JP2861084B2 - 可変リラクタンスモータの駆動装置 - Google Patents
可変リラクタンスモータの駆動装置Info
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- JP2861084B2 JP2861084B2 JP1185258A JP18525889A JP2861084B2 JP 2861084 B2 JP2861084 B2 JP 2861084B2 JP 1185258 A JP1185258 A JP 1185258A JP 18525889 A JP18525889 A JP 18525889A JP 2861084 B2 JP2861084 B2 JP 2861084B2
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、可変リラクタンスモータの励磁巻線をその
固定子の回転角度に応じて適宜励磁する可変リラクタン
スモータの駆動装置に関し、特に電力回生能力に優れ、
かつ、経済的な可変リラクタンスモータの駆動装置に関
する。
固定子の回転角度に応じて適宜励磁する可変リラクタン
スモータの駆動装置に関し、特に電力回生能力に優れ、
かつ、経済的な可変リラクタンスモータの駆動装置に関
する。
（従来の技術） 可変リラクタンスモータの駆動装置に要求される特性
の１つとして、励磁期間中に可変リラクタンスモータの
励磁巻線に蓄積された電磁エネルギー［Ｅ＝（1/2）L
I2］を励磁期間の終了時点から可能な限り短時間に消滅
させる、いわゆる「電流の切れ」の鋭いことが挙げられ
る。
の１つとして、励磁期間中に可変リラクタンスモータの
励磁巻線に蓄積された電磁エネルギー［Ｅ＝（1/2）L
I2］を励磁期間の終了時点から可能な限り短時間に消滅
させる、いわゆる「電流の切れ」の鋭いことが挙げられ
る。
この「電流の切れ」を簡略的に向上させるため、可変
リラクタンスモータの各励磁巻線と並列にダイオード等
を用いた一方向導通性の還流回路を接続する技術があ
る。しかし、この還流回路を流れる還流電流は、還流回
路の時定数Ｔに基づいて指数関数的に減少する特性を示
すのみであり「電流の切れ」を飛躍的に向上させる効果
はなく、また、還流回路の熱損失が大きいという問題が
ある。
リラクタンスモータの各励磁巻線と並列にダイオード等
を用いた一方向導通性の還流回路を接続する技術があ
る。しかし、この還流回路を流れる還流電流は、還流回
路の時定数Ｔに基づいて指数関数的に減少する特性を示
すのみであり「電流の切れ」を飛躍的に向上させる効果
はなく、また、還流回路の熱損失が大きいという問題が
ある。
そこで、可変リラクタンスモータの励磁電流のスイッ
チング周波数が高い場合には、第５図に示すような直流
正・負電源を用いた可変リラクタンスモータの駆動装置
が採用され、励磁巻線の電磁エネルギーＥを電源に回生
している。なお、同図はa,b,c,dの４相の可変リラクタ
ンスモータを駆動する駆動装置を例示しており、構成部
材の符号の右端に相記号を付している。
チング周波数が高い場合には、第５図に示すような直流
正・負電源を用いた可変リラクタンスモータの駆動装置
が採用され、励磁巻線の電磁エネルギーＥを電源に回生
している。なお、同図はa,b,c,dの４相の可変リラクタ
ンスモータを駆動する駆動装置を例示しており、構成部
材の符号の右端に相記号を付している。
この回路は、２つの直流電源を直流に接続してその接
続点を共通端子T0（電位;V0）とし、高電圧端子Ｔ＋
（電位;V+＞V0）と低電圧端子Ｔ−（電位;V-＜V0）と前
記共通端子T0との３つの端子を有する電圧源を用い、そ
の共通端子T0に可変リラクタンスモータVRの各励磁巻線
SLの一端を接続する。可変リラクタンスモータVRの各励
磁巻線SLの他端は、その励磁巻線SLの相順に応じてトラ
ンジスタTrを介して高電圧端子Ｔ＋あるいは低電圧端子
Ｔ−に接続される。また、トランジスタTrを遮断状態と
したときに励磁巻線SLに蓄積されている電磁エネルギー
を電源に回生するため、各励磁巻線SLは他方の高電圧端
子Ｔ＋あるいは低電圧端子Ｔ−にダイオードＤを介して
接続される。
続点を共通端子T0（電位;V0）とし、高電圧端子Ｔ＋
（電位;V+＞V0）と低電圧端子Ｔ−（電位;V-＜V0）と前
記共通端子T0との３つの端子を有する電圧源を用い、そ
の共通端子T0に可変リラクタンスモータVRの各励磁巻線
SLの一端を接続する。可変リラクタンスモータVRの各励
磁巻線SLの他端は、その励磁巻線SLの相順に応じてトラ
ンジスタTrを介して高電圧端子Ｔ＋あるいは低電圧端子
Ｔ−に接続される。また、トランジスタTrを遮断状態と
したときに励磁巻線SLに蓄積されている電磁エネルギー
を電源に回生するため、各励磁巻線SLは他方の高電圧端
子Ｔ＋あるいは低電圧端子Ｔ−にダイオードＤを介して
接続される。
この様に構成された回路に、励磁電流の実効値が所定
の電流パターンとなるようにPWM制御されたスイッチン
グ信号を各相のトランジスタTrのベースに与えるなら
ば、「電流の切れ」が良好となるために、第５図（Ｂ）
に示すように所望励磁期間にわたって所定電流パターン
の励磁電流を各相の励磁巻線SLに通じることができる。
なお、（Ｂ）図において（イ）、（ロ）に示す２種の励
磁電流パターンは、可変リラクタンスモータVRを正転あ
るいは逆転させるときのそれぞれの励磁電流パターンを
