コイル3を備えた2個の固定子4A,
4Bと、界磁起磁力発生手段である界磁コイル5とを有
する。
ース6に回転可能に挿通配置された回転軸7に、所定の
間隔を有して直列に取り付けられる。2個の回転子2
A,2Bそれぞれの外周面には、図2に示すように、回
転子2A,2Bの軸線に沿って突出してなる突極8が、
隣接する突極8が互いに90度の機械角をなすように、
4個設けられる。2個の回転子2A,2Bに設けられて
いるそれぞれの突極8は、一方の回転子2Aにおける突
極8間に他方の回転子2Bの突極8が位置するように、
45度ずらして設けられる。換言すると、2個の回転子
2A,2Bは、一方の回転子2Aの突極8間に他方の回
転子2Bの突極8が位置するように、回転軸7に装着さ
れてなる。これら回転子2A,2Bは、鉄板を積層して
なる積層鉄心により形成される。
れら回転子2A,2Bを囲繞するように、筒状に固定子
4A,4Bが配置される。この固定子4A,4Bには、
通電することにより前記回転子2A,2Bにトルクを発
生させるトルク発生用駆動コイル3が倦回される。な
お、このホモポーラ型リラクタンスモータ1の軸方向長
さをできるだけ短くするために、2個の固定子4A,4
Bは、前記トルク発生用駆動コイル3ができるだけ近接
するように配置され、したがってこの2個の固定子4
A,4Bに対応するように、所定間隔をもって2個の回
転子2A,2Bが直列に回転軸7に装着される。
すように、前記2個の固定子4A,4Bの外側に、2個
の固定子4A,4Bを囲繞するように配置される。
タ1は、その回転軸7は2個の回転子2A,2Bの外側
において、ベアリング9で支持される。
タ1は以下のように作用する。
2に示されるように一方の回転子2A,2Bの突極8か
ら他方の回転子2A,2Bの突極8に通じる磁束が形成
され、図3に示されるように一方の回転子2Aの4個の
突極8がたとえばN極となり、他方の回転子2Bの4個
の突極8がたとえばS極になる。その結果、このホモポ
ーラ型リラクタンスモータ1は、8極の仮想磁極を有す
る同期電動機と同等になる。
ルク発生用駆動コイル3に通電することにより発生す
る。
は、界磁コイル5が2個の固定子4A,4Bの外側に、
これらを囲繞するように配置されるので、2個の回転子
2A,2Bの相互を、また2個の固定子4A,4Bの相
互を可能な限り近接させることができる。したがって、
このホモポーラ型リラクタンスモータ1においては、回
転軸を短くすることができ、短くされた回転軸は剛性を
大きくすることができる。したがって、高速でこの回転
軸を回転させても、回転軸の両端で振れを生じることが
なく、危険速度を大きくすることができる。
例におけるホモポーラ型リラクタンスモータ1は磁気浮
上型である。
ンスモータ1は、回転軸7が磁気軸受け10により支持
され、これにより磁気浮上型に形成されることの外は、
前記実施例2におけるホモポーラ型リラクタンスモータ
と同様の構造を有する。
スモータにおいても、回転軸が磁気軸受けで支持される
ことを除いて、前記実施例1におけるのと同様の作用を
有する。
は、回転軸が磁気浮上しているので、回転軸が機械的接
触なしに回転することとなって機械的接触による騒音の
発生が皆無である。したがって、回転軸の危険速度の向
上が達成され、しかも小型の装置とすることができる。
ラ型リラクタンスモータも磁気浮上型である。
その回転軸の一端外周の近傍に配置された回転軸位置検
出手段と、前記一対の固定子それぞれに設けられたとこ
ろの、回転軸に半径方向力を与える制御用コイルと、前
記回転軸位置検出手段から出力されるデータに基づいて
回転軸に半径方向力を発生するように制御用コイルに電
流を通電する制御手段とを有し、ベアリング軸受けを有
さない外は、前記実施例1におけるホモポーラ型リラク
タンスモータと同様の構造を有する。
ータにつき図面を参照しながら詳述する。図5は、この
発明の一実施例である磁気浮上ホモポーラ型リラクタン
スモータ20とその制御系を示す説明図である。
クタンスモータ20は、制御手段21として、半径方向
位置コントローラ22と、ゲイン補償電流指令値発生器
23と、制御コイル用インバータ24とを有する。
20は、図5ではその回転子が示されているが、ベアリ
ングを有さないこと、制御用コイルを有することなどの
外全体的な構造は図1に示されるのと同様である。
ラ型リラクタンスモータ20は、回転軸7に、第1の回
転子2Aおよび第2の回転子2Bよりなる一対の回転子
を直列状態で装着している。第1の回転子2Aおよび第
2の回転子2Bそれぞれは、円筒状の第1の固定子(図
示せず。図1における第1の固定子4Aに相当する。)
および第2の固定子(図示せず。図1における第2の固
定子4Bに相当する。)に囲繞されている。第1の固定
子には、固定子鉄芯(図示せず。)に、駆動コイル(図
示せず。)が倦回され、かつ、制御コイルが倦回されて
