JPH02188156A - Ｄｃモーター等出力パルスモーター - Google Patents

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） 産業機械の精密制御する分野で、入力パルスの数に比例
した回転角度だけ回転や、停止を頻繁に繰り返す事や、
入力パルスの周波数に比例した回転速度が必要とされ、
しかも、それらのパワーが、一般のモーターと同等の能
力を持つ事が要求される場合に答えたものである。

（従来の技術） 現在市販されているステッピングモーターは、固定子巻
線で作られる電磁力によって電磁鉄鋼などで作られてい
る回転子歯を引きつけるリラクタンス形と、回転子に永
久磁石を用いた永久磁石形があり、いずれもローターの
磁極数と固定子の磁極数に差を持たせピッチの少しずれ
た突極形状の回転子を固定子巻線を順次励磁させて吸引
し回転させている。

すなわち、入力パルスにたいしてローターの一部の磁極
にのみ力が作用しているだけである。

出力を大きくするためローター磁極に給電して磁力を強
力にする必要が有るが、ブラシレス化の問題や、構造上
と制御方法が確立されておらず、実現していない。

一般に効率が悪く６０％以下であり、大きいトルクのも
のは作りにくく、大出力の物は油圧サーボ等の補機を使
用しているのが現状である。

（実施例） 本発明の実施例を図に基ずいて説明する。

図１の様に、ローター磁極を４極とし、固定子極を２倍
の８模とした場合、ローター磁極のＮｌ、Ｎ２．Ｓｌ、
Ｎ２．の極性は変化させないものとして。

動作は、固定子極の１をＳ、３をＮ、５をＳ、７をＮに
、同じく８＝Ｎ、２＝Ｓ、４＝Ｎ、６＝Ｓ、に励磁する
と。

Ｎ１は８（Ｎ）と反発、１（Ｓ）と吸引、Ｓｌは２（Ｓ
）と反発、３（Ｎ）と吸引、Ｎ２は４（Ｎ）と反発、　
５　（Ｓ）と吸引。

Ｎ２は６（Ｓ）と反発、　７　（Ｎ）と吸引、の関係に
なり。

入力主電流パルスに同期して固定子巻線とローター巻線
を同時に励磁すれば固定子巻線の総数とローター巻線の
全数が一気に回転作用する事になり、効率が非常に良く
なる。・・・Ｕｊｌｌ−］４５度右回転してローターの
Ｎ１が１　（Ｓ）　、　２　（Ｓ）の中間位置迄くると
、ＮとＳが正面対向して吸引し合い動作停止する。

８１、Ｎ２．Ｓ２も同時に同じ動作をする。

この時、電機子極の変化を止めて直流を流せば、その位
置で強制動される。また主電流がｏｆｆして外力が無け
れば。

その位置で停止する。この様にしてステッピング動作す
る。

又、この時、１，３，５．７が極性反転して図１−２の
関係となれば、更に回転力が働き４５度移動し、その点
で今度は。

８．２，４．６が極性反転して図１−３となると再び回
転力が働き、引き継き回転し、これを繰り返す事で連続
回転する。

従って固定極が順次励磁されて回転する事になる。

しかしながら、極数が増すと順次励磁回路も複雑になり
容易ではない。

何故なら３相巻線と異なり極の反転を伴う順次励磁は単
純に制御素子を増やす事になり実用にならなくなるので
ある。

そこで思想を整理して、電気的な回路の工夫をはかった
。

動作（１）と動作（３）は同じだが 極性が反対である。

動作（２）と動作（４）は同じだが 極性が反対である。

そこで、これをグループ化して交互動作とし、更に各各
に交互に極性反転させるための回路を工夫した。

それが図２である。つまり、ＡグループとＢグループの
巻き線を各各に独立したインバーター回路に納め、それ
ぞれ専用の。

ローター角度センサーａとｂを４５度ずらして設置し、
−枚の。

ローターに取り付けた回転板にスリットを設けて、９０
度ごとに０Ｎ−ＯＦＦする様にした。

インバーター回路の、導通指令されたＭＯＳ−ＦＥＴに
は常にトリガー信号が入っている状態として置けば、入
力主電流に依って全ての磁極がローター角度に従って励
磁されて、如何なるローター位置でも回転作用をするの
である。

図３では各素子の点弧順序の関係をしめした。

図４にモーターの構造を示しローターの説明をする。

ローターの構造はＤＣブラシレスモーターの櫛形（クロ
ーポール）と類似するが、その磁気回路に於てサイリス
トモーターの電機子巻線は、３相誘導モーターと同じ同
期電動機であるので。

（ローター磁極）−（電機子磁極）−（固定ヨーク）−
（カバー）１−−−−−−−−一−−−−−−−−−−
−−＝−１と長くなる為強い磁界が必要である。

然るに、ローターと固定ヨーク（電機子鉄心）の他は非
磁性体とする事と、電機子とローターが最も接近しやす
い場所に磁極を対向させる巻き線構造とに依って。

磁気回路も（ローターＮ）−（電機子磁極）−（ヨーク
）

【図面の簡単な説明】

（ローターＳ）　　　−−−−−−−−−と短くなり、
図１−１に示した様に磁気回路を４個同時に形成させる
事が可能となるわけである。 この点からも、３相巻き電機子よりも優位な効率を得る
分けである。 （発明の効果） １、このモーターは、制御用と動力用を兼ね備えた物で
はあるが、入力パルスが無私なく、シがも、磁極（巻き
線）の全てが同時に回転作用をする為、どちらの能力に
於ても効率的に優さるものである。 ２、磁極数が増えてもＡグループとＢグループとして扱
い主回路は適応する。 ３、電源は、直流、及びパルス駆動に対応できる。 図面１−１より１−４は、実施例の動作説明用の模式図
である。 磁極番号８．２．４．６は、Ａグループの電機子（固定
子）極であり　１，３．５，７は、Ｂグループの電機子
極である。 記号ａはＡグループ担当のローター角度センサーである
。 記号すはＢグループ担当のローター角度センサーである
。 記号Ｎｌ、Ｎ２．Ｓｌ、３２は１回転子種である。 図面２は、簡単なドライバー回路である。 ＡとＢは各グループの電機子巻線 Ｃは回磁巻線である。 尚、半導体は、ＳＣＲで書いであるが、実際には、パワ
ーＭＯ８・ＦＥＴを使用しである。 ４、正転、逆転、停止いずれも主回路や界磁は、そのま
まで全て電子制御である。 ブラシが無く、軸受は以外の保守がいらない。 完全密閉できるので思い環境でも適応できる。 奇酷な運転にたえる。 低速から高速まで自由にスムースに可変できる。 効率が良い事と、入力の間欠投入を利用して、省エネ効
果を大きできる。 図面３は、ＡグループとＢグループのローター角度に対
する極性の関係を示したものである。 図面４は、モーター断面模式図であり。 イは、電機子巻線　　　口は１回磁巻線ハは、電機子鉄
心　　　二は、ローターであり、コの字形の先を磁極と
させる。　　　ホは、非磁性のケースである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ブラシレスモーターでローターの磁極がＮ−Ｓ−Ｎ−Ｓ
   と交互に並び、その数は、ＮとＳ２極の偶数倍で、対向
   した固定子磁極はＮ−Ｎ−Ｓ−Ｓと並び、その数は、ロ
   ーター磁極の２倍であって、入力パルスごとに励磁され
   た力が、ローターと電機子磁極の全てに同時に作用する
   事で、一般のモーターより優れた出力としたモーター。