示している。
の電流パターンとなるようにPWM制御されたスイッチン
グ信号を各相のトランジスタTrのベースに与えるなら
ば、「電流の切れ」が良好となるために、第５図（Ｂ）
に示すように所望励磁期間にわたって所定電流パターン
の励磁電流を各相の励磁巻線SLに通じることができる。
なお、（Ｂ）図において（イ）、（ロ）に示す２種の励
磁電流パターンは、可変リラクタンスモータVRを正転あ
るいは逆転させるときのそれぞれの励磁電流パターンを
示している。
この様な駆動装置によれば、いずれかのトランジスタ
Trが導通状態のときには、そのトランジスタTrと直列に
接続されている励磁巻線SLが一方の直流電源と接続され
て励磁状態となる。また、PWM制御により励磁期間中に
そのトランジスタTrが遮断状態となったときには、励磁
巻線SLに蓄積されていた電磁エネルギーはダイオードＤ
を介して他方の直流電源に回生されることになり、電源
の有効利用が達成される。
Trが導通状態のときには、そのトランジスタTrと直列に
接続されている励磁巻線SLが一方の直流電源と接続され
て励磁状態となる。また、PWM制御により励磁期間中に
そのトランジスタTrが遮断状態となったときには、励磁
巻線SLに蓄積されていた電磁エネルギーはダイオードＤ
を介して他方の直流電源に回生されることになり、電源
の有効利用が達成される。
また、可変リラクタンスモータVRの励磁巻線SLに通じ
られる励磁電流はPWM制御されているため、その実効値
はあらゆる瞬間において第５図（Ｂ）に示すように所望
の電流パターンと一致することになり、出力トルクを自
在に制御することが可能となる。
られる励磁電流はPWM制御されているため、その実効値
はあらゆる瞬間において第５図（Ｂ）に示すように所望
の電流パターンと一致することになり、出力トルクを自
在に制御することが可能となる。
（発明が解決しようとする課題） しかし、第５図に示す従来の駆動装置も次の課題が未
解決であった。
解決であった。
第５図に示すごとく従来の可変リラクタンスモータの
駆動装置は、正、負直流電源を必須構成要件とするため
装置全体が大型化してしまう。このため、小型の機器に
内蔵することができず、利用分野が限定されている。
駆動装置は、正、負直流電源を必須構成要件とするため
装置全体が大型化してしまう。このため、小型の機器に
内蔵することができず、利用分野が限定されている。
また、公知のごとく安定した直流電圧を得るには高価
AVR回路等の複雑な制御回路が必要となり、コスト面及
び信頼面で産業機器一般に適用することができない。
AVR回路等の複雑な制御回路が必要となり、コスト面及
び信頼面で産業機器一般に適用することができない。
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、
「電流の切れ」特性に優れた電磁エネルギーの回生モー
ドを有する駆動装置を、正・負電圧源を使用することな
く小型、かつ、安価に構成し、しかも信頼性に優れ広く
産業一般に容易に適用可能なものとすることを目的とし
ている。
「電流の切れ」特性に優れた電磁エネルギーの回生モー
ドを有する駆動装置を、正・負電圧源を使用することな
く小型、かつ、安価に構成し、しかも信頼性に優れ広く
産業一般に容易に適用可能なものとすることを目的とし
ている。
発明の構成 （問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明の構成した手段
は、 ２相づつ直列接続された可変リラクタンスモータの励
磁巻線に、その直列接続点を共通端子とし、その直列接
続の両端部を前記共通端子より高電位及び低電位として
励磁電流を供給する可変リラクタンスモータの駆動装置
において、 前記高電位、共通端子の電位及び低電位の３種の電位
を、交流を正の半波を整流する正半波整流回路の高電位
端子と、該正半波整流回路の低電位端子と前記交流を負
の半波に整流する負半波整流回路の高電位とを接続した
共通端子と、前記負半波整流回路の低電位端子と、の３
端子より得、更に、 抵抗器と該抵抗器に直列接続されたスイッチング素子
とを備え、前記高電位端子と前記低電位端子との間に接
続される不要電力消費回路と、 前記共通端子を基準とする前記高電位端子の電位差
と、前記低電位端子を基準とする該共通端子の電位差が
不一致となった場合に、前記スイッチング素子を導通さ
せて、前記高電位端子から前記低電位端子へ電流を流す
電力消費制御手段と、 を備えたことを特徴とする可変リラクタンスモータの駆
動装置をその要旨としている。
は、 ２相づつ直列接続された可変リラクタンスモータの励
磁巻線に、その直列接続点を共通端子とし、その直列接
続の両端部を前記共通端子より高電位及び低電位として
励磁電流を供給する可変リラクタンスモータの駆動装置
において、 前記高電位、共通端子の電位及び低電位の３種の電位
を、交流を正の半波を整流する正半波整流回路の高電位
端子と、該正半波整流回路の低電位端子と前記交流を負
の半波に整流する負半波整流回路の高電位とを接続した
共通端子と、前記負半波整流回路の低電位端子と、の３
端子より得、更に、 抵抗器と該抵抗器に直列接続されたスイッチング素子
とを備え、前記高電位端子と前記低電位端子との間に接
続される不要電力消費回路と、 前記共通端子を基準とする前記高電位端子の電位差
と、前記低電位端子を基準とする該共通端子の電位差が
