JP3268951B2 - Variable reluctance motor - Google Patents

Variable reluctance motor

Info

Publication number
JP3268951B2
JP3268951B2 JP28570194A JP28570194A JP3268951B2 JP 3268951 B2 JP3268951 B2 JP 3268951B2 JP 28570194 A JP28570194 A JP 28570194A JP 28570194 A JP28570194 A JP 28570194A JP 3268951 B2 JP3268951 B2 JP 3268951B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic pole
rotor
stator
variable reluctance
reluctance motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP28570194A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08149779A (en
Inventor
勉 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP28570194A priority Critical patent/JP3268951B2/en
Publication of JPH08149779A publication Critical patent/JPH08149779A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3268951B2 publication Critical patent/JP3268951B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、可変リラクタンスモー
タに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable reluctance motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、可変リラクタンスモータの一
つとして、例えば、図6に示す如く、内周部に設けられ
た複数の磁極突起ST にそれぞれコイルCを巻回した固
定子としてのステータSと、このステータSに囲まれた
スペースに回転自在に支承され、かつ外周部に複数の磁
極突起RT を有する可動子としてのロータRとを備えた
ものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one of variable reluctance motors, for example, as shown in FIG. 6, a stator S as a stator in which a coil C is wound around a plurality of magnetic pole projections ST provided on an inner peripheral portion, respectively. And a rotor R as a mover rotatably supported in a space surrounded by the stator S and having a plurality of magnetic pole projections RT on its outer periphery.

【0003】そして、この可変リラクタンスモータで
は、図6に実線で示す如く、ステータSの磁極突起ST
に対してロータRの磁極突起RT が進角側にあり、ロー
タRの回転によってコイルCのインダクタンスが正の方
向に変化しているとき(増加領域)にコイルCを通電す
ると、ロータRに正の回転トルクが発生し、逆に図6に
点線で示す如く、ステータSの磁極突起ST に対してロ
ータRの磁極突起RT が遅角側にあり、ロータRの回転
によってコイルCのインダクタンスが負の方向に変化し
ているとき(減少領域)にコイルCを通電すると、ロー
タRに負の回転トルクが発生する。
In this variable reluctance motor, as shown by a solid line in FIG.
When the coil C is energized when the magnetic pole protrusion RT of the rotor R is on the advanced side and the inductance of the coil C changes in the positive direction due to the rotation of the rotor R (increase region), the rotor R becomes positive. As shown by the dotted line in FIG. 6, the magnetic pole projection RT of the rotor R is on the retard side with respect to the magnetic pole projection ST of the stator S, and the rotation of the rotor R causes the inductance of the coil C to be negative. When the coil C is energized while the current is changing in the direction (reduction region), a negative rotational torque is generated in the rotor R.

【0004】このように可変リラクタンスモータは、所
定のロータR位置においてコイルCへの通電を制御する
ことにより正または負の回転トルクを生じるものであ
り、そのトルクTは次式(1) で表される。 TM =K・i2・dL/dθ …(1) 但し、L:コイルCのインダクタンス,θ:ロータRの
位相角,i:コイルに流れる電流,K:定数,である。
[0004] As described above, the variable reluctance motor generates a positive or negative rotation torque by controlling the energization of the coil C at a predetermined rotor R position. The torque T is expressed by the following equation (1). Is done. T M = K · i 2 · dL / dθ (1) where L: inductance of coil C, θ: phase angle of rotor R, i: current flowing through the coil, K: constant.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
トルク特性を有する可変リラクタンスモータにおいて、
モータの各相を構成するステータSのコイルCに対し
て、各相毎に一定電流を流した状態で、ロータRを徐々
に回転させたときの、ロータRに加わるトルクとロータ
Rの変位角との関係(即ち、各相毎の静トルク)を調べ
ると、図7のようになる。即ち、図7は、ロータRの外
周部に4個の磁極突起RT が等間隔で形成され、ステー
タSの内周部に6個の磁極突起ST が等間隔で形成され
て、互いに対向するステータS側の磁極突起ST により
各相φ1〜φ3が形成された3相モータの各相毎のトル
ク特性を表わしているが、この図から明らかなように、
各相φ1〜φ3の静トルクは、0付近から急峻に増減
し、正弦波から大きくずれる。
By the way, in a variable reluctance motor having such a torque characteristic,
The torque applied to the rotor R and the displacement angle of the rotor R when the rotor R is gradually rotated with a constant current flowing for each phase to the coil C of the stator S constituting each phase of the motor. (I.e., the static torque for each phase) is as shown in FIG. That is, FIG. 7 shows that four magnetic pole protrusions RT are formed at equal intervals on the outer peripheral portion of the rotor R, and six magnetic pole protrusions ST are formed at equal intervals on the inner peripheral portion of the stator S. The torque characteristics for each phase of the three-phase motor in which the phases φ1 to φ3 are formed by the S-side magnetic pole projections ST are shown.
The static torque of each phase φ1 to φ3 sharply increases and decreases from around 0, and deviates greatly from the sine wave.

