JPH01318579A

JPH01318579A - リラクタンス型３相電動機

Info

Publication number: JPH01318579A
Application number: JP63146757A
Authority: JP
Inventors: Itsuki Ban; 伴　五紀
Original assignee: Secoh Giken Co Ltd
Current assignee: Secoh Giken Co Ltd
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1988-06-16
Publication date: 1989-12-25

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、工作機ドリルマシンのドリル駆動源
に使用される。特に誘導機の代りに一般的に使用するこ
とができるものである。マグネットがないので、廉価に
構成される。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いるので、補強の必要がな
く、高速電動機とすることが容易なので高速電動機とし
て利用できる。

〔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
得られていない現状にある。

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課題〕第１の課題とし
て、リラクタンス型の電動機は、機械振動とそれによる
騒音の発生が大きい。この詳細については後述する。

特に、負荷が大きいと、対応して上述した欠点が著しく
なる。

第２の課題として、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。従って出力トルクを
減少し、又効率も減少する問題点がある。

第３の課題として、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４の課題として、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（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５の課題として、／相毎の通電が電気角で１１０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て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％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（不都合がある。

第夕の課題として、突極数が多くなるので、径の小さい
小出力のリラクタンス型の電動機を構成することが困難
となる問題点がある。

〔課題を解決する為の手段〕

小出力（出力がｉｏｏワット以下位）の電動機の場合に
は、磁極と突極数を周知のものよりＨの数とすることに
より、第１の課題と第６の課題を解決している。

高出力の電動機の場合には、第ψ図の実施例に示される
ように、３個の３相すラクタンス電動機を組合せて利用
することにより、第１の課題を解決している。

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、従って、励磁コイル
の通電角を電気角で１２０度とすることにより、第３．
第４の問題点となる課題を解決している。

又、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夕の問題点となる課題を
解決している。

コ型の磁心を採用することにより、第λの課題を解決し
ている。

〔作用〕

本発明装置の作用の第１は、出力トルクに関係のない径
方向の磁極と突極間の磁気吸引力による機械振動の発生
を抑止したことである。

／般の手段によると、同相の磁極を回転軸に関して対称
の位置に配設して、上記した磁気吸引力を打消す手段が
採用されている。しかし、磁極と突極の空隙長が０．　
／−０，２ミＩＪメートル位なので、量産時に、空隙長
がアンバランスとなり機械振動の発生は避けられない。

本発明装置では、磁気吸引力を打消すことなく、回転子
が常に／方向の磁気吸引力を受けるように構成して、機
械振動を減少せしめている。又同時にかかる手段により
、磁極と突極数が周知のものの％の数となるので、小出
力、小型の電動機が構成できる作用がある。

大きい出力の場合には、磁気吸引力が、軸受を押圧して
、耐用時間を減少せしめる不都合がある。

３相リラクタンスの電動機３組を同一筐体に収納し、中
央部の７個とその両側の２個のリンクタンス電動機の上
記した磁気吸引力（径方向のもの）を互いに反対方向と
して・々ランスすることにより、上記した不都合を除去
している。

本発明装置の作用の第２は、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、磁極の大きいインダク
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１２０度とし、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に環流して
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７２０度となるよ
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。

本発明装置の作用の第グは、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。

コ型の磁心と磁極を採用することにより、その励磁磁束
が他の磁極に洩れることがなく、従って効率を上昇せし
める作用がある。

〔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図は、本発明による３相のリラクタンス型電動機の
回転子の突極と固定電機子の磁極と励磁コイルの構成を
示す平面図である。以降の角度表示はすべて電気角とす
る。

第１図において、記号／は回転子で、その突極／ａ、／
ｂ、・・・の巾は／♂Ｏ度、それぞれはＪｔＯ度の位相
差で等しいピッチで配設されている。

／６ｂ　、／Ａｃ　、／６ｄ　、／ｂｅ　、／６ｆが、
それ等の巾が／♂Ｏ度で、等しい離間角で配設されてい
る。突極と磁極の巾はｉｚｏ度で等しくされている。突
極数は７個、磁極数は６個である。

第３図（ａ）は、第１図のリラクタンス型３相電動機の
展開図である。

第Ｊ図（ａ）のコイルざａ、♂ｂ、♂Ｃは、突極／ａ、
／ｂ、・・・の位置を検出する為の位置検知素子で、図
示の位置で固定電機子／６の側に固定され、コイル面は
、突匝／ａｌ／Ｔ）ｌ・・・の側面に空隙を介して対向
している。

コイルｒａ、Ｉｂ、♂Ｃは１２０度離間口ている。

コイルはｊミリメートル径で３０タ一ン位の空心のもの
である。

第２図（ａ）に、コイルｒａ、♂ｂ、ｆｃより、位置検
知信号を得る為の装置が示されている。

第２図（ａ）において、コイル♂ａ、抵抗／ｊａ、７５
１）、／ｊＣはブリッジ回路となり、コイル♂ａが突極
／ａ、／ｂ、・・・に対面していないときには平衡する
ように調整されている。

従って、ダイオード／／ａ、コンデンサ／２ａならびに
ダイオード／／ｂ、コンデンサ／２ｂよりなるロー／ミ
スフィルタの出力は等しく、オペアンプ／３の出力はロ
ーレベルとなる。

記号７は発振器で／メガサイクル位の発振が行なわれて
いる。コイルｆａが突極／ａ、／ｂ、・・・に対向する
と、鉄損（渦流損とヒステリシス損）により、インピー
ダンスが減少するので、抵抗１５ａの電圧降下が大きく
なり、オペアンプ／３の出力はハイレベルとなる。

ブロック回路りの入力は、第７図のタイムチャートの曲
線＃ａ　、　ｕｂ　、・・・となり、反転回路／、？ａ
を介する入力は、曲線！Ａａ、２Ａｂ、・・・どなる。

第２図（ａ）のブロック回路７ａ　、７ｂは、それぞれ
コイルｆｂ、Ｊ’ｃを含む上述したブリッジ回路を示す
ものである。

発振器７は共通に利用することができる。

ブロック回路７ａの出力及び反転回路／、？ｂの出力は
、ブロック回路りに入力され、それらの出力信号は、第
７図において、曲線、２．７ａ、２７ｂ、・・・。

曲線２ざａ、２ｇｂ、・・・とじて示される。

ブロック回路７ｂの出力及び反転回路／Ｊｃの出力は、
ブロック回路りに入力され、それらの出力信号は、第７
図において、曲線２ｑａ、２９ｂ、・・・。

曲線３０ａ、３０ｂ、・・・とじて示される。

曲線ｕａ、２！；ｂ、・・・に対して、曲線コアａ、ニ
アｂ。

・・・は位相が１２０度おくれ、曲線２７ａ　、　２７
ｂ　、・・・に対して、曲線２９ａ、！ｑｂ、・・・は
位相が７２０度おくれている。

ブロック回路りは、３相Ｙ型の半導体電動機の制御回路
に慣用されている回路で、上述した位置検知信号の入力
により端子りａ、りす、・・・、りｆより１２０度の巾
の矩形波の電気信号が得られる論理回路である。