不一致となった場合に、前記スイッチング素子を導通さ
せて、前記高電位端子から前記低電位端子へ電流を流す
電力消費制御手段と、 を備えたことを特徴とする可変リラクタンスモータの駆
動装置をその要旨としている。
また、本発明の請求項２に記載の駆動装置は、４相リ
ラクタンスモータの、二相励磁方式で、励磁する相順に
応じて２相づつ直列接続された励磁巻線に、その直列接
続点を共通端子とし、その直列接続の両端部を前記共通
端子より高電位及び低電位とし、二相励磁される励磁電
流を、高電位と低電位とにより１相ずつ供給する可変リ
ラクタンスモータの駆動装置において、 前記高電位、共通端子の電位及び低電位の３種の電位
を、交流を正の半波に整流する正半波整流回路の高電位
端子と、該正半波整流回路の低電位端子と前記交流を負
の半波に整流する負半波整流回路の高電位とを接続した
共通端子と、前記負半波整流回路の低電位端子と、の３
端子より得ることを特徴とする可変リラクタンスモータ
の駆動装置をその要旨としている。
ラクタンスモータの、二相励磁方式で、励磁する相順に
応じて２相づつ直列接続された励磁巻線に、その直列接
続点を共通端子とし、その直列接続の両端部を前記共通
端子より高電位及び低電位とし、二相励磁される励磁電
流を、高電位と低電位とにより１相ずつ供給する可変リ
ラクタンスモータの駆動装置において、 前記高電位、共通端子の電位及び低電位の３種の電位
を、交流を正の半波に整流する正半波整流回路の高電位
端子と、該正半波整流回路の低電位端子と前記交流を負
の半波に整流する負半波整流回路の高電位とを接続した
共通端子と、前記負半波整流回路の低電位端子と、の３
端子より得ることを特徴とする可変リラクタンスモータ
の駆動装置をその要旨としている。
（作用） 本発明の可変リラクタンスモータの駆動装置は、請求
項１、２のいずれに記載のものも、直列接続された可変
リラクタンスモータの励磁巻線に対して、その直列接続
点を共通端子とし、その直列接続の両端部を高電位及び
低電位として励磁電流を供給する。従って、電圧源に対
して励磁巻線に蓄積された電磁エネルギーを回生する回
生モードを有する。
項１、２のいずれに記載のものも、直列接続された可変
リラクタンスモータの励磁巻線に対して、その直列接続
点を共通端子とし、その直列接続の両端部を高電位及び
低電位として励磁電流を供給する。従って、電圧源に対
して励磁巻線に蓄積された電磁エネルギーを回生する回
生モードを有する。
しかも上記電圧源は、交流の正の半波を整流する正半
波整流回路と当該交流の負の半波を整流する負半波整流
回路とを接続して構成される。これらの半波整流回路
は、安価で、かつ信頼性の高い整流素子にて構成可能で
あるため、電圧源も安価かつ信頼性の高いものとなる。
波整流回路と当該交流の負の半波を整流する負半波整流
回路とを接続して構成される。これらの半波整流回路
は、安価で、かつ信頼性の高い整流素子にて構成可能で
あるため、電圧源も安価かつ信頼性の高いものとなる。
従って、AVR回路のような、高価で複雑な制御回路は
必要ない。
必要ない。
特に、請求項１に記載の駆動装置においては、互いに
直列接続させた抵抗器とスイッチング素子とを備えた不
要電力消費回路と、電力消費制御手段とが設けられてい
る。
直列接続させた抵抗器とスイッチング素子とを備えた不
要電力消費回路と、電力消費制御手段とが設けられてい
る。
不要電力消費回路は、高電位端子と低電位端子との間
に接続されており、共通端子を基準とする高電位端子の
電位差と、低電位端子を基準とする共通端子の電位差と
が不一致となった場合に、電力消費制御手段がスイッチ
ング素子を導通させる。こうすると、高電位端子から低
電位端子へ電流が流れ、抵抗器にて不要な電力が消費さ
れる。この結果、前記不一致が解消され、適切に可変リ
ラクタンスモータが駆動される。
に接続されており、共通端子を基準とする高電位端子の
電位差と、低電位端子を基準とする共通端子の電位差と
が不一致となった場合に、電力消費制御手段がスイッチ
ング素子を導通させる。こうすると、高電位端子から低
電位端子へ電流が流れ、抵抗器にて不要な電力が消費さ
れる。この結果、前記不一致が解消され、適切に可変リ
ラクタンスモータが駆動される。
一方、請求項２に記載の駆動装置においては、４相リ
ラクタンスモータを対象としており、二相励磁方式にて
励磁を行なう。こうすると、可変リラクタンスモータを
停止状態に維持する際に、励磁巻線に蓄積された電磁エ
ネルギーが、当該駆動装置によって電源の高電位側およ
び低電位側へ均等に回生されるので、電位の平衡性が常
に保たれる。
ラクタンスモータを対象としており、二相励磁方式にて
励磁を行なう。こうすると、可変リラクタンスモータを
停止状態に維持する際に、励磁巻線に蓄積された電磁エ
ネルギーが、当該駆動装置によって電源の高電位側およ
び低電位側へ均等に回生されるので、電位の平衡性が常
に保たれる。
以下、本発明をより具体的に説明するために実施例を
挙げて説明する。
挙げて説明する。
（実施例） 第１図（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例の可変リラクタン
スモータの駆動装置の電気回路図である。なお、第１図
はa,b,c,dの４相の可変リラクタンスモータ10を駆動す
る回路を例示している。駆動装置の各相毎の構成は同一
