JPH01164290A

JPH01164290A - ２相リラクタンス型電動機

Info

Publication number: JPH01164290A
Application number: JP62321373A
Authority: JP
Inventors: Itsuki Ban; 伴　五紀
Original assignee: Secoh Giken Co Ltd
Current assignee: Secoh Giken Co Ltd
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1987-12-21
Publication date: 1989-06-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕一般の直流機より小型で高速高トルクの動力源として使
用されるものである。例えば、ルームエアコンのシロッ
コファン及びコンプレサの駆動源である。

又電動グラインダ、工作機特にドリルマシンのドリル駆
動源に使用される。誘導機、直流機の代りに一般的に使
用することができるものである。又マグネットがないの
で、廉価に構成される。従って一般用の半導体電動機と
しても利用することができる。更に又、致方回転の電動
機とした場合に、焼結マグネットは遠心力により破損す
るおそれがあるので、一般に補強の為の装置が必要とな
るが、本発明装置では、珪素鋼板のみの回転子となって
吻るので、−補強の必要がな（、高速電動機とすること
が容易である。

〔従来の技術〕

リラクタンス型の電動機は、高出力であるが、磁極数が
増加し、又界磁マグネットがないので、磁極の蓄積磁気
エネルギが著しく大きく、該エネルギの出入に時間がか
かり、周知の重ね巻き多相直流電動機のように高速度と
することが不可能で、従って高トルク低速の電動機しか
得られ℃いない現状にある。

同じ目的を達する高速高トルクの半導体電動機として界
磁磁極を稀土属マグネットとすると出力トルクは大きく
なるが高価となり実用性が失なわれる。

〔本発明が解決しようとしている問題点〕第１の問題点
として、リラクタンス型の電動機は、回転子の突極と界
磁となる磁極間が磁路として互いに短絡状態（突極と磁
極の空隙が小さい為）に近いので、回転トルクを発生す
べき突極、磁極間の磁束が、他の磁極、突極に流入して
、反トルクを発生する。従って出カド′ルクを減少し、
又効率も減少する問題点がある。

第２の問題点として、リラクタンス半導体電動機は、一
般の整流子電動機のように相数を多くできない。これは
、各相の半導体回路の価格が高い為に実用性が失なわれ
るからである。

従って、各磁極の蓄積磁気エネルギは大きくなり、その
放出と蓄積に時間がかかり、高トルクとなるが高速とな
らない問題点がある。

第３の問題点として、特に出力トルクの大きいリラクタ
ンス型の電動機の場合には、電機子の磁極の数が多くな
り、又その磁路の空隙が小さいので、蓄積磁気エネルギ
が大きく、上記した不都合は助長される。

高トルクとする程この問題は解決不能となるものである
。

第弘の問題点とじ℃、ｌ相銀の通電が電気角で１３０度
の通電となっているので、通電の初期と末期で、出力ト
ルクに無効な通電が行なわれ℃効率を劣化せしめる。特
に、末期における損失が著しい。従って、３相Ｙ型接続
の電動機に比較して’ｌａ位の効率となる不都合がある
。又蓄積磁気エネルギの放電の為に反トルクを発生し、
出力と効率の低下を招く不都合がある。、。

第５の問題点として、前述したように、高速度の電動機
の場合に、焼結型のマグネットが回転子Ｅなるので、遠
心力に−よる破損が問題となっている。

〔問題点を解決する為の手段〕

第２の問題点を解決する為に次の手段が採用される。即
ち、電機子の励磁コイルを捲着した磁心をコ型とし、そ
の両脚（磁路開放端）を突極と対向させる。従って、コ
型の磁心の磁束は突極により閉じられ、他の磁極、突極
に対する洩れ磁束は消滅し、反トルクの発生が消滅する
。

第二。第３の問題点を解決する為に１次の１つの手段が
採用されている。

出力トルクと回転数に対応した高い直流電源を使用し、
励磁電流の立上りを急峻とし、蓄積磁気エネルギを電源
に環流せしめることにより、急速に放電電流を消滅して
いる。従って、位置検知信号曲線の形状に対応した励磁
コイルの通電を行なうことができ、又電気角で１３０度
の通電角の巾の初期と末期の所定角度の通電を小さくし
て、第弘の問題点を解決している。

回転子が、珪素鋼板の積層体なので破損することな（第
５の問題点が解決される。

励磁コイルの通電電流を印加電圧と無関係に、出力トル
ク指令電圧により制御し、印加電圧により、反トルクの
発生することを抑止して第ダの問題点を解決している。

他の手段として、出力トルクと回転速度に対応した高い
電圧の直流電源を使用し、各相の磁極励磁の為の通電角
を電気角で９０度の巾としている。この巾は、一般の１
ｇＯ度の位置検知信号を利用し、論理回路により処理を
して、始端から電気角で９０度（以降はすべて角度表示
を電気角とする。）の巾の位置検知信号とし、この信号
の巾だけ励磁コイルの通電を行なっている。

かかる手段により、励磁電流の巾は１３０度を越えるこ
とがないので、高速時においても、反ト、ルクの発生が
ない。従って第２。第３．第ψの問題点が解決される。

（作用〕本発明装置の作用の第１は１次の点にある。

出力トルクを指定する為の励磁電流の大きさを、エネル
ギ損失のないインダクタンスによる制御を行なって独立
に処理している。従って、磁極の大キいインダクタンス
は出力トルクに有効に利用されている。通電中を電気角
で１）０度内とし、設定された通電波形とする為に、電
源電圧を高くして、磁気エネルギを電源Ｋ１）ｉＬで高
速度とする為の目的を達成している。

以上の説明のように、電源電圧は、励磁電流と無関係と
した為に高い電源電圧を利用して、通電電流曲線の立上
りが急峻となり、又大きい蓄積磁気エネルギは、高い電
源電圧に急速に環流して、急速に放電できる。

又励磁コイルの通電区間は、電気角でＩＩＱ度以内とな
るようになっているので、上述した作用と併せて、高速
高トルクのリラクタンス半導体電動機を作ることができ
る。

又位置−知信号による励磁電流の中央部が大きく、両端
が漸減しているので、回転時の騒音を小さくする作用が
ある。

本発明装置の作用の第１は次の点にある。

有効な出力トルクの発生する回転子の突極が固定電機子
の磁極上に侵入始めた点より、励磁コイルの通電を開始
し、９０度回転したときに通電を停止する。

従って、大きい蓄積磁気エネルギが放出されるが、励磁
コイルの両端のトランジスタとこれ等に並列に逆接続さ
れたダイオードにより、上記した。磁気エネルギは、電
源に環流され、従って急速に消滅するので、ｉｔｏ度の
通電角以内で必ず消滅する。従って反トルクの発生がな
く高速度とすることができる。

、又高速度と、なると、通電する時間がみじかくなり、
又逆起電力も増大するので、励磁電流のピーク値が小さ
くなる。しかしこのときに大きい印加電圧とすることに
より、これが改善されて出力トルクを増大せしめること
ができる。

上述した場合においても、励磁電流の巾は１）０度を越
えることはないので、高速度を保持することができる作
用がある。

印加電圧が非常に大きい場合には、起動時において過大
な励磁電流が流れ、励磁コイルを焼損する。これを防止
する為に、回転速度の検出装置を設け、この検出信号に
より起動時より回転速度の上昇に対応して、印加電圧を
段階的若しくは連続的に上昇せしめる電気回路を付加す
ることができる。

以上の説明のように、リラクタンス電動機の特徴である
高トルクの出力を保持して、しかも高速回転を可能とす
る作用がある。

本発明装置の作用の第３は、回転子が珪素鋼板の積層体
のみで構成されているので、高速度回転においても、焼
結マグネットのように遠心力により破損することがない
ことである。

