JP4655084B2 - リラクタンスモータの制御方法 - Google Patents

Description

本発明はリラクタンスモータの制御方法に関する。

低電流で大きなトルクが得られ、かつ小型化しやすいモータとして、３相電流を流すことで駆動されるリラクタンスモータが提案されている。

当該リラクタンスモータは、各相の電流がそれぞれ流される複数の巻線を有する固定子と、当該固定子に対向して設けられる回転子とを備える。固定子において各相の電流を順に切り替えて流す制御（１相励磁）を実行することで、回転子は回転する。しかし、かかる制御では、リラクタンスモータに生じるリラクタンストルクを高めることが困難であった。

そこで、３相電流のうち２相の電流を並行して流す制御（２相励磁）を採用することが提案されている。

なお、本発明に関連する技術を以下に示す。

特開２０００−２９５８９１号公報 特開２００１−１５７４９０号公報

しかし、２相励磁を実行した場合、隣接する巻線の間で磁束が流れて、磁気飽和しやすくなるおそれがある。磁気飽和が生じると、リラクタンストルクを高めることが困難になる。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、磁気飽和を低減し、以ってリラクタンストルクを高めることが目的とされる。

この発明の請求項１にかかるリラクタンスモータの制御方法は、所定の軸（９１）を中心として回転可能であって、自身の外周側及び内周側のいずれか一方側にのみ突出する部分（１１１）の複数を有する磁性体の回転子（１１）と、３相電流のうち第１の相電流（Ｖ）が流れる第１及び第２の巻線（１２１１，１２１２）と、前記３相電流のうち第２の相電流（Ｗ）が流れる第３及び第４の巻線（１２２１，１２２２）と、前記３相電流のうち第３の相電流（Ｕ）が流れる第５及び第６の巻線（１２３１，１２３２）とを有し、前記回転子に対して前記一方から対向して設けられる固定子（１２）とを備え、前記第１、前記第３、前記第５、前記第２、前記第４及び前記第６の巻線は、この順に前記所定の軸の周りで周方向（９２）に沿って隣接して配置され、それぞれ一端及び他端（１２１１ａ，１２１１ｂ，１２２１ａ，１２２１ｂ，１２３１ａ，１２３１ｂ）を有し、前記第１乃至前記第６の巻線のうち隣り合う任意の二者において、前記一方側から見て前記一端から前記他端に向かう巻回方向は互いに反対であるリラクタンスモータにおいて、３つの相電流のうち前記第２の相電流のみを流すときには、前記第３及び前記４の巻線の各々の前記一端を高電位に接続し、前記第３及び前記第４の各々の前記他端を低電位に接続し、３つの相電流のうち前記第１及び前記第２の相電流のみを流すときには、前記第１及び前記第２の巻線の各々の前記一端を高電位に接続し、前記第１及び前記第２の巻線の各々の前記他端を低電位に接続するとともに、前記第３及び前記４の巻線の各々の前記一端を低電位に接続し、前記第３及び前記第４の各々の前記他端を高電位に接続する。

この発明に請求項１にかかるリラクタンスモータの制御方法によれば、第１及び第２の巻線にのみ電流を流す場合に周方向において隣接する巻線に流れる電流は、一方側から見たときの流れの向きを同じにすることができる。これにより、周方向において隣接する巻線の間に磁束が流れず、以って磁気飽和が低減されてリラクタンストルクが高まる。

第１の実施の形態．
図１は、本実施の形態にかかるリラクタンスモータ１を概念的に示す。リラクタンスモータ１は、回転子１１と固定子１２とを備える。

回転子１１は、所定の軸９１を中心として回転可能であって、自身の外周側にのみ突出する部分１１１の複数を有する磁性体である。図１では、部分１１１が８つ設けられている。

固定子１２は、第１及び第２の巻線１２１１，１２１２と、第３及び第４の巻線１２２１，１２２２と、第５及び第６の巻線１２３１，１２３２とを有し、回転子１１に対して外周側から対向して設けられる。図１では、第１及び第２の巻線１２１１，１２１２、第３及び第４の巻線１２２１，１２２２、第５及び第６の巻線１２３１，１２３２はそれぞれ二つずつ設けられている。

第１及び第２の巻線１２１１，１２１２には３相電流の第１の相電流が流される。第３及び第４の巻線１２２１，１２２２には３相電流の第２の相電流が流される。第５及び第６の巻線１２３１，１２３２には３相電流の第３の相電流が流される。図１では、第１の相電流にＶ相の電流を、第２の相電流にＷ相の電流を、第３の相電流にＵ相の電流をそれぞれ採用した場合が示されている。

第１、第３及び第５の巻線１２１１，１２２１，１２３１は、この順に所定の軸９１の回りで周方向９２に沿って隣接して配置される。第１の巻線１２１１は両端１２１１ａ，１２１１ｂを有し、第３の巻線１２２１は両端１２２１ａ，１２２１ｂを有し、第５の巻線１２３１は両端１２３１ａ，１２３１ｂを有する。そして、第１、第３及び第５の巻線１２１１，１２２１，１２３１はそれぞれ、一端１２１１ａ，１２２１ａ，１２３１ａを起点として、内周側から見て時計回りの方向に巻回される。

第２、第４及び第６の巻線１２１２，１２２２，１２３２は、この順に周方向９２に沿って隣接して配置される。第２の巻線１２１２は両端１２１２ａ，１２１２ｂを有し、第４の巻線１２２２は両端１２２２ａ，１２２２ｂを有し、第６の巻線１２３２は両端１２３２ａ，１２３２ｂを有する。そして、第２、第４及び第６の巻線１２１２，１２２２，１２３２はそれぞれ、一端１２１２ａ，１２２２ａ，１２３２ａを起点として、内周側から見て時計回りとは反対方向に巻回される。

後述するように、一端１２１１ａ，１２１２ａ，１２２１ａ，１２２２ａ，１２３１ａ，１２３２ａはそれぞれ、直流電源Ｖの高電位側に接続される。すなわち、第１、第３及び第５の巻線１２１１，１２２１，１２３１には、内周側から見て時計回りの方向に電流が流れる。よって、これらの巻線１２１１，１２２１，１２３１のいずれにおいても、磁束は内周側から外周側へと流れる。

他方、第２、第４及び第６の巻線１２１２，１２２２，１２３２には、内周側から見て時計回りとは反対方向に電流が流れる。よって、これらの巻線１２１２，１２２２，１２３２のいずれにおいても、磁束は外周側から内周側へと流れる。

以上より、リラクタンスモータ１によれば、第１及び第３の相電流（Ｖ相及びＵ相の電流）のいずれか一方、及び第２の相電流（Ｗ相の電流）のみを並行して流した場合においては、第３の巻線１２２１と、これに周方向９２に沿って隣接する第１及び第５の巻線１２１１，１２３１との間には磁束が流れない。また、第４の巻線１２２２と、これに周方向９２に沿って隣接する第２及び第６の巻線１２１２，１２３２との間にも磁束が流れない。第３の巻線１２２１で生じた磁束は、第２、第４及び第６の巻線１２１２，１２２２，１２３２のいずれか少なくとも一つへと流れる。また、第４の巻線１２２２で生じた磁束は、第１、第３及び第５の巻線１２１１，１２２１，１２３１のいずれか少なくとも一つへと流れる。よって、磁気飽和が低減され、以ってリラクタンストルクが高まる。

なお、回転子１１は、自身の内周側にのみ突出する部分１１１の複数を有する磁性体であっても良い。この場合、固定子１２は、回転子１１に対して内周側から対向して設けられる。

図２は、リラクタンスモータ１に生じるリラクタンストルクＴの、回転角θに対する変化をグラフ１０１〜１０３で示す。グラフ１０１は、第１の相電流（Ｖ相の電流）及び第３の相電流（Ｕ相の電流）のみを並行して流す制御Ｃ４が実行された場合を示す。グラフ１０２は、第１の相電流（Ｖ相の電流）及び第２の相電流（Ｗ相の電流）のみを並行して流す制御Ｃ５が実行された場合を示す。グラフ１０３は、第２の相電流（Ｗ相の電流）及び第３の相電流（Ｕ相の電流）のみを並行して流す制御Ｃ６が実行された場合を示す。なお、制御Ｃ４〜Ｃ６は「２相励磁」と通称されている。

ここで、回転子１１の回転位置と回転角θとの関係については次のとおりである。回転角θが０°のときには、ある部分１１１が、第１及び第２の相電流（Ｖ相及びＷ相の電流）が流される巻線１２１１，１２２１（１２１２，１２２２）であって周方向９２において隣接するものの中間Ａ１に位置する。回転角θが１５°のときには、ある部分１１１が、第２及び第３の相電流（Ｗ相及びＵ相の電流）が流される巻線１２２１，１２３１（１２２２，１２３２）であって周方向９２において隣接するものの中間Ａ２に位置する。回転角θが３０°のときには、ある部分１１１が、第３及び第１の相電流（Ｕ相及びＶ相の電流）が流される巻線１２３１，１２１１（１２３２，１２１２）であって周方向９２において隣接するものの中間Ａ３に位置する。後述する図６乃至図９においても同様である。

グラフ１０１は、回転角θに対して４５°の周期を有する。これは、回転子１１が４５°回転するごとに、部分１１１が中間Ａ１に位置するからである。グラフ１０２，１０３も同様に、回転角θに対して４５°の周期を有する。

そして、グラフ１０１では、回転角θが０°から回転方向とは反対方向へとずれた角度θ１のときに、リラクタンストルクＴが最大となる。グラフ１０２では、回転角θが１５°から回転方向とは反対方向へとずれた角度θ２のときに、リラクタンストルクＴが最大となる。グラフ１０３では、回転角θが３０°から回転方向とは反対方向へとずれた角度θ３のときに、リラクタンストルクＴが最大となる。

図２では、グラフ２０１〜２０３も示されている。グラフ２０１〜２０３は、図１に示されるリラクタンスモータ１において第３の巻線１２２１が、一端１２２１ａを起点として、内周側から見て時計回りと反対方向に巻回され、第４の巻線１２２２が、一端１２２２ａを起点として、内周側から見て時計回りの方向に巻回されたリラクタンスモータ１１に対して、それぞれ制御Ｃ４〜Ｃ６を実行した場合を示す。なお、リラクタンスモータ１１は、図３に示されている。

グラフ１０２とグラフ２０２とを比較すれば、リラクタンスモータ１において制御Ｃ５を実行することで、少なくとも回転角θが角度θ４〜θ５の範囲において、リラクタンストルクＴが大きくなることがわかる。これは、リラクタンスモータ１では制御Ｃ５を実行しても、周方向９２において隣接する第１の巻線１２１１と第３の巻線１２２１との間、及び第２の巻線１２１２と第４の巻線１２２２との間には磁束が流れず、以って磁気抵抗が減少するからである。一方、リラクタンスモータ１１で制御Ｃ５を実行すると、当該第１及び第３の巻線１２１１，１２２１の間、及び当該第２及び第４の巻線１２１２，１２２２の間に磁束が流れる。

グラフ１０３とグラフ２０３とを比較することで、リラクタンスモータ１において制御Ｃ６を実行することで、少なくとも回転角θが角度θ６〜θ７の範囲において、リラクタンストルクＴが大きくなることがわかる。これは、リラクタンスモータ１では制御Ｃ６を実行しても、周方向９２において隣接する第３の巻線１２２１と第５の巻線１２３１との間、及び第４の巻線１２２２と第６の巻線１２３２と間には磁束が流れず、以って磁気抵抗が減少するからである。一方、リラクタンスモータ１１で制御Ｃ６を実行すると、当該第３及び第５の巻線１２２１，１２３１の間、及び当該第４及び第６の巻線１２２２，１２３２の間に磁束が流れる。

グラフ１０１とグラフ２０１とを比較すれば、両者は一致していることがわかる。これは、リラクタンスモータ１で制御Ｃ４を実行しても、磁束の流れ方が、リラクタンスモータ１１で制御Ｃ１を実行した場合と同じであるからである。すなわち、リラクタンスモータ１，１１のいずれにおいても制御Ｃ４を実行すると、周方向９２において隣接する第１の巻線１２１１と第５の巻線１２３１との間、及び第２の巻線１２１２と第６の巻線１２３２との間に磁束が流れる。

図４は、リラクタンスモータ１を制御する制御部２を概念的に示す。制御部２は、一対の入力端子２４１，２４２と、出力端子２１１，２１２，２２１，２２２，２３１，２３２と、スイッチＳ１〜Ｓ６と、ダイオードＤｉ１〜Ｄｉ６とを有する。図４では、制御部２に電源を供給する直流電源Ｖも示されている。

スイッチＳ１，Ｓ３，Ｓ５はそれぞれ、出力端子２１１，２２１，２３１と入力端子２４１との間に接続される。スイッチＳ２，Ｓ４，Ｓ６はそれぞれ、出力端子２１２，２２２，２３２と入力端子２４２との間に接続される。なお図４では、スイッチＳ１〜Ｓ６のそれぞれにトランジスタを採用した場合が示されている。

ダイオードＤｉ１，Ｄｉ３，Ｄｉ５はそれぞれ、カソードが出力端子２１１，２２１，２３１に接続され、アノードが入力端子２４２に接続される。ダイオードＤｉ２，Ｄｉ４，Ｄｉ６はそれぞれ、アノードが出力端子２１２，２２２，２３２に接続され、カソードが入力端子２４１に接続される。

制御部２に対して、直流電源Ｖ、第１及び第２の巻線１２１１，１２１２、第３及び第４の巻線１２２１，１２２２、第５及び第６の巻線１２３１，１２３２はそれぞれ以下のように接続される。

直流電源Ｖについては、その高電位側が入力端子２４１に、低電位側が入力端子２４２にそれぞれ接続される。

第１及び第２の巻線１２１１，１２１２についてはそれぞれ、一端１２１１ａ，１２１２ａが出力端子２１１側に接続され、他端１２１１ｂ，１２１２ｂが出力端子２１２側に接続される。

図５は、第１及び第２の巻線１２１１，１２１２の出力端子２１１，２１２の間での接続関係を例示する。第１の巻線１２１１同士、及び第２の巻線１２１２同士はそれぞれ、出力端子２１１，２１２の間で並列に接続されている。第１の巻線１２１１と第２の巻線１２１２とは、出力端子２１１，２１２の間で直列に接続されている。

第３及び第４の巻線１２２１，１２２２についてはそれぞれ、一端１２２１ａ，１２２２ａが出力端子２２１側に接続され、他端１２２１ｂ，１２２２ｂが出力端子２２２側に接続される。例えば、第３及び第４の巻線１２２１，１２２２は、出力端子２２１，２２２の間において、第１及び第２の巻線１２１１，１２１２と同様の関係で接続される（図５）。

第５及び第６の巻線１２３１，１２３２についてはそれぞれ、一端１２３１ａ，１２３２ａが出力端子２３１側に接続され、他端１２３１ｂ，１２３２ｂが出力端子２３２側に接続される。例えば、第５及び第６の巻線１２３１，１２３２は、出力端子２３１，２３２の間において、第１及び第２の巻線１２１１，１２１２と同様の関係で接続される（図５）。

上述した内容についてスイッチＳ１〜Ｓ６に関しては、次のように把握することができる。つまり、スイッチＳ１，Ｓ２はそれぞれ、入力端子２４１，２４２の間で第１及び第２の巻線１２１１，１２１２のいずれとも直列に接続される。スイッチＳ３，Ｓ４はそれぞれ、入力端子２４１，２４２の間で第３及び第４の巻線１２２１，１２２２のいずれとも直列に接続される。スイッチＳ５，Ｓ６はそれぞれ、入力端子２４１，２４２の間で第５及び第６の巻線１２３１，１２３２のいずれとも直列に接続される。

スイッチＳ１，Ｓ２の両方をオンに制御することで、第１の相電流（Ｖ相の電流）が流れる。スイッチＳ３，Ｓ４の両方をオンに制御することで、第２の相電流（Ｗ相の電流）が流れる。スイッチＳ５，Ｓ６の両方をオンに制御することで、第３の相電流（Ｕ相の電流）が流れる。

よって、制御Ｃ４は、スイッチＳ１，Ｓ２及びスイッチＳ５，Ｓ６のそれぞれをオンに制御することで実行される。制御Ｃ５は、スイッチＳ１，Ｓ２及びスイッチＳ３，Ｓ４のそれぞれをオンに制御すること実行される。制御Ｃ６は、スイッチＳ３，Ｓ４及びスイッチＳ５，Ｓ６のそれぞれをオンに制御することで実行される。なお制御Ｃ４〜Ｃ６と、スイッチＳ１〜Ｓ６の切替えとの関係は、例えば後述する図８に示されている。

制御部２において、ダイオードＤｉ１〜Ｄｉ６はなくても、上述したのと同様の制御が実行できる。具体的には、スイッチＳ１，Ｓ２のいずれか一方のみが、入力端子２４１，２４２の間で第１及び第２の巻線１２１１，１２１２と直列に接続される。同様に、スイッチＳ３，Ｓ４のいずれか一方のみが、入力端子２４１，２４２の間で第３及び第４の巻線１２２１，１２２２と直列に接続され、スイッチＳ５，Ｓ６のいずれか一方のみが、入力端子２４１，２４２の間で第５及び第６の巻線１２３１，１２３２と直列に接続される。

第２の実施の形態．
リラクタンスモータ１に対して制御部２は、例えば次のような制御を実行することができる。すなわち、制御部２は、第１の相電流（Ｖ相の電流）のみを第１及び第２の巻線１２１１，１２１２に流す制御Ｃ１、第２の相電流（Ｗ相の電流）のみを第３及び第４巻線１２２１，１２２２に流す制御Ｃ２、及び第３の相電流（Ｕ相の電流）のみを第５及び第６の巻線１２３１，１２３１に流す制御Ｃ３をそれぞれ実行することができる。なお、制御Ｃ１〜Ｃ３は「１相励磁」と通称されている。

図６は、リラクタンスモータ１に生じるリラクタンストルクＴの、回転角θに対する変化をグラフ３０１〜３０３で示す。グラフ３０１は制御Ｃ１のみを実行した場合を、グラフ３０２は制御Ｃ２のみを実行した場合を、グラフ３０３は制御Ｃ３のみを実行した場合をそれぞれ示す。

グラフ３０１は、回転角θに対して４５°の周期を有する。これは、回転子１１が４５°回転するごとに、部分１１１が、第１の相電流（Ｖ相の電流）が流れる第１の巻線１２１１または第２の巻線１２１２と対向するからである。グラフ３０２，３０３も同様に、回転角θに対して４５°の周期を有する。

そして、グラフ３０１では、回転角θが０°から回転方向へとずれた角度θ１１のときに、リラクタンストルクＴが最大となる。グラフ３０２では、回転角θが１５°から回転方向へとずれた角度θ１２のときに、リラクタンストルクＴが最大となる。グラフ３０３では、回転角θが３０°から回転方向へとずれた角度θ１３のときに、リラクタンストルクＴが最大となる。

制御Ｃ１〜Ｃ３を所望の順で繰り返し実行すること（制御Ｃ１１）で、回転子１１を回転させることができる。例えば、制御Ｃ１〜Ｃ３がこの順に繰り返し実行される。

制御Ｃ１１では、制御Ｃ１〜Ｃ３のうちリラクタンスモータ１に生じるリラクタンストルクＴが最大となるものが選択されて実行されることが特に望ましい。かかる態様で制御Ｃ１１を実行した場合の、リラクタンストルクＴの回転角θに対する変化を、後述する図９においてグラフ５０３で示している。

リラクタンスモータ１に対して制御部２は、制御Ｃ１〜Ｃ６を所望の順に繰り返し実行する制御方法を行っても良い。例えば、制御Ｃ４，Ｃ１，Ｃ５，Ｃ２，Ｃ６，Ｃ３がこの順に繰り返し実行される。

かかる制御方法では、制御Ｃ１〜Ｃ６のうちリラクタンスモータ１に生じるリラクタンストルクＴが最大となるものを選択して実行すること（制御Ｃ１２）が特に望ましい。

制御Ｃ１２を具体的に図７及び図８を用いて説明する。図７は、制御Ｃ１２において制御Ｃ４，Ｃ１，Ｃ５，Ｃ２，Ｃ６，Ｃ３がこの順に実行された場合の、リラクタンストルクＴの回転角θに対する変化を、実線のグラフ５０１で示す。図７では、グラフ１０１〜１０３，３０１〜３０３も示されており、グラフ１０１〜１０３は破線で、グラフ３０１〜３０３は一点鎖線でそれぞれ示されている。図８は、制御部２のスイッチＳ１〜Ｓ６の切替えを示す。

回転角θが角度Ｄ１〜Ｄ２の範囲にあるときには、グラフ１０１で表されるリラクタンストルクＴが最大となるので、制御Ｃ４が選択して実行される（図８）。回転角θが角度Ｄ２〜Ｄ３の範囲にあるときには、グラフ３０１で表されるリラクタンストルクＴが最大となるので、制御Ｃ１が選択して実行される（図８）。回転角θが角度Ｄ３〜Ｄ４の範囲にあるときには、グラフ１０２で表されるリラクタンストルクＴが最大となるので、制御Ｃ５が選択して実行される（図８）。回転角θが角度Ｄ４〜Ｄ５の範囲にあるときには、グラフ３０２で表されるリラクタンストルクＴが最大となるので、制御Ｃ２が選択して実行される（図８）。回転角θが角度Ｄ５〜Ｄ６の範囲にあるときには、グラフ１０３で表されるリラクタンストルクＴが最大となるので、制御Ｃ６が選択して実行される（図８）。回転角θが角度Ｄ６〜Ｄ７の範囲にあるときには、グラフ３０３で表されるリラクタンストルクＴが最大となるので、制御Ｃ３が選択して実行される（図８）。

かかる制御によれば、制御Ｃ１〜Ｃ３の制御だけではリラクタンストルクを高めることが困難な回転角θの領域においても、制御Ｃ４〜Ｃ６を選択的に実行することで、リラクタンストルクＴを高めることができる。よって、リラクタンスモータ１の出力が高まる。

具体的に図９を用いて説明する。図９は、グラフ５０１とグラフ５０３とを示す。グラフ５０３によれば、制御Ｃ１〜Ｃ３だけでは、回転角θが角度Ｄ１〜Ｄ２の範囲、角度Ｄ３〜Ｄ４の範囲、及び角度Ｄ５〜Ｄ６の範囲にあるときには、リラクタンストルクＴを高めることができないことがわかる。

しかし、制御Ｃ１２を実行することで、回転角θが角度Ｄ１〜Ｄ２の範囲、角度Ｄ３〜Ｄ４の範囲、及び角度Ｄ５〜Ｄ６の範囲にあるときであっても、リラクタンストルクＴが高められることが、グラフ５０１とグラフ５０３との比較によりわかる。

図９には、グラフ５０２も示されている。グラフ５０２は、リラクタンスモータ１１（図３）に対して制御Ｃ１〜Ｃ６を実行した場合であって、制御Ｃ１〜Ｃ６のうちリラクタンストルクＴが最大となるものを選択して実行した場合（制御Ｃ１２ａ）の、リラクタンストルクＴの回転角θに対する変化を示す。

制御Ｃ１２を実行することで、制御Ｃ１２ａを実行した場合よりも大きなリラクタンストルクＴが得られることが、グラフ５０１とグラフ５０２との比較からわかる。具体的には、回転角θが角度Ｄ１〜Ｄ２の範囲、角度Ｄ３〜Ｄ４の範囲、及び角度Ｄ５〜Ｄ６の範囲にあるときにおいて、グラフ５０１はグラフ５０２よりも高いリラクタンストルクＴを示している。

図１０は、第１乃至第３の巻線に流れる電流の値に対するリラクタンストルクＴの変化をグラフ６０１〜６０３で示す。グラフ６０１は、リラクタンスモータ１（図１）に上述した制御Ｃ１２を実行した場合を示す。グラフ６０２は、リラクタンスモータ１１（図３）に上述した制御Ｃ１２ａを実行した場合を示す。グラフ６０３は、リラクタンスモータ１に上述した制御Ｃ１１を実行した場合を示す。

グラフ６０１とグラフ６０２，６０３との比較により、制御Ｃ１２を実行することで、いずれの電流の値においても、制御Ｃ１２ａを実行した場合や制御Ｃ１１を実行した場合よりも、リラクタンストルクＴを高めることができることがわかる。

第１及び第２の実施の形態のいずれにおいても、リラクタンスモータ１について、部分１１１の個数Ｂ１と、第１乃至第６の巻線１２１１，１２１２，１２２１，１２２２，１２３１，１２３２の組数Ｂ２とが（Ｂ１，Ｂ２）＝（８，２）の場合（図１）を説明したが、上述した内容は他の組合せ（Ｂ１，Ｂ２）を有するリラクタンスモータにも適用することができる。

第３の実施の形態．
図１１は、本実施の形態にかかる制御部２１を概念的に示す。制御部２１は、上述したリラクタンスモータ１１（図３）に接続され、リラクタンスモータ１１に対して所望の制御を実行する。

制御部２１は、制御部２と同じ構成を有し、さらにスイッチＳ７，Ｓ８及びダイオードＤｉ７，Ｄｉ８を有する。

スイッチＳ７は、出力端子２２１と入力端子２４２との間に接続される。スイッチＳ８は、出力端子２２２と入力端子２４１との間に接続される。

ダイオードＤｉ７は、アノードが出力端子２２１に、カソードが入力端子２４１にそれぞれ接続される。ダイオードＤｉ８は、アノードが入力端子２４２に、カソードが出力端子２２２にそれぞれ接続される。

制御部２１は、スイッチＳ３，Ｓ４をオンに、スイッチＳ７，Ｓ８をオフに制御することで、第３及び第４の巻線１２２１、１２２２に対して出力端子２２１から出力端子２２２へと電流を流す。他方、スイッチＳ３，Ｓ４をオフに、スイッチＳ７，Ｓ８をオンに制御することで、第３及び第４の巻線１２２１、１２２２に対して出力端子２２２から出力端子２２１へと電流を流す。

図１２は、リラクタンスモータ１１に対する制御部２１の制御Ｃ３１を概念的に示す。制御Ｃ３１は以下のように実行される。

回転角θが角度Ｄ１〜Ｄ２の範囲にあるときには、スイッチＳ１，Ｓ２及びスイッチＳ５，Ｓ６をそれぞれオンに制御する（制御Ｃ３１１）。回転角θが角度Ｄ２〜Ｄ３の範囲にあるときには、スイッチＳ１，Ｓ２をそれぞれオンに制御する（制御Ｃ３１２）。回転角θが角度Ｄ３〜Ｄ４の範囲にあるときには、スイッチＳ１，Ｓ２及びスイッチＳ７，Ｓ８をそれぞれオンに制御する（制御Ｃ３１３）。回転角θが角度Ｄ４〜Ｄ５の範囲にあるときには、スイッチＳ３，Ｓ４をそれぞれオンに制御する（制御Ｃ３１４）。回転角θが角度Ｄ５〜Ｄ６の範囲にあるときには、スイッチＳ５，Ｓ６及びスイッチＳ７，Ｓ８をそれぞれオンに制御する（制御Ｃ３１５）。回転角θが角度Ｄ６〜Ｄ７の範囲にあるときには、スイッチＳ５，Ｓ６をそれぞれオンに制御する（制御Ｃ３１６）。

制御Ｃ３１によれば、回転角θが角度Ｄ１〜Ｄ２，Ｄ２〜Ｄ３，Ｄ３〜Ｄ４，Ｄ４〜Ｄ５，Ｄ５〜Ｄ６，Ｄ６〜Ｄ７のどの範囲にある場合であっても、制御Ｃ３１を実行した場合に流れる電流と、リラクタンスモータ１に対して制御Ｃ１２を実行した場合に流れる電流とは、内周側から見たときの流れの向きが同じである。

よって、制御Ｃ３１を実行することで生じるリラクタンストルクＴの回転角θに対する変化は、図９で示されるグラフ５０１と同じになる。すなわち、第１及び第２の実施の形態で説明したのと同様に、磁気飽和が低減され、以ってリラクタンストルクが高められる。

なお、制御Ｃ３１３，Ｃ３１５はそれぞれ、次のように把握することができる。すなわち、３相電流のいずれか二つの相電流のみが並行して流され、当該二つの相電流の内周側から見たときの流れの向きは、周方向９２において隣接する巻線では互いに同じである。

具体的には、制御Ｃ３１３を実行することで、第１及び第２の相電流（Ｖ相及びＷ相の電流）のみが並行して流される。そして、当該相電流の内周側から見たときの流れの向きは、周方向９２において隣接する第１及び第３の巻線１２１１，１２２１、並びに第２及び第４の巻線１２１２，１２２２において同じである。

また、制御Ｃ３１５実行することで、第１及び第３の相電流（Ｖ相及びＵ相の電流）のみが並行して流される。そして、当該相電流の内周側から見たときの流れの向きは、周方向９２において隣接する第１及び第５の巻線１２１１，１２３１、並びに第２及び第６の巻線１２１２，１２３２において同じである。

第１の実施の形態にかかる、リラクタンスモータ１を概念的に示す図である。 リラクタンストルクＴの回転角θに対する変化を示す図である。 リラクタンスモータ１１を概念的に示す図である。 制御部２を概念的に示す回路図である。 巻線の接続関係を示す図である。 リラクタンストルクＴの回転角θに対する変化を示す図である。 リラクタンストルクＴの回転角θに対する変化を示す図である。 スイッチＳ１〜Ｓ６の切替えを概念的に示す図である。 リラクタンストルクＴの回転角θに対する変化を示す図である。 リラクタンストルクＴの電流に対する変化を示す図である。 制御部２１を概念的に示す回路図である。 スイッチＳ１〜Ｓ８の切替えを概念的に示す図である。

符号の説明

１，１１ リラクタンスモータ
２，２１ 制御部
１１ 回転子
１２ 固定子
９１ 所定の軸
９２ 周方向
１１１ 部分
２４１，２４２ 入力端子
２１１〜２３１，２１２〜２３２ 出力端子
１２１１ 第１の巻線
１２１２ 第２の巻線
１２２１ 第３の巻線
１２２２ 第４の巻線
１２３１ 第５の巻線
１２３２ 第６の巻線
１２１１ａ，１２１１ｂ，１２２１ａ，１２２１ｂ，１２３１ａ，１２３１ｂ，１２１２ａ，１２１２ｂ，１２２２ａ，１２２２ｂ，１２３２ａ，１２３２ｂ 端
Ｖ 第１の相電流
Ｗ 第２の相電流
Ｕ 第３の相電流
Ｓ１〜Ｓ８ スイッチ
Ｃ１〜Ｃ６ 制御
Ｔ リラクタンストルク
θ 回転角

Claims (1)

1. 所定の軸（９１）を中心として回転可能であって、自身の外周側及び内周側のいずれか一方側にのみ突出する部分（１１１）の複数を有する磁性体の回転子（１１）と、
   ３相電流のうち第１の相電流（Ｖ）が流れる第１及び第２の巻線（１２１１，１２１２）と、前記３相電流のうち第２の相電流（Ｗ）が流れる第３及び第４の巻線（１２２１，１２２２）と、前記３相電流のうち第３の相電流（Ｕ）が流れる第５及び第６の巻線（１２３１，１２３２）とを有し、前記回転子に対して前記一方から対向して設けられる固定子（１２）と
   を備え、
   前記第１、前記第３、前記第５、前記第２、前記第４及び前記第６の巻線は、この順に前記所定の軸の周りで周方向（９２）に沿って隣接して配置され、それぞれ一端及び他端（１２１１ａ，１２１１ｂ，１２２１ａ，１２２１ｂ，１２３１ａ，１２３１ｂ）を有し、
   前記第１乃至前記第６の巻線のうち隣り合う任意の二者において、前記一方側から見て前記一端から前記他端に向かう巻回方向は互いに反対であるリラクタンスモータにおいて、
   ３つの相電流のうち前記第２の相電流のみを流すときには、前記第３及び前記４の巻線の各々の前記一端を高電位に接続し、前記第３及び前記第４の各々の前記他端を低電位に接続し、
   ３つの相電流のうち前記第１及び前記第２の相電流のみを流すときには、前記第１及び前記第２の巻線の各々の前記一端を高電位に接続し、前記第１及び前記第２の巻線の各々の前記他端を低電位に接続するとともに、前記第３及び前記４の巻線の各々の前記一端を低電位に接続し、前記第３及び前記第４の各々の前記他端を高電位に接続する、リラクタンスモータの制御方法。

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