であるため、各相を通じて共通の部材には同一の符号を
付し、その符号の右端に相を表す添え字を付している。
スモータの駆動装置の電気回路図である。なお、第１図
はa,b,c,dの４相の可変リラクタンスモータ10を駆動す
る回路を例示している。駆動装置の各相毎の構成は同一
であるため、各相を通じて共通の部材には同一の符号を
付し、その符号の右端に相を表す添え字を付している。
実施例の駆動装置は、単相交流電源20の正の半波と負
の半波とをそれぞれ半波整流して２つの直流電源を形成
している。すなわち、単相交流電源20はダイオード・ブ
リッジ30に接続され、そのダイオード・ブリッジ30の最
高電位V+を示す接続点30aを高電圧端子とし、最低電位V
-を示す接続点30bを低電圧端子とし、最高電位V+と最低
電位V-の平均的電位V0（＝（V+＋V-）/2）を示す接続点
30cを共通端子とする３端子の電圧源を構成している。
そして、高電圧端子30aと共通端子30cとの間、低電圧端
子30bと共通端子30cとの間には、電源電圧のリップルを
抑え、かつ、後述するごとく励磁巻線から回生される電
磁エネルギーを蓄えるために、平滑コンデンサ32,34が
接続されている。
の半波とをそれぞれ半波整流して２つの直流電源を形成
している。すなわち、単相交流電源20はダイオード・ブ
リッジ30に接続され、そのダイオード・ブリッジ30の最
高電位V+を示す接続点30aを高電圧端子とし、最低電位V
-を示す接続点30bを低電圧端子とし、最高電位V+と最低
電位V-の平均的電位V0（＝（V+＋V-）/2）を示す接続点
30cを共通端子とする３端子の電圧源を構成している。
そして、高電圧端子30aと共通端子30cとの間、低電圧端
子30bと共通端子30cとの間には、電源電圧のリップルを
抑え、かつ、後述するごとく励磁巻線から回生される電
磁エネルギーを蓄えるために、平滑コンデンサ32,34が
接続されている。
従って、単相交流電源20、ダイオード・ブリッジ30及
び平滑コンデンサ32,34から構成される３端子の電圧源
において、高電圧端子30a、低電圧端子30b及び共通端子
30c相互の電位関係は第２図に示すごときものとなる。
すなわち、単相交流電源20の電圧ｅは、正弦波の変化を
示し、この電圧ｅの基準となる電位が共通端子30cの電
位V0となる。そして、電圧ｅの正の半波を整流して得ら
れる高電圧端子30aの電位V+は第２図に点線で示すごと
きリップルの小さい正の直流電圧となり、同様に電圧ｅ
の負の半波を整流して得られる低電圧端子30bの電位V-
は第２図に一点鎖線で示す負の直流電圧となる。この様
に、あたかも２つの直流電源を直列接続したと同一電圧
関係の電圧源が構成され、高電圧端子30aから共通端子3
0cへ至る電気回路と共通端子30cから低電圧端子30bへ至
る電気回路とは相互に独立して電力の供給を受ける。従
って、単相交流電源20の２ラインには、それぞれヒュー
ズ35a,35bが挿入され、過電流からの回路保護が図られ
ている。
び平滑コンデンサ32,34から構成される３端子の電圧源
において、高電圧端子30a、低電圧端子30b及び共通端子
30c相互の電位関係は第２図に示すごときものとなる。
すなわち、単相交流電源20の電圧ｅは、正弦波の変化を
示し、この電圧ｅの基準となる電位が共通端子30cの電
位V0となる。そして、電圧ｅの正の半波を整流して得ら
れる高電圧端子30aの電位V+は第２図に点線で示すごと
きリップルの小さい正の直流電圧となり、同様に電圧ｅ
の負の半波を整流して得られる低電圧端子30bの電位V-
は第２図に一点鎖線で示す負の直流電圧となる。この様
に、あたかも２つの直流電源を直列接続したと同一電圧
関係の電圧源が構成され、高電圧端子30aから共通端子3
0cへ至る電気回路と共通端子30cから低電圧端子30bへ至
る電気回路とは相互に独立して電力の供給を受ける。従
って、単相交流電源20の２ラインには、それぞれヒュー
ズ35a,35bが挿入され、過電流からの回路保護が図られ
ている。
上記のごとく構成される３端子の電源に対し、可変リ
ラクタンスモータ10の各相励磁巻線12aないし12dの一端
は、共通端子30cに接続され、その他端は励磁巻線12の
相順に応じてトランジスタ40aないし40dを介して高電圧
端子30aあるいは低電圧端子30bに接続される。すなわ
ち、励磁巻線12a及び12cはトランジスタ40aあるいは40c
を介して高電圧端子30aに接続され、励磁巻線12b及び12
dはトランジスタ40bあるいは40dを介して低電圧端子30b
に接続される。
ラクタンスモータ10の各相励磁巻線12aないし12dの一端
は、共通端子30cに接続され、その他端は励磁巻線12の
相順に応じてトランジスタ40aないし40dを介して高電圧
端子30aあるいは低電圧端子30bに接続される。すなわ
ち、励磁巻線12a及び12cはトランジスタ40aあるいは40c
を介して高電圧端子30aに接続され、励磁巻線12b及び12
dはトランジスタ40bあるいは40dを介して低電圧端子30b
に接続される。
また、各励磁巻線12の他端は、トランジスタ40を介し
て励磁電流の供給を受ける電源端子とは逆の電源端子
に、ダイオード42を介して接続される。これは、励磁巻
線12と接続されるトランジスタ40が遮断状態となったと
き、励磁巻線12に蓄積されている電磁エネルギーを他方
の電源端子に向けて回生するためである。従って、図示