〔実施例〕

次に、第１図以下につき本発明による実施例の詳細を説
明する。各図面中の同一記号のものは同一部材なので、
重複した説明は省略する。

第１図（りは、周知のコ相のりラフタンス型室動機の回
転子の突極と固定電機子の磁極と励磁コイルの展開図で
ある。以降の角度表示はすべて電気角とする。

第１図（ｆｔ）において、記号ｌは回転子で、その突極
ｌ＋！、ｌｈ、・・・の巾は１）０度、それぞれは３４
０度の位相差で等しいピッチで配設され℃いる。

回転子ｌは、珪素鋼板を積層、した周知の手段により作
られている。固定電機子ＪＫは、２磁極Ｊ’Ｓ、３ｂ、
ｕ＠、４ｃＡ、ｊｇ、ｒｂ−，４ｇ。

へｂが、それ等の巾が１）０度で、等しい離間角で配設
されている。突極と磁極の巾は１ｔｒｏ度で等しくされ
ている。突極数は６個、磁極数は３個である。

記号、７０．Ｊｄ、Ｉｆｉｅ、１ｉｃｋ、！０．！ｒ（
Ｌ。

４ｅ、４ｄはそれぞれ＄極Ｊａ、３６　　Ｑｔｇｕ５１
Ｇ、！ｒｂ　　ｂｅＬＱ　ＡｂＫ装着された励磁コイル
である。

記号／＋１は、回転子ｌと同軸で同期回転するマグネッ
トリングで、図示のようにＮ、Ｓ−極に着磁され、Ｎ、
Ｓ磁極の数はｌ−個である。

マグネット回転子（マグネットリング）　Ｂｌは回転子
ｌの側面に固着され、固定電機子に固定されたホール素
子／４（ａ　、　ｔａ　ｂ　（ｑｏ度度量間ている）は
、上記したマグネット回転子／ダの磁極面に対向してい
る。

上記したホール素子は位置検知素子となるものである。

図示の状態では、励磁コイルｒｅ、ｒｄ及び励磁；イル
ｕｅ、ａｄが通電されているので、磁極５ｇ（／Ｖ極）
と磁極ｓ’ｂ（Ｓ極）は、それぞれ突極ｉｍ、ｌｄを吸
引して、回転子ｌを矢印Ａ−／方向に駆動する。

又磁極φａ（Ｎ極）、磁極亭ｂ（Ｓ極）は、それぞれ突
極／ｅ、／ｆを吸引して、回転子ｌを矢印Ａ−を方向に
駆動する。

９０度回転すると、助出コイル５　ｅ　、、ｚ　！Ｌの
通電が停止され、励磁コイル４ｅ、ｂｄ−の通電が開始
される。

以上のように、回転子ｌが９０度回転する毎に各励磁コ
イルの通電モードが変更されて、コ相のリラクタンス電
動機として回転するものである。

通電制御の為の電気信号は、位置検知素子より得られる
ものである。本実施−例では、ホール素子／４１　ａ　
、　／ＩＩ　ｂが使用されている。

ホール素子の代りに、コイルを利用す・ることかできる
。

第１図Ｃｂ）は、第１図（りと全く同じ構成のコ相すラ
クタンス型電動機で、ホール素子／ｆ　４　、　／ダｂ
の代りに、位置検知素子としてコイルｔ１゜ｇｂ、・・
・が使用されているものである。

極ｌｅＬ、ｌｂ、・・・の巾仁等しく、同じ角度だけ離
間している。

第２図に、；イルｔｍ、ｇｂより１位置検知信号を得る
為の装置が示されている。、第２図において、コイルｇ
ａ、ｇｂ、抵抗４４　＠、　６４　ｂ　ハブリッジ回路
となっている。記号、りは発振回路で、その出力周波数
は７メガサイクル位となっている。

コイルｇ厚、ｇｂは空心；イルで、固定電機子側に固定
され、第１図（勾の突出部ｔ４Ｉａ　、　ｔａ　ｂ、。

・・・に対向すると、渦流損失の為に、そのインピーダ
ンスが小さくなり、抵抗Ａｔ＠皇しくは抵抗４４　ｂの
電圧′降下が太き（なる。

コイルｔ６のみが突出部に対向すると、コンデンサｌコ
＠、ダイオード／／ａよりなるローパスフィルタにより
平滑化された抵抗Ａ４１）の電圧降下はオペアンプ１３
の十端子に入力される。

コンデンサ／２６．ダイオードｌ／ｂよりなるローパス
フィルタによる抵抗６ｂ　ｂの出力は、オペで、端子／
、３　ｇの出力は次のようになる。

第６図のグラフにおいて、突出部／ｅｄの両側に、コイ
ルざα、ｔｂが対向していると、第２図の抵抗４６　ｅ
Ｌ　、　ＡＡ　ｂの電圧降下は等しいので、端子／Ｊ　
ｅＬの出力はアースレベルとなる。第２図。

６図の突出部／４（ｄが矢印Ａ−／方向に移動すると、
オペアンプ／３の十端子の入力は減少し、−端子の入力
が増大するので、端子７３＄の出力はアースレベルに保
持される。

オペアンプ／、３　ｈの十端子の入力は増大し、−端子
の入力は減少するので、端子／３　ｅの出力が増大する
。

コイルｇｂが、突出部／４１ｄに完全に対向すると、コ
イルざ瘍は突出部／４Ｉｄより完全に離脱する。このと
きの端子／３６の出力が最大となり、その後は、この値
を保持する。

コイルｇｂの中心が、突出部／４１　ｄの左端に対向す
るときには、コイルｇｍの中心は突出部／ＩＩＣの右端
に対向するので、端子／、７　ｅの出力はアースレベル
となる。

次に、突出部／ダｅが、矢印Ａ−／方向に移動すると、
コイル１ｍは完全に突出部／１ＩｅＫ対向するので、端
子／ｊ　＠の出力は増大し、端子／Ｊ　Ｏの出力は、ア
ースレベルに保持される。

以上の説明のように、回転子ｌが回転するに従って、１
）０度毎に端子／Ｊ　１）　、　／３　ｅの出力は交替
し、その出力は、第６図の曲線コ弘のようになる。

曲ａコダの両端の立上りと降下部は漸増、漸減するもの
であるが、この程度は、コイルｔａ。

ｔｂの径を変更することにより、自由に選択できる。

突出部／４ｔｄの形状を第６図の曲線ｎめように変形す
ると、オペアンプ／Ｊ　ｈの出力は、曲線−辱のように
非対称とすることができる。かかる位置検知信号が必要
な場合を次に説明する。

リラクタンス電動機のｌ相の出力トルクは、一般に左右
対称でないので、後述するように、位置検知信号を曲線
−４のように、非対称として、出力トルクを調整するこ
とにより、リプルトルクの制御を行なうことができるも
のである。

リラクタンス型の電動機は、次に述べる欠点がある。

第１に、第７図（ＬＬ）のタイムチャートの点線曲線コ
９で示すように、突極が磁極に対向し始める初期はトル
クが著しく大きく、末期では小さくなる。従って合成ト
ルクも大きいりプルトルクを含む欠点がある。かかる欠
点を除去するには、次の手段によると有効である。

第５図は、突極１）１と磁極！ｌとの間の磁気吸引力の
発生する状態を図示したものである。

突極／ｍの巾（図面の上下方向の巾）は、磁極５４の巾
より大きくされてｂる。他の突極と磁極も同じ構成とさ
れているので、突極／ａと磁極！傷について、その出力
トルクの説明をする。

突極ｌ＄を矢印Ａ−／方向に駆動するトルクは、矢印Ｊ
及び点線矢印で示す磁束である。この大きさは、突極ｌ
醪と磁極Ｓ藝の対向面積が小さいとき即ち初期は大きく
、末期では小さくなる。従って出力トルクは非対称とな
る。例えば、第７図（ａ）の曲線２９のようになる。し
かし矢印に、Ｌで示す磁力線は、初期は少なく、末期が
多くなるので、両者の対向の初期より末期の方がトルク
が増大する。