いる。この第1の固定子における制御コイルは、α巻線
25とβ巻線(図示せず。)とからなり、α巻線25と
β巻線とは互いに直交する方向に配設されている。図5
においてはα巻線25が模式的に示されている。第2の
固定子においても、第1の固定子と同様に、駆動コイル
および制御コイルが倦回され、制御コイルは、α巻線2
5とこれに直交する方向に倦回されたβ巻線とからな
る。
する面内においてX軸方向における回転軸7の偏位を検
出するX軸偏位検出センサ26と、回転軸7に直交する
面内においてY軸方向における回転軸7の偏位を検出す
るY軸偏位検出センサ27とが、設けられる。
るX軸偏位検出信号はX偏位比較器28に出力され、前
記Y軸偏位検出センサ27から出力されるY軸偏位検出
信号はY軸偏位比較器29に出力される。
定されたX軸方向の位置を示す基準信号α* と、入力す
るX軸偏位検出信号とを比較して、差信号εαを求める
比較器である。Y軸偏位比較器29は、回転軸7の、予
め設定されたY軸方向の位置を示す基準信号β* と、入
力するY軸偏位検出信号とを比較して、差信号εβを求
める比較器である。このようなX偏位比較器28および
Y軸偏位比較器29は、基準信号と測定された、あるい
は検出された信号とを比較するところの、従来から公知
の比較器を採用することができ、しかもそのような比較
器は当業者において自明であるから、それらの詳細な説
明が省略される。
偏位比較器28およびY軸偏位比較器29から出力され
る差信号εα、εβを入力して回転軸7の半径方向の力
を示す指令値F* α、F* βを出力する機能を有する。
この機能を実現するために、たとえば比例積分微分コン
トローラが採用されることができる。
方向位置コントローラ22から出力される指令値F*
α、F* βを入力して、制御コイルである半径方向力発
生用巻線に出力する電圧瞬時値および/または電流瞬時
値を算出して制御コイル用インバータ24に支持信号i
* α、i* βを出力する機能を有する。このような機能
を有する回路構成は、当業者において自明であるからそ
の詳細な説明が省略される。
支持信号i* α、i* βを入力して、第1の回転子2A
に対応する第1の固定子に倦回されたα巻線(半径方向
力発生用巻線α)とβ巻線(半径方向力発生用巻線β)
とに、所定の電圧瞬時値および/または電流瞬時値を有
する正負両方向の電流を供給する機能を有する。
出力されるX軸偏位検出信号およびY軸偏位検出センサ
27から出力されるY軸偏位検出信号に基づいて、α巻
線25とβ巻線とに電流瞬時値および/または電流瞬時
値を通電供給することにより、回転軸7の偏位が是正さ
れることになる。
る。
子鉄芯、N4は4極巻線、N2は2極巻線、Ψ4 は4極
磁束、Ψ2 は2極磁束、Fは半径方向力、n2は2極巻
線N2に直交する2極巻線である。固定子鉄芯4にはト
ルクを発生するための4極巻線N4が施されている。
に位置している場合、この4極巻線N4に正方向すなわ
ち図6において定義されるN4の方向の電流が流れると
4極の対称磁束Ψ4 が発生する。
これに直交する二つの巻線との間に二相交流電流を流す
ことにより4極の回転磁界が発生する。あるいは、前記
二相4極巻線N4の代わりに三相4極巻線を用い、三相
交流電流を流しても良い。
通常のかご形誘導機として回転子にトルクが発生する。
と、図6に示すような2極の磁束Ψ2 が発生する。回転
子鉄芯2の紙面下部のギャップでは、4極巻線N4の電
流による磁束の方向が2極巻線N2の磁束の方向と逆で
ある。したがって、このギャップでは磁束密度が低下す
る。一方、回転子の紙面上部のギャップでは、4極巻線
N4の磁束の方向と2極巻線N2の磁束の方向が一致し
ているため磁束密度は増加する。
転子鉄芯2に紙面上方向へ作用する半径方向の力Fが生
じる(図6参照)。この半径方向の力Fの大きさは2極
巻線N2を流れる電流の大きさを制御することにより調
整できる。また、半径方向の力Fの方向を逆にするため
には、2極巻線N2の電流の方向を反転すればよい。
は、2極巻線N2と直交する2極巻線n2を施し、その
電流を調整すればよい。このように直交した2極巻線n
2の電流の大きさ、方向を調整することにより所望の大
きさを有する所望の半径方向の力を発生させることがで
きる。
リラクタンスモータ20は、前記第1の回転子2Aおよ
びこれを囲繞する固定子と前記第2の回転子2Bおよび
これを囲繞する固定子とが、回転軸7を磁気浮上させる
一対の磁気軸受けと同等の作用を有する。
ーラ型リラクタンスモータ20は、前記実施例1および
2に示されるホモポーラ型リラクタンスモータにおける
のと同様に、界磁コイルが固定子の外側に設けられてい
るので、回転軸7の軸長をそれだけ短くすることがで
き、モータ全体の軸長さを短縮することができる。
された、小型のホモポーラ型リラクタンスモータを提供