するごとく励磁巻線12a及び12cの他端はダイオード42a
あるいは42cを介して低電圧端子30bに接続され、励磁巻
線12b及び12dの他端はダイオード42bあるいは42dを介し
て高電圧端子30aに接続される。
て励磁電流の供給を受ける電源端子とは逆の電源端子
に、ダイオード42を介して接続される。これは、励磁巻
線12と接続されるトランジスタ40が遮断状態となったと
き、励磁巻線12に蓄積されている電磁エネルギーを他方
の電源端子に向けて回生するためである。従って、図示
するごとく励磁巻線12a及び12cの他端はダイオード42a
あるいは42cを介して低電圧端子30bに接続され、励磁巻
線12b及び12dの他端はダイオード42bあるいは42dを介し
て高電圧端子30aに接続される。
例えば、ａ相の励磁巻線12aの励磁及び回生モードを
代表的に説明する。トランジスタ40aが導通状態となっ
たときに励磁巻線12aは励磁モードとなり、点線で示す
高電圧端子30aから共通端子30cへ至る励磁電流が流れ
る。この状態のとき励磁巻線12aには、電磁エネルギー
Ｅ＝（1/2））LI2が蓄積される。そして、トランジスタ
40aが遮断状態となったときに、励磁巻線12aは回生モー
ドに転じ、励磁期間中に蓄積された電磁エネルギーＥを
低電圧端子30bからダイオード42aを介して共通端子30c
に至る一点鎖線で示す経路にて電源部に回生する。
代表的に説明する。トランジスタ40aが導通状態となっ
たときに励磁巻線12aは励磁モードとなり、点線で示す
高電圧端子30aから共通端子30cへ至る励磁電流が流れ
る。この状態のとき励磁巻線12aには、電磁エネルギー
Ｅ＝（1/2））LI2が蓄積される。そして、トランジスタ
40aが遮断状態となったときに、励磁巻線12aは回生モー
ドに転じ、励磁期間中に蓄積された電磁エネルギーＥを
低電圧端子30bからダイオード42aを介して共通端子30c
に至る一点鎖線で示す経路にて電源部に回生する。
なお、高電圧端子30aと低電圧端子30bとの間に接続さ
れている抵抗器44とトランジスタ46との直列回路は、高
電圧端子30aと低電圧端子30bとの電位の絶対値|V+|,|V-
|が不一致となる電源電圧の不均衡が発生した場合ある
いは電源電圧の異常な上昇が発生した場合に、トランジ
スタ46を導通状態として不要な電力を抵抗器44にて消費
させるために用意されるものである。
れている抵抗器44とトランジスタ46との直列回路は、高
電圧端子30aと低電圧端子30bとの電位の絶対値|V+|,|V-
|が不一致となる電源電圧の不均衡が発生した場合ある
いは電源電圧の異常な上昇が発生した場合に、トランジ
スタ46を導通状態として不要な電力を抵抗器44にて消費
させるために用意されるものである。
この様に構成される実施例の駆動装置において、トラ
ンジスタ40のベースには、従来同様に励磁電流の実効値
が所定の電流パターンとなるようにPWM制御されたスイ
ッチング信号がトランジスタ駆動回路50より与えられ
る。例えばトランジスタ駆動回路50は、可変リラクタン
スモータ10の励磁電流の実効値If、回転角度θや極位置
検出信号φをフィードバック信号として入力し、外部よ
り与えられるトルク目標値Ｔ＊、速度目標値ｖ＊及び位
置目標値ｘ＊に現実の可変リラクタンスモータ10の出力
が追随するよう多重フィードバック系により励磁電流パ
ターンを決定し、これをPWM制御したスイッチング信号
を作成して各相のトランジスタ40のベースに出力してい
る。
ンジスタ40のベースには、従来同様に励磁電流の実効値
が所定の電流パターンとなるようにPWM制御されたスイ
ッチング信号がトランジスタ駆動回路50より与えられ
る。例えばトランジスタ駆動回路50は、可変リラクタン
スモータ10の励磁電流の実効値If、回転角度θや極位置
検出信号φをフィードバック信号として入力し、外部よ
り与えられるトルク目標値Ｔ＊、速度目標値ｖ＊及び位
置目標値ｘ＊に現実の可変リラクタンスモータ10の出力
が追随するよう多重フィードバック系により励磁電流パ
ターンを決定し、これをPWM制御したスイッチング信号
を作成して各相のトランジスタ40のベースに出力してい
る。
以上のように本実施例の駆動装置は、直流電源を何ら
使用することなく、安価で信頼性に優れたダイオード・
ブリッジ30を使用して単相交流電源20によって可変リラ
クタンスモータ10を駆動することができる。
使用することなく、安価で信頼性に優れたダイオード・
ブリッジ30を使用して単相交流電源20によって可変リラ
クタンスモータ10を駆動することができる。
しかも、可変リラクタンスモータ10の各励磁巻線12
は、第５図（Ａ）に示した従来の駆動装置と同様にトラ
ンジスタ40を介して適宜励磁され、かつ、その励磁期間
に蓄積された電磁エネルギーをダイオード42を介して平
滑コンデンサ32,34に瞬時に回生させることができる。
従って、その励磁電流は極めて良好な「電流の切れ」の
特性を示し、トランジスタ駆動回路50により従来同様に
スイッチング周波数の高いPWM制御を実行することで第
５図（Ｂ）に示したと同様に希望する電流波形を簡単に
得ることができる。
は、第５図（Ａ）に示した従来の駆動装置と同様にトラ
ンジスタ40を介して適宜励磁され、かつ、その励磁期間
に蓄積された電磁エネルギーをダイオード42を介して平
滑コンデンサ32,34に瞬時に回生させることができる。