【0006】この結果、各相φ1〜φ3の静トルクを合
計することによって得られる可変リラクタンスモータの
出力トルクは、かなり脈動の大きいものになり、例えば
各相φ〜φ3のコイル電流を制御して、ロータRを任意
の回転位置にて停止させようとしても、各相φ1〜φ3
のトルクはコイル電流の微小な変化によって大きく変化
するため、その停止時の位置決め精度が悪く、また振動
の原因にもなるといった問題があった。
As a result, the output torque of the variable reluctance motor obtained by summing the static torques of the phases φ1 to φ3 has a considerably large pulsation. For example, the output torque of the variable reluctance motor is controlled by controlling the coil currents of the phases φ1 to φ3. , Each phase φ1 to φ3
However, since the torque of (1) greatly changes due to a small change in the coil current, there is a problem that the positioning accuracy at the time of stoppage is poor and also causes vibration.

【0007】一方、出力トルクの脈動を減らす手法とし
て、相数を増やすことやロータRの磁極数を増やすこと
も考えられているが、相数を増すことは各相の通電・非
通電を切り換えるスイッチング素子を増加する必要があ
り、コストアップにつながるといった問題があり、ロー
タRの磁極数を増すことは、モータの高速回転時には各
相のスイッチング素子のON・OFF制御を高速に行な
わなければならず、スイッチング周波数の増大、ひいて
は発熱の原因となり、モータの回転速度が制限されてし
まうといった問題がある。つまり、この手法では、可変
リラクタンスモータがロータに磁石を有してないがため
に高速回転に適しているという、可変リラクタンスモー
タの最大の利点を打ち消してしまうことになる。
On the other hand, increasing the number of phases or increasing the number of magnetic poles of the rotor R has been considered as a method of reducing the pulsation of the output torque. However, increasing the number of phases switches between energization and non-energization of each phase. There is a problem that it is necessary to increase the number of switching elements, which leads to an increase in cost. Increasing the number of magnetic poles of the rotor R requires high-speed ON / OFF control of the switching elements of each phase when the motor rotates at high speed. However, there is a problem that the switching frequency is increased and, consequently, heat is generated, and the rotation speed of the motor is limited. In other words, this method negates the greatest advantage of the variable reluctance motor, which is suitable for high-speed rotation because the variable reluctance motor has no magnet in the rotor.

【0008】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、コストアップや発熱を増大させることなくモータ
の高速駆動を実現でき、かつ停止時の位置決め精度を向
上させることのできる可変リラクタンスモータを提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of these problems, and provides a variable reluctance motor that can realize high-speed driving of a motor without increasing costs and increasing heat generation, and that can improve positioning accuracy when stopped. The purpose is to do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項1に記載の発明は、複数の磁極突起
を有する固定子と、該固定子の磁極突起に対向する複数
の磁極突起を有する可動子とを備え、固定子又は可動子
の各磁極突起に夫々コイルが巻回された可変リラクタン
スモータにおいて、前記可動子の各磁極突起の間に、各
磁極突起から隣合う磁極突起に向かって延びる橋絡部を
設けると共に、該橋絡部を含む各磁極突起の前記固定子
との対向面に小歯を設け、更に、前記固定子の磁極突起
に、前記可動子側の小歯に対応する小歯を設けたことを
特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a stator having a plurality of magnetic pole projections, and a plurality of magnetic pole projections opposed to the magnetic pole projections of the stator. In the variable reluctance motor in which a coil is wound around each magnetic pole projection of the stator or the movable element, between the magnetic pole projections of the movable element, the adjacent magnetic pole projections A bridging portion extending toward the stator is provided, and small teeth are provided on a surface of each magnetic pole projection including the bridging portion facing the stator. Further, small teeth on the movable element side are provided on the magnetic pole projections of the stator. Characterized in that small teeth corresponding to are provided.

【0010】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の可変リラクタンスモータにおいて、前記可動子
は外周部に複数の磁極突起を備えたロータであり、前記
固定子は、該ロータの周囲に配設され、内周部にコイル
が巻回された複数の磁極突起を有するステータであり、
前記橋絡部は、前記ロータの各磁極突起から隣合う磁極
突起に向かって周方向に形成されていることを特徴とす
る。
[0010] The invention described in claim 2 is the same as the claim 1.
In the variable reluctance motor described in the above, the mover is a rotor having a plurality of magnetic pole projections on the outer peripheral portion, the stator is disposed around the rotor, the coil is wound on the inner peripheral portion A stator having a plurality of magnetic pole projections,
The bridge portion is formed in a circumferential direction from each magnetic pole projection of the rotor to an adjacent magnetic pole projection.