端子りａ、りす、りＣの出力は、第７図において、それ
ぞれ曲線Ｊ／ａ　、Ｊ／Ｔ）　＋”・＋曲線３２ａ、３
２ｂ、・・・１曲線３３ａ、３３ｂ、・・・とじて示さ
れている端子りｄ、りｅ、りｆの出力は、第７図におい
て、それぞれ曲線３≠ａ、３１Ａｂ、・・・２曲線Ｊ、
５　ａ　ｒ　Ｊｊ　ｂ　＋・・・１曲線３Ａａ、３１ｒ
’ｏ、・・・とじて示されている。

端子９ａとりｄの出力信号、端子りａとりｅの出力信号
、端子９Ｃとりｆの出力信号の位相差は／♂０度である
。

又端子？　ａ　ｒ　９　ｂ　＋りＣの出力信号は、順次
に７．２０度おくれ、端子９ａ、りｅ、９ｆの出力信号
も同じく順次に７２０度お（れている。コイルｆａ。

ｇｂ、ｇｃの対向する突極／ａ、／ｂ、・・・の代りに
、第１図の回転子／と同期回転する同じ形状のアルミニ
ューム板を用いても同じ効果がある。

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、出力トルクとは無関係な磁極と突極間の磁気吸
引力が大きいので機械振動を誘発する。

これを防止する為に、／般に同相で励磁される磁極を、
回転軸に関し対称の位置に２個１組配役して、上記した
磁気吸引力を）々ランスしている。

しかし磁極と突極間の空隙は０．７〜０．２　ミＩＪメ
ートル位なので、この精度を保持して回転させることは
困難な技術となる。

従って、回転中に、磁極と突極間の空隙長の僅かな差に
よるアンノ々ランスの為の径方向の残留磁気吸引力がラ
ンダムに発生して機械振動を発生せしめる欠点がある。

負荷トルクが大きくなると、アンノζランスな磁気吸引
力も対応して増大し著しい機械振動を発生する。

第２に、第７図のタイムチャートの点線曲線≠ユで示す
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／ａと磁極／６ａとの間の出力トルクと
なる磁気吸引力の発生する状態を図示したものである。

突極／ａの巾（図面の上下方向の巾）は、磁極／Ａａの
巾より大きくされている。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／Ａａについて、その
出力トルクの説明をする。

突極／ａ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／
ａと磁極／Ａａ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図の曲線≠２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（、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図の
点線Ｉ１．ユａ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。

第３に効率が劣化する欠点がある。

励磁電流曲線は、第７図において、曲線’ＡＡ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
流値は小さく、中央部は逆起電力により、更に小さ（な
る。末期では、逆起電力が小さいので、急激に上昇し、
曲線ｔ６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ＩＡ乙は１１０度の巾となっている
ので、磁気エネルギは点線４’Ａａ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。

第グに、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図の磁極と突極の数を増加し、又両者
の対向空隙を小さ（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図の磁極／６　ａ　
、　／Ａ　ｂ　、−と突極／ａ、／ｂ、・・・に蓄積さ
れる磁気エネルギにより、電磁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４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。

第３図（ａ）において、円環部／６及び磁極／Ａａ、／
Ａｂ、・・・は、珪素鋼板を積層固化する周知の手段に
より作られ、図示しない外筐に固定されて電機子となる
。記号／Ａの部分は磁路となる磁心である。

記号／６及び記号／Ａａ、／Ａｂ、・・・を電機子と呼
称する。

本実施例は、内転型であるが、外転型として構成するこ
とができる。

突極は７個となり、等しい巾と等しい離間角となってい
る。磁極／Ａａ、／Ａ’ｏ、・・・の巾は突極中と等し
く、６個が等しいピッチで配設されている。

励磁コイル／７ｂ、／７ｃが通電されると、突極／ｂ、
／ｃが吸引されて、矢印Ａ−／方向に回転する。

３０度回転すると、励磁コイル／７ｂの通電が停止され
、励磁コイル／７（ｌが通電されるので、突極／ｄによ
るトルクが発生する。

回転子ｌが６０度回転する毎に、励磁コイルの通電モー
ドが変更され、磁極の励磁極性は、磁極／Ａｂ（Ｎ極）
、／Ａｃ（Ｓ極）→磁極／ＡＣ（Ｓ極）、１Ａｄ（Ｎ極
）→磁極／Ａａ（Ｎ極）、／６ｅ（Ｓ極）→磁極７６θ
（Ｓ極）、／Ａｆ（Ｎ極）→磁極／Ａｆ（Ｎ極）、１Ａ
ａ（Ｓ極）→とサイクリックに交替されて、矢印Ａ−／
方向に回転子／が駆動される３相のリラクタンス電動機
となる。

励磁されるコ個の磁極が常に異極となっている為に、非
励磁磁極を通る洩れ磁束は互いに反対方向となり、反ト
ルクの発生が防止される。

次に、励磁コイル／７ａ　、　／７ｂ　、・・・の通電
手段について説明する。

第２図において、励磁コイルＡ、Ｂ、Ｃ！は、第３図（
ａ）の励磁コイル／７ａ　、／７ｃ　、／７ｅをそれぞ
れ示している。励磁コイルＡ、Ｂ、Ｃの両端には、それ
ぞれトランジスタ１０ａ、１０ｃ及び１０ｂ、１０ｄ及
び１０θ、１０ｆが挿入されている。

トランジスタ１０ａ、１０ｂ、１０ａ　、・・・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６１ａ、Ａざｂより供電が行なわれて
いる。

アンド回路Ａｊａより・・イレベルの電気信号が入力さ
れると、トランジスタ１０ａ、１０ｃが導通して、励磁
コイルＡが通電される。アンド回路Ａ！；ｂ、６３Ｃよ
りハイレベルの電気信号が入力されると、トランジスタ
１０ｂ、１０ｄ及びトランジスタ１０θ、１０ｆが導通
して、励磁コイルＢ、Ｃが通電される。

端子３９　ａ　、　ｊ９　ｂ　、　！；９　ｃには、第
７図の位置検知信号曲線Ｊ／ａ、Ｊ／ｂ、・・・及び曲
線３ユａ、３：ｌｂ、・・・及び曲線３３ａ、３３ｂ、
・・・が入力されている。これ等は同時に、アンＰ回路
Ａｊａｊｊｂ、訂Ｃの上側の入力となっている。

端子３９　ｅＬ　、　３９　ｅ　、　！？　ｆには、第
７図の位置検知信号曲線３１ａ、３Ｔｏ、・・・及び曲
線３弘ａ、３＊ｂ、・・・及び曲線３！；ａ、３３ｂ、
・・・が入力されている。