従って、出力トルク曲線はほぼ対称形となり、第７図（
りの点線コ９４の曲線となる。

他の突極と磁極との間にも同じ手段が採用されているの
で、出力トルクも対称形となる。かかるトルク曲線が、
第７図（勾のタイムチャートで、曲線３２　＠　、３２
　ｂ　、・・・として示されている。

又第６図で説明したように、位置検知信号を曲線Ｗａの
ようにして、この信号電圧に比例した励磁電流とすると
１曲線λ９（第７図（ｌｌＪ　’）で示すトルク曲線を
対称形とすることができ、リプルトルクが減少される効
果がある。

第１に効率が劣化する欠点がある。

励磁電流曲線は、第７図（勾において、曲線ダ乙のよう
になる。

通電の初期は、電機子コイルのインダクタンスにより電
流値１害小さく、中央部暎逆起電力により、更に小さく
なる。末期では、逆起電力が小さいので、急激に上昇し
、曲線グ乙のようになる。°この末期のピーク値は、起
動時の電流値と等しい。この区間では、出力トルクがな
いので、ジュール損失のみとなり、効率を大巾に減少せ
しめる欠点がある。曲線ｑ６は１ｔｒｏ度の巾となって
いるので、磁気エネルギは点線ｔｌｂ　ａのように放電
し、これが反トルクとなるので更に効率が劣化する。

第３に、出力トルクを大きくすると、即ち突極と磁極数
を増加し、励磁電流を増加すると、回転速度が著しく小
さくなる欠点がある。

一般に、リラクタンス型の電動機では、出力トルクを増
大するには、第１図（−）、、（勾の磁極と突極の数を
増加し、又両者の対向空隙を小さくすることが必要とな
る。このときに回転数を所要値に保持すると、第１図（
ｇ）　、　（句の磁極３ｇ。

３ｂ、・・・に蓄積される磁気エネルギにより、電機子
電流の立上り傾斜が相対的にゆるくなり、又通電が断た
れても、磁気エネルギによる放電電流が消滅する時間が
相対的に延長され、従って、大きい反トルクが発生する
。

かかる事情により、電機子電流値のピーク値は小さくな
り、反トルクも発生するので、回転速度が小さい値とな
る。

第参に、突極と磁極間の洩れ磁束が多く、これ等が反ト
ルクを発生し、又トルクに寄与しない磁束となるので、
効率を減少せしめる欠点がある。上述した欠点を第１図
Ｃｂ）につき説明する。

コイルｑａ、ｑｂは突極中だけ離間し、コイルｊｌと？
藝の巾は電気角で９０度の位相差がある。

第２図と・同じ電気回路により、位置検知信号が得られ
、これ等は、第７図（りで、曲線お１゜ｘ　ｂ　、・・
・と曲線コＡ　ＩＬ、　２４　ｂ　、・・・はｑｏ度の
位相差Ｅなる。

第１図（ｂ）において、励磁コイルｓｅ、ｓｅｔ及び励
磁コイル４Ｌ（Ｆ、ＩＡｃｔが通電されているので、磁
極５ｇ（／Ｖ極）と磁極ｒｈ（Ｓ極）は、それぞれ突極
１ａ、１ｄを吸引して、回転子ｌを矢印Ａ−／方向に駆
動する。− 又磁ｆｉ４’＠（＃ｆｉ）、ａ極＋　ｂ　、ＣＳ極）１
主、それぞれ突極ｔｅ、ｔｆを吸引して、回転子／を矢
印Ａ−／方向に駆動する。

９０度回転すると、励磁コイルｒｅ、ｚｃＬの通電が停
止され、助出コイル４ｅ、４ｄの通電が開始される。

以上のように、回転子ｌが９０度回転する毎に各励磁コ
イルの通電モードが変更されて、λ相のリラクタンス電
動機とし１回転するものである。

通電制御の為の電気信号は、位置検知素子より得られる
ものである。本実施例では、コイルｔ　４　、　Ｉｒ　
ｈ　、　９　ａ　、　９　ｂカ使用すｔＬ”ｃイル。

上述した位置検知信号は、前述したように、第７図（−
）のタイムチャートにおいて、曲線第１゜ｚｂ、・・・
及び曲線：ｕ　ＩＬ、コｂｂ、・・・として示されてい
る。両者の位相差は９０度である。曲線−７謬。

２７ｂ、・・・及び曲線２す曝、コｂ、・・・は、曲線
コ４゜、２ｊ　ｂ　、・・・及び曲線２４　＆　、　２
４　ｂ　、・・・とそれぞれｌざ０度の位相差がある。

曲線コα、コｂ、・・・と曲線コクａ、コクｂ、・・・
の位置検知信号により、励磁コイル３ａ、３４と励磁コ
イル９６．参ｄを通電し、曲線、４７．　ｌ　、　２４
ｂ、・・・と曲線コｇ　、　！　Ａ　、・・・の位置検
知信号により、励磁コイルｓ；ｅ、ｓｔと励磁コイルＡ
　＝。

６ｄを通電することによりコ相のりラフタンスミ動機と
して回転トルクが得られるものである。

次に前述した第φの欠点を説明する。

第１図（勾の磁極３７ａ　（Ｎ極）の磁束は点線Ｆで示
すように、磁極ｓｈを通るが、その一部は点線Ｇ、Ｈ−
ｔ、Ｈ−コで示すように、突極ｌｂ、／ｅを通る。

磁極ｓｂ　（Ｓ極）の磁束は、上記した点線の矢印Ｆと
同じ方向に同じ道を通るので、点線Ｇ。

Ｍ−ｔ、Ｈ−一の道では反対方向となり、磁束はキャン
セルされる。従って反トルクの発生は少ない。

しかじ、突極と磁極との空隙の異なるものがあると、゛
この部分の点線Ｇ、ＩＩ−／、Ｈ−コに対応する反対方
向の磁束にアンバランスを発生し磁束が残るので反トル
クを発生し易い欠点がある。磁路長が異なるので、上述
したアンバランスによる反トルクは増大される。

磁極３：ｓ、ｚｂによる磁束は、両者がＮ、Ｓ極に着磁
されるように励磁されているので、磁極！傷とｓｈの励
磁コイルの通電により、単独の磁極の場合の２倍の磁束
となる。

しかし、磁極Ｊａ、Ａ８．　弘ａと突極ｉｈ。

／ｅの対向部を通る磁束（トルクに寄与しない）は、磁
極ｊａ、１６を通らないので、主磁束が減少して、出力
トルクを減少せしめる欠点がある。

本発明装置は、上述した第１、第２、第３゜第弘の欠点
を除去したことに特徴を有するものである。

第３図は、その構成を示すものである。

第３図において、外周部／４　ｇ　、　／４　Ａ　、・
・・と磁極ｌｔ　ｒｓ　、　／７　ｂ　、・・・は、周
知の手段即ち珪素鋼板を型抜きして、積層固化して構成
されている。

かかる電機子磁心は、アルミニュームダイキャストによ
り埋設され、その外側は点線ｉｓ、内側は点線／、ｔ　
１８で示す円環状の固定電機子となっている。

次に、点線Ｘ　ａ　、　ｘ　ｂ　、・・・、ｗｄで示す
大きさに、内周部より削除して、２組の磁極ずつに分離
する。

従って、コ型の磁心／Ａ　ｅｇ　、　／Ａ　ｂ　、　／
Ａ　ｅ　、　／Ａ　ｄに分割され、その両脚が磁極１７
α、／９ｂ、・・・となっている。

外筺（図示せず）には、電機子／！ｒ、Ｉ！ｒａが固定
され、外筐に設けた軸承には、回転軸ｇが支持され、回
転軸ざには、珪素鋼板を積層固化して作られた回転子ｌ
の中央部が固定されている。