従って、その励磁電流は極めて良好な「電流の切れ」の
特性を示し、トランジスタ駆動回路50により従来同様に
スイッチング周波数の高いPWM制御を実行することで第
５図（Ｂ）に示したと同様に希望する電流波形を簡単に
得ることができる。
本発明の可変リラクタンスモータの駆動装置は、上記
実施例のごとく単相の交流電源20を利用する場合に限ら
れるものでなく、三相以上の多相交流を電圧源として利
用する実施態様も可能である。第３図は、その一例とし
て三相交流電源を利用して駆動装置を構成する他の実施
例を簡略的に示した構成図である。
実施例のごとく単相の交流電源20を利用する場合に限ら
れるものでなく、三相以上の多相交流を電圧源として利
用する実施態様も可能である。第３図は、その一例とし
て三相交流電源を利用して駆動装置を構成する他の実施
例を簡略的に示した構成図である。
第３図において一点鎖線により囲まれた図示を省略す
る励磁回路60は、第１図及び第５図と同一構成であり、
励磁巻線、トランジスタ及びダイオードからなる回生経
路の形成された励磁回路であって、高電圧端子Ｔ＋、共
通端子T0及び低電圧端子Ｔ−の３つの入力端子を備えて
いる。
る励磁回路60は、第１図及び第５図と同一構成であり、
励磁巻線、トランジスタ及びダイオードからなる回生経
路の形成された励磁回路であって、高電圧端子Ｔ＋、共
通端子T0及び低電圧端子Ｔ−の３つの入力端子を備えて
いる。
本実施例において、三相交流電源62はダイオード・ブ
リッジ64により全波整流される。そして、三相交流電源
62の中性点62aが励磁回路62の共通端子T0と接続され、
ダイオード・ブリッジ64の正半波整流後の出力端子64a
は高電圧端子Ｔ＋と、負半波整流後の出力端子64bが低
電圧端子Ｔ−と接続される。また第一実施例同様に、整
流後の直流電圧のリップルを抑制するため、出力端子64
a,bと中性点62aとの間にはそれぞれ平滑コンデンサ66a,
66bが接続されている。
リッジ64により全波整流される。そして、三相交流電源
62の中性点62aが励磁回路62の共通端子T0と接続され、
ダイオード・ブリッジ64の正半波整流後の出力端子64a
は高電圧端子Ｔ＋と、負半波整流後の出力端子64bが低
電圧端子Ｔ−と接続される。また第一実施例同様に、整
流後の直流電圧のリップルを抑制するため、出力端子64
a,bと中性点62aとの間にはそれぞれ平滑コンデンサ66a,
66bが接続されている。
従って、三相交流電源62及びダイオード・ブリッジ64
により構成された本実施例の電源回路により、励磁回路
60の高電圧端子Ｔ、共通端子T0及び低電圧端子Ｔ−には
第４図に示すような電位関係の直流電圧が供給されるこ
とになる。すなわち、この場合にも共通端子T0の電位V0
を基準として高電圧端子Ｔ＋には安定した直流電圧＋V+
が供給され、一方、低電圧端子Ｔ−には安定した直流電
圧−V-が供給されるのである。従って、本実施例も前記
実施例と同様に、何ら直流電源を使用せずに励磁モード
及び回生モードを備える安価、軽量、かつ、信頼性に優
れた駆動装置となることが明らかである。しかも本実施
例の場合には、各相の交流電源62を利用しているため、
整流後の直流電圧はより一層安定し、リップル分の小さ
い良好な直流電圧を簡単に得ることができる。
により構成された本実施例の電源回路により、励磁回路
60の高電圧端子Ｔ、共通端子T0及び低電圧端子Ｔ−には
第４図に示すような電位関係の直流電圧が供給されるこ
とになる。すなわち、この場合にも共通端子T0の電位V0
を基準として高電圧端子Ｔ＋には安定した直流電圧＋V+
が供給され、一方、低電圧端子Ｔ−には安定した直流電
圧−V-が供給されるのである。従って、本実施例も前記
実施例と同様に、何ら直流電源を使用せずに励磁モード
及び回生モードを備える安価、軽量、かつ、信頼性に優
れた駆動装置となることが明らかである。しかも本実施
例の場合には、各相の交流電源62を利用しているため、
整流後の直流電圧はより一層安定し、リップル分の小さ
い良好な直流電圧を簡単に得ることができる。
なお、本実施例の場合にも交流電源62の各相ラインに
はそれぞれヒューズ68a,68b,68c,68dが挿入され、過電
流対策がなされている。
はそれぞれヒューズ68a,68b,68c,68dが挿入され、過電
流対策がなされている。
以上本発明の各種実施例につき説明したが、本発明は
上記実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない種々の態様により具現化されることはもちろ
んである。
上記実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない種々の態様により具現化されることはもちろ
んである。
また、本発明の可変リラクタンスモータの駆動装置に
より可変リラクタンスモータを駆動制御する場合、可変
リラクタンスモータの励磁相を励磁する方式としては従
来同様に一相励磁、一・二相励磁、二相励磁の各種励磁
方式が採用可能であり、可変リラクタンスモータの特性
及び要求される分解能や出力トルクに応じて最適の励磁
方式を適宜選択採用すればよい。特に、常に可変リラク
タンスモータの２つの励磁相を励磁する二相応励磁方式
を採用する場合には、可変リラクタンスモータを停止状
態に維持する際に、励磁巻線に蓄積された電磁エネルギ
ーが高電位側と低電位側とへ均等に回生されるために電