第２図の端子ｓｇより出力トルクを指定する基準電圧が
入力されている。従って、乗算回路Ｓざａの出力は、端
子３；９ａ、　３ｑｂ　、　３９　ｃの電気信号と相似
し、しかも端子ｊ、ｒの入力により高さの異なる電気信
号となる。

φ オペアンプｊ７ａの子端子には、第〜図の抵抗７０ａの
電圧降下即ち励磁電流の検出電圧が入力されている。

第２図の反転回路ＳＳの入力はローレベルなので、アン
ド回路＆、、Ｌａの入力がノ・イレベルとなっている。

このときに、端子３；９ａに位置検知信号が入力される
と、７７１回路Ａｊａの上側の入力もノへイレペルとな
るので、その出力がノ・イレベルとなり、トランジスタ
１０ａ、１０ｃが導通する。

抵抗７０ａの電圧降下が、励磁コイルのインダクタンス
により漸増し、第７図の曲線’Ａｇ　ａに示すように励
磁電流が増大する。

オペアンプｊ７ａの子端子の入力電圧が、一端子のそれ
即ち第７図の曲線３／ｂを越えると、オペアンプｊ７ａ
の出力はハイレイルに転化し、この信号の始端部の微分
パルスが、微分回路Ｓ６ａにより得られる。この微分ノ
ξルスにより、単安定回路Ｓ６が付勢され、その出力が
短時間だけ、ハイレベルとなるので、反転回路ＳＳの出
力が対応する時間だけローレベルに転化して、トランジ
スタ１０ａ、１０ｃを不導通とする。

従って、励磁コイルＡに蓄積された磁気エネルギは、ダ
イオ−）″Ａ７ｂ、電源、抵抗７０ａ、ダイオードＡ７
ａを介して放電され、この曲線が第７図で曲線’１４９
ａとして示される。

電源を充電する形式即ち磁気エネルギを電源に環流する
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ＩＡｑａは急速に降下する。又曲線列ざａの上昇
も急速となる。短時間後に、単安定回路Ｓ６の出力はロ
ーレベルに復帰するので、アンド回路Ａｊａの出力もハ
イレベルとなり、励磁コイルＡの通電が開始され、この
通電曲線が第７図で曲線≠ｇｂとして示される。

上述した通電サイクルが繰返され、位置検知信号曲線、
？／ｂの右端で通電が停止する。

通電曲線は、位置検知信号に相似した形となり、端子５
ｇの入力により通電電流を制御できる。

オペアンプｊ７ａは少しヒステリシス特性を有するもの
がよい。この特性を利用すると、微分回路ｊＡａを除去
することができる。

全く同じ事情で、端子ｓｑｂより入力される位置検知信
号により、アンド回路Ａｊｂが制御されて、トランジス
タ１０ｂ、１０ｄも制御されて、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５ｇの入力によりその高さを変更できることも同様
である。

全く同じ事情で、端子Ｓ９Ｃより入力される位置検知信
号により、アンド回路６！；Ｃが制御されて、トランジ
スタ１０ｅ、１０ｆも制御されて、励磁コイルＣの通電
が制御され、同形の通電曲線となる。

ダイオード６７ｃ　、Ａ７ｄ　、Ａ７ｅ　、Ａ７ｆの作
用効果も又同様である。端子５ｇの入力によりその高さ
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、励磁コイルＡ、ＢＣの通電
角は、端子ｊｑａ　、！；９ｂ、３；９ｃの入力位置検
知信号の巾だけ連続して通電され、第７図の実線停で示
す出力トルクを発生する。

第♂図のブロック回路Ｇ、Ｈ，工は、それぞれ励磁コイ
ルＡ、Ｂ、Ｏの通電制御の為の回路を示すもので、その
構成は、前述した励磁コイルＡ。

Ｂ、Ｃの制御回路と全（同じものとなっている。

励磁コイルＡ、Ｂ、Ｃは、第３図（ａ）の励磁コイル／
７ｂ、／７ｄ　、／’Ｉｆをそれぞれ示すものである。

次に第ｒ図につき励磁コイルＡ、Ｂ、Ｏの通電制御につ
いて説明する。

端子！；９ｄ、！；９ｅ　、！；９ｆには、それぞれ第
７図の位置検知信号曲線Ｊ６ａ、ＪＡｂ、・・・及び曲
線３１Ａａ。

３ＩＡｂ、・・・及び曲線３！；ａ、３ｊｂ、・・・が
入力され、乗算回路ｓｇｂにより、端子３ｇの入力電圧
により、それぞれの高さが変更される。

オペアンプｊ７ｂの子端子の入力信号は、抵抗７０ｂの
電圧降下即ち励磁コイルＡ、Ｂ、Ｃの電流に比例するも
のとなっている。

ブロック回路７／は、微分回路ｊ％ａ、単安定回路３；
６、反転回路５３に対応する回路を示すものである。

又ブロック回路７ツは、アンド回路Ａｊａ、４５ｂ。

６３ｃに対応する回路を示すものである。

従って、励磁コイルＡ、Ｂ、Ｃは、それぞれ端子３９ｄ
、！；９ｅ　、！；９ｆの入力信号の巾で順次に通電さ
れ、又その通電電流は、端子Ｓざの電圧により変更でき
る。

通電電流のチョッパ制御も同様に行なわれる。

励磁コイルＡ、Ｂ、Ｏによる出力トルクは、第７図の点
線曲線桔で示されるものとなる。

３相Ｙ型接続の半導体電動機に相似したトルク曲線とな
り、効率良く、比較的平坦なトルク特性となる特徴があ
る。

次に、第７図の最下段のタイムチャートの説明をする。

太線の曲線ａ、ｃ、ｅは、位置検知信号、？／ａ　、３
２ａ、３３ａにより通電される励磁コイル／７ａ　、／
７ｃ　、　／７ｅ　（第３図（ａ）図示）によるそれぞ
れのトルク曲線を示している。

細線の曲線’ｂ、ｄ、ｆは、位置検知信号３６ｂ。

３ｔＡａ、Ｊ５ａにより通電される励磁コイル／７ｂ、
／７ｄ、、／ｌｆによるそれぞれのトルク曲線を示して
いる。

太線のトルク曲線が前述したトルク曲線停に対応し、細
線のトルク曲線が、トルク曲線ｔ５に対応するものであ
る。

第３図（ａ＋のコイルざａ、♂ｂ、ｆｃを左方に移動す
ると、トルク曲線ａ、ｂ、ｃ、・・−も左方に移動する
。／般にリラクタンス型の電動機の／相のトルク曲線は
、始点に近い部分にピーク値があるので、トルク曲線ａ
、ｂ、ｃ、・・を少し左方に移動する手段を採用すると
、合成出力トルクが増大する効果がある。

上述した説明より理解されるように、第７図の位置検知
信号曲線３／ａ　、３／ｂ　、−＝　、曲線３：１．ａ
、３２ｂ　、　”’　、曲線ＪＪａ　、　ＪＪｂ　、　
・＝は、励磁コイル／７ａ。