【0011】また更に、請求項3に記載の発明は、請求
項1又は請求項2に記載の可変リラクタンスモータにお
いて、前記可動子に、前記橋絡部を支持するリブを設け
たことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the variable reluctance motor according to the first or second aspect, a rib for supporting the bridging portion is provided on the movable element. I do.

【0012】[0012]

【作用及び発明の効果】請求項1に記載の可変リラクタ
ンスモータにおいては、可動子に形成された各磁極突起
に橋絡部が設けられ、この橋絡部を含む各磁極突起の固
定子との対向面と、固定子の磁極突起とには、夫々小歯
が設けられている。
In the variable reluctance motor according to the first aspect, each magnetic pole projection formed on the mover is provided with a bridging portion, and each magnetic pole projection including the bridging portion is connected to the stator. Small teeth are provided on the facing surface and the magnetic pole projections of the stator, respectively.

【0013】この結果、本発明の可変リラクタンスモー
タにおいては、その低速駆動時には、可動子及び固定子
側に夫々設けられた小歯が磁極突起として働き、励磁相
の切り換えに伴う可動子の変位量が小さくなる。一方、
高速駆動時には、橋絡部が磁気飽和するため、小歯は磁
極突起として機能せず、励磁相の切り換えに伴う可動子
の変位量は大きくなる。
As a result, in the variable reluctance motor of the present invention, when the motor is driven at a low speed, the small teeth provided on the mover and the stator respectively act as magnetic pole projections, and the displacement of the mover accompanying the switching of the excitation phase. Becomes smaller. on the other hand,
At the time of high-speed driving, since the bridge portion is magnetically saturated, the small teeth do not function as magnetic pole projections, and the displacement of the mover accompanying the switching of the excitation phase increases.

【0014】従って、本発明の可変リラクタンスモータ
によれば、モータを高速駆動させる際には、可動子を大
きく変位させてその駆動速度を確保し、低速駆動時には
可動子を細かく(つまり高分解能で)変位させてその位
置決め精度を向上できる。つまり本発明によれば、モー
タの相数を増加したり、高速駆動時のスイッチング周波
数を増加することなく、高速駆動,位置決め精度向上と
いった相反する要求を満足できる。
Therefore, according to the variable reluctance motor of the present invention, when the motor is driven at a high speed, the movable element is largely displaced to secure its driving speed, and at a low speed drive, the movable element is finely divided (that is, at a high resolution). ) Displacement can improve the positioning accuracy. In other words, according to the present invention, conflicting requirements such as high-speed driving and improved positioning accuracy can be satisfied without increasing the number of motor phases or increasing the switching frequency during high-speed driving.

【0015】次に、請求項2に記載の可変リラクタンス
モータは、ロータの周囲にステータが配設された図6に
示した回転型の可変リラクタンスモータである。つま
り、可変リラクタンスモータには、可動子と固定子とが
平板状に形成されて可動子が固定子に沿って面方向にス
ライドするリニアモータや、内周部に磁極突起を有する
中空のロータと、このロータの中心位置に配設され、外
周部にコイルが巻回された磁極突起を有するステータと
からなる、所謂アウタロータ型のものが知られている
が、請求項2の可変リラクタンスモータは、ステータに
囲まれたロータが回転する一般的なモータである。そし
て、この種の可変リラクタンスモータでは、通常、各層
への通電・非通電を切り換えることにより、次式(2) で
表されるステップ角θH にて回転する。
Next, a variable reluctance motor according to a second aspect is a rotary variable reluctance motor shown in FIG. 6 in which a stator is disposed around a rotor. In other words, the variable reluctance motor includes a linear motor in which a mover and a stator are formed in a flat plate shape and the mover slides in a plane direction along the stator, and a hollow rotor having a magnetic pole protrusion on an inner peripheral portion. A variable reluctance motor according to claim 2, wherein a so-called outer rotor type is known, comprising a stator disposed at a center position of the rotor and having a magnetic pole projection having a coil wound on an outer peripheral portion thereof. This is a general motor in which a rotor surrounded by a stator rotates. This type of variable reluctance motor normally rotates at a step angle θH represented by the following equation (2) by switching between energization and non-energization of each layer.

【0016】θH=360゜/m・NrH …(2) 但し、m:ステータの相数,NrH:ロータの磁極突起の
数,である。しかし、本発明では、ロータに橋絡部が形
成され、更にこの橋絡部を含むロータ側の磁極突起と、
ステータ型の磁極突起とに夫々小歯が形成されているの
で、ロータの低速回転時には、各相への通電・非通電を
切り換えることにより、次式(3) で表されるステップ角
θL にてロータを回転させることができる。
ΘH = 360 ° / m · NrH (2) where m is the number of stator phases, and NrH is the number of magnetic pole projections of the rotor. However, in the present invention, a bridge portion is formed on the rotor, and further, a magnetic pole projection on the rotor side including the bridge portion,
Since small teeth are formed on the stator-type magnetic pole projections, respectively, when the rotor is rotating at low speed, by switching between energizing and de-energizing each phase, the step angle θL expressed by the following equation (3) is obtained. The rotor can be rotated.