位の平衡性が常に保たれ好ましい。
より可変リラクタンスモータを駆動制御する場合、可変
リラクタンスモータの励磁相を励磁する方式としては従
来同様に一相励磁、一・二相励磁、二相励磁の各種励磁
方式が採用可能であり、可変リラクタンスモータの特性
及び要求される分解能や出力トルクに応じて最適の励磁
方式を適宜選択採用すればよい。特に、常に可変リラク
タンスモータの２つの励磁相を励磁する二相応励磁方式
を採用する場合には、可変リラクタンスモータを停止状
態に維持する際に、励磁巻線に蓄積された電磁エネルギ
ーが高電位側と低電位側とへ均等に回生されるために電
位の平衡性が常に保たれ好ましい。
発明の効果 以上実施例を挙げて詳述したごとく本発明の可変リラ
クタンスモータの駆動装置は、請求項１、２のいずれに
記載のものも、高電位、共通端子の電位及び低電位の３
種の電位を、交流電源と正半波整流回路及び負半波整流
回路とを巧みに組み合わせて簡易に得ることができる。
クタンスモータの駆動装置は、請求項１、２のいずれに
記載のものも、高電位、共通端子の電位及び低電位の３
種の電位を、交流電源と正半波整流回路及び負半波整流
回路とを巧みに組み合わせて簡易に得ることができる。
すなわち、正半波整流回路、負半波整流回路のいずれ
も、安価で、かつ信頼性の高い整流素子にて構成できる
ため、電圧源も安価かつ信頼性の高いものとなるからで
ある。
も、安価で、かつ信頼性の高い整流素子にて構成できる
ため、電圧源も安価かつ信頼性の高いものとなるからで
ある。
従って、「電流の切れ」特性に優れた電磁エネルギー
の回生モードを有する駆動装置を、正・負の直流電圧源
を使用することなく小型、かつ、安価に構成することが
できる。このため、電圧調整回路等の電子回路が不要と
なり、信頼性にも優れるものとなり、広く産業一般に容
易に適用可能な可変リラクタンスモータの駆動装置とな
る。
の回生モードを有する駆動装置を、正・負の直流電圧源
を使用することなく小型、かつ、安価に構成することが
できる。このため、電圧調整回路等の電子回路が不要と
なり、信頼性にも優れるものとなり、広く産業一般に容
易に適用可能な可変リラクタンスモータの駆動装置とな
る。
特に、請求項１に記載の駆動装置においては、不要電
力消費回路と、電力消費制御手段とが設けられており、
共通端子を基準とする高電位端子の電位差と、低電位端
子を基準とする共通端子の電位差とが不一致となった場
合に、電力消費制御手段がスイッチング素子を導通さ
せ、高電位端子から低電位端子へ電流が流れ、抵抗器に
て不要な電力が消費されるので、前記不一致が解消さ
れ、適切に可変リラクタンスモータを駆動することがで
きる。
力消費回路と、電力消費制御手段とが設けられており、
共通端子を基準とする高電位端子の電位差と、低電位端
子を基準とする共通端子の電位差とが不一致となった場
合に、電力消費制御手段がスイッチング素子を導通さ
せ、高電位端子から低電位端子へ電流が流れ、抵抗器に
て不要な電力が消費されるので、前記不一致が解消さ
れ、適切に可変リラクタンスモータを駆動することがで
きる。
一方、請求項２に記載の駆動装置においては、４相リ
ラクタンスモータを対象としており、二相励磁方式にて
励磁を行なう。こうすると、可変リラクタンスモータを
停止状態に維持する際に、励磁巻線に蓄積された電磁エ
ネルギーが、当該駆動装置によって電源の高電位側およ
び低電位側へ均等に回生されるので、電位の平衡性を常
に保つことができる。
ラクタンスモータを対象としており、二相励磁方式にて
励磁を行なう。こうすると、可変リラクタンスモータを
停止状態に維持する際に、励磁巻線に蓄積された電磁エ
ネルギーが、当該駆動装置によって電源の高電位側およ
び低電位側へ均等に回生されるので、電位の平衡性を常
に保つことができる。
第１図（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第一実施例である可
変リラクタンスモータの駆動装置の電気回路ブロック
図、第２図は同実施例により得られる３種の電位の説明
図、第３図は第二実施例の概略的電気回路ブロック図、
第４図は同実施例により得られる３種の電位の説明図、
第５図（Ａ）及び（Ｂ）は従来の可変リラクタンスモー
タ駆動装置の電気回路及び励磁電流波形の説明図、を示
している。 10……可変リラクタンスモータ、12……励磁巻線 20……単相交流電源 30,64……ダイオード・ブリッジ 32,34,66a,66b……平滑コンデンサ 40……トランジスタ 50……トランジスタ駆動回路 62……三相交流電源
変リラクタンスモータの駆動装置の電気回路ブロック
図、第２図は同実施例により得られる３種の電位の説明
図、第３図は第二実施例の概略的電気回路ブロック図、
第４図は同実施例により得られる３種の電位の説明図、
第５図（Ａ）及び（Ｂ）は従来の可変リラクタンスモー
タ駆動装置の電気回路及び励磁電流波形の説明図、を示
している。 10……可変リラクタンスモータ、12……励磁巻線 20……単相交流電源 30,64……ダイオード・ブリッジ 32,34,66a,66b……平滑コンデンサ 40……トランジスタ 50……トランジスタ駆動回路 62……三相交流電源