／７ｃ、／７ｅの／、２０度の巾の通電制御を行ない、
又位置検知信号曲線、？６ａ、ＪＡｂ、・・・１曲線３
ψａ、３ψｂ　、　・、曲線３５ａ、、？、ｔｂ　、−
は、励磁コイル／７１）。

／７ｔｉ　、　／７ｆの／、２０度の巾の通電制御を行
なっている。

従って、タイムチャートの曲線３／ａ、３／ｂ、・・・
より始まる位置検知信号を各段に対応して第１゜第２、
…、第６の位置検知信号と呼称すると、第１、第２．第
３の位置検知信号により、それぞれ励磁コイル／７ａ　
、　／７ｃ　、　／７ｅの通電制御を行ない、第２．第
４、第４の位置検知信号により、励磁コイル／７ｂ、／
７ｄ　、／７ｆの通電制御をそれぞれ行なっている。

第７図の矢印鉢ａの区間では、励磁コイル／７ｂ。

／７ｃ、／７ｄが通電されるので、第１図の回転子／は
矢印２ａに示す方向に磁気吸引力による力を受け、時間
とともに時計方向に移動し、矢印町ａの区間では、励磁
コイル／７ｄ　、／７ｃ　、／７ｅが通電されるので、
矢印２ｂの方向に近づく磁気吸引力となる。

上述したように、回転子ｌの回転とともに、径方向の磁
気吸引力は、常に／方向となり、その吸引力は点線３の
向きに回転する。従って、回転軸♂は、ゼール軸受に押
圧されたまま回転するので、機械振動が完全に抑止され
る効果がある。出力の大きい電動機の場合には、ゼール
軸受が損傷するので、他の手段が必要となる。この手段
については、第グ図につき後述する。

本発明装置の特徴は次の点にある。

第１に、出力トルクは、端子Ｓｇの基準電圧により規制
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
加電圧を太き（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、７２０度の通電の初期と末期は通電が抑止され
ているので第７図の通電曲線ら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、前述したように、回転時における機械振動が抑
止される効果がある。

以上の説明より判るように、前述した第１．第２、第３
．第グの欠点が除去される特徴がある。

突極数が７個なので、電動機の全体の径も小さくできる
ので、併せて有効な技術となる。

例えば、実寸法（ｌ対ｌ）で示した大きさの第１図示の
ものを構成することができる。

以降に説明する各実施例についても共通な事実として、
リラクタンス型の電動機は、／回転中の各磁極の磁束発
生と消滅の回数が、他の形式の電動機に比較して多く、
又磁束密度も大きい。

従って、鉄損が多く効率を低下せしめる主原因となって
いる。

かかる不都合を除去するには、珪素鋼板の鉄損の少ない
ものを使用することがよい。又ソフトフェライトを利用
すると著しく効率が上昇する。出力トルクは減少するが
、誘導機、フェライトマグネット型の直流機の出力トル
クよりは大きい出力トルクが得られるので有効である。

１般の直流電動機においては、マグネット回転子と界磁
磁極との間の磁気的な吸引力と反撥力により駆動されて
いるので、磁極が磁気的に飽和すると、出力トルクも飽
和して電機子電流を増加しても出力トルクは殆んど増大
しない。

リラクタンス型の電動機においては、磁気的な吸引力に
より駆動トルクが得られ、しかも第５図につき前述した
ように、洩れ磁束による駆動トルクが得られている。

洩れ磁束は、磁極が磁気的に飽和すると増大するので、
励磁電流の増大に比例して出力トルクが増大する特徴が
ある。

第１図の図面が実寸法となり、回転子ｌの軸方向の長さ
が６センチメードルの電動機について、入力電流と出力
トルクのグラフが第２図に示されている。点線２．弘の
位置即ちλアンペア位で磁極は飽和するので、曲線ｎは
、従来の思想によると、点線、！−２ａのように出力ト
ルクの上昇は抑止される筈であるが、リラクタンス型の
電動機においては、曲線ｎのように、直線的に出力トル
クが増大する。

リラクタンス型の電動機は、励磁磁極の励磁の切替数が
多いので、損失の大部分は鉄損となり、効率が劣化する
。しかし磁極の飽和以後は、鉄損は増加しないので、出
力の増大とともに効率は良好となる。

従って、小型で著しく出力トルクの大きく、効率の良い
電動機を構成できる特徴を有するものである。

第３図（ａ）の磁極／６ａ　、／Ａｂ、・・・の磁路開
放端を、例えば点線／Ａｇで示すように削除して、％の
巾の磁極２個とすると磁極数は２倍となる。

突極／ａ、／ｂ、・・・の巾も％となり、突極数も増大
する。

励磁コイル／７ａ　、　／７ｂ　、・・・の通電手段を
、第ｒ図の回路により行なうことにより、回転子ｌは矢
印Ａ−／方向に回転する。出力トルクはλ倍位となる。

磁極の端面の磁極数は３個以上とすることもできる。／
般的な表現をすると、突極数は＆ｎ＋／個となる。ｎ＝
／の場合が第３図（、）の場合となり、ｎ＝２の場合が
前述した説明の実施例の場合となる。

第１図の実施例において、磁極／６ａがＳ極に、／Ａｂ
がＮ極に励磁されているときに、磁極／Ａａと７６ｂに
よる磁束は、磁極／Ａｃ、／６ｄにも洩れるが、互いに
反対方向となるので反トルクは発生しない筈である。し
かし、実測によると／（１１％位の洩れ磁束が残留して
反トルクを発生する不都合がある。

又励磁コイル／７ａ、／７ｂの通電により発生する磁束
の％は、磁極／Ａｃ、／Ａａを通り、この磁束はトルク
に寄与しな（なる不都合がある。

励磁コイル／７ａ、／７ｂにより得られる磁束の全部が
トルクに寄与することが、効率の上昇に有効である。

上述した効率の上昇に有効な手段が、第３図（ｂ）の展
開図に示されている。

第３図（ｂ）において、回転子／の突極数は／３飼とな
る。

固定電機子ｑは、珪素鋼板を積層して作られ、磁極弘ａ
、弘ｃ、ｇｄ、・・・が図示のように配設されている。

磁極≠ａと＜ｚｂの巾は突極と同じで、同じ巾だけ離間
している。他の磁極≠ｃ、４１ｄ及び≠ｅ。

≠ｆ及び≠ｇ、≠ｈ、・・・についても上述した関係は
同じである。

各磁極には、励磁コイルｊａ　、　ｊｂ　、・・・、Ａ
が捲着されている。点線／ｊａが内周となり、点線／！
；ｂが外周となる円環状のアルミニューム部材に、電機
子≠の外周部を、グイキャストにより埋設固定する。