【0017】θL=360゜/m・NrL …(3) 但し、m:ステータの相数,NrL:ロータ側の小歯の
数,である。つまり、本発明の可変リラクタンスモータ
によれば、従来装置と同様にモータを高速回転させるこ
とができ、しかも、低速回転時にはロータを上記ステッ
プ角θL にて高分解能に駆動することができる。従っ
て、モータの相数を増加したり、高速回転時のスイッチ
ング周波数を増加することなく、モータ停止時の位置決
め精度を向上することができる。
ΘL = 360 ° / m · NrL (3) where m is the number of stator phases, and NrL is the number of small teeth on the rotor side. That is, according to the variable reluctance motor of the present invention, the motor can be rotated at a high speed as in the conventional device, and the rotor can be driven at a high resolution at the above-mentioned step angle θL at the time of low-speed rotation. Therefore, the positioning accuracy when the motor is stopped can be improved without increasing the number of phases of the motor or increasing the switching frequency during high-speed rotation.

【0018】また次に請求項3に記載の可変リラクタン
スモータにおいては、可動子に、橋絡部を支持するリブ
が備えられている。このため、本発明によれば、リブに
よって、モータの高速駆動時に生じる力に対して橋絡部
を補強することができ、高速駆動時に橋絡部が破損する
のを防止できる。
Next, in the variable reluctance motor according to the third aspect, the movable element is provided with a rib for supporting the bridge portion. Therefore, according to the present invention, the rib can reinforce the bridging portion against the force generated at the time of high-speed driving of the motor, and can prevent the bridging portion from being damaged at the time of high-speed driving.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。図1は実施例の可変リラクタンスモ
ータ(3相)の内部構成を示す説明図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the internal configuration of the variable reluctance motor (three-phase) of the embodiment.

【0020】図1に示す如く、積層鉄心からなる円筒状
のステータ10の内周部には、6極の磁極突起14(1
4a,14b,14c,14a′,14b′,14
c′)が等間隔に設けられている。これら6極の磁極突
起14のうち、互いに対向する一対の磁極突起14a−
14a′、14b−14b′、14c−14c′は、夫
々、当該モータの各相φ1,φ2,φ3を形成してお
り、これら各磁極突起14a〜14c′には、夫々、各
相φ1〜φ3の巻線となる環状のコイル12a,12
b,12cが装着されている。また、各磁極突起14の
先端内周部には、夫々、所定のピッチで4個の小歯15
が設けられている。
As shown in FIG. 1, a six-pole magnetic pole projection 14 (1) is provided on an inner peripheral portion of a cylindrical stator 10 made of a laminated iron core.
4a, 14b, 14c, 14a ', 14b', 14
c ') are provided at equal intervals. Of these six pole pole projections 14, a pair of pole pole projections 14a-
14a ', 14b-14b', and 14c-14c 'form the respective phases φ1, φ2, φ3 of the motor, and the magnetic pole projections 14a-14c' respectively correspond to the phases φ1-φ3. Annular coils 12a and 12
b, 12c are mounted. Also, four small teeth 15 at a predetermined pitch are provided on the inner peripheral portion of the tip of each magnetic pole projection 14.
Is provided.

【0021】一方、ステータ10に囲まれた円筒状のス
ペースには、当該モータの出力軸16と、その出力軸1
6に支持されたロータ鉄心18と、からなるロータ20
が回転自在に支承されている。ロータ鉄心18は、外周
部に4極の磁極突起22(22a,22b,22a′,
22b′)を有する鉄心形成板24を積層することによ
り構成されている。またロータ20の各磁極突起22の
先端外周部には、隣接する磁極突起22間を接続する橋
絡部26が一体形成されており、この橋絡部26を含む
ロータ20の外側全周には、NrL個(例えば40個)の
小歯27が等間隔に形成されている。
On the other hand, in the cylindrical space surrounded by the stator 10, the output shaft 16 of the motor and the output shaft 1 are provided.
6 comprising a rotor core 18 supported by
Is rotatably supported. The rotor core 18 has four magnetic pole protrusions 22 (22a, 22b, 22a ',
22b '). A bridging portion 26 connecting the adjacent magnetic pole protrusions 22 is formed integrally with the outer peripheral portion of the tip of each magnetic pole protrusion 22 of the rotor 20. , NrL (for example, 40) small teeth 27 are formed at equal intervals.

【0022】なお、この橋絡部26の幅tは、図2に示
す如く、磁極突起22の高さyより十分に小さく設定さ
れている。また、この橋絡部26及び小歯27は、ロー
タ20を構成する鉄心形成板24をプレス等の打ち抜き
にて製造することで容易に形成できる。
The width t of the bridging portion 26 is set sufficiently smaller than the height y of the magnetic pole projection 22 as shown in FIG. The bridging portions 26 and the small teeth 27 can be easily formed by manufacturing the iron core forming plate 24 constituting the rotor 20 by punching such as a press.