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−164290（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−124284（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−254993（ＪＰ，Ａ) 実公 昭50−31862（ＪＰ，Ｙ１) 特表 昭58−501453（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02P 7/05
Claims (2)
- 【請求項１】２相づつ直列接続された可変リラクタンス
モータの励磁巻線に、その直列接続点を共通端子とし、
その直列接続の両端部を前記共通端子より高電位及び低
電位として励磁電流を供給する可変リラクタンスモータ
の駆動装置において、 前記高電位、共通端子の電位及び低電位の３種の電位
を、交流を正の半波に整流する正半波整流回路の高電位
端子と、該正半波整流回路の低電位端子と前記交流を負
の半波に整流する負半波整流回路の高電位とを接続した
共通端子と、前記負半波整流回路の低電位端子と、の３
端子より得、更に、 抵抗器と該抵抗器に直列接続されたスイッチング素子と
を備え、前記高電位端子と前記低電位端子との間に接続
される不要電力消費回路と、 前記共通端子を基準とする前記高電位端子の電位差と、
前記低電位端子を基準とする該共通端子の電位差が不一
致となった場合に、前記スイッチング素子を導通させ
て、前記高電位端子から前記低電位端子へ電流を流す電
力消費制御手段と、 を備えたことを特徴とする可変リラクタンスモータの駆
動装置。 - 【請求項２】４相リラクタンスモータの、二相励磁方式
で、励磁する相順に応じて２相づつ直列接続された励磁
巻線に、その直列接続点を共通端子とし、その直列接続
の両端部を前記共通端子より高電位及び低電位とし、二
相励磁される励磁電流を、高電位と低電位とにより１相
ずつ供給する可変リラクタンスモータの駆動装置におい
て、 前記高電位、共通端子の電位及び低電位の３種の電位
を、交流を正の半波に整流する正半波整流回路の高電位
端子と、該正半波整流回路の低電位端子と前記交流を負
の半波に整流する負半波整流回路の高電位とを接続した
共通端子と、前記負半波整流回路の低電位端子と、の３
端子より得ることを特徴とする可変リラクタンスモータ
の駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1185258A JP2861084B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 可変リラクタンスモータの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1185258A JP2861084B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 可変リラクタンスモータの駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0352588A JPH0352588A (ja) | 1991-03-06 |
| JP2861084B2 true JP2861084B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=16167674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1185258A Expired - Fee Related JP2861084B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 可変リラクタンスモータの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2861084B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6808345B2 (en) | 2001-10-16 | 2004-10-26 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Tool, tool holder, and machine tool |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5031862A (ja) * | 1973-07-20 | 1975-03-28 | ||
| GB2105536B (en) * | 1981-09-08 | 1985-09-18 | Chloride Group Ltd | A multi-phase switched variable-reluctance motor |
| JPH01164290A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-28 | Secoh Giken Inc | ２相リラクタンス型電動機 |
-
1989
- 1989-07-18 JP JP1185258A patent/JP2861084B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352588A (ja) | 1991-03-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |