JPH0487543A - Motor - Google Patents
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- JPH0487543A JPH0487543A JP19477390A JP19477390A JPH0487543A JP H0487543 A JPH0487543 A JP H0487543A JP 19477390 A JP19477390 A JP 19477390A JP 19477390 A JP19477390 A JP 19477390A JP H0487543 A JPH0487543 A JP H0487543A
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- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野]
この発明は、外部から特性を制御できる永久磁石界磁型
モータに関し、特に起動トルクが高(、高速回転可能な
モータに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a permanent magnet field type motor whose characteristics can be controlled from the outside, and particularly to a motor that has a high starting torque (and can rotate at high speed).
〔従来の技術J
永久磁石界磁型モータは、界磁を固定して電機子を回転
するrDCモータ」あるいは電機子を固定して界磁を回
転するrDCブラシレスモータ」としてよく知られ、広
く応用されている。[Prior art J] A permanent magnet field type motor is well known as an rDC motor that rotates an armature with a fixed field, or an rDC brushless motor that rotates a field with a fixed armature, and is widely applied. has been done.
この種のモータは、一般に、トルクが電流に比例すると
いう性質があり、大きなトルクを得るためにはこの比例
係数が大きいことが望まれる。−方、このモータは、直
流発電機と同様の構成をしており、回転数に比例した起
電力(逆起電力と呼ばれる)を生じ、逆起電力に打ち勝
って通電を行うためには逆起電力より高い電源電圧が必
要となる。モータの回転数を上げるためには、この比例
係数は小さいことが要求されるが、この比例係数は前記
トルクと電流との間の比例係数に等しく、回転数が高く
、かつトルクの大きいモータを得ることは難しい。This type of motor generally has a property that the torque is proportional to the current, and in order to obtain a large torque, it is desirable that this proportionality coefficient be large. -On the other hand, this motor has a configuration similar to a DC generator, and generates an electromotive force (called a back electromotive force) that is proportional to the number of rotations. A power supply voltage higher than electric power is required. In order to increase the rotational speed of the motor, this proportionality coefficient is required to be small, but this proportionality coefficient is equal to the proportionality coefficient between the torque and current, and it is necessary to increase the rotational speed of the motor with a large torque. difficult to obtain.
この発明は、永久磁石を通過する磁力線を制御すること
によって起動トルクが大きく、しかも高い回転数も容易
に得られるようにしたモータを提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a motor that has a large starting torque and can easily obtain a high rotational speed by controlling the lines of magnetic force passing through permanent magnets.
〔課題を解決するための手段]
この発明にがかるモータは、永久磁石界磁型のモータに
おいて、永久磁石を通過する磁力線が軟磁性材料で構成
されたリングの一部を通過するように設計し、このリン
グにトロイダル巻線を施し、このトロイダル巻線への通
電を電流制御手段により制御するようにしたものである
。[Means for Solving the Problems] A motor according to the present invention is a permanent magnet field type motor designed such that lines of magnetic force passing through the permanent magnet pass through a part of a ring made of a soft magnetic material. This ring is provided with a toroidal winding, and current supply to the toroidal winding is controlled by current control means.
〔作用1
−の発明においては、トルクが電流に比例する比例係数
(モータ定数と呼ばれる)は界磁の強さ、巻線の巻数、
機械的形状(極数、半径、長さなど)によって決定され
る。これらは、一般に設計時に与えられるパラメータで
あるが、この発明は、トロイダル巻線への通電により界
磁の強さを調整しモータ定数を制御するものである。[In the invention of Effect 1-, the proportionality coefficient (called motor constant) by which torque is proportional to current is determined by the strength of the field, the number of turns of the winding,
Determined by mechanical shape (number of poles, radius, length, etc.). These are generally parameters given at the time of design, but the present invention controls the motor constant by adjusting the field strength by applying electricity to the toroidal winding.
界磁の強さは永久磁石の強さと磁気回路内の磁気抵抗に
より決定される。通常のモータは高い界磁を得るためエ
アギャップ部分(コアレス構造にあってはコイル部分を
含む)を除いて珪素鋼板等の透磁率の高い材料で構成さ
れる。これは、ロータの回転に対して常に磁路を閉じる
ことができるよう円管状の部分を含む。すなわち、ラジ
アルギャップ型モータであれば円筒状の磁性体を持ち、
アキシャルギャップ型モータであれば円盤状の磁性体を
持つ。後者は中心部に穴を設けることでリングにするこ
とができる。The strength of the magnetic field is determined by the strength of the permanent magnet and the magnetic resistance within the magnetic circuit. In order to obtain a high magnetic field, a typical motor is made of a material with high magnetic permeability, such as a silicon steel plate, except for the air gap portion (including the coil portion in the case of a coreless structure). It includes a cylindrical section so that the magnetic path can always be closed against rotation of the rotor. In other words, a radial gap type motor has a cylindrical magnetic body,
An axial gap type motor has a disc-shaped magnetic body. The latter can be made into a ring by making a hole in the center.