回転子ｌの外周部には、突極／ａ、／ｂ、・・・が設け
られ、磁極Ｉｔ　Ｇ　、　／？　ｂ　、・・・と空隙（
ｔｏ。

ミクロ７位）を介して対向している。

第３図は、内転型のものを示したが、外転型とすること
もできる。励磁コイル７１：　＠　、　／ｌ　ｂが磁極
／ｌ　＠　、　／７　ｂに捲着される。他の磁極に屯励
磁コイルｌｚ　ｅ　、　／ｓ：　ｄ　、・・・（第参図
（り図示）が捲着されているが、省略して図示していな
い。

電機子磁心／Ａ　ｅＬ　、　／Ａ　ｂ　、・・・はアル
ミダイキャストにより埋設固定されているが、プラスチ
ック材に埋設してもよい。、　　８記号／Ａ　謬、、／Ａ　ｂ　、・・・で示す独立した磁
心を、以降はコ型の磁心と呼称する。

第ψ図（りは、上述した磁心／Ａ　ｅＬ　、　／Ａ　ｂ
　、・・・及び突極／　ａ　、、ｌ　ｈ、・・・の展開
図である。

コイルｇ＠、ｌ）、９α、９ｈは、第１図（句と同じ相
対位置となっている。各コイルは、突極／ａ、／ｂ、・
・・の側面に対向して、渦流損失が発生して位置検知信
号が得られるように構成されている。

曲線／？　ｉ　、　／９　ｂ　、…は、磁心／Ａ　ａ　
、　／Ａ　ｈ　、　・・・の外周面からのみた凹部で、
第３図に同一記号で示しである。

削除部は、記号、ｕ　ｅ　、　、ｒ　ｂ　、・・・とじ
て示しである。

磁心／４　ｃＬ　、　／４　Ａ　、・・・は、点線（例
えば、点線／ｌｊ、／６Ａ）で示す位置で外側を削除す
ると、コ型の磁心となる。かかるコ型磁心を１個ずつ別
個に作り、図示の位置で―・円環状のプラスチック材に
埋設固定して作ることもできる。

次に、第９図（α）と第７θ図（ｃＬ）の電気回路につ
き、各励磁コイルの通電制御手段について説明する。

第ｉｏ図（りにおいて、励磁コイルＡ、Ｂは、第弘図（
ａ）の励磁コイル／ｌ　ａ　、　／ｒ　ｂ及びｔｘ　ｔ
　、　７ｇ　ｆをそれぞれ示し、−組の励磁コイルは、
直列若しくは並列に接続されている。

励磁コイルＡ、Ｈの両端には、それぞれトランジスタ１
０４　、１０６及び１０ｂ、１０ｄが挿入されている。

トランジスタ１０　ｇ　、　１０　ｂ　、　／θｅ、１
０ｄは、スイッチング素子となるもので、同じ効果のあ
る他の半導体素子でもよい。

直流電源正負端子６１　ＣＬ　、　６１　ｂより供電が
行なわれている。

アンド回路６ｊ藝より正の電気信号が入力されると、ト
ランジスタ１０　＠　、　１０６が導通して、励磁コイ
ルＡが通電される。アンド回路ｔｓ　ｂより正の電気信
号が入力されると、トランジスタｉ。

ｈ、／Ｑｄが導通して、励磁コイルＢが通電される。

端子ｓｔ　ａ　、　、ｔｚ　ｂ　Ｋ　ｋｔ、第２図（Ｄ
端子／Ｊ　ｔｘ　、　／、７Ｃの出力がそれぞれ入力さ
れている。

となっている。

トランジスタ１０　ａ　、　１０１？のベース制御回路
（記号ｊ７．３９．　Ｔ　・、、等）が同一記号で第９
図（ｒＬ）に示しであるので、両者を用いて制御手段の
説明をする。

第１Ｏ図（−３の記号Ｔの回路は、第を図（４）の同一
記号のものである。又端子！；Ｏｄ、！θ−の入力は、
第１０図（α）の増巾回路４４　Ｇ　、　６１）　ｂの
出力となり、端子！０α、ｓｏｂの出力は、第１０図（
勾のＭ、Ｎ点の電気信号となる。

第１Ｏ図（ｒＬ）の端子３１　ｂより出力トルクを指定
する規準電圧が入力されている。従って、乗算回路ＳＺ
の出力は、第２図の端子１３ａ　、　／＋７６の電気、
信号と相似し、しかも端子ｓｔｔ　ｂの入力により高さ
の異なる電気信号となる。第を図（りの端子ＳＳ藝の入
力は、第７０図（−ンの端子ｓ／ａ　、　ｓｌｂの入力
となり、端子５１）　ｂの入力は、同一記号の端子の入
力となっている。

オペアンプＳ９の一端子の入力は、端子ｓｑ　ａより入
力される。これは７１）１０図（りの抵抗７０　ｇの電
圧降下即ち励磁電流の検出電圧が入力されていることに
なる。

第５図のタイムチャートは、励磁コイルＡを流れる電流
曲線を示すものである。

第５図の電気信号ｕ’）　ａ　、　＜ｔｔ　ｂ　、・・
・は、第９図（司の発振回路５３．単安定回路ｆｆＡ　
Ｉｃよる出力パルスである。

この出力パルスにより、フリップフロップ回路Ｓコａ　
、　ｓ、ｉ　ｂが付勢されて、アンド回路ｂｓ　ａの入
力をハイレベルとする。このときに、位置検知信号が入
力されると、ｉｒｏ度の間は、アンド回路ｂｓ　ａの上
側の入力はハイレベルとなる。従つてアンド回路４３　
ｇの出力もハイレベルとなる。

従って、トランジスタ／（１）　ａ　、１０　ｅが導通
するので、第を図の曲線４Ｉ９　ｅＬに示すように励磁
電流が増大する。

励磁電流が増大して、点線曲線何（これはオペアンプＳ
９の中端子の入力となっている。）を越えると、オペア
ンプ５９の出力はローレベルに転化し、フリップフロッ
プ回路Ｓト１！コｂはリセットされて、アンド回路６Ｓ
４の下側の入力がローレベルとなるので、トランジスタ
１０８　、１００は不導通となる。

励磁コイルＡに蓄積された磁気エネルギは、ダイオード
６７ｂ、電源、抵抗７０ａ−″°ダイオードＡ？ＬＬを
介して放電され、この曲線が第を図で曲線４（９Ａとし
て示される。

電源を充電する形式となっているので、印加電圧を高く
することにより、曲線ｌｌ９ｂは急速に降下する。又曲
ａｙｑａの上昇も急速となる。

次に、電気信号ダクＣの到来により、フリップフロップ
回路Ｓコｉ、５コｂは再び付勢されるので、励磁コイル
Ａの通電が開始され、曲線’１９　ｅのように電流が上
昇する。曲線ダｇとの交点で通電が停止され、このとき
に電気信号１）７　ｄにより通電が開始されるが、これ
はすぐに停止さ、れ、曲線ｔＩ９　（Ｚに示すように励
磁電流は減少する。

上述したサイクルを繰返すことにより、励磁電流の曲線
は、電気信号ｑｔと同形のものとなる。

曲線４（ざは、乗算回路！、ｆの出力で位置検知信号（
第７図（１）の曲線コａ　）Ｋ規準電圧（端子３１．６
の入力）を乗算した値となっている。

以上の一説明より判るように、励磁コイルＡに流れる電
流は、位置検知信号と相似したものとなり、この大きさ
は、端子ｓｔｔ　ｂの規準電圧により変更できる。

全く同じ事情で、端子ｚｔ　ｂより入力される位置検知
信号により、トランジスタ１０ｂ、ｌθｄが制御されて
、励磁コイルＢの通電が制御され、同形の通電曲線とな
る。端子ｓｔｒ　ｈの入力によりその大きさを変更でき
るこ、とも同様である。以上の説明より判るように、ｌ
相の電動機とじて回転する。

第１０図（勾の励磁コイルＡ、Ｂは、第１図（句の励磁
コイル／ｌ　６　、１ｇ　ｄ及び励磁コイルｎ　、５ｒ
　、　ｉｔｈをそれぞれ示すものである。−組の励磁コ
イルは、直列若しくは並列に接続されている。