することができる。この発明によると、危険速度の大き
な、高速回転の可能なホモポーラ型リラクタンスモータ
を提供することができる。この発明によると、小型で、
危険速度の大きな、高速回転の可能なベアリング支持型
のホモポーラ型リラクタンスモータを提供することがで
きる。この発明の目的は磁気浮上により回転軸が浮上し
た状態で回転することにより高速回転の可能な、騒音の
小さな小型の磁気浮上ホモポーラ型リラクタンスモータ
を提供することができる。
グで回転軸の支持されたホモポーラ型リラクタンスモー
タを示す概略説明図である。
ンスモータを示す概略断面斜視図である。
ンスモータにおける第1の回転子と第2の回転子とを軸
方向に見たときの概略説明図である。
で回転軸の支持されたホモポーラ型リラクタンスモータ
を示す概略説明図である。
力発生用の制御コイルにより発生する磁気力で回転軸が
磁気浮上支持されたホモポーラ型リラクタンスモータを
示す概略説明図である。
モータにおいて半径方向力を発生させる原理を示す概念
説明図である。
第1の回転子、2B・・・第2の回転子、3・・・トル
ク発生用駆動コイル3、4a・・・第1の固定子、4B
・・・第2固定子、5・・・界磁コイル5、6・・・モ
ータケース、7・・・回転軸、8・・・突極、9・・・
ベアリング、20・・・磁気浮上ホモポーラ型リラクタ
ンスモータ、21・・・制御手段、22・・・半径方向
位置コントローラ、23・・・ゲイン補償電流指令値発
生器、24・・・制御コイル用インバータ、25・・・
α巻線、26・・・X軸偏位検出センサ、27・・・Y
軸偏位検出センサ、28・・・X偏位比較器、29・・
・Y軸偏位比較器。
Claims (4)
- 【請求項1】 所定の間隔を有して直列に回転軸に装着
され、かつそれぞれ突極を備える2個の回転子と、前記
2個の回転子それぞれを囲繞するように配置され、かつ
前記回転子にトルクを発生させるトルク発生用駆動コイ
ルを備えた固定子と、前記固定子の外側に配置され、前
記突極を励磁する界磁起磁力発生手段とを備えることを
特徴とするホモポーラ型リラクタンスモータ。 - 【請求項2】 前記回転軸がベアリングで支持されてな
る前記請求項1に記載のホモポーラ型リラクタンスモー
タ。 - 【請求項3】 前記回転軸が磁気軸受けにより支持され
てなる前記請求項1に記載のホモポーラ型リラクタンス
モータ。 - 【請求項4】 前記回転軸近傍に配置され、かつ前記回
転軸に半径方向力を発生させる制御用コイルと、前記回
転軸の偏位を検出する回転軸位置検出手段と、前記回転
軸位置検出手段により検出された回転軸の偏位に基づい
て前記偏位を解消する方向の半径方向力を発生させるよ
うに、前記制御用コイルに通電する電流を制御する制御
手段とを備えてなり、磁気浮上型である前記請求項1に
記載のホモポーラ型リラクタンスモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29204296A JP3742697B2 (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | ホモポーラ型リラクタンスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29204296A JP3742697B2 (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | ホモポーラ型リラクタンスモータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10136622A true JPH10136622A (ja) | 1998-05-22 |
JP3742697B2 JP3742697B2 (ja) | 2006-02-08 |
Family
ID=17776789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29204296A Expired - Fee Related JP3742697B2 (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | ホモポーラ型リラクタンスモータ |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3742697B2 (ja) |
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- 1996-11-01 JP JP29204296A patent/JP3742697B2/ja not_active Expired - Fee Related
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