次に、カッタにより点線Ｑ／ａ　、ＩＡ／ｂ　、−、ｌ
Ａ／ｆに示す部分を削除すると、記号ｇａ、ｇｂ、・・
・は外周部の凹部となっているので、磁極≠ａ、４？ｂ
及び磁極≠ｃ、！ｄ及び磁極≠ｅ、４ｊｆ及び磁極弘ｇ
、　弘ｈ　、・・・は、それぞれ磁気的に独立したコ型
の磁心となる。各コ型の磁心の磁極はＮ、Ｓ極に磁化さ
れるので、磁束が他の磁極に洩れることなく、従って本
実施例の目的が達成されるものである。従って前述した
第５の欠点が除去される。

他の作用効果は前実施例と同じである。

励磁コイルｊａ、、ｔｂは、第３図（ａ）の励磁コイル
／７ａに対応するものとなり、他の励磁コイルタｃ、ｊ
ｄ及び励磁コイルｊｅ、ｔｆ及び励磁コイルｓｇ、ｓｈ
及び他の２組の励磁コイルは、それぞれ第３図（ａ）の
励磁コイル／７ｂ　、　／７ｃ　、　／７ｄ　、　／７
ｅ、／７ｆに対応するものとなるので、通電制御手段は
第３図（ａ）と同じ手段となり、３相のりラフタンスミ
動機として回転する。

コ型の磁心と磁極４４ａ、≠ｂを珪素鋼板を積層固化し
て作り、他のコ型の磁心と磁極も同じ手段により作って
、磁心部のみをアルミニュームダイキャストにより埋設
して構成しても同じ目的が達成できる。

第３図（ａ）　（ｂ）の実施例は、前述したように、小
出力のものしか構成することができるが、大出力のもの
を構成することはできない。

第グ図に示す実施例は、大出力のものを構成する実施例
である。第４図において、金属円筒／ざの開口部には側
板／ざａが嵌着され、底面のゼール軸受／ｑｂと側板／
ざａに設けたぜ−ル軸Ｍｌ、回転軸♂が回動自在に支持
されている。

回転軸♂には、回転子１，２／、Ｄの中心部が固定され
ている。回転子２０　、２／は、第３図（Ｃ）の展開図
に同一記号で示されている。

回転子ａ　、　２／の突極２ｏａ　、　２０ｂ　、　−
及び突極２１ａ、２／ｂ、・・・は１８０度位相位相差
る。各突極の巾と離間角は同一となっている。

回転子りは回転子ｍと同一の構成で、突極は同位相の位
置にある。

第グ図の電機子ｊ、３，５；０．Ｆの外周は、外筐円筒
／ざの内側に固着されている。

電機子５Ｑの磁極３０ａ、！；Ｏｂ　、・・・及び励磁
コイルｊ／ａ、ｔ／ｂ、・・・は第３図（ｃ）に示され
る構成となっている。

コイル♂ａ、Ｊ’ｂ、Ｊ’ｃは、位置検知素子となるも
ので、突極２０ａ　、　＆ｂ　、・・・の側面に対向し
て図示していないが、外筐円筒／ざの７部に固定されて
いる。

電機子ＳＯと回転子Ｊの構成は、第３図（ａ）の実施例
と全く同じである。

従って、同じ手段による通電制御により、３相すラクタ
ンス型電動機として回転する。

電機子Ｆの磁極及び励磁コイルＥは、第３図（Ｃ）の磁
極！Ｏａ　、Ｊｏｂ、−と励磁コイルｊ／ａ、３／ｂ。

・・・と全く同じ構成で同じ位相の位置にある。

第グ図の両端の電動機は全（同じ構成で、出力トルクも
同じものとなっている。

中央部の電機子Ｓ３の磁極３３ａ、３；、？ｂ、・・・
及び励磁コイル５４Ｃａ、界す、・・・は、第３図（Ｃ
）に示されている。

電機子ｊＯ，ｊＪ、Ｆの磁極はすべて同位相の位置に配
設されている。回転子２１の突極２／　ａ　、　−２／
　ｂ　ｒ・・・のみが１ＩｒＯ度右方にずれている。

第弘図の両端の電動機は、すべて同じ構成なので、コイ
ルＩａ、Ｉｂ、♂Ｃの位置検知信号により同一方向（矢
印ｐ、−ｉ　）に回転するように、励磁コイルの通電制
御が行なわれる。

中央部の電動機も同じ位置検知信号により、各励磁コイ
ルの通電が行なわれて同一方向に回転するが、その理由
を次に説明する。

励磁コイルｊ／ｂ、５／ｃを通電すべき第ｒ図の位置検
知信号は、それぞれ励磁コイル５弘ｅ、ｊｌｆを通電す
る位置検知信号と同一となっているので、回転子Ｊ、２
／はともに矢印Ａ−／方向に駆動されて回転する。

次に励磁コイル５／ｃ、ｊ／ｄと励磁コイル評ｆ。

外ａは、同一の位置検知信号により通電されて駆動トル
クが発生して回転する。

上述した説明のように、同一の位置検知信号により、位
相が機械角で／♂Ｏ度異なる電機子ＳＯと５３の励磁コ
イルが順次に通電されて同一方向の出力トルクが得られ
る。

通電制御回路（第ｇ図）は、共通に３個の電動び電機子
Ｆ（第４図）の励磁コイル３／ａに対応するものを直列
又は並列に接続したものとなる。

以上の説明より理解されるように、第４図の両側の電動
機の回転子２０．Ｄの径方向の磁気吸引力と中央部の回
転子コ／の径方向の磁気吸引力の方向は反対方向となる
。従って、両側の電動機の出力トルクを同じく構成し、
中央部の電動機の出力トルクをそれ等の２倍より少し大
きく構成すると、径方向の磁気吸引力の大部分は打消さ
れて、／方向の小量の磁気吸引力となる。

従って大きい出力の電動機としても、径方向の磁気吸引
力によるゼール軸受／９ａ、／ｑｂに対する押圧力は小
さくなり、本実施例の目的が達成される効果がある。

第３図（ｂ）に示す実施例を利用して、上述した３個の
電動機を構成しても同じ目的が達成される。

第り図の回路は、第２図の左側の回路と同じ目的を達す
る為の他の手段である。第７図において、端子Ａｌ　ａ
　、　ＡＺ　ｂ　、　６２　ｃの出力は、第♂図のＭ点
。

Ｎ点、８点の入力となっている。

第２図の抵抗７０ａ、７０ｂの電圧降下を両波整流する
回路即ち絶対値回路が設けられる。記号犯が絶対値回路
で、その入力端子３；２ａ、！；２ｂには、第ｒ図の抵
抗７０ａの両端の電圧信号が入力されている。絶対値回
路見の出力は励磁電流に比例し、正逆いずれに通電され
ても、その大きさに比例する正の電圧信号が、オペアン
プ１０の一端子に入力されている。