コイルｑａ、ｑｈによる位置検知信号は、第７い（８３
ｔｏ　＊線」≦”、　ｉｔ；”Ｙ号６．、□び、線罎や
１啄、・・・となっている。

かかる位置検知信号は、第１Ｏ図（４）のアンド回路ｔ
、ｓ　ａ　、　６ｓ　ｂ　、乗算回路５Ｊ、回路Ｔ、オ
ペアンプ５９等と全く同じ構成の制御回路の端子３１　
ａ　。

ｚｌｂに相当するものに入力される。このときのアンド
回路４３　ｅＬ、　ｌｒ３　ｂの上側の入力信号が、第
７図（司の曲線コ４１！　、　２１ｓ　ｂ　、・・・及
び白線２Ｊ８．コｂ、・・・を矩形波に整形したものと
なっている。

かかる制御回路のアンド回路ｂｓ　ａ　、　ｔｓ　ｂに
相当する回路の出力を、端子６９ｇ　、　６９より入力
せしめて、トランクＸｌ１０＃　、１０９，１０ｆ、／
（ｌｋのオンオフを制御して、全く同様に励磁電流の制
御を行なうことができ、その作用効果も又同じである。

端子７０　ｅは、抵抗７０　ｂの電圧降下即ち励磁電流
の検出端子となり、又端子ｓｔｔ　ｂの規準電圧は共通
に利用できる。

ダイオード６７ｇ、６７７、・・・の作用も同じである
。

従つ℃、コ相のリラクタンス型の電動機としるトルクは
、曲線、７．７　ａ　、　ｊ３ｈ　、・・・となり、合
成トルクが出力トルクとなる。　　　゛本発明装置の特徴は次の点にある。

第１Ｋ、出力トルクは、端子５＆　ｂの規準電圧により
規制されて、印加電圧に無関係である。

印加電圧は、磁気エネルギの急速な蓄積と放出に効果を
挙げている。

リラクタンス型の電動機は、高トルクとすると、大きい
磁気エネルギの蓄積があるので、回転速度が著しく低下
する。・しかし位置検知信号に相似した通電が強制的に
印加電圧を大きくすることにより出来るので、反トルク
の混入と、電流の立上りのおくれが除去される。

従って高速高トルクの電動機が得られ、有効な技術が供
与できる効果がある。

第２に、ｌｔＯ度の通電の初期と末期は電流値が小さ（
抑止されているので第７図（ｇＪ　・の通電曲線部につ
いて前述した効率の低下が防止でき、一般の直流機と同
等な効率の得られる効果がある。

第３に、通電波形が、位置検知信号ｌＩｔ　（第ｇ図図
示）に見られるように、滑らかな立上りと降下なので振
動の誘発が防止できる効果がある。

又上述した立上りと降下の特性は、第６図について説明
したように、自由に変更できるので、振動の制御をする
ことができる。

以上の説明より理解されるように、前述した第１、第３
の欠点を除去することのできる特徴がある。

洩れ磁束による第ψの欠点も除去される特徴がある。即
ちコ型の磁心／６ｇ　、／６Ａ　、・・・の磁束は、そ
れ等の一個のＳ極を介して讐殆んど全部が対向する突極
により閉じられているので、他の部分に対する洩れ磁束
はない。従って、出力トルクが倍加する効果がある。

第弘図（りの実施例は、次に述べる特徴がある。

リラクタンス型の電動機は出力トルクは大きいが、磁極
と突極間の径方向の磁気吸引力も大きくなる。従って回
転中の騒音が大きくなる欠点がある。第φ図（ｒＬ）の
装置において、矢印Ａ　−１方向に回転したときの出力
トルクの曲線は第７図（＠）の曲線３コａ　、　３３　
ｃＬ、　３２　ｂ　、　３．３　ｂ　、　・”と変化す
る。

このときの磁極と突極間の径方向の出力トルクに無関係
な磁気吸引力のある区間は、矢印３ｔｔｘ　、　３４ｔ
ｂ　、　３ｕ　ｅ　、・・・のように移動する。従って
必ず磁気吸引力は９０度ずつ重畳して発生しているので
、回転軸Ｓは、１方向に軸承に押圧されながら回転して
いる。

従って、押圧力が零となる点がないので、撮動すること
なく、又機械音の発生も抑止される効果がある。

本実施例は、突極数と磁極数が少ないので、比較的小型
軽トルクのものに適用して有効な手段となる。・高トルクのものの場合には、コ型の磁心１６■。

１６６、・・・を対称の位置に１個ずつ付加して、磁気
吸引力をバランスさせる必要がある。その手段について
次に説明する。

全体の構成は、第３図と同じであるが、第ψ図（勾の展
開図は、機械角で１ｇＯ度となり、更に次の半周面に、
第ψ図Ｃｂ）の展開図に示される磁心／Ａ　ｇ　、　／
Ａ　ｆ　、・・・と突極／？　磯／？　邊、・・が付加
される。

磁極／ｌｉ、／ｌｊ、・・・には、励磁コイルミｔ番。

／Ｅｊ、・・・が捲着されている。

磁心／Ａ　ｇ　、　／Ａ　ｆ　、・・・をコ型の磁心と
する手段は、第弘図（りと全く同じ手段が採用されてい
る。

磁極１７　ｉ　、　／？　ｊは磁極ｌ？α、ｔ’ｙｂと
対称の位置に配設されている。他の磁極も各２組ずつ対
称の位置に配設されている。

従って、例えば磁極１７　ｉ　、　／？　ｊと磁極ｌν
１）？ｂと対向突極間の磁気吸引力は互いに反対方向と
なるので、打消し合う効果がある。他の磁極についても
上記した事情は全く同じである。

通電手段は、前実施例と同じで、第９図（す。

第１０図（ａ）の回路により、励磁フィルの通電制御が
行なわれている。

このときに、励磁コイルＡ、Ｂはそれぞれ励磁コイル／
ｌ　ａ　、　／ｒ　ｂ　、　１ｇ　ｉ　、　１ｇノ及び
励磁コイルｚｒ　ｇ　、　／ｌｆ　、　ＩｔｎＬ、　／
Ｉｎとなり、それ等は直列若しくは並列に接続されてい
る。励磁コイルＡ、Ｈもそれぞれ励磁コイル／ｇｅ、／
ｇｄ、、／ｌ：ｋ。

／Ｓ６及び励磁コイル／Ｋｇ、／ｇｈとその対称の位置
にある励磁コイルとなっている。磁気吸引力が常にバラ
ンスしているので、高出力としても振動がなく、軸承の
損傷がない特徴がある。第参図（ｅ）に展開図として示
されている実施例は、出力トルクの更に大きい電動機に
適用して有効なものである。

出力トルクを大きくするには、各磁極を励磁する励磁コ
イルのアンペアターンを大きくする必要がある。その為
の空ｎ」が必要となる。

この為に、磁極／７　＠、　／？　ｂの間隔は、第ψ図
（りと比較して３倍となっている。従って励磁コイルを
捲着すべき空間も大きくなるので、大きいアンペアター
ンとすることができるものである。

他の磁極についても事情は全く同じである。

第４図（ｅ）は半周分だけの展開図であるが、他の半周
分も同じで、対称の位置に磁心／６α、ｉｂｂ。

・・・は配設され、全体の構成は、第３図のものと相似
したものとなっている。

通電手段８作用効果は前実施例と同じである。

第４図（ｄ）に展開図の１部が示された実施例は。

更に出力トルクを増大せしめる為の手段である。

この為には、磁極数を多くすることが必要であるが、周
知の手段によると、磁極に出入する磁気エネルギに時間
が必要となるので１例えばＳＯ極位とすると、毎分数回
転の低速度の電動機となる。