この発明の要点は、かかるリングにトロイダル巻線を設
けることである。このような磁性体からなるリングは磁
気抵抗が極めて低いためトロイダル巻線にわずかの電流
を流すことで大きな磁束を生じ容易に飽和させることが
できる。リングの部分が飽和すると磁気抵抗が増加し界
磁の強さが低下する。通常は、ある回転数以上でトロイ
ダル巻線に通電しモータ定数を下げればよい。The gist of the invention is to provide such a ring with a toroidal winding. A ring made of such a magnetic material has an extremely low magnetic resistance, so that by passing a small amount of current through the toroidal winding, a large magnetic flux is generated and the ring can be easily saturated. When the ring portion becomes saturated, the magnetic resistance increases and the field strength decreases. Normally, it is sufficient to reduce the motor constant by energizing the toroidal winding at a certain rotation speed or higher.
〔実施例1
第1図はこの発明のモータ100の一実施例を示すもの
で、アキシャルギャップ型のコアレスモーフに応用した
例を示すものである。このようなモータ100は、情報
記録媒体を一定速度で回転させるため、あるいはレーザ
光線をスキャンするために多面体ミラーを高速回転させ
る目的で広く使用されている。かかる用途において、装
置の立ち上げ時間を短縮するために起動時に高いトルク
のモータが要求され、また、同時に必要な回転数に到達
できることが要求されている。[Embodiment 1] FIG. 1 shows an embodiment of a motor 100 of the present invention, and shows an example in which the motor 100 is applied to an axial gap type coreless morph. Such a motor 100 is widely used for the purpose of rotating an information recording medium at a constant speed or rotating a polyhedral mirror at high speed for scanning a laser beam. In such applications, a motor with high torque at startup is required in order to shorten the startup time of the device, and at the same time, it is also required to be able to reach the required rotational speed.
第1図に示すモータ100は、8極に着磁された永久磁
石1とロータヨーク2からなるロータ3がシャフト4お
よび軸受け5により回転自在に軸支され、6つの空心の
巻線6を取り付け、軟磁性材料で構成されたステータヨ
ーク7に対向している。ステータヨーク7にはトロイダ
ル巻線8が設けられている。このモータ1oOはホール
センサによりロータ位置を検出し、これに応じて巻線6
への通電を切り換えることにより連続的な回転を得る。In the motor 100 shown in FIG. 1, a rotor 3 consisting of a permanent magnet 1 magnetized into eight poles and a rotor yoke 2 is rotatably supported by a shaft 4 and a bearing 5, and six air-core windings 6 are attached. It faces a stator yoke 7 made of a soft magnetic material. A toroidal winding 8 is provided on the stator yoke 7. This motor 1oO detects the rotor position using a Hall sensor, and the winding 6
Continuous rotation is obtained by switching the energization to.
なお、センサおよび通電切換回路は図示していない。Note that the sensor and the energization switching circuit are not shown.
この発明のモータ100のトルク回転数特性を第2図に
示す。この図において、直線Aはトロイダル巻線8の通
電を行わない時、直線Bはトロイダル巻線8に通電した
時の、それぞれトルク回転数特性を示している。直線A
と直線Bの交点Cより右側、つまり回転数の高いときは
トロイダル巻線8に通電を行う方が良好な特性が得られ
ることが分る。FIG. 2 shows the torque rotational speed characteristics of the motor 100 of the present invention. In this figure, straight line A shows the torque rotational speed characteristics when the toroidal winding 8 is not energized, and straight line B shows the torque rotation speed characteristics when the toroidal winding 8 is energized. straight line A
It can be seen that better characteristics can be obtained by energizing the toroidal winding 8 on the right side of the intersection C of the straight line B, that is, when the rotational speed is high.
第3図は上述のような制御を行うための電流制御手段の
一例を示す回路であって、低速制御を行うモータドライ
バ9の内部で得られる速度信号をコンパレータ1oで基
準値Sと比較し、一定速度以上であることが検出された
場合のみトランジスタ11をオンし、モータ100内の
トロイダル巻線8への通電を行う。FIG. 3 is a circuit showing an example of a current control means for performing the above-mentioned control, in which a speed signal obtained inside the motor driver 9 that performs low-speed control is compared with a reference value S by a comparator 1o, Only when it is detected that the speed is higher than a certain speed, the transistor 11 is turned on, and the toroidal winding 8 in the motor 100 is energized.