第７図の端子Ａ３ａ、ｔｕｂ　、Ａ３ｃより、端子ｊｑ
ａ。

！；ｑｔ）、！；９ｃの位置検知信号がそれぞれ入力さ
れている。乗算回路！Ｊａ、の端子５ｇには、出力トル
クを指定する基準電圧が入力されている。

端子！ｑａ　、、５ｑｂ　、　、！９ｃには、第２図の
同一記号の端子と同様に、位置検知信号が入力されてい
る。

位置検知信号（第７図の曲線３／ａ、３１ｂ、・・・等
）が入力された場合を説明する。

このときの乗算回路Ｓｇａの出力は、第２図の同一記号
の乗算回路の出力と同じとなり、第７図の点線Ｊ／ｂで
示す電気信号となる。この高さは、端子ｓｇの入力信号
により変更される。

その始端部が入力され、端子５ｊｃの電流検出信号より
、乗算回路３ｇｈの出力信号の方が大きいときには、オ
ペアンプ６０の出力はハイレベルとなるので、７７１回
路Ａ／ａの出力はハイレベルとなり、トランジスタ１０
ａ、１０ｃ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図で曲線ＩＡｇａとして示されている
。

電源端子Ａｇａ、６ざｂに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’Ａｇ　ａ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Ｓ
ｇａの出力より大きくなると、オペアンブル０の出力は
、ローレベルに転化して、アンＰ回路Ａ／ａの出力をロ
ーレベルとする。

従って、トランジスタ１０ａ、１０ｃ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≠９ａ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
ａ、１０ｃが導通して、電流は曲線≠＋Ｌａ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
ペアンブル０のヒステリシス特性により繰返される。電
流の上限と下限は、オペアンプ６０のヒステリシス特性
で規制され、又それ等の高さは、端子ｓｇの出力トルク
指令の基準電圧信号により規制されている。トランジス
タ１０ａ。

１０ｃが不導通に転化したときに、励磁コイルＡの蓄積
磁気エネルギは、ダイオ・−ｒｇ７ｂ　、電源、抵抗７
０ａ、ベイオー）’Ａ７　ａを介して放電される。

電源を充電する形式即ち磁気エネルギを電源に環流する
形式となっているので、放電電流は急速に降下する。立
上りも電源電圧に対応して急速となるので、高速回転時
においても、位置検知信号曲線に相似した通電波形とな
る。従って、反トルクの発生が抑止され高速度回転が可
能となる効果がある。又効率も上昇する効果がある。

端子ｓｑｂより、位置検知信号即ち第７図の曲線３１ａ
　、３２ｂ、・・・の信号が入力された場合にも、端子
Ａ２ｂの出力により、トランジスタＩＯｂ、１０ｄのオ
ンオフ制御が同様に行なわれる。

端子Ｓ９ｃより、位置信号（第７図の曲線３３ａ。

３３ｂ、・・・）が入力された場合にも、端子６２ｃの
出力により、トランジスタ１０ｅ、１０ｆのオンオフ制
御が同様に行なわれる。

励磁コイルＡ、Ｂ、Ｏについても事情は同じで、第７図
の回路により同じ通電制御が行なわれる。

従って３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。

次に、位置検知信号を得る他の手段について説明する。

第３図（ａ）において、記号／４’＆よ、第１図の回転
軸ざに固定されたアルミニューム円板で、その円周部に
は突出部／弘ａ、／弘す、／ｌＡｃ、・・・が設けられ
ている。

回転体ｌ！Ａの突出部／ｌＡａ　、　／１１．ｂ　、　
／ｌＡｃ　、−・の回転方向の巾は等しく、１２０度と
なり、図示のように３段の段差がある。点線Ｒの部分に
も同じ配列の段差がある。位置検知用のコイル１ｄ、Ｉ
ｅの面が、各段差に対向するように、電動機の外筐に固
定されている。

コイル♂ｄと♂ｅはｉｇｏ度離間している。

第２図（ｂ）につき、コイルｆｄ、♂ｅより、位置検知
信号を得る手段を説明する。

抵抗！Ｊａ　、ｔＡｊｂ　、　’Ａ３ｃ　、　’ＡＪｄ
とコイル、ｒａ、、ｒａは、それぞれブリッジ回路を構
成し、コイルｇｄ、ｆθが対向すべき導体部がないとき
、即ち渦流損失がないときには、コンデンサ、ダイオー
ドよりなるローノξスフィルタを介するオペアンプ’Ａ
Ａｂ、４’４ｃの十端子の入力が無いように調整されて
いる。コイル♂ｄが、第３図（ａ）の突出部／≠ａ、／
ＩＡオペアンプ’Ａ６ｃの出力についても上述した事情
は全く同じである。

コイル♂ｄが突出部ｌ弘ａに対向すると、その渦治流損失が最大となり、このときのオペアンプの出力より
、オペアンプ、？？ａの十端子の入力電圧が大きくなっ
ている。

記号りは基準電圧端子で、抵抗ＩＡＯａ　、４Ｊｂ　、
１ｌ−ＯＣにより分割された電圧が、オペアンプ３７ａ
、３７ｂ、Ｊ７ｃに入力されている。

上述した場合に、オペアンプ３”ｌｂ、３７ｃの出力は
ハイレベルとなっているので、７７１回路Ｊｆｆａ。

３ざｂの１つの入力がローレベルとなり、そし等の出力
もローレベルとなる。従って、端子３ｑａはハイレベル
となる。コイル♂ｄが突出部／４’ｂに対向すると、オ
ペアンプ＜ｚｇ　ｂの出力電圧が、抵抗１ＡＯｂ。

ｍｃの電圧降下より大きくなっているので、オペアンプ
３７ｂの出力はハイレベル、オペアンプ、？？ａの出力
はローレベルに転化する。

オペアンプ、？７ｃの出力は、ハイレベルであるが、反
転回路を介するアンド回路３ざｂの上側の入力がローレ
ベルなので、端子３ｑｃの出力はローレベルとなってい
る。従って、端子３ｑｂのみがハイレベルとなる。

次に、コイルＫｄが突出部！’Ａｃに対向すると、オペ
アンプＩＡ６ｂの出力が抵抗ＩＡＯｃの電圧降下より大
きく、抵抗ＩＡＯｂ　、　Ｑ−Ｏｃの電圧降下より小さ
くなるので、オペアンプ３９ａの出力がハイレベル、オ
ペアンプ、？７ａ、Ｊ７ｂの出力はともにローレベルと
なる。従って、端子３９ｃのみがハイレベルとなる。

上述した説明より判るように、コイル♂ｄに、突出部／
！ａ　、　／４’ｂ　、　ＩＱ−ｃが対向するに従って
、端子３ｑａ、　３９　ｂ　、　３９ｃのハイレベルの
出力は、順次に変更され、ハイレベルの区間の巾は７２
０度となる。

従って、上述した位置検知信号は、第７図の曲線、？／
ａ　、３１ｂ、＋＋、曲線３２　ａ　＋　３−２−　ｂ
　、　・・・＋曲線、？３ａ、ＪＪｂ、・・・と同じも
のとなる。

オペアンプ’ＡＡ　ｃの出力も、ブロック回路Ｐ（抵抗
ＩＡＯａ　、ｔ／−ｏｂ　、　’ＡＯｃ　、オペアンプ
、？？ａ　、、？７ｂ　、　３７Ｃ，７７１回路３ざａ
、Ｊざｂと同じ作用を行なう回路）に入力され、その端
子、？ｑ（１，，７９θ、３９ｆの出力は連続したハイ
レベルの７２０度の巾の電気信号となる。この電気信号
は、端子Ｊ９ａ　、３９ｂ　、３９ｃの出力信号より１
８０度位相がおくれているので、第７図の位置検知信号
曲線３ψａ、３ψｂ、・・・２曲線３５ａ、３５ｂ、・
・・１曲線３６　ａ　、　３６　ｂ　、−と全く同じも
のとなる。

端子３９ａ、３９ｂ　、・・・、３９ｆの出力電気信号
は、第２図（ａ）の端子９ａ、りす、・・・、りｆの出
力電気信号と全く同じものとなるので、第ｇ図、第り図
の電気回路の位置検知信号として利用することができる
。コイルが２個ですむので有効な手段となる。

〔効果〕

第１に、運転中の機械振動と騒音の発生が防止される。

又小出力の電動機の場合には、突極数が７個となり、小
型、小径の電動機の得られる効果がある。

第２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。従って直流電動機として利用して有効な手段を提供
できる。

特に、回転子が単なる珪素鋼板の積層体となるので、第
４図に示すように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（・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、トルクと回転速度の特性を良好
とすることができる。

本発明装置の効果の第３は次の点にある。即ち高トルク
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ｉｚｏ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４に、第２図の実施例では、イン・々−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、出力トルクが大きくなる効果がある。

第４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。

第６に、珪素鋼板の代りに、ソフトフェライトを使用す
ると、著しく効率を上昇せしめる効果がある。

第７に、コ型の磁心と磁極を使用した電機子とすると、
出力トルクと効率を良好とする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるリラクタンス電動機の構成の説
明図、第２図は１位置検知素子となるコイルを含む電気
回路図、第３図は、本発明装置の磁極と突極と励磁コイ
ルの展開図、第弘図は、出力トルクの大きい場合の本発
明装置の構成の説明図、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６図は、出力トルクと
励磁電流のグラフ、第７図は１位置検知信号、出力トル
ク、励磁電流のタイムチャート、第２図は、励磁コイル
の通電制御回路図、第り図は、励磁コイルの通電制御の
為の他の実施例の電気回路図をそれぞれ示す。／・・・回転子、　／ａ、／ｂ、／ｃ、−＝、２０ａ。、！Ｏ奈タコａ　、　２１　ｂ　、　−突極、　ｒａ　
、ｆｂ、♂Ｃ１１ｄ、Ｉｅ＝−コイル、　／Ａａ、　／
Ａｂ　、　＝１４　ａ　、　Ｉｌｂ　、＋＋＋、　４ｔ
ｈ　、ｊ□ａ　、、３；Ｏｂ　、−、！Ｊａ、ｊｏｂ　
、−磁極、　Ａ６．　！０　、　Ｆ　、　３；３−・・
電機子、Ｌ、２０，２／、Ｄ・・・回転子、　／７ａ　
、／７ｂ　、・・、　ｔａ　、　ｔｂ　、＝−。ｊｈ、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ａ、Ｂ、０．５／ａ、５／ｂ、−−
−。ｊ弘ａ　、　３４’ｂ　、・・・励磁コイル、　♂・・
・回転軸、　１５ａ、１５ｂ・・・アルミニューム円環
部、　／ざ、／ざａ・・・外筐円筒、　／９ａ、／９ｂ
・・・ゼール軸受、　７・・・発振回路、　Ａ３，１Ａ
Ｔｏ　、’ｌ−１ｒｃ　、Ｓ７ａ　、、？７ｂ　、Ｓ７
ａ　。５７ｂ　、　ＡＯ−＝オペアンプ、　　タ、７ａ　、７
ｂ　、Ｐ−ブロック回路、　／ｌＡａ　、　／４’ｂ　
、　／ｌＡｃ・・・回転子／ψの突出部、　乙ａ、乙す
、・・・、乙ｆ・・・凹部、　２２゜Ｕａ・・・出力ト
ルクの曲線、　、２ｊａ　、ｌｉｂ　、・・・、ユ６ａ
　　、２Ａｂ　　、−、！？ａ　　、！７ｂ　　、・・
−，２ｇｈ　　、：ｌざｂ　　、　　・−。コタａ　　、２９ｂ　　、−、，７にｌａ　　、３０ｂ
　　、−，３／ａ　　、３／ｂ−。３２ａ、３２１：ｒ　、−，３３ａ、３３ｂ　、−，３
Ｑ−ａ、３１Ａｂ。 −，３Ｓａ、Ｊ５ｂ　、　−、ＪＡａ　、３Ａｂ、　−
位置検知信号曲線、　ｌＡ２．’Ａ２ａ、ｌｉｔ、　紡
、　ａ　、　ｂ　、　−、ｆ・−・トルク曲線、　’Ａ
Ａ、１Ａｂａ、ＩＩ−ざａ、ｔＡざｂ＋　”’　ｌ　”
”　１弘９ｂ、・・・励磁電流曲線、　Ｓ６・・・単安
定回路、　Ｓ６ａ・・・微分回路、　Ｇ、Ｈ，■・・・
励磁コイルＡ、ＢＣの通電制御回路、　３ざ、ＩＡｏ・
・・基準電圧端子、６ざａ、６Ｊｂ−電源圧負極、　／
□ａ　、　１０ｂ　、　−。１０ｆ・・・トランジスタ、　！；ｇａ、３；ざｂ・・
・乗算回路、７／　、　７２・・・励磁コイルＡ、Ｂ、
（！の通電制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）リラクタンス型の３相の電動機において、外筐に
設けた軸受により回動自在に支持された回転軸に中央部
が固定された磁性体の回転子と、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（６ｎ＋１
）個（ｎ＝１、２、３、…）の磁性体突極と、円環状の
磁性体により作られ、外筐に固定された固定電機子磁心
と、僅かな空隙を介して突極に対向するとともに、電機
子磁心より突出し、突極と同じ巾のｎ個の磁極を備えた
第１の磁極及びこれに捲着された第１の励磁コイルと、
僅かな空隙を介して突極に対向するとともに、電機子磁
心より突出し、第１の磁極より機械角で順次に６０度離
間した突極と同じ巾のｎ個の磁極を備えた第２、第３、
第４、第５、第６の磁極及びこれ等のそれぞれに捲着さ
れた第２、第３、第４、第５、第６の励磁コイルと、前
記した電機子磁心側に固定され、回転子の突極の位置を
検知して、電気角で１２０度の巾で互いに３６０度の位
相差を有する矩形波の第１の位置検知信号ならびにこれ
等より電気角で１２０度位相が順次におくれた第２、第
３の位置検知信号ならびに第１、第２、第３の位置検知
信号より、それぞれ位相が電気角で１８０度１方向にず
れた第４、第５、第６の位置検知信号が得られる位置検
知素子を含む位置検知装置と、第１、第２、…、第６の
励磁コイルのそれぞれに接続された第１、第２、…、第
６のスイッチング素子と、第１、第２、第３の位置検知
信号により、それぞれ第１、第３、第５のスイッチング
素子を導通して、チョパ制御により設定された値の励磁
電流を、電気角で１２０度の巾で第１、第３、第５の励
磁コイルに連続して行ない、第６、第４、第５の位置検
知信号により、それぞれ第２、第４、第６のスイッチン
グ素子を導通して、チョパ制御により設定された値の励
磁電流を電気角で１２０度の巾で第２、第４、第６の励
磁コイルに連続して行ない、励磁コイルに蓄積された磁
気エネルギを直流電源に環流することにより、各励磁コ
イルに電気角で１２０度の巾の励磁電流を直流電源より
通電して、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リラク
タンス型３相電動機。
（２）リラクタンス型の３相の電動機において、外筐に
設けた軸受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９個の磁性体突極と
、外筐に固定された円環状の非磁性体と、突極と同じ巾
の磁路開放端が突極に僅かな空隙を介して対向するとと
もに、円環状の非磁性体に固着されたコ型の第１の磁心
及びこれに捲着された第１の励磁コイルと、突極と同じ
巾の磁路開放端が突極に僅かな空隙を介して対向すると
ともに、第１の磁心より機械角で順次に６０度離間して
円環状の非磁性体に固着されたコ型の第２、第３、第４
、第５、第６の磁心及びこれ等のそれぞれに捲着された
第２、第３、第４、第５、第６の励磁コイルと、第１、
第２、第３、第４、第５、第６の励磁コイルのそれぞれ
に直列に接続された第１、第２、第３、第４、第５、第
６の半導体スイッチング素子と、前記した外筐側に固定
され、回転子の突極の位置を検知して、電気角で１２０
度の巾で互いに３６０度の位相差を有する矩形波の第１
の位置検知信号ならびにこれ等より電気角で１２０度位
相が順次におくれた第２、第３の位置検知信号ならびに
第１、第２、第３の位置検知信号より、それぞれ位相が
電気角で１８０度１方向にずれた第４、第５、第６の位
置検知信号が得られる位置検知素子を含む位置検知装置
と、第１、第２、…、第６の励磁コイルのそれぞれに接
続された第１、第２、…、第６のスイッチング素子と、
第１、第２、第３の位置検知信号により、それぞれ第１
、第３、第５のスイッチング素子を導通して、チョパ制
御により設定された値の励磁電流を、電気角で１２０度
の巾で第１、第３、第５の励磁コイルに連続して行ない
、第６、第４、第５の位置検知信号により、それぞれ第
２、第４、第６のスイッチング素子を導通して、チョパ
制御により設定された値の励磁電流を電気角で１２０度
の巾で第２、第４、第６の励磁コイルに連続して行ない
励磁コイルに蓄積された磁気エネルギを直流電源に環流
することにより、各励磁コイルに電気角で１２０度の巾
の励磁電流を直流電源より通電して、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リラクタンス型３相電動機。
（３）リラクタンス型の３相の電動機において、外筐に
設けた１組の軸受により回動自在に支持された回転軸と
、該回転軸の左右端部に中心部が固定された同形の磁性
体で作られた第１、第２の回転子と、第１、第２の回転
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（６ｎ＋１）個（ｎ＝１、２、３、…）の同位相の
磁性体突極と、回転子の中央部に中心部が固定された磁
性体で作られた第３の回転子と、第３の回転子の回転面
において、前記した突極と同じ構成で位相が電気角で１
８０度ずれて配設された磁性体突極と、第１、第２、第
３の回転子にそれぞれ対向して、外筐内側に固定された
第１、第２、第３の磁性体により作られた第１、第２、
第３の電機子磁心と、僅かな空隙を介して第１、第２の
回転子の突極にそれぞれ対向するとともに、第１、第２
の電機子磁心より突出し、突極と同じ巾のｎ個の磁極を
備えた同位相の第１、第＠１＠の磁極及びこれ等に捲着
された第１、第＠１＠の励磁コイルと、僅かな空隙を介
して第１、第２の回転子の突極に対向するとともに、第
１、第２の電機子磁心より突出し、第１、第＠１＠の磁
極のそれぞれより、機械角で順次に６０度離間した突極
と同じ巾のｎ個の磁極を備えた第２、第＠２＠の磁極及
び第３、第＠３＠の磁極及び第４、第＠４＠の磁極及び
第５、第＠５＠の磁極及び第６、第＠６＠の磁極ならび
にこれ等に捲着された第２、第＠２＠、第３、第＠３＠
、第４、第＠４＠、第５、第＠５＠、第６、第＠６＠の
励磁コイルと、僅かな空隙を介して第３の回転子の突極
に対向するとともに、第３の磁心より突出し、突極と同
じ巾のｎ個の磁極を備えた第１、第＠１＠の磁極と同位
相の第７の磁極及びこれに捲着された第７の励磁コイル
と、僅かな空隙を介して第３の回転子の突極に対向する
とともに、第３の電機子磁心より突出し、第７の磁極よ
り、機械角で順次に６０度離間した突極と同じ巾のｎ個
の磁極を備えた第８、第９、第１０、第１１、第１２の
磁極ならびにこれ等に捲着された第８、第９、第１０、
第１１、第１２の励磁コイルと、前記した電機子磁心側
に固定され、回転子の突極の位置を検知して、電気角で
１２０度の巾で互いに３６０度の位相差を有する矩形波
の第１の位置検知信号ならびにこれ等より電気角で１２
０度位相が順次におくれた第２、第３の位置検知信号な
らびに第１、第２、第３の位置検知信号より、それぞれ
位相が電気角で１８０度１方向にずれた第４、第５、第
６の位置検知信号が得られる位置検知素子を含む位置検
知装置と、第１、第２、…、第１２の励磁コイルのそれ
ぞれに接続された第１、第２、…、第１２のスイッチン
グ素子と、第１、第２、第３の位置検知信号により、そ
れぞれ第１、第１０と第３、第１２と第５、第８のスイ
ッチング素子を導通して、チョパ制御により設定された
値の励磁電流を、電気角で１２０度の巾で第１、第３、
第５、第１０、第１２、第８の励磁コイルに連続して行
ない、第６、第４、第５の位置検知信号により、それぞ
れ第２、第１１と第４、第７と第６、第９のスイッチン
グ素子を導通して、チョパ制御により設定された値の励
磁電流を電気角で１２０度の巾で連続して行ない、励磁
コイルに蓄積される磁気エネルギを直流電源に環流する
ことにより、各励磁コイルに電気角で１２０度の巾の励
磁電流を直流電源より通電し、第１、第２の回転子と対
向する磁極間の径方向の磁気吸引力と第３の回転子と対
向する磁極間の径方向の磁気吸引力が逆方向で所定の差
を保持せしめて、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
リラクタンス型３相電動機。