本発明の通電制御手段によると、磁気エネルギの出入の
制御ができるので現状のトランジスタのスイッチング特
性でも数千回／毎分とすることができて実用性のある高
出力のものが得ら′れる。次にその説明をする。

第ダ図←ンにおいて、突極／ａ、／ｂ、・・・の巾は、
第４図（＝）の場合よりせまくされる。磁心１６６と磁
心／／、ｂの１部のみが示されているが、他のｉ心も同
じ構成となっている。

磁心／６４の磁極は、図示のように３個に分割され、各
磁極の巾は突極中と等しく、間隔も又同じである。

コ型の磁心／Ａ　ｇには６個の磁極があり、これ等が６
個の突極に対向して出力トルクを発生する。従って出力
トルクは３倍となる。

全体の構成は第３図の構成となる。

他の磁心１４　ｂ　、・・・も同じ構成となっているが
、省略して図示していない。励磁コイルｔｔ　ａ　、　
ｉｔｂ＊／ｌ’、／ｌｃＬ、・・・の通電制御手段は、
前実施例と同様で、コ相のりラフタンス減電動機となり
、他の作用効果も又同様である。磁心１６４゜ｉｂｂ、
・・・の数は第４図（す、（句の場合と同じくｔ個とな
る。次に、第を図（句と第７θ図（りを組合せた回路に
よる通電手段の説明をする。

第を図（勾の回路は、第９図（ｒＬ）と同じ目的を達す
る為の他の手段である。　　　　　　°゛第９図Ｃｂ）
　において、端子４２　Ｇ　、　４．２　ｂの出力は、
第１Ｏ図（勾のＭ点及びＮ点の入力となっている。

第１θ図（ｒＬ）の抵抗７０＠　、　７０　ｂは除去さ
れ、その代りに、励磁電流が正逆いずれの方向に流れて
も、電流に比例した正の出力の得られる電流検出回路が
挿入される。若しくは、抵抗７０　Ｇ　、　７０ｂの電
圧降下を両波整流する回路即ち絶対値回路を設けても同
じ目的が達成される。かかる出力が第を図（句の端子ｔ
ａ　ｂの入力となっている。

第を図（ｂ）の端子６３４　、４Ｊ　ｂより、第２図の
端子／、７６Ｌの位置検知信号を矩形波に整形した電気
信号及び端子／、？ｅの位置検知信号を矩形波に整形し
た電気信号が、それぞれ入力されている。

乗算回路Ｓｔｔの端子３１　ｂには、出力トルクを指定
する規準電圧が入力されている。

端子＆／喝、Ｓｌｂには、第１Ｏ図（ｅＬ）の同一記号
の端子と同様に、第２図の端子ＩＪ　Ｉ！　、　／Ｊ　
ｅの位置検知信号が入力されている。

位置検知信号が入力された場合を説明する。

このときの乗算回路ｓｇの出力を、第７図（りのタイム
チャートで点線、？＜７ｇとして示しである。

その始端部が入力され、端子６０　ｂの電流検出信号よ
り、乗算回路５ｓの出力信号の方が太きいときには、オ
ペアンプ６０の出力はハイレベルとなるので、アンド回
路Ａ／１の出力はハイレベルとなり、トランジスタ１０
α、１０ｅが導通して、励磁コイルＡの通電が開始され
、この曲線が第７図（１〕で曲線、）／　ｅＬとして示
されている。

電源端子６ｇ　８　、４＃　ｂ　Ｋ印加される電圧は高
電圧となっているので、電機子電流曲線３／　Ｗの立上
り部は急峻となり、前記した電流検出回路の出力が乗算
回路Ｓｔｔの出力より大きくなると、オペアンプ６０の
出力は、ローレベルに転化して、アンド回路６／１の出
力をローレベルとする。。

従って、トランジスタ／Ｑ　ａ　、　１０　ｅは不導通
となる。従って蓄積磁気エネルギの放電により、曲線Ｊ
／　ｂにそって電流が減少する。所定値に減少すると、
オペアンプ６０の出力は再びハイレベルとなり、トラン
ジスタ１０　ｔｘ　、　１０　ｅが導通して、電流は曲
線、７／　ａにそって増大する。かかるサイクルは、正
帰還回路となっているオペアンプ６゜６０のヒステ・ν
・シス特性で規制され、又それ等の高さは、端子５１ｂ
の出力トルク指令の規準電圧信号により規制されている
。

上述し九通電制御により、通電曲線は、第７図（叫の曲
線３ｏ　ｔｓに相似した形即ち位置検知信号に相似した
形状となる。

も、端子６コｂの出力により、トランジスタ／ａｈ。

ｌρｄのオンオフ制御が同様に行なわれる。従つ’Ｃ／
相の電動機として回転する。

励磁コイルＡ、Ｈについても事情は同じで、第９図（句
の回路により同じ通電制御が行なわれる。従って一相の
電動機として回転する。作用効果は前実施例と同じであ
る。

励磁コイルの通電制御の他の手段を第１ρ図（句につき
、次に説明する。第１θ図Ｃｂ）の回路は、位置検知素
子として、コイルｇα０ｇｂ、・・・を使用しないで、
ホール素子／ｌＩａ　、　／４（ｂを使用した場合であ
る。コイルざ１）．ｔｂ、・・・を使用しても実施する
ことができる。

ホール素子／ダ曝、／ダｂは、回転子ｌと同期回転する
マグネット回転子（第１図（勾に記号ｌｌＩとして示し
たものと全（同じもので、第４図（勾。

（勾に示す回転子ｌと同期回転するマグネット回転子）
が設けられ、このＮ、Ｓ磁極にホール素子ｌ弘Ｃ８ｌダ
ｂが対向し、各素子は９０度離間して、電機子側に固定
されている。

第ｉｏ図（句において、電源正極７１αより、ホール素
子／Ｑ　ａ　、　／ｌ　ｈは供電され、Ｎ極にホール素
子が／ＩＩ　４が対向すると、オペアンプ７２　ｍより
、矩形波の出力が、Ｎ極の巾即ち突極／ｍ、／ｂ。

・・・の巾の位置検知信号が得られる。かかる電気信号
が第７図（句のタイムチャートにおいて、曲線３！；　
＠　、　、７Ｊ　ｂ　、　…とじて示されている。

ホール素子／ｌ　ｂがＮ極に対向したときの出力は、オ
ペアンプ７２　ｈに入力され、その出力も矩形波の出力
となり、オペアンプ７２　ｇの出力より、位相が９０度
進んでいる。かかる位置検知信号が、第７図（ｂ）で曲
＠３６ｔｘｐＪＡｈ、・・・として示されている。

アンド回路７３＠の入力は、曲線３ｋ　４．３ｊ　ｂ　
。

・・・及び曲線Ｊｊｔ、　Ｉｓ　、　３４　Ｍ　、　…
どなっているので、その出力は曲線Ｊｆ　１）　、３９
　ｂ　、・・・となり％９０度の巾となる。アンド回路
７３　Ａの入力は、曲線３ｓａ。

、ｙｓ　ｂ　、・・・及び曲線、７Ａ　４　、３４　ｈ
　、・・・をともに反転した曲線３り迄、　、７７　ｂ
　、・・・及び曲線３１）：　４　、３１）　ｂ　。

・・・となるので、その出力は１曲線ｙｏ　ａ　、％ｂ
。

・・・となる。

アンド回路７３ｅの入力は、曲線、Ｂ　ｓ　、　３！；
　ｂ　。

・・・と曲線、３１）　ｇ　、　３ｇ　ｂ　、・・・と
なるので、その出力は、曲線４（／　ｇ　、　ｌＩ／　
ｂ　、・・・となる。

アンド回路７３ｄの入力は、曲線３りａ　、　３７　ｂ
　。

・・・と曲線３１．　Ｇ　、　３１．　ｂ　、・・・を
コ回転したもの即ち同じ曲線が入力されているので、そ
の出力は。

曲線ダコα、弘２ｂ、・・・となる。

トランジスタ１０４　、１０　ｅ及びトランジスタ１０
ｈ、／Ｑｄは、前実施例と同じく励磁コイルＡ。

Ｂの通電制御を行なっている。記号７／　ｂは直流電源
正極である。

直流電源の投入とともに、端子７７　ｇ　ｍ　７／　ｂ
＃アンド回路７４Ｃ＠　、　７参Ａの入力はハイ、レベ
ルとなる。

従って、オア回路’Ｉｌｌ　喀、　７＃　ｂの出力は、
第７図（勾の曲線３ｓ　＊　、　、ｙｓ　ｂ、　…及び
これ等を反転した曲線３りａ　、　３７　ｂ　、・・・
となる。

従つ℃、オア回路７Ｊ　ｇの出力により、励磁コイルＡ
が１）０度の巾で通電され、励磁コイルＢは、１）０度
おくれたｔｔｒ’ｏ度の巾の通電が行なわれる。従って
ｌ相のりラフタンスミ動機の出力トルクが得られる。

端子７υ１７７ｂの出力は、アンド回路７４！　＠　。

７参６及びオア回路７ｇα、７１）６と全く同じ回路に
より、オア回路７１）Ｇ、７１６に対応するオア回路の
出力が得られ、この出力は、第１０図（りの励磁コイル
Ａ、Ｈのトランジスタ回路を付勢して、励磁コイルＡ、
Ｈにそれぞれ第７図（勾の曲線３ｇｇ　、　３ｇ　ｈ　
、　…及び曲線、３Ａ　＠　、　ＪＡ　Ａ、、　…の巾
と位相の通電が行なわれる。

コンデンサ７６、抵抗７６１の時定数回路は共用して使
用できる二従って、設定された時間だけ、コ相のりラフタンス型の
電動機として起動する。

この状態では、速度が上昇すると、前実施例について説
明したように、反トルクが発生して、上昇が停止し、効
率も劣化する。

しかし設定時間経過すると、アンド回路７弘Ｃ１７９Ａ
の１つの入力がローレベルに転化するので、出力はロー
レベルとなる。、従ってアンド回路７３ａ　、　７３　
ｂの出力により、励磁コイルＡ、Ｂの通・電制御が行な
われる。又端子ｔ９　ｇ　、　？９　ｂの出力により、
同様に励磁コイルＡ、Ｂ、の通電が行なわれる。、従って、励磁コイルＡ、Ｂ、Ａ、Ｂの励磁電流の曲線は
第７図（勾の点線ダ、３ｍ、ダ３ｈ、・・・及びその他
の点線曲線となる。

位置検知信号３９８の場合につき上述した励磁電流の性
質を次に説明する。

励磁コイルＡのインダクタンスの為に立上りは、点線ダ
３ａのようになり、曲線３？１の右端で、トランジスタ
１０４　、１０　ｆ）が不導通となるので、蓄積磁気エ
ネルギは、ダイオード６７　Ｉｓ　、　Ａ７　ｂを介し
て電源を充電するように環流されるので、急速に励磁電
流が消滅する。

電源電圧を高くすると、曲線’１３　Ｇのピーク値が、
大きくなり、出力トルクが増大する。このときにも電源
に環流する磁気エネルギは、電源室、圧が高いので、更
に急速に消滅する。

従つ℃、励磁電流の曲線４’ｊ　＠　、　４’ｊ　ｂ　
、・・・の巾はｌｔＯ度を越えることがなく反トルクの
発生はない、高速度とした場合にも１）０度を越えるこ
とはな込。他の励磁コイルについても上述した事情は全
く同じである。

従って、高速高トルクのリラクタンス電動機を得ること
ができるものである。即ちリラクタンス型の電動機の特
徴である出力トルクが大きい特性を保持して、しかも高
速度まで、印加電・圧により速度が変更できるものが得
られる特徴がある。

実測によると、出力トルクが１０キログラムセンチメー
トル位で毎分６万回転の電動機を作ることができる。

制御回路が前実施例と比較して簡素化されているので、
インバータ付の可変速度の誘導機より著しく廉価に作る
ことができる。

前実施例も含めて、回転子は珪素鋼板のみなので、高速
でも遠心力による破損はない。

起動時のトルクが余り必要でないものは、第１０図（句
のコンデンサ７ｔ、抵抗７６Φ、オア回路７８ｍ、７１
）ｂ、アンド回路７４ｃ６．７弘すを含む回話は不要で
ある。第を図（勾の曲線９１　ａ　、ｎ’ｂ　、・・・
及び曲線ａｒα、ａｚｂ、、・・・は、それぞれ励磁コ
イルＡ、Ｂ及び励磁コイルＡ、Ｈの通電による出力トル
ク曲線である。本実施例の手段は、第φ図（勾、（句、
（す、（ｄ）の展開図の構成の電動機のすべてに適用さ
れるもので、その効果も前実施例と同様である。

次に第１Ｏ図（ｅ）について説明する。第１０図（ｏ）
は第ｉｏ図（８）、（勾と同じ目的が達成されるコミ源
方式の通電制御回路である。

端子ざＱｅＬ、ざＱｅは正負直流電源で、その中間値の
電圧が端子ざｏｈとなっている。

抵抗７０の電圧降下は励磁電流に比例している。

この電圧降下は両波整流回路（絶対値回路）Ｅにより、
出力端子に常に正電圧が出力されるようにされている。

この出力電圧が、第９図（Ｇ）。

（勾の端子ｓｑａ、６ｏｂに入力される。端子７２　ａ
　。

１２　ｂには、第ｉｏ図（ｒＬ）のＮ点とＮ点の出力が
それぞれ入力される。

端子１２　ａ　、　ｔ２ｈの入力信号がハイレベルのと
きに、励磁コイルＡ、Ｂが通電される。

端子ざ２番の入力がローレベルに転化すると、トランジ
スタざ１８が不導通となり、励磁コイルＡの蓄積磁気エ
ネルギは、電源ｚｏｈ、♂Ｏｅ、ダイオード１３　ｂを
介して放電される。電源にエネルギを返す回路となって
いるので、第７０図（８）と同じく通電は急速に停止す
る。トランジスタざｌｂが不導通に転化したときもダイ
オードざ３１を介する同じ作用がある。本実施例は、第
を図（ｃＬ３゜（勾の回路を組合せても、又組合せない
で、第１０図（勾で説明した通電制御手段の両者に適用
できるものである。第１０図（α）Ａｈ）と比較して、
ダイオードとトランジスタの数がｌ／コとなる利点があ
る。

〔効果〕

第１に、電機子の磁心はコ型となり、２個１組の磁極に
よる磁束は他の磁極と突極に洩れることがない。従って
、高効率高トルクとすることができる。

第１に、各実施例の説明より理解されるように、回転速
度は印加電圧により、又出力トルクは、励磁電流により
独立に制御できるので、使用目的に応じて、高速、高ト
ルクのリラクタンス電動機を自由に設計することができ
る。従ってサーボモータ等に利用して有効な手段を提供
できる。

特に、サーボモータの場合には、回転子が単なる珪素鋼
板の積層体となるので、細長型とすることができ、小さ
い慣性となるので有効である。又回転子に高価な稀土属
マグネットを使用しないで、同等の出力トルクが得られ
る効果がある。

出力トルクに無効な励磁電流が遮断されているので、効
率を上昇せしめることができる。

回転速度と出力トルクを独立に自由に変更できるので、
かかる特性を利用して、サーボ特性を良好とすることが
できる。

ち高トルクとすると、特にリラクタンス型の電動機では
、励磁コイルのインダクタンスが大きくなり、反トルク
を発生するので低速となる。

これを防止して高速高トルクの特性を得る為に、励磁コ
イルに蓄積された磁気エネルギを電源に急速に環流して
、励磁電流曲線をｌざ０度の巾の間にあるように規制し
て目的を達成しているものである。

第弘に、回転子が高速になっても、遠心力による破損が
ない。従ってグラインダ及びドリルマシンの駆動源とし
て有効である。

第３に、第ｉｏ図（ｈ）の実施例では、インバータ付の
誘導機と同じ特性が得られ、回路が簡素化されるので廉
価となり、出力トノνりが大きくなる効果がある。

第６に、位置検知素子としてコイルを利用できるので、
耐熱性があり、高出力の電動機とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、周知のりラフタンスミ動機の磁極と突極の展
開図、第２図は、位置検知素子となるコイルを含む電気
回路図、第３図は、本発明装置の構成の説明図、第を図
は、本発明装置の磁極と突極と励磁コイルの展開図、第
５図は、出力トルク曲線を対称形とする為の手段の説明
図、第２図は、位置検知信号曲線のグラフ、第７図は、
位置検知信号、出力トルク、励磁電流のタイムチャート
、第３図は、励磁電流曲線のタイムチャート、第９図は
、励磁コイルの７部の通電制御回路図、第１Ｏ図は、同
じく励磁コイルの他の部分の通電制御回路図、をそれぞ
れ示す。／・・・回転子、　　ｌα　ｌｂ、／ｅ、・・・突極、
ＩＱ・・・マグネット回転子、　　／Ｑａ／ｕｂ・・・
ホール素子、　　　ｇａ、　ｔｈ、ｑａ、ｔｔｂ・・・
コイル、３α、３ｂ、弘Ｇ、弘す、ｇａ　ｚｂ　　（、
ａ６ｂ・・・磁極、　　３ａ、３ｄ、　　ダｅＩ弘ｄ、
、Ａ。Ｂ、Ａ、／ｊ、！ｅ、３ｄ、ｌ、ｃ、ｌ、ｃＬ・・・励
Ｓコイル、　　コ、・・・固定電機子、　　ｔ・・・回
転軸、／ｌ　ＩＩＩ？、　／４１や、・・・、　／４１
・・・導体回転子、？　、　ｇ！　・・・発振回路、　
　／Ｊ　ＣＬ　、　／Ｊ　ｂ　、　！；９　、６０゜７
２ｇ　、　７コｂ　、、、オペアンプ、　　ｉ’ｉ　ａ
　、　ｉｔ　ｂ　、　−・磁極、　　ｌｔ　ａ　、　Ｉ
ｔ　ｂ　、・・・励磁コイル、　　ｌデミ　、　／９　
ｂ　、・・・凹部、　　２０ｇ　、　＆　ｂ　、・・・
削除部、ＪＡ　１ｍ　、　ＪＡ　ｂ　、・・・コ型磁心
、　　ｎ・・・突出部、２コ　り　、　２４Ｉ　、　ユ
Ｓ　曝　、　ユタ　ｂ　、　　・・φ　、　コロ　＄　
、　コロ　ｂ　、　　・・・　。コク　ａ　、　　コク　ｈ、　　　ｊＨ＊　　、　　　
コｇａ　　、　　λｌｌｂ　　、　　・　　、　　　３
３ｍ、　　　３！ｈ。 −＊　、　ＪＡ　ａ　、　３４　ｈ　、　・・−、３７
ａ　、　Ｊ？　ｂ　、−、３１ａ　。３１　ｂ　、・・・、　、７９　Ｇ　、　３９　ｂ　、
・・・、ダｏａ、＜ｔ−ｏｈ、・・・。ｔＩｔ　ｒｔ　、　１Ｉｌｂ　、・・・、ケスα。４１
コｂ、・・・、３０Ｇ、３０ｂ。何・・・位置検知信号、　　２９．コ９４．３コ導、３
コｂ。ａｓ−、３ｓ　ａ　、　１７Ｊ　ｂ　、−、ｑｅ　ａ　
、　ｌＩｙ　ｂ　、　＊−、ａｓ　ａ　。

Claims

【特許請求の範囲】（１）リラクタンス型の２相の電動機において、外筐に
設けた軸承により回動自在に支持された回転軸に中央部
が固定された回転子と、該回転子の回転面において、等
しい巾と等しいピッチで配設された磁性体の複数個の突
極と、励磁コイルが捲着された４ｎ個（ｎ＝１、２、…
）のコ型の磁心と、該磁心の両脚部の磁路開放端が突極
に僅かな空隙を介して対向するように円周面にそつて等
しい離間角度で配設された固定電機子と、該電機子側に
固定され、回転子の突極の位置を検出して、第１の相の
位置検知信号及びこれより電気角で９０度の位相差のあ
る第２の相の位置検知信号を得る複数個の位置検知素子
と、円周面にそつて配設されたコ型の磁心を、円周面に
そつて順次に第１、第２、第３、…の磁心と呼称し、そ
れぞれに捲着された励磁コイルを第１、第２、第３、…
の励磁コイルと呼称したときに、奇数番目の励磁コイル
に直列に接続されたトランジスタを第１の相の位置検知
信号により付勢導通せしめ、偶数番目の励磁コイルに直
列に接続されたトランジスタを第２の相の位置検知信号
により付勢導通せしめて、各励磁コイルに電気角で１８
０度を越えない巾の励磁電流を直流電源より通電し、奇
数番目の励磁コイルと偶数番目の励磁コイルの通電角の
位相差を電気角で９０度に保持して、回転子に１方向の
駆動トルクを発生せしめる通電制御回路とより構成され
たことを特徴とする２相リラクタンス型電動機。（２）第（１）項記載の特許請求の範囲において、立上
りと降下部がゆるい傾斜となる電気角で１８０度の巾で
互いに同じ角度だけ離間した第１の電気信号及びこれ等
より電気角で１８０度位相のおくれた同じ形状の第２の
電気信号よりなる第１の相の位置検知信号と、前記した
第１、第２の電気信号と同じ形状で、位相が電気角で９
０度異なる第３、第４の電気信号よりなる第２の相の位
置検知信号と、出力トルクを指定する基準電圧と第１、
第２、第３、第４の電気信号を乗算する乗算回路と、第
１の相の励磁コイル及び第２の相の励磁コイルのそれぞ
れの通電電流を検出する第１、第２の電流検出回路と、
第１、第２の電気信号の巾だけ、第１の相の励磁コイル
に直列に接続されたトランジスタを導通し、第３、第４
の電気信号の巾だけ、第２の相の励磁コイルに直列に接
続されたトランジスタを導通する状態に保持するととも
に、第１、第２の電気信号の乗算回路の出力と第１の電
流検出回路の出力を比較し、後者が前者より大きいとき
には、第１の相の励磁コイルに直列に接続されたトラン
ジスタを不導通に転化して、励磁コイルの蓄積磁気エネ
ルギをダイオードを介して電源に環流し、後者が前者よ
り設定値だけ小さくなつたときには、前記したトランジ
スタを導通せしめる通電制御回路とより構成されたこと
を特徴とする２相リラクタンス型電動機。（８）第（１）項記載の特許請求の範囲において、電気
角で１８０度の巾で互いに同じ角度だけ離間した矩形波
の第１の電気信号及びこれ等より電気角で１８０度位相
のおくれた同じ形状の第２の電気信号よりなる第１の相
の位置検知信号と、前記した第１、第２の電気信号と同
じ形状で、位相が電気角で９０度異なる第３、第４の電
気信号よりなる第２の相の位置検知信号と、第１、第２
、第３、第４の電気信号の論理処理を行なつて、第１、
第２、第３、第４の電気信号のそれぞれ９０度の巾のみ
を分割した第５、第６、第７、第８の電気信号を得る電
気回路と、第５、第６の電気信号により、第１の相の励
磁コイルに直列に接続されたトランジスタを付勢導通し
、第７、第８の電気信号により、第２の相の励磁コイル
に直列に接続されたトランジスタを付勢導通し、各励磁
コイルの通電が断たれたときに、励磁コイルに蓄積され
た磁気エネルギをダイオードを介して電源に環流せしめ
る通電制御回路とより構成されたことを特徴とする２相
リラクタンス型電動機。