なお、ラジアルギャップ型モータについても全く同様に
してこの発明を適用することができる。Note that the present invention can be applied to a radial gap type motor in exactly the same manner.
以上詳細に説明したように、この発明によれば、永久磁
石を通過する磁力線の一部が通過する軟磁性材料で構成
されたリングと、このリングに施されたトロイダル巻線
と、このトロイダル巻線の電流を制御する電流制御手段
とを備えたので、簡単な装置によりモータ特性を切り換
えることが可能となり、起動トルクが高く、最大回転数
も大きくできるモータを小形、かつ安価に構成すること
ができる利点がある。As explained in detail above, according to the present invention, there is provided a ring made of a soft magnetic material through which a part of magnetic lines of force passing through a permanent magnet passes, a toroidal winding applied to this ring, and a toroidal winding. Since it is equipped with a current control means for controlling the current in the line, it is possible to switch the motor characteristics with a simple device, and it is possible to construct a small and inexpensive motor with high starting torque and a large maximum rotation speed. There are advantages that can be achieved.
第1図はこの発明の一実施例を示す要部の分解斜視図、
第2図はこの発明の動作原理を説明するためのトルク−
回転数の特性図、第3図はこの発明の電流制御手段の一
例を示す回路の概略図である。
図中、1は永久磁石、2はロータヨーク、3はロータ、
4はシャフト、5は軸受け、6は巻線、7はステータヨ
ーク、8はトロイダル巻線、9はモータドライバ、1o
はコンパレータ、11はトランジスタ、100はモータ
である。
町可ゴ;FIG. 1 is an exploded perspective view of essential parts showing an embodiment of the present invention;
Figure 2 shows the torque for explaining the operating principle of this invention.
The rotational speed characteristic diagram, FIG. 3, is a schematic diagram of a circuit showing an example of the current control means of the present invention. In the figure, 1 is a permanent magnet, 2 is a rotor yoke, 3 is a rotor,
4 is a shaft, 5 is a bearing, 6 is a winding, 7 is a stator yoke, 8 is a toroidal winding, 9 is a motor driver, 1o
1 is a comparator, 11 is a transistor, and 100 is a motor. Machi Kago;
Claims (1)
よって形成される複数の磁極を相対的な位置関係が変化
し得るように対向配置し、位置関係に応じて巻線への通
電を制御することにより動力を得る永久磁石界磁型のモ
ータであって、前記永久磁石を通過する磁力線の一部が
通過する軟磁性材料で構成されたリングと、このリング
に施されたトロイダル巻線と、このトロイダル巻線の電
流を制御する電流制御手段とを備えたことを特徴とする
モータ。A plurality of magnetic poles formed by a permanent magnet and a plurality of magnetic poles formed by a winding are arranged facing each other so that their relative positional relationship can be changed, and energization to the winding is controlled according to the positional relationship. This motor is a permanent magnet field type motor that is powered by a permanent magnet, and includes a ring made of a soft magnetic material through which part of the magnetic field lines passing through the permanent magnet passes, a toroidal winding attached to this ring, and 1. A motor comprising: current control means for controlling current in a toroidal winding.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19477390A JPH0487543A (en) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | Motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19477390A JPH0487543A (en) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | Motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0487543A true JPH0487543A (en) | 1992-03-19 |
Family
ID=16330008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19477390A Pending JPH0487543A (en) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | Motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0487543A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6552460B2 (en) | 2001-03-08 | 2003-04-22 | Motile, Inc. | Brushless electro-mechanical machine |
US6930433B2 (en) | 2003-04-16 | 2005-08-16 | Apex Drives Laboratories, Inc. | Brushless electro-mechanical device |
US7863784B2 (en) | 2005-08-15 | 2011-01-04 | Apex Drive Laboratories, Inc | Axial flux permanent magnet machines |
-
1990
- 1990-07-25 JP JP19477390A patent/JPH0487543A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6552460B2 (en) | 2001-03-08 | 2003-04-22 | Motile, Inc. | Brushless electro-mechanical machine |
US6930433B2 (en) | 2003-04-16 | 2005-08-16 | Apex Drives Laboratories, Inc. | Brushless electro-mechanical device |
US7863784B2 (en) | 2005-08-15 | 2011-01-04 | Apex Drive Laboratories, Inc | Axial flux permanent magnet machines |
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