【0023】また、このロータ20側の小歯27とステ
ータ10側の小歯15とは互いに対向可能に、そのピッ
チが略同じに設定され、ステータ10側の小歯15は、
各相φ1〜φ3毎に、そのピッチの1/3だけ互いに位
相ずれがずれるように形成されている。つまり、図1に
示す如く、第3相目(φ3)の磁極突起14c,14
c′に形成された小歯15がロータ20側の小歯27と
対向している際には、第1相目(φ1)の磁極突起14
a,14a′及び第2相目(φ2)の磁極突起14b,
14b′に形成された小歯15は、ロータ側の小歯27
に対して、そのピッチの1/3分だけ進角或は遅角側に
位置するようにされている。
The small teeth 27 of the rotor 20 and the small teeth 15 of the stator 10 can be opposed to each other, and their pitches are set to be substantially the same.
Each of the phases φ1 to φ3 is formed such that the phase shift is shifted by 1 / of the pitch. That is, as shown in FIG. 1, the third phase (φ3) magnetic pole projections 14c and 14c
When the small teeth 15 formed on the c ′ face the small teeth 27 on the rotor 20 side, the magnetic pole projections 14 of the first phase (φ1)
a, 14a 'and the second phase (φ2) magnetic pole projections 14b,
The small teeth 15 formed on the small teeth 14b 'are small teeth 27 on the rotor side.
Is positioned on the advance or retard side by 1/3 of the pitch.

【0024】また、図示しないが、ロータ20の出力軸
16には、外周部にスリットを有する回転円板が固着さ
れ、モータの筐体には、この回転円板に対向して前記ス
リットを検出するホトインタラプタが設けられている。
つまり、本実施例の可変リラクタンスモータには、回転
円板とホトインタラプタとからなる周知の回転位置検出
器が備えられており、この検出器からの検出信号に基づ
いて、ロータ20の位置が求められるようになってい
る。
Although not shown, a rotary disk having a slit on the outer periphery is fixed to the output shaft 16 of the rotor 20, and the motor housing detects the slit in opposition to the rotary disk. A photo interrupter is provided.
That is, the variable reluctance motor of this embodiment is provided with a well-known rotational position detector including a rotating disk and a photo interrupter, and the position of the rotor 20 is determined based on a detection signal from the detector. It is supposed to be.

【0025】次に、本実施例の可変リラクタンスモータ
の動作について説明する。本実施例の可変リラクタンス
モータは、従来の技術の項にて説明した原理に基づい
て、従来装置と同様に制御される。例えば、回転駆動時
に、ロータ20の磁極突起22a,22a′が、ステー
タ10側の第1相目(φ1)の磁極突起14a,14
a′に近づいていくと(インダクタンスの増加領域)、
この状態が回転位置検出器にて検出され、この検出信号
に基づいて図示しない電子制御装置から第1相目(φ
1)のコイル12aへの通電指令が出力され、これによ
りロータ20に正の回転トルクが発生する。そしてロー
タ20の磁極突起22a,22a′がステータ10の磁
極突起14a,14a′から離れていくとき(インダク
タンスの減少領域)には、コイル12aへの通電を停止
して、負の回転トルクを発生させず、正方向の回転トル
クを維持する。また制動時には、ロータ20の磁極突起
22a,22a′がステータ10の磁極突起14a,1
4a′から離れていくときに、コイル12aに通電する
ことにより、制動力を発生させる。
Next, the operation of the variable reluctance motor of this embodiment will be described. The variable reluctance motor according to the present embodiment is controlled in the same manner as the conventional device based on the principle described in the section of the related art. For example, during rotation driving, the magnetic pole projections 22a, 22a 'of the rotor 20 are connected to the first phase (φ1) magnetic pole projections 14a, 14a of the stator 10 side.
When approaching a '(the area where the inductance increases),
This state is detected by the rotational position detector, and based on this detection signal, an electronic control unit (not shown) outputs the first phase (φ
The power supply command to the coil 12a in 1) is output, and thereby a positive rotational torque is generated in the rotor 20. When the magnetic pole projections 22a and 22a 'of the rotor 20 move away from the magnetic pole projections 14a and 14a' of the stator 10 (in a region where the inductance is reduced), the current supply to the coil 12a is stopped and a negative rotation torque is generated. Instead, maintain the forward rotation torque. During braking, the magnetic pole projections 22a, 22a 'of the rotor 20 are connected to the magnetic pole projections 14a, 1a of the stator 10.
When moving away from 4a ', the coil 12a is energized to generate a braking force.

【0026】このようにモータを駆動するに当たって、
ロータ20の橋絡部26の幅tは、ロータ20の磁極突
起22の高さyより十分に小さいので、橋絡部26を通
る磁束は、高速回転する高起磁力領域において磁気飽和
し、インダクタンスは、小さくなって溝としてみなされ
る。
In driving the motor in this manner,
Since the width t of the bridging portion 26 of the rotor 20 is sufficiently smaller than the height y of the magnetic pole projection 22 of the rotor 20, the magnetic flux passing through the bridging portion 26 is magnetically saturated in a high magnetomotive force region rotating at a high speed, and the inductance is increased. Become smaller and are considered as grooves.

【0027】従って、本実施例の可変リラクタンスモー
タの高速回転時の静トルク特性は、図7に示した従来装
置と略同様となり、このときのステップ角θH は前述の
(2)式にて求めることができる。つまり、本実施例で
は、前記(2) 式において、m=3,NrH=4であるた
め、高速回転時のステップ角θH は30度となる。
Accordingly, the static torque characteristic of the variable reluctance motor of this embodiment at the time of high speed rotation is substantially the same as that of the conventional device shown in FIG. 7, and the step angle θH at this time is as described above.
It can be obtained by equation (2). That is, in this embodiment, since m = 3 and NrH = 4 in the equation (2), the step angle θH at the time of high-speed rotation is 30 degrees.

【0028】一方、ロータ20を減速して停止させる場
合(つまりモータの低速回転時)には、起磁力は高速回
転時に比べて低いため、橋絡部26は、磁気飽和せずに
有効磁路となる。この結果、図2に示すように、磁極突
起14の内側に形成された小歯15からロータ20側の
小歯27に磁束30が流れようとし、ステータ10側の
小歯15とロータ20側の小歯27とが、夫々、磁極突
起として働くようになる。
On the other hand, when the rotor 20 is decelerated and stopped (that is, when the motor is rotating at a low speed), since the magnetomotive force is lower than that at the time of high speed rotation, the bridging portion 26 is not magnetically saturated and the effective magnetic path Becomes As a result, as shown in FIG. 2, the magnetic flux 30 tends to flow from the small teeth 15 formed inside the magnetic pole projections 14 to the small teeth 27 on the rotor 20 side, and the small teeth 15 on the stator 10 and the small teeth 15 on the rotor 20 side. The small teeth 27 respectively work as magnetic pole projections.

【0029】従って、本実施例の可変リラクタンスモー
タの低速回転時の静トルク特性は、図3に示す如くな
り、このときのステップ角θL は前述の(3) 式にて求め
ることができる。つまり、本実施例では、前記(3) 式に
おいて、NrL=40とすると、m=3であるため、低速
回転時のステップ角θL は、高速回転時のステップ角θ
H の1/10、つまり3度となる。
Accordingly, the static torque characteristic of the variable reluctance motor of this embodiment at the time of low speed rotation is as shown in FIG. 3, and the step angle θL at this time can be obtained by the above-mentioned equation (3). That is, in this embodiment, if NrL = 40 and m = 3 in the equation (3), the step angle θL at the time of low-speed rotation is equal to the step angle θL at the time of high-speed rotation.
1/10 of H, that is, 3 degrees.

【0030】つまり、本実施例の可変リラクタンスモー
タによれば、ロータ20を停止させるときのステップ角
θL が高速回転時のステップ角θH に比べてNrH/NrL
となり、モータの回転位置を高分解能に制御することが
できるので、モータの出力トルクの脈動,延いては振動
を抑制して、モータ停止時の位置決め精度を向上するこ
とができる。
That is, according to the variable reluctance motor of the present embodiment, the step angle θL at the time of stopping the rotor 20 is NrH / NrL compared with the step angle θH at the time of high-speed rotation.
Thus, the rotational position of the motor can be controlled with high resolution, so that the pulsation of the output torque of the motor and, consequently, the vibration can be suppressed, and the positioning accuracy when the motor stops can be improved.

【0031】そして、本実施例の可変リラクタンスモー
タを実際に駆動する場合、図4に示す如く、始動から加
速運転,定速運転,減速運転に至る運転条件下では、出
力トルクの脈動を抑えるより、高応答性と高速性能実現
のためにステップ角θH の大きい高速回転モードで運転
し、減速完了後、モータを停止させるまでの間は、出力
トルクの脈動を抑えて停止精度を高めるために、ステッ
プ角θL の小さい位置決めモードで運転するようにすれ
ばよい。
When the variable reluctance motor of this embodiment is actually driven, as shown in FIG. 4, under operating conditions from start to acceleration operation, constant speed operation, and deceleration operation, pulsation of output torque is suppressed. In order to achieve high responsiveness and high-speed performance, drive in the high-speed rotation mode with a large step angle θH, and after the deceleration is completed, until the motor is stopped, in order to suppress the pulsation of the output torque and increase the stop accuracy, The operation may be performed in the positioning mode in which the step angle θL is small.

【0032】また、こうした運転パターンを実現するに
当たっては、励磁相の切り換えを、そのときの運転モー
ドに応じたステップ角θH 又はθL にて行なえばよく、
通電のための駆動回路には、従来装置と同じ回路をその
まま使用することができる。つまり、本実施例の可変リ
ラクタンスモータによれば、従来から使用されている駆
動回路をそのまま使用して、モータ停止時の位置決め精
度を確保しつつモータの高速回転を実現することができ
る。
In order to realize such an operation pattern, the switching of the excitation phase may be performed at a step angle θH or θL according to the operation mode at that time.
The same circuit as the conventional device can be used as it is for the drive circuit for energization. That is, according to the variable reluctance motor of the present embodiment, high-speed rotation of the motor can be realized while securing the positioning accuracy at the time of stopping the motor, using the drive circuit conventionally used as it is.

【0033】ここで、本実施例においては、ロータ20
側の各磁極突起22の先端部を単に橋絡部26で結合す
るものとして説明したが、例えば図5に示すように、橋
絡部26の中間部分を、1個(又は複数)の幅の狭いリ
ブ28にてロータ20と結合するようにしてもよい。こ
の場合、リブ28により、高速回転時の遠心力に対して
橋絡部26を補強することができ、高速回転に伴う橋絡
部26の破損を防止することができる。
Here, in this embodiment, the rotor 20
Although the description has been given assuming that the tip portions of the magnetic pole projections 22 on the side are simply joined by the bridging portion 26, for example, as shown in FIG. The narrow rib 28 may be connected to the rotor 20. In this case, the ribs 28 can reinforce the bridging portion 26 against centrifugal force at the time of high-speed rotation, and can prevent damage to the bridging portion 26 due to high-speed rotation.

【0034】またロータ20側の小歯27の数は、例え
ば40個として説明したが、この小歯27の数を設定す
る際には、従来よりステップモータを構成する際に利用
されている設定方法をそのまま適用すればよい。また、
本実施例では、ロータ20側に4個の磁極突起22を備
えた3相の可変リラクタンスモータについて説明した
が、本発明は、こうした3相可変リラクタンスモータに
限らず、従来より可変リラクタンスモータとして実現さ
れているあらゆるタイプ(例えば4相,5相)の可変リ
ラクタンスモータに適用できるのはいうまでもない。ま
た本発明は、ロータ周囲にステータを配設した回転型の
可変リラクタンスモータに限らず、リニアモータ,アウ
タロータ型モータ等、可変リラクタンス型のモータであ
れば適用できる。
The number of the small teeth 27 on the rotor 20 side has been described as, for example, forty. However, when setting the number of the small teeth 27, the setting which has been conventionally used when configuring a step motor is used. The method may be applied as it is. Also,
In the present embodiment, a three-phase variable reluctance motor having four magnetic pole protrusions 22 on the rotor 20 side has been described. However, the present invention is not limited to such a three-phase variable reluctance motor, but is conventionally realized as a variable reluctance motor. It goes without saying that the present invention can be applied to any type of variable reluctance motor (for example, four-phase or five-phase). The present invention is not limited to a rotary variable reluctance motor having a stator disposed around a rotor, but can be applied to any variable reluctance motor such as a linear motor and an outer rotor type motor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例の可変リラクタンスモータの内部構造
を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an internal structure of a variable reluctance motor according to an embodiment.

【図2】 実施例の可変リラクタンスモータの内部構成
を拡大して表わす拡大説明図である。
FIG. 2 is an enlarged explanatory view showing an enlarged internal configuration of the variable reluctance motor of the embodiment.

【図3】 実施例の可変リラクタンスモータの低速回転
時の静トルク特性を表わすグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a static torque characteristic of the variable reluctance motor according to the embodiment at the time of low-speed rotation.

【図4】 実施例の可変リラクタンスモータの運転パタ
ーンの一例を表わす説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of an operation pattern of the variable reluctance motor according to the embodiment.

【図5】 実施例の可変リラクタンスモータの変形例を
表わす説明である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a modified example of the variable reluctance motor of the embodiment.

【図6】 可変リラクタンスモータの原理を説明する説
明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the principle of a variable reluctance motor.

【図7】 従来の可変リラクタンスモータの静トルク特
性を表わすグラフである。
FIG. 7 is a graph showing static torque characteristics of a conventional variable reluctance motor.

【符号の説明】 10,S…ステータ 12(12a〜12c),C…
コイル 14(14a〜14c′),ST …磁極突起(ステータ
側) 15…小歯 20,R…ロータ 22(22a〜22b′),RT
…磁極突起(ロータ側) 26…橋絡部 27…小歯 28…リブ
[Description of Signs] 10, S ... Stator 12 (12a to 12c), C ...
Coil 14 (14a to 14c '), ST: Magnetic pole projection (stator side) 15: Small teeth 20, R: Rotor 22 (22a to 22b'), RT
... Magnetic pole protrusion (rotor side) 26 ... Bridge part 27 ... Small teeth 28 ... Rib

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の磁極突起を有する固定子と、該固
定子の磁極突起に対向する複数の磁極突起を有する可動
子とを備え、固定子又は可動子の各磁極突起に夫々コイ
ルが巻回された可変リラクタンスモータにおいて、 前記可動子の各磁極突起の間に、各磁極突起から隣合う
磁極突起に向かって延びる橋絡部を設けると共に、該橋
絡部を含む各磁極突起の前記固定子との対向面に小歯を
設け、更に、前記固定子の磁極突起に、前記可動子側の
小歯に対応する小歯を設けたことを特徴とする可変リラ
クタンスモータ。
A stator having a plurality of magnetic pole projections; and a movable element having a plurality of magnetic pole projections opposed to the magnetic pole projections of the stator, wherein a coil is wound around each magnetic pole projection of the stator or the movable element. In the rotated variable reluctance motor, a bridge portion extending from each magnetic pole protrusion to an adjacent magnetic pole protrusion is provided between each magnetic pole protrusion of the mover, and the fixing of each magnetic pole protrusion including the bridge portion is provided. A variable reluctance motor, wherein small teeth are provided on a surface facing a stator, and small teeth corresponding to the small teeth on the mover side are provided on magnetic pole projections of the stator.
【請求項2】 前記可動子は外周部に複数の磁極突起を
備えたロータであり、 前記固定子は、該ロータの周囲に配設され、内周部にコ
イルが巻回された複数の磁極突起を有するステータであ
り、 前記橋絡部は、前記ロータの各磁極突起から隣合う磁極
突起に向かって周方向に形成されていることを特徴とす
る請求項1に記載の可変リラクタンスモータ。
2. The rotor according to claim 1, wherein the mover is a rotor having a plurality of magnetic pole protrusions on an outer peripheral portion, and the stator is disposed around the rotor and has a plurality of magnetic poles wound around an inner peripheral portion. 2. The variable reluctance motor according to claim 1, wherein the stator is a stator having projections, and wherein the bridging portions are formed in a circumferential direction from each magnetic pole projection of the rotor to an adjacent magnetic pole projection. 3.
【請求項3】 前記可動子に、前記橋絡部を支持するリ
ブを設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記
載の可変リラクタンスモータ。
3. The variable reluctance motor according to claim 1, wherein a rib for supporting the bridging portion is provided on the mover.
JP28570194A 1994-11-18 1994-11-18 Variable reluctance motor Expired - Fee Related JP3268951B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28570194A JP3268951B2 (en) 1994-11-18 1994-11-18 Variable reluctance motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28570194A JP3268951B2 (en) 1994-11-18 1994-11-18 Variable reluctance motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08149779A JPH08149779A (en) 1996-06-07
JP3268951B2 true JP3268951B2 (en) 2002-03-25

Family

ID=17694912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28570194A Expired - Fee Related JP3268951B2 (en) 1994-11-18 1994-11-18 Variable reluctance motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3268951B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106130299A (en) * 2016-08-31 2016-11-16 安徽远东船舶有限公司 A kind of Chargeable ship switched reluctance machines and switch magnetic resistance driving device
CN113991895B (en) * 2021-10-14 2022-10-14 华中科技大学 Split-tooth integrated winding starter generator

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08149779A (en) 1996-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100229963B1 (en) Hybrid single-phase variable reluctance motor
JP3772115B2 (en) Brushless motor
JP3844260B2 (en) Switching reluctance drive system, output control method for two-phase switching reluctance machine, and position transducer for two-phase switching reluctance machine
JPH01286758A (en) Permanent magnet type synchronous motor
JPH0686527A (en) Hybrid stepping motor
GB2027285A (en) Electric motors
JPH07131968A (en) Permanent magnet type stepper motor
JPH11164591A (en) Three-phase motor
JPH0378458A (en) Motor
JPH0239180B2 (en)
US3864588A (en) Electric pulse motor
JP3060610B2 (en) Variable reluctance motor
JP3268951B2 (en) Variable reluctance motor
JP2001028851A (en) Motor and starter generator
JPS5855747B2 (en) Brushless rotary motor
JPH083187Y2 (en) Brushless motor
JPH10146029A (en) Variable reluctance motor
JPH02254954A (en) Slot motor
JPH09200987A (en) Motor
JP3840715B2 (en) Permanent magnet synchronous motor
JP3037340B2 (en) Permanent magnet type 2-phase stepping motor
JP5660488B2 (en) Brushless DC motor and drive circuit thereof
JP2898797B2 (en) Induction motor
JPH079584Y2 (en) Brushless motor
JP3633965B2 (en) Brushless motor

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080118

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090118

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090118

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100118

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100118

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110118

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120118

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120118

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130118

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees