JPH0223092A - 交流電源により指定された出力トルクで運転される電動機 - 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〕 比較的出力の大きいリラクタンス型若しくは、３相直流
電動機を、単相若しくは３相の交流電源により運転する
場合に利用されるものである。

〔従来の技術〕

リラクタンス型電動機を高速（毎分１万回以上位）で運
転する技術はないが、インノ（−タを利用して高い周波
数の交流とし、誘導電動機を駆動して、電動グラインダ
その他を生産した例がある。しかし、目的は同じでも本
発明技術とはその手段が異なっている。他に、交流電源
を使用した比較的出力の大きい直流電動機が数多くある
が、これ等も目的は同じであるが、本発明装置とはその
手段が異なっている。

〔本発明が解決しようとしている課題〕現在商品化され
ている電動機用のコンノ（−タには、次に述べる解決す
べき問題点となる課題がある。

第１に、入力交流の電圧サイン波のピーク値の７部のみ
が通電されるので、通電のオンオフ時に大きい電気ノイ
ズを発生する。

又供電する交流の電流はパルス的なものとなって、供電
側からみた場合に好ましい通電とはなっていない、１！
流の変化は最少限とすることが好ましいものである。

第２に、波高値の高いノくルス的な通電となっているの
で、これを平滑化して直流′？！！源とする平滑コンデ
ンサの容量が著しく大きくなり、大型高価となる。

第３に、上記したコンバータの出力により作動されるイ
ンバータは高価、大型となる問題点がある。

第４に、リラクタンス型の電動機とすると、インバータ
の問題は解決するが、次に述べる低電動機のように相数
を多くできない。これ１ｔ、各相の半導体回路の価格が
高い為に実用性力；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。

同じ問題点として、特に出力トルクの大きいりラフタン
ス型の電動機の場合には、電機子の磁極の数が多くなり
、又その磁路の空隙力；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
。又直流電動機の電源を交流より得る場合Ｋ、コンバー
タの出力がＳＯＯワット以上位となると、第１、第２の
問題点となる課題は早急に解決する必要がある。

同様な課題となる問題点は、出力の大きい直流電動機、
（特に無刷子モータ即ち半導体１「動機）にも同じ（存
在する。

〔課題を解決する為の手段〕

第１に、ユ相の電動機は、各Ａ相をＡ相。

１３相と呼称すると、各Ａ相を独立にチョッパく回路に
より通電制御を行なうことができる。従って、チョッパ
回路は、Ａ相、Ｂ相の２系統ですむ。

３相の電動機も一上述した事情は同じである。

即ち、リラクタンス型若しくはブラシレスの半導体電動
機におい−Ｉ：は、第７図（ロ）、（句について詳説す
るようにＡ相とＢ相の一系統の通電と考えることができ
る。従ってチョッパく回路も一系統ですむ。

Ａ相と８相のチョッパ回路の位相差を電気角で１８０度
となるような構成とする。

第２に、電動機の電機子電流即ち励磁コイルの電流の制
御を位置検知信号により行なう慣用されている手段に付
加して、チョッパ（回路により、指定された電機子電流
値とし、印加電圧と無関係に電機子電流（励磁電流）を
基準電圧により制御する。

第２に、交流電源の電圧のピーナ値の′／２以下の電圧
によって前記した電機子電流値が得られるように交流電
源の電圧を選択する。

第ｔに、励磁コイルのチョッパく回路による電気角でｌ
ｔＯ度の巾の通電制御を行なう場合に、励磁コイルに蓄
積された磁気エネルギを′４源に環流して、急速に消滅
せしめて、位置検知信号の形状に相似した通電波形とし
ている。

直流ブラシレス電動機の′１に機子コイルについても上
述した手段が同様に採用されるものである。

〔作用〕

最初に単相交流を電源とする場合について説明する。

チョッパ回路により、負荷に対応した電機子電流値即ち
励磁電流値となるように制御されているので、電動機の
印加電圧が、設定値を越えていれば、印加電圧に無関係
に電機子電流は負荷に対応する所定値に保持される。従
って、交流の電圧のピーク値を前記した設定値が得られ
る電圧の二倍以上のものとすることにより、電機子電流
の通電に寄与する電圧の巾は、半サイクルの全巾の２７
３位となる。

従って、供電交流側の通電中が広くなり、周知のコンバ
ータのように電圧のピーク値の近傍のみのパルス的通′
、五が避けられ、機械的、電気的なノイズの発生が防止
される。チョッパ周波数も大きくなるので、交流半サイ
クルの間のオンオフの数が大きくなるので有効な手段と
なる。

周知のコンバータの場合には、ｌアンペアの出力を得る
為に７０００マイクロファラッド位の；ンデンサが平滑
用として使用されているが、本発明手段によると平滑用
コンデンサは、　’／１０位となる作用がある。

交流電源を３相交流とした場合には、上記したコンデン
サは不要となり、他の作用は単相の場合と全く同様であ
る。

励磁電流は、トランジスタのオンオフによる制御により
、設定値に保持されているので、ジュール損失は僅少と
なる。

従って、第１、第２の課題が解決される。励磁電流値は
、電気角で１８０度の巾で、所要の電流波形が保持され
ているので、電源電圧に無関係となる。従って印加電圧
の平滑化の必要がなく、又設定された値以上の交流電圧
とすることにより、励磁コイルに蓄積された磁気エネル
ギの処理が高速で行なわれるので、反トルクの発生がな
く高速高トルクとなり、リラクタンス電動機の欠点が除
去できる。

半導体電動機で、高トルク高出力の場合には、効率が著
しく劣化するが、上述した手段を適用することにより効
率が著しく上昇する。

従って、第３、第４の課題が解決される１課題を解決す
る為の第１の手段により、Ａ相、Ｂ相のチョッパ回路に
よる通電電流電流リプルの位相差）ｉ電気角でｔｇｏ度
とされ℃いる。ので、供電側から見た場合に、供電電流
値のりプル分が減少する。従って、電気ノイズの発生を
小さくでき、又そのフィルタコンデンサも小容量ですむ
作用がある。

〔実施例〕

第１図以降について本発明の詳細な説明する。各図面の
同一記号のものは同一部材なので、その重複した説明は
省略する。

第１図において、単相若しくは３相の交流電源ｉｑの出
力は、周知の全波整流回路２により整流され、端子コα
、２ｂより直流出力が得られる。

上記した直流出力は、第２図、第３図のタイムチャート
において、曲線ｚｓ　　ｋｂ、・・・（単相の場合）及
び曲線２３α、　２Ｊｂ　、・・・、評曝、コｑｂ　・
・・、　２！ｒ　Ｇ　、　２！；　ｂ　　・・・（３相
の場合）として、波形が示されている。

第７図に戻り、記号イ、Ｂは、電動機のそれぞれＡ相、
Ｂ相の電機子コイルの通電制御回路のブロック回路であ
る。

上述したＡ相及びＢ相の詳細については、第７図（す、
（ｂ）について後述する。

第１図のコンデンサ３は、３相交流の場合には、電源に
入力される電気ノイズのフィルり用のものである。

次に、本発明の適用されるリラクタンス型の電動機につ
いて説明する。

第ψ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。

第を図において、記号／は回転子で、その突極／ＬＬ、
／ｂ、・・・の巾は１８０度、それぞれは３６０度の位
相差で等しいピッチで配設されている。

回転子ｌは、珪素ｒ′（板を積層した周知の手段により
作られている。記号ざは回転軸である。

固定電機子ｌｂには、磁極／Ａ　４　、’／Ａ　ｂ　、
　／Ａ　−／ｌ、　ｄ　、　／Ａ　ｔ　　ｙｂ　ｆが、
それ等の巾が１８０度で、等しい離間角で配設されてい
る。突極と磁極の巾は７５０度で等しくされている。突
極数は７個。

硼極数は６個である。

第Ｓ図は、第１図のリラクタンス型３相Ｍ１動機の展開
図である。

第５図のコイル１０　ｒＬ　、　１０　ｈ　、　１０６
は、突う／８　ｌｂ　・・・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／４の側に固定さ
れ、コイル面は、突極１ａ　　７６　　・・・の側面に
空隙を介して対向している。

コイル１０４　、１０　ｂ　、　ＩＯ＋？は／２０度離
離間ている。コイルは３ミリメートル径で１００ターン
位の空心のものである。

第６図に、コイル１０８．１０　ｂ　、　１０６より、
位置検知信号を得る為の装置が示されている。

第６図において、コイルＩＯ↓＊　抵抗／！；　＠、　
ｎｂｌ、よＣはブリッジ回路となり、コイル１０１が突
極１ｇ　　１ｂ　・・・に対向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ｌ／　ｎＬ　　コンデンサ／コ１な
らびにダイオード／／　ｂ　　コンデンサ／２　ｂより
なるローパスフィルタの出力は等しく、オペアンプ１３
の出力はローレベルとなる。

記号ＩＯは発振器でｌメガサイクル位の見損が行なわれ
ている。コイル１０αが突極１６Ｌ　ｌｂ・・・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１ｊ　ｓ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／ｌの入力であるオペアンプ／３による出
力は、第１０図（４）のタイムチャートの曲線ｓｓ　ｇ
　、　ｗ　ｂ　　・・・となり、反転回路１３αを介す
る入力は、曲線コＡ　＠　、　２６　ｂ　、・・・とな
る。

第６図のブロック回路／４ｃ　ａ　、　／Ｑ　ｂは、そ
れぞれコイル／Ｑ　ｂ　、　１０　ｅを含む上述したブ
リッジ回路を示すものである。

発振器１０は共通に利用することができる。ブロック回
路／り冬の出力及び反転回路／Ｊ　ｂの出力は、ブロッ
ク回路／ｇに入力され、それらの出力信号は、第１Ｏ図
（すにおいて、曲線２７Φ、２りｂ・・・９曲線コ１．
コｇｂ　　・・・として°示される。

ブロック回路／ｑ　ｂの出力及び反転回路１３ｃの出力
は、ブロック回ｙｉｇに入力され、それらの出力信号は
、第１Ｏ図（勾において、曲線コ９４　、　：１９ｂ、
・・・９曲線３０　ｉ　、　、？Ｏｂ　、・・・とじて
示される。

曲線ｎ＠　、ｎｂ　　・・・に対して、曲線２７１２ｑ
　ｂ　　・・・は位相が１２０度おくれ、曲線２７８２
７ｈ、・・・に対して、曲線、２９　！　、　２９　ｂ
　　・・・は位相が１２９度おくれでいる。

フロック回路７ｇ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ｌｒ　ｃ　、　Ｉｇ　ｌ）　　・・・１ｇ
　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ｉｔ　ａ　、　／ｌ　ｂ　、　ｉｇ　ｅの出力は、
第１Ｏ図（４）において、それぞれ曲線Ｊ／　ＩＢ　、
　３／　ｈ　、・・・１曲線Ｊコｉ、Ｊコｂ　　、、、
、曲線、７，７　Ｇ　、　３３　ｂ　、・・・とじて示
されている端子ｉｔｒ　ｄ　、　１ｇ　ａ　、　ｌｒ　
ｆの出力は、第１Ｏ図ＣｃＬ）において、それぞれ曲線
３ｑα、　３１１　ｂ　、・・・曲線３！　＠、　、　
３！　ｂ　　・・・１曲線３６儂、　３１．　ｂ　、・
・・として示されている。

端子／ｌ　４と／１：　ｄの出力信号、端子ｉｇ　４　
トｉｔ　ｔの出力信号、端子ｉｔｒ　ｅ−と７ｇ：ｆの
出力信号の位相差は１８０度である。

又端子／ｒα、／ｌｂ／ｌＱの出力信号は、順次に１２
０度おくれ、端子ｙｔｒ　ｄ　、　ｎ　ｔ　　７ｇ　ｆ
の出力信号も同じくｊ順次に／、２１１；１度おくれて
いる。コイル１０　＠、、、１０　ｂ　、　ｉｏ　ｌ？
の対向する突極１＠、ｉｂ。

・・・の代りに、第μ図の回転子／と同量回転する同じ
形状のアルミニューム板を用い℃も同じ効果がある。

リン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。

これを防止する為て、一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ユ個１組配設して、上２した
１゛・η気吸引力をバランスしている。本実施例では、
磁極は非対称となり、従って磁気吸引力は常に径方向に
発生し、その力のベクトルは、！方向に６回転子／の回
転に同期して回転している。

従って、回、転子／）ま／方向の押圧力を受けているの
で、振ｗ＝６の発生が防止されている。

第２に、第７０図（１）のタイムチャートの点線曲線ｑ
コで示すように、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
ルクも太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。

即ち突極と磁極の対向面の回転軸の方向の巾を５°（な
らしめる手段とする。かかる手段により対向面の洩れ磁
束により、出力トルク曲線は第１Ｏ図（αンの曲線１Ｉ
Ｊ１のように平坦となる。

第３に効率が劣化する欠点がある。

励磁電流曲線は、第７０図（りにおいて、曲線ｌＩ６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（、中央部は逆起電力により、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、
曲線ダ乙のようになる。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’７４は１ｉｒｏ度の巾となってい
るので、磁気エネルギは点線ｔＩ４　Ｇ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４に、出力トルクを大きくすると、即ち突極と硼極数
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、？ｈ１図の磁極／Ａ　ａ
、　／Ａ　ｈ　、・・・と突極ｌα、　／　ｂ　、　、
、、に蓄積される磁気エネルギ九より、励磁電が１．０
立上り傾斜が相対的にゆる（なり、又通電が断たれても
、磁気エネルギによる放Ｍｉ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、励磁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図及びｆｌ′ｒ図において、円環部／６及び磁極／
ｂ　＠、　／Ａ　ｂ　、・・・は、珪素鋼板を積層固化
する周知の手段忙より作られ、図示しない外筺に固定さ
れて電機子となる。記号１６の部分は磁路となる磁心で
ある。記号／６及び記号／ｌ、　ｃ　、　／Ａ　ｂ　。

・・・を電機子と呼称する。

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／Ｇ　ａ　、　／Ａ　ｂ　、・・・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／７　ｂ　ｅ、　／’ｌ　ｅが通電されると
、突極／ｂ、／ｅが吸引されて、矢印Ａ−／方向に回転
する。

、７０度回転すると、励磁コイル／７　ｈの通電が停止
され、励磁コイル／７（ｔが通電されるので、突極／ｃ
Ｌ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／Ａ　ｂ　（Ｎ
極）、／ｂｅ（Ｓ極）→磁極１ｂｅ（Ｓｆ：５．）、ｔ
ｂｄ（Ｎ極）→磁極１ｔｓｃＬ（＃Ｓ　）、／６ｔ（Ｓ
極）→毎極ｎ　ｔ　（Ｓ極）、／ｌ、ｆ（Ｎ極）→磁極
／ｂｆ＜Ｎｉ号）　、ｔｂ　％　（Ｓ極）→とサイクリ
ックに交替されて、矢印、イー１方向に回転子ｌが、駆
動される３相のリラクタンス′？Ｗ動機となる。

励磁される一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１ま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／？　ｌ！　、　／７　ｈ　、・・・
の通′、匡手段について説明する。

第７図（＄）において、１助研コイル／７４．／りＣ／
７ｇの両端には、それぞれトランジスタＸ）ｓ２ｏｂ及
びｒａ　、ｘｃｌ及びｘｘ、ｘｒｆが挿入されている。

トランジスタｍ　ａ　、　ｍ　ｂ　、　、ｗｅ　、・・
・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。例えばパワモスＦＥ　Ｔが使
用される。

直流電源正負端子コａＬ　２ｂより供電が行なわれてい
る。

端子２３１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、）Ｉ）　ｉ　、　ｌ　ｂが導通して、励
９コイル／７　Ｇが通電される。端子２．３　ｂ　、　
２３７−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２０／７．２０ｄ及びトランジスタ、２ｏｅ
ｘ＞ｆが導通して、励磁コイル／７ｃ　／７ａが通電さ
れる。

ブロック回路、Ｚ）、Ｅ、Ｆは、励磁コイル／７　ｂ／
７　ｃｌ　、　／７　ｆの通電制御回路で、励磁コイル
１７Φの通電制御回路と全く同じ構成のものである。

従ッテ、６８子ａｙ　ｓ　、　ｘｙ　ｂ　、　２９　ｃ
にハイレベルの入力があると、それぞれ励磁コイル／７
　ｂ　、　／？ｃ！　、　／？　ｆが通電される。

第７図（ｂ）は、上述した端子譚ａ　、　２３　ｈ　、
　；Ｌ３　ｅ評１．評ｂ　、　、２９　／−に入力され
る電気信号を得る為の回路で、上記した端子２ｊ４　、
２Ｊｂ　、・・・２４１ｅはそれぞれ第７図（勾の端子
ｔｉｇ　ＬＬ、ダｇｂ、・・・ＩＩＩ　ｆ　Ｋ接続され
ている。

第７図（ｂ）において、端子性ａ　、　貧ｂ　、　３！
ｒ　ｅには、第７θ図（勾の位置検知信号曲線３／α、
　３／　ｈ　。

・・・及び曲線３コ４　、３２　ｂ　　・・・及び曲線
３．３＆、３３ｂ。

・・・が入力されている。これ等は同時に、アンド回路
弘り１．ダクｂ　、　４１？　ｎの上側の入力となって
いる。

端子りｒ　ｔＬ　、　ｒｓ　ｇ　、　ｓｒ　ｆには、第
１０図（りの位置検知信号臼８３４＠、３ルｈ　、　、
、、及び曲線３１４　ｌ　、　、７４ｂ　・・・及び曲
線Ｊ３α、　３！　ｈ　、・・・が入力されている。

第７図Ｃｂ）の端子り３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５３Ｃの出力
は、端子ｓｒ　ａ　、　ｙ！ｒｂ　、　ｓｓ　ｅの電気
信号と相似し、しかも端子Ｓ３の入力により高さの異な
る電気信号となる。

オペアンプ見ａの一端子には、第７図（ｃＬ）の抵抗２
２αの電圧降下即ち励磁電流の検出電圧が絶対値回路３
り虐の出力端子外１と接続した第７図（ｂ）の同一記号
の端子を介して入力されている。

オペアンプＳコａの子端子（乗算回路Ｓ３＠の出力）は
、一端子の入力より大きいので、オペアンプ見ｔの出力
はハイレベルとなる。

従つ″Ｃ％アンド回路ｔ１７　ｉの出力もハイレベルと
なり、第７図（りのトランジスタ１４　、］ｂが導通す
る。

抵抗２−２４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１Ｏ図（４）の曲線ｑｇ　ａに示す
ように励磁電流が増大する。

オペアンプＳユ１の一端子の入力電圧が、子端子のそれ
即ち第ｉｏ図（りの曲線、７／　ｂを越えると、オペア
ンプＳ２省ａの出力はローレベルに転化し、この信号の
始端部の微分パルスが、反転回路を介して、微分回路ｊ
／　１により得られる。

トランジスタ２０ａ　、ｒｂが不導通となるので、励磁
コイル／７　ＬＬに蓄積された磁気エネルギは、ダイオ
ード２１　ｂ　、電源、抵抗−各、ダイオ−トコ／４を
介して放電され、この曲線が第１０図（８）で曲線グ９
α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
る形成となっているので、印加電圧を高くすることによ
り、曲線４１？　ｌ　）’！急速に降下する。又曲線何
αの上昇も急速となる。

オペアンプタコｑの一端子の入力電圧が降下するので、
オペアンプｌαのヒステリシス特性により、短時間後に
、オペアンプＳ２省の出力がハイレベルに復帰して再び
励Ｓ″：！イル／７１の通電が開始される。この通電曲
線が第１Ｏ図（４）で曲線４１ｔ　ｂ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、
７／　ｂの右端で通電が停止する。

通電曲線は、位置検知信号曲線似した形となり、端子Ｓ
３の入力により通電電流を制御できる。

全く同じ事情で、端子ｓｓ　ｂより入力される位置検知
信号により、アンド回路４ｔ７　ｂが制御されて、トラ
ンジスタ２０　ｅ　、　２０ｄも制御されて、励磁コイ
ル／７　ｅの通電が制御され、同形の通−曲線となる。

端子５３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ｒｓ　ｅより入力される位置検知
信号により、アンド回路ｔｎ　ｏが制御されて、トラン
ジスタ、ｗｇ、ｓｏｆも制御されて、励磁コイル／７　
ｇの通電が制御され、同形の通電曲線となる。ダイオー
ド２／　ｅ　、　２／　ｄ　、　２Ｉ　Ｑ　、　２／　
ｆの作用効果も又同様である。端子夕３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／７　ｎＬ／７
　ｔｙ　、　１／　、の通電角は１２０度で、第７０図
（勾の実線ｑりで示す出力トルクを発生する。

上述した励磁コイル／？　ｉ　、　／りｈ　、　／’７
　ｇによる通電モードをＡ相による励磁コイルの通電と
呼称する。

第７図（ｂ）にオイて、端子ｒｓ　ｃｌ　、　ｓｓ　ｔ
　、　ｓｒ　ｆには、それぞれ第１ｏ　図１　（りの位
置検知信号曲線、７．４４３６　ｂ　　・・・及び曲線
３りｓ　、　ｙａ　ｂ　　・・・及び曲線３Ｓａ３ｓ　
ｂ　　・・・が入力され、乗算回路３１　ｂにより、端
子タ３０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ｊλｂの中端子の入力信号は、第７図（−）
の端子ｓｑ　ｂを介する抵抗−すの電圧降下即ち励磁コ
イル／りす、ｎｅｔ、ｎｆの電流に比例するものが絶対
値回路３りｂの端子ｓｙ　ｂより得られ、同一記号の第
７図（ｂｌの端子に入力され℃いる。

オペアンプＳユｂのハイレベルの出力の始端部の微分パ
ルスが微分回路ｊ／　ｂにより得られ、この微分パルス
が、フロップフロップ回路（以降は１回路と呼称する。

）５乙に入力される。又微分回路Ｓ／４の微分パルスも
、Ｆ回路タロに入力される。

Ｆ回路見の出力が、アンド回路４７　ｃｌ　、　ｔＡｔ
　ｔ　。

ダフｆの下側に入力されている。端子ｌＩｇｔ、ｑｔａ
。

りｇｆの出力は、第７図（勾の端子評ｃ　、　２４Ｉｂ
二４１４にそれぞれ接続されているので、これ等の出力
により、励磁コイル／７　Ａ　、　／牌、　／７　ｆの
通電制御が行なわれる。

第２図のタイムチャートの３段目の曲ｆｔｌＡｔ８ｇｂ
、ｇｅ、・・・は、前述した励磁コイル１７１のトラン
ジスタ〃導、・ｚｂのオンオフによるチョッパ回路によ
る励磁電流の脈流部のみの曲線で、太線部は励磁電流の
増大する部分を示し、細線部は磁気エネルギの放出によ
る電流曲線を示している。点線＆ｂは、第７図（ｂ）の
基準電圧夕３の端子の電圧により通電電流が断たれる点
を示し、点線６１は、曲線ｇａ　　ｇｈ　　・・・の下
限を示している。

曲線ざ１の末端において、第７図（ｂ）の微分回路！／
　ｅＬの微分パルスが、１回路り乙に入力されるので、
出力がハイレベルとなり、アンド回路ψフどの入力がハ
イレベルとなる。

このときく、第１Ｏ図（ｇ）の位置検知信号、ｕ　ｂに
よる励磁コイル／７　ｂ−の通電制御が行なわれている
場合に、アンド回路ダクｄの上側の入力もハイレベルな
ので、励磁；イル／７　ｂは通電される状態にある。

従って、励磁コイル１７　ｈの電流は第２図の曲線ｑａ
のように増大し、励磁電流に比例する電圧が、端子５４
ｔｂより入力されているので、オペアンプ！４　ｂの中
端子の入力信号が増大し、一端子のそれを越えると、オ
ペアンプ５２６の出力はハイレベルに転化し、微分回路
Ｓｌｂを介する１回路の入力によりその出力が反転して
、アンド回路ダクｄの下側の入力はローレベルとなる。

従って、励磁コイル／りｂの通電が断たれて、第２図の
細線曲線９ｂに示すように電流が減少する。このときに
、励磁コイル／’ｌ　ＩｌＫは、すでに通電が開始され
、曲線ｊＩ？に示すように電流が増大し、点＃ｉ！ｌ、
ｂの交点で通電が断たれる。

従って、再び微分回路ｒ／　４より微分パルスがＦ回路
タロに入力され、アンド回路ａ７　ｒｔの出力がハイレ
ベルとなり、励磁コイル／７　ｂは曲線？ＣＫ示すよう
に電流が増大する。

このときに、曲線デｂと点線６＠の交点が曲線？Ｃの始
点となることが理想的であるが、図示のようにずれが発
生することは避けられない。

しかし、次の曲線ｑｅと点線ｔ、ｂとの交点が早くなる
ので、調整作用があり、従って、曲線ｔａ　　ｚｂ、・
・・と曲線ｑｓ、９ｂ、・・・との位相差は、ｌｒＯ度
に近いものとなる。

他の励磁コイル／７　’！と／７　（を及び励磁；イル
／りｅと／？ｆについても上述した事情は全（同じで、
１ｔｒｏ度の位相差のある通電白線が得られるものであ
る。

若し、上述した位相関係がランダムであったとすると、
合成′１！流のリプル値が太き（なり、電源側に電気ノ
イズが環流され、又回路ノイズ発生の原因を大きくする
不都合がある。

本実施例によればかかる欠点が除去される効果がある。

励磁コイル／７ｂ、／７ｄ、、／りｆによる通電モード
を１３相の励磁コイルによる通電モー１Ｇの出力が］−
イレペルにある区間となり、曲線ｇｂ　　ｔｄ、・・・
はローレベルにある区間を示している。上述した区間の
長さは、オペアンプ見αのヒステリシス特性により規制
することができる。

曲線ｑ８　ｑｂ　　・・・の始点は、曲線ｇａｇｂ　　
・・・の末端と同期している。上述した条件を満足する
回路であれば他の手段でもよい。例えば、曲線ｇｈ　　
ｆｃＬ、・・・の末端で得られる電気信号により、曲線
？１．　　Ｑ　・・・の通電を停止してもよい。

３相Ｙ型の電動機の場合には、上述した説明より理解さ
れるように７！相と８相の２つの相の通電モードに分け
て考えることができるので、この事実を利用して上述し
た電気ノイズ減少の手段が得られる。ものである。第１
図のブロック回路Ａｎ、′！、上述したＡ相、Ｂ相の通
電制御回路を示すものである。従って、第１図のコンデ
ンサ３は小容量のものですむものである。

第２図の３段目と同じ記号の２段目の曲線は、同一の曲
線を示すもので交流半波曲線！αに対応して縮少して示
したものである。

１段目のタイムチャートは、二段目のものを更に縮少し
て示したもので、点線６ａ、６ｂ間の通電曲線は省略し
である。

Ｉ３相の励磁コイルの通電によるトルク曲線は、第７θ
図（勾において、点線曲線ｔりとして示されている。矢
印の線分ａｙ　ａ　、　ｌＩｓ　ａは、位置検知信号Ｊ
ｘｃ（励磁コイル／７Ｃによるもの）及び位置検知信号
、Ｓ＊（励磁コイル／７　（ｔによるもの）によるトル
ク曲線の区間を示している。

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、ｆｆｇ１０図（＠）の最下段のタイムチャートの
説明をする。太線の曲ｉｃ、、ｇは、位置検知信号３／
　＠　、　ｊコｓ　、　３３　Ｉ！により通電される励
磁フィル／υ’　、　／７　ｅ　、　／７　ｇによるそ
れぞれのトルク曲線を示している。

細線の曲線ｈ　、、　ｄ　、　ｆは、位置検知信号、３
／、　ｂｊ４４　、３！；　４　Ｋより通電される励磁
コイル／りｂ／７ｄ、、ｎｆによるそれぞれのトルク曲
線を示している。

上述した説明より理解されるように、第１０図（勾の位
置検知信号曲線、？／　＠　、　３１　ｂ　、・・・９
曲線３コａ　、　３．２ｂ、・・・１曲線３Ｊ　ｓ　、
　３３　ｂ　　・・・は、励磁コイル／７ｒｘ　、　／
７１１　、　／？ｉ＋の１２０度の巾の通電制御を行な
い、又位置検知信号曲線、、７４　Ｉ！　、　３１ｒ　
ｂ　。

・・・１曲線３ｕ　ｉ　、　、７ダｂ、・・・０曲線３
！　８　、　ｊ！　ｂ　、・・・は、励磁コイル／７ｂ
、／７（Ｌ、／りｆの／：１０度の巾の通電制御を行な
っている。

第２図の点線６１と６６の距離は、オペアンプタコＣ（
第７図（ｂ）　）のヒステリシス特性、励磁コイルのイ
ンダクタンス等により変化するが、交流電源の半波の区
間の電圧によっても、その長短が変化する。従って、チ
ョッパ作用が完全に行なわれる電圧とする必要がある。

電圧は対応して充分に大きくする必要がある。

一般に、半波の底部の巾の７−位以上の巾の区間の電圧
により電機子電流のチョッパ制御が行なわれる電圧とす
ることが糸件となる。

この為に、交流電源をトランスを利用して昇圧して使用
する場合もある。一般の手段によると、第１図のコンデ
ンサＪ、は大容量のものとなる。平滑化の為に使用され
るコンデンサに゛より、第２図の点線りｄ、７Ｇ、・・
・のように出力電圧の降下することを防止する為に、ｌ
アンペアの負荷電流で１ｏｏｏマイクロファラッド位を
必要としている。

本発明装置で１１、曲線７ｄ、７１１．・・・の降下が
あっても、電機子電流値は変化しなく、チョッパ作用の
行なわれる電圧を保持できればよいので、／／／Ｑ位の
容量のコンデンサですむ特徴がある。

又従来の手段によると、電圧のピーク値の近傍の矢印’
ｌＩ？の巾の通電となり、ピーク値の高いパルス的々通
電７どなるので、大電流となり、電源側に悪い影響を与
え、機械的、電気的ノイズを発生する欠点がある。

本発明の手段によると、通電巾は、矢印７ｔの巾となり
、通電巾が広くなるので、上記した欠点が除去される。

矢印７　ｂの巾だけ、コンデンサ３により、所要の電圧
を保持すればよいので、その容量も著しく小さくなる特
徴がある。

本発明手段によると、電圧を上昇しても出力トルクが変
化しないので、電圧を上昇することができる。上昇した
電圧は、電機子電流曲線となる第２図に示す曲線ｇｔｔ
、　ｔｂ、・・・の巾と曲線デａ、９６．・・・の巾を
、ともに小さくできるので、チョッパ作用も完全に行な
われ、又第１θ図（すの曲線ダｆ　ｆｆｌ　、　４（９
ＬＬ、　ｌ１ｇ　ｈ　、・・・の右端の降下も急速とな
り、従って、磁気エネルギの放電による反トルクの発生
もなく、従って高速度で効率のよい電動機が得られる特
徴がある。

３相交流が電源となる場合には、第３図の曲線に示す直
流出力となる。

従って、点線１．ｃ、ｌ、ｂより上の電圧が常に印加さ
れるので、第１図のコンデンサ３は小容量のものとなる
。他の作用効果は単相電源の場合と同様である。

次に、Ａ相のリラクタンス型電動機に本発明を適用した
場合につき説明する。

この為の位置検知信号もＡ相どなり、第１Ｏ図（ｂ）の
タイムチャートに詳細が示されている。

位置検知信号は、３相の場合と同様に、回転子の突極の
位置を検出して得られる。

このときの位置検知素子となるコイルと突極相差で電機
子側に固定されている。その検出出力は、第６図と相似
した周知の回路により得られ、位置検知信号は、ｍ１０
図Ｃｂ）において、曲線７０　ｔｔ　、　７０　ｂ　、
・・・及び９０度の位相差のある曲線７！　４　、７！
　ｂ　、・・・となる。コイルｔ１より５．７０度〜６
０度（本実施例の場合には３０度）位相の進んだ位置に
もう１つのコイルが設けられ、これによる位置検知信号
が、曲線？／　＠　、　？／　ｂ　、・・・とじて示さ
れている。

曲線７０Ｌ、７０ｂ、・・・と曲線７１■、　？／　ｂ
　、・・・をアンド回路により位相の一致した部分のみ
をとり出すと、曲線７５　＠　、　７！　ｂ　　・・・
となる。

曲線７（７ａ　、、７０　ｂ　、　””と曲線１／　ｇ
　、　？／　ｂ　、　・・・を反転回路により、反転し
たものが、曲線７Ｊ　ａ７Ｊ　ｂ　　・・・及び曲線？
ｌＩα、７’ｌｂ　　・・・である。両者のアンド回路
による出力は、曲線７Ａ　ｃＬ、　７４　ｂ・・・どな
る。

曲線７３４　、７！　ｂ　、・・・及び曲線７４　Ｇ　
、　７４　ｂ　、・・・は、末端が３０度削除されたｌ
相の位置検知信号となる。

他の相の位置検知４８号の曲線７２４，７２ｂ、・・・
についても、コイル７個を付加して、３０度〜６０度位
相の進んだ位置検知イ３号を得て、同じ処理をすること
により、曲１１／ｃ、７’７！＋、・・・及び曲、％ｌ
　７ｇ儂、ｕｂ、・・・で示す他の相の位置検知信号が
得られる。それぞれの曲線の末端は３０度削除されてい
る。

位置検知信号曲線７５α、７！；ｂ、・・・と曲線７６
Φ７６ｂ　　・・・は、第７図（Ｉ？）の端子ｓｓｙ、
ｓｓｈより入力され、曲線７０６Ｌ、”ｌＯｂ、　　・
・・と曲線７３ｔＬ、７３ｂ。

・・・は、端子ｓｒ　ｉ　、　ｓｒ　Ｊより、それぞれ
入力されている。

／相の励磁コイルｓｇｅＬ、５ｇｂの通電制御を行なう
回路は、第７図（す、、（ｂ）の回路と同一記号の部材
で、励磁コイル／７α、／７０の通電制御回路と同様に
示され、又回路構成も同一なので同じ作用効果がある。

即ち、例えば、位置検知信号曲線７５ｈ（第１Ｏ図（ｂ
））による励磁コイル５Ｓαの通電波形は、曲線７デ導
のよう罠なり、その巾は７ｇθ度以内となる。ｔｒｏ度
以内となるように、曲線”ｚｓ　ｂの末端が所定角だけ
削除されているものである。

他の位置検知信号による励磁コイル！；ｌ　Ｇ３１１　
ｂの通電波形も同じとなる。チョッパ回路により、通電
電流の大きさは、基準電圧端子５３の電圧により変更さ
れる。

上述した通電は、電源側よりみたときに、連続した通電
となるので、これをＡ相の励磁コイルの通電と呼称する
。

他ノ用ノｗＪ磁＝ｒ　−４／Ｌ／　！；ｌ　ｅ　、　３
８　ｃｌ　ハ、　端子５７　α５７　ｂに、第１Ｏ図（
ｈ）の位置検知信号曲線１／８１／ｂ、・・・及び曲線
７＆４，７＃ｂ、・・・がそれぞれ入力され、又端子５
７１７．５７ｃｔには、曲線７２　Ｉ！７ＪＡ、・・・
及びそれを反転した曲線の電気信号が入力されている。

これ等の電気信号により、励磁コイル５８０゜５Ｊ　ｄ
の通電を制御する回路は、励磁コイル／’Ｉ　ｂ／７ｄ
−の通電制御の回路である同一記号の第７図（ａＪ　、
　（ＳＪのものと同一なので、その作用効果本文同じで
ある。

励磁コイル！；ｌｉｅ、３１ｄの通電は、連続した通電
となるので、これを１３相の通電モードと呼称する。第
１Ｏ図Ｃｂ）の曲線ｒｏｍ、ざｏｈ、・・・は、Ａ相の
励磁コイルの通電による出力トルク曲線、又Ｂ相の励磁
コイルによる出力トルク曲線は、曲線ｔｉ　ａ　、ざ／
ｈ・・・となる。Ａ相と８相の通電のりプル電流（脈流
電流）の位相差シま１８０度なので、前実施例と同じ作
用効果が、ユ相のリラクタンス型電動機においても得ら
れるものである。この為に１位置検知信号の末端を削除
して、通電中を１８０度に近くし、これにより反トルク
の混入を防止するものである・ 従って、前実施例と同じ（、リラクタンス型の特徴であ
る高トルクの特性を保持して高速度とすることができる
効果がある。

次に、Ｙ型接続の３相の半導体電動機に本発明を適用し
た例について説明する。

第を図は、上述したＭ、動機のマグネット回転子６０と
電機子コイルＡ／　Ｇ　、　Ａ／　ｂ　、　６／　ｅの
展開図である。位置検知素子となるホール素子６２４Ａ
、２　ｂ　、　Ａλ０は、／２０度離離間て図示の位置
で、電機子側に固定され、磁極４０　Ｎ　、　４０　ｂ
に対向している。

ホール素子の出力は、周知の手段により増巾され、矩形
波の電気信号となる。

上述した電気信号は、Ｊ相すラクタンス電動機について
、前述したコイル１０　ｇ　、　１０　ｂ　、　１０　
ｅと全く同じ信号となるので、第ｉｏ図（４）のタイム
チャートにより詳細を説明する。

第１Ｏ図（−）の曲線お喀、コｂ、・・・１曲線コア１
λ７ｂ　・・・９曲線２９α、コ９ｂ　・・・は、それ
ぞれホール素子ｕ　ａ　、　Ａｕ　ｂ　、　Ａコ０が磁
極１０ｂ（Ｓ極）の磁界内にあるときの出力である。曲
７１１３−２４αユ６ｂ　…１曲線コ８Ｉコｂ　・・・
９曲線３０　＠　、　３０ｂ　・・・は、それぞれの上
段の電気信号を反転したものである。

第２図の端子４Ｊ　Ｉ！　、　４Ｊ　ｂ　、　！Ｊ　ｅ
　ＩＣは、それぞれ上記した曲線１！；　４　、　コｈ
　　・・・及び曲線２７４コクｂ　・・・及び曲線２９
４　、２９　ｂ　　・・・で示される電気信号が入力さ
れている。各電気信号の位相差は１２９度である。ブロ
ック回路Ｈは、入力された電気信号より、Ｙ型接続され
た半導体電動機を駆動する為の１２０度の巾の６系列の
位置検知信号を得る為の論理ｌｒ′ｉｌ路で、周知の手
段となっているものである。

従って、端子６ダｒｔ、６１１ｂ、ｔｒダＣの出力は、
それぞれ第ｉｏ図（ｎＬ）の曲線Ｊ／α、　、）／　ｈ
　、及び曲線３コｇ　、　３ｓ　ｂ　、　−・・及び曲
線３３４　、３．ｊ　ｂ　、　、、、となる。

端子ｂｌａｃｔ　、　ｂＩＩｇ　、　ｂＱｆの出力は、
それぞれ曲線３ｔｔ　ａ　、　、？４　ｂ　、　・−及
び曲線３！　ｆｔ　、　３！　ｂ　、　・・・及び曲線
３１　ｇ　、　３４　＆　、・・・の電気信号となる。

曲線３／　＠　、　Ｊ／　ｂ　、・・・の位置検知信号
を第１の位置検知信号と呼称し、第１Ｏ図（勾の順次に
次の段の位置検知信号を第２、１第３、・・・、第６の
位置検知信号と呼称する。

第１．第λ、第Ｊの位置検知信号は、第７図（ｂ）の端
子５Ｓα、　ｔｒ　ｈ　、　ｓｒ　ｅにそれぞれ入力さ
れ、第４、第５．第６の位置検知信号は、それぞれ端子
りｒ　ｃｌ　、　ｒｓ　ａ　、　ｓｓ　ｆに入力される
。

第７図Ｃｂ）の端子ダｇｇ、ダｔ　ｂ　、　４１ｇ　ｅ
の出力は、ｔＸｆＪＶ図（ｃＬ）の端子ｂｓ　ａ　、　
ｔ、３ｂ　、　６ｓ　ｅに、それぞれ入力され、端子Ｒ
ｄ　、　ｅｇ　＃　、　ＩＩｇ　ｆの出力は、第７図（
ｄ）の端子ｂｓｄ　、　ａｓｓ　、　ｕｆに、それぞれ
入力されている。

第７図（ｄ）の回路は、第５図の電機子コイルＡ／　＠
　、　Ａ／　ｂ　、　／；／　ｅの通電制御回路である
。

？！　様子コイル６１辱トランジスタ６ざα、６１ｂ６
１０、Ａｌｄは、ブリッジ回路となり、電機子コイル６
１ｂトランジスタ６タロ、６デｂ、４りｑ、４ゾｄもブ
リッジ回路となっている。

ブロック回路Ｇも１，１！機子コイル６／Ｃを含む同じ
構成のブリッジ回路である。端子ｂｓ　ｃＬ、　ｂｓｂ
にハイレベルの入力信号があると、トランジスタ６ざａ
、４１ｂ及ヒトランジスタ６りΦ、６９ｂが導通して、
電機子コイル４／　４　、　Ａ／　ｈは右方（正方向）
に通電される。

端子＆！；ｄ、４３ｇにハイレベルの入力信号があると
、トランジスタＨａ、ｕｄ及びトランジスタ６デａ、４
デｄが導通して、電機子コイル６／１Ａ／　ｂは左方（
逆方向）に通電される。

同じ事情により、端子ｂｓａ、ｔ、ｓｆＫ、ハイレベル
の入力信号があると、電機子コイル６／／−は正若しく
は逆方向に通電される。

第１Ｏ図（りの位置検知信号曲線、３１　ｂが、第７図
（ｂ）の端子り５ｃに入力された場合を例として説明す
ると、このときに、曲線、７／　ｂの高さは、基準電圧
（端子夕３の電圧）と乗算回路５３１により乗算されて
、オペアンプタコ１の子端子の入力となる。一端子の入
力は、第７図（ｃＬ）の端子６７４に接続された端子ｒ
ｐ　ｓの電圧即ち抵抗Ａｔ　ｂの電圧降下を絶対値回路
Ｍｂで整流した出力となり、これは電機子電流に比例し
ている。

このときに、前実施例の場合と同様に、アンド回路４７
　ｇの出力がハイレベルとなっているので、電機子コイ
ル６７αは正方向く通電される。

電機子電流は、電機子コイルのインダクタンスにより、
第１Ｏ図（りの曲線ｙｔ　ｇ　Ｋ示すように増大し、オ
ペアンプタコαの出力がローレベルに転化すると、その
ヒステリシス特性により規制されるみじかい時間だけ、
ローレベルの電圧が保持され、電機子コイル６／αの通
電が停止され、次にハイレベルに復帰して再び通電が開
始される。

通電の停止とともに、トランジスタ６１１ｔ♂ｂは不導
通となる。このときに、電機子コイル６１８に蓄積され
た磁気エネルギは、各トランジスタに並列に接続された
コ個のダイオードを介して電源に環流され、ＲＥｑ＃＃
Ｐ研気エネルギはオペアンプ５２αの出力が、ハイレベ
ルに復帰すると、電機子電流は増大し始め、曲線Ｒｂ　
Ｉｃ示す電流となる。

かかるサイクルを繰返すことにより、基準電圧に；シ子
タ、１）′ＦＭ、圧により指令された通電電流となり、
出力トルクも、これに対応するものとなる。

曲線、？／　’！　、　、３１　ｂ　　・・・の巾に対
応した巾の通電が行なわれる。曲線３コα、　Ｊｕ　ｂ
　、・・・の位置検知信号により、全く同じ理由により
、電機子コイル６１　ｂが正方向に、引続いた１２０度
の通電が行なわれる。

同様に、曲線、、？、？　ａ　、　、７．？　ｂ　、・
・・の位置検知信号により電機子コイルＡＩＱが正方向
に通電される。

上述した電機子コイルの通電モードをＡ相の１１機子コ
イルの通電と呼称する。

第ｑ図＠）の記号３ｇ　ｓ　、　３ｔｒ　ｂ　、−、３
ｇ　ｆは、絶対値回路で、抵抗６６Φ、６６ｂ　・・・
、ｂｔｆの電圧降下即ち電機子電流値を全波整流する回
路である。

上述した位置検知信号曲線３／１による電機子コイル６
１αの通電区間の後半部では、第１Ｏ図（勾の位置検知
信号曲線３４　ｂの電気信号により、第７図（ｂ）の端
子ｓｒ　ｆに入力があるので、アンド回路ダクｆの上側
の入力がハイレベルとなっている。

電機子コイル４／　８０通ＭＬｘ流が増大して、停止さ
れると、微分回路ｊノ＠より、反転回路を介して微分パ
ルスが得られて、Ｆ回路５乙の出力が、ハイレベルとな
り、アンド回路ａｔ　ｆの出力もノ・イレペルとなる。

従って、電機子コイルＡ／　ｅの通電が開始され、電機
子電流が増大して、端子Ｓダｂ（第７図（ｄ）の端子６
７ｂに接続され、抵抗４６ｇの電圧降下即ち電機子コイ
ル６／／−の逆方向の通ｉ電流値に比例する電圧となっ
ている。）の電機子電流に比例する電圧がオペアンプタ
コｂの一端子の入力を越えると、オペアンプ５４　ｂの
出力はハイレベルとなり、微分回路５１ｂを介して、Ｆ
回路具を反転して、通電を停止する。従って、電機子電
流は、蓄積磁気エネルギの放出とともに減少する。

上述したサイクルを繰返して、端子りｓｆの入力の消滅
とともに通電が停止され、かかる通電モードは、次の位
置検知信号評６Ｌ、　３Ｑｂ　、・・・により継続され
、次に位置検知信号３ｊα、３Ｓｂ・・・Ｋより継続さ
れる。

従って、電機子コイルの通電は、１２０度の巾で、電機
子コイル６／り、ｔ／＠、Ａｌｂの順となり、逆方向に
通電されることになる。かかる通電モードをＢ相の電機
子コイルの通電と呼称する。

第７図（ｄ）の抵抗乙ｔｂ、ｔぶｄ　、　ｔａ　ｊによ
る電流検出は、Ａ相の通電モードの場合となり、抵抗Ａ
Ａ　ａ　、　ＡＡ　ｅ！　、　６４　ｔによる電流検出
は、Ｂ相の通電モードの場合となるものである。

Ａ相とＢ相の通電の場合のりプル電流の位相差はｉｇｏ
度となるので、前実施例と同じ作用効果がある。

電源端子コｇ　コｂの印加電圧を大きくすることにより
、位置検知信号の始端部の立上り電流曲線が急速となり
、又末端部の電流曲線の降下も急速となる。従って、高
出力の電動機でも、高速の運転を行なうことができ、反
トルクの発生がないので高効率となる特徴がある。

印加電圧を大きくする程高速となり、出力トルクは、基
準電圧により独立に制御される特徴がある。

〔効果〕

第１の効果として、単相交流の場合には、第７図ノコン
デンサ（平滑用）３の容量が、従来の技術に比較して小
容量のものでよい。

詔−の効果として、Ｊ相交流を電源とする場合には、平
滑用のコンデンサ３が更に著しく小さくなるので電源が
簡素化される。

第３の効果として、励磁コイル若しくは電機子コイルを
Ａ相とＢ相に分割して処理することにより１両者のチョ
ッパ回路による久方電流リプルの位相差がｌｔＯ度とな
っているので、電源側即ち供電＠に対する負荷変動が小
さ（なり、電気ノイズの発生が抑止される。

第ｑの効果として、基準正電圧端子夕３の電圧を変更す
ることにより、出力トルクが変更でき、印加交流電圧を
高くすることＫより、対応して高速度とすることができ
る。特に低速運転しか考えられなかったりラフタンス型
１ＩＬｓ機の場合に有効な技術となり、その大きい欠点
が除去される。

以上の効果は、大きい出力、例えば１００ワット以上の
入力の直流′電動機の直流電源を構成する場合に有効な
手段となるものである。かかる場合に、電源の構成が簡
素化され、ダイオードブリッジ１個のみを付加すればよ
いので、慣用されているコンバータに比較して著しく小
型廉価に生産することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装、！のブロック回路図、第２図は、
本発明装置で、電源が単相交流の場合の電気回路の各部
の電気信号のタイムチャート、第３図は、同じく、３相
交流の場合のタイムチャート、第ｆ図は、３相リラクタ
ンス型の電動機の構成の説明図、ｐＩｆＪｓ図は、同じ
（その回転子、電機子、磁極、励磁コイルの展開図、第
６図は、コイルより位置検知信号を得る電気回路図、第
７図は、励磁コイル及び電機子コイルの通電制御回路図
、第３図は、３相「■流電動機のマグネット回転子と電
機子コイルの展開図、第９図は、同じくその位置検知信
号を得るブロック回路図、第１Ｏ図は、第７図の回路の
各部の′電気信号のタイムチャートをそれぞれ示す。 ／９・・・交流電源、　　ユ・・・全波活流回路、／６
・・・電機子、　　／６　Ｇ　、　／ｌ、　ｂ　　・・
・、／６ｆ・・・磁極、ｌ・・・回転子、　　　１ａ　
　Ｉｂ、・・・、／！Ｉ・・・突極、ｇ　・・・回転づ
り１１　、　　　　　　／り　１　、　／り　ｂ　、　
・・・　、　／７　ｆ　・・・励磁コイル　　　１０α
、　１０　ｂ　、　１０　ｅ・・・コイル、１０・・・
発振器、　　／ダａ、７ｔｌｂ・・・コイル／Ｑ　ｂ　
、　ＩＯＣより位置検知信号を得るブロック回路、ユｑ
、コｂ・・・電源圧負極、　　ｘ＞ａ、ｗｂ　　・・・
ｘｈ、ｔ、ざ　ｑ　、　６１　ｂ　、　・・・、　　６
ｑ　　α　、　６デ　ｂ　　　・・・　ト　ラ　ンジス
タ、　　タ２α、ｓｔｂ・・・オペアンプ、り１ａ、３
１ｂ・・・微分回路、　　見・・・フリツプフロツプ回
路、　　３．３　’Ｚ　、　！、３　ｂ・・・乗算回路
。 １．２４　、　Ａλｂ、６．２Ｃ・・・ホール素子、　
　６／１ｔｉｂ、ｔｉｅ・・・電機子コイル、　　　乙
０．６０■、超ｂ・・・マグネット回転子、　　ｔｇ、
Ｈ・・・位置険′■イｇ号を得るブロックｆｉｌ路　　
　、ｔ　　Ｂ　　ｎ　　ｔ；Ｆ　　Ｇ・・・電機子電流
制御のブロック回路、ｕ７　Ｇ　、　！りｂ　、　４ｆ
７　ｅ・・・アンド回路、／３・・・オヘアンプ、　　
３３・・・基準電圧端子、　　５＄！；　ｂ　　−、：
ｉＪ　ｒＬ、　＋２Ｊ　ｂ　　・・、　２９　ａ　、　
２１　ｂ　、　・＝Δｇ、コｂ　・・・第１図の端子ユ
Φ、ユｂの出力電圧曲線、　　　、、１／　ｃＬ　、　
、３’）　ｂ　、　３１　Ｇ　、　３１１　ｂ　、　−
６３ｇ　ｆ・・・絶対値回路、　　　ｑｄ、ｑｇ・・・
コンデンサ３の電圧的１’＋４．　　　１ａ、４ｈ・・
・励磁電流の上限と下限の曲線、　　　ｇ４，１６．・
・・、９１ｑｂ　　・・・励磁電流のりプル電流曲線、
二ｓ　　４　　、　　ｘ　　ｈ　　、　　　・・・　、
　　ｕＡ　　／＆　　、　　λＡｈ、　　　・・・　、
　ユク　謬　、　＝７６・・・、　Ｊ　４　、２１１　
ｂ　、・・・、コテ１．コ９ｂ　・・・、３０１７θｂ
　・・・、　Ｊ／　４　、　Ｊ／　ｂ　　・・・　、３
．２ａ　、　３２　ｂ　　・・・Ｊ、？α、　、？、？
　ｂ　、・・・、３卒ｆＬ、　３ｙ　ｂ、・・・、３！
醪、Ｊｏｂ・・・、　ＪＡ　Ｉｌ　、　、３Ａ　ｂ　　
・・・　７０ｃ　、　７０ｂ＋・・・、７／α７／　ｂ
　、・・・、７２＠、７２ｂ、・・・、　７Ｊ　Ｗ　、
　７３ｂ　、・・・７１Ｉα、７Ｑｂ、　　・・・、　
７５４　、７３　ｈ　　　・・・、　７６　ｇ　、　７
４　ｂ・・・、１／１！、？７ｂ、・・・、７ざ↓、７
１１ｂ、・・・位置検知信号曲線、　　ダコ、　Ｍ２ｔ
ｘ　、　Ｆｌ、　Ｉｌ、ｔ、　ｇ　、　ｂ　、　−・・
ｆ、ざｏａ　、　ｇｏｂ　、−、ざ／　＠　、　Ｉｌ　
ｂ　・・−トルク曲線、ｑル　、　　ｌ１４　　α　、
　　７タ　の　　　ｌ１ｇ　　α　　　ダｇｂ・・・動
部ｌ電流曲線。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２相若しくは３相の交流を全波整流して、波高値
   の１／２以上の電圧出力が連続して得られる整流回路と
   、該整流回路の出力電圧が印加されて駆動されるリラク
   タンス型の２相の電動機において、第１の相の交互に通
   電される第１、第２の励磁コイルと、第２の相の交互に
   通電される第３、第４の励磁コイルと、回転子の突極の
   位置を検知して、電気角で１８０度の巾若しくは末端が
   所定角だけ削除された第１の位置検知信号及びこれより
   電気角で１８０度おくれた１８０度の巾若しくは末端が
   所定角だけ削除された第２の位置検知信号及び第１、第
   ２の位置検知信号よりそれぞれ電気角で９０度離間した
   １８０度の巾若しくは、末端が所定角だけ削除された第
   ３、第４の位置検知信号が得られる複数個の位置検知素
   子を含む位置検知装置と、第１、第２の励磁コイルのそ
   れぞれに直列に接続された第１、第２のトランジスタな
   らびに第３、第４の励磁コイルのそれぞれに直列に接続
   された第３、第４のトランジスタと、出力トルクを指令
   する基準電圧源と、第１、第２の位置検知信号ならびに
   第３、第４の位置検知信号のそれぞれと基準電圧を乗算
   する第１、第２の乗算回路と、第１、第２の励磁コイル
   を４相の励磁コイルと呼称し、第３、第４の励磁コイル
   をＢ相の励磁コイルと呼称したときに、Ａ相とＢ相の励
   磁電流の大きさをそれぞれ検出して、これ等に比例する
   電流検出信号を得る第１、第２の検出回路と、第１の乗
   算回路の出力信号より、第１の検出回路の電流検出信号
   が大きくなるまでの区間では、第１の電気信号を出力し
   、設定値まで小さくなる区間では、第２の電気信号を出
   力する電気回路と、第１、第２の位置検知信号によりそ
   れぞれ第１、第２のトランジスタを付勢してＡ相の励磁
   コイルを第１の電気信号のある区間だけ電源より通電し
   、第２の電気信号のある区間だけ通電を停止せしめる第
   １の通電制御回路と、第３、第４の位置検知信号により
   それぞれ第３、第４のトランジスタを付勢してＢ相の励
   磁コイルを通電するとともに、それ等の通電は、第１の
   電気信号の末端で開始し、第２の電気信号の末端、即ち
   第２の乗算回路の出力信号より、第２の検出回路の電流
   検出信号が大きくなつたときに通電を停止せしめ、実質
   的に第２の電気信号のある区間だけ通電せしめる第２の
   通電制御回路と、前記したＡ相，Ｂ相の通電が停止され
   たときに、各励磁コイルに蓄積された磁気エネルギを電
   源にダイオードを介して環流せしめる電気回路と、前記
   したチョッパ回路による通電のオンオフの周波数が電源
   交流の周波数より充分に大きくなるような波高値を有す
   る交流電源とより構成されたことを特徴とする交流電源
   により指定された出力トルクで運転される電動機。
2. （２）２相若しくは３相の交流を全波整流して、波高値
   の１／２以上の電圧出力が連続して得られる整流回路と
   、該整流回路の出力電圧が印加されて駆動される３相の
   リラクタンス型の電動機において、第１の相の交互に通
   電される第１、第２の励磁コイルと、第２、第３のそれ
   ぞれの相の交互に通電される第３、第４の励磁コイル及
   び第５、第６の励磁コイルと、回転子の突極の位置を検
   知して、電気角で１２０度ずつ順次におくれた矩形波の
   電気信号が、それぞれ電気角で３６０度離間して配列さ
   れた第１、第２、第３の位置検知信号ならびにこれ等よ
   り電気角で位相が１８０度それぞれおくれた１２０度の
   巾の矩形波の第４、第５、第６の位置検知信号が得られ
   る複数個の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直列に接続さ
   れた第１、第２、…、第６のトランジスタと、出力トル
   クを指令する基準電圧源と、第１、第２、第３の位置検
   知信号ならびに第４、第５、第６の位置検知信号のそれ
   ぞれと基準電圧を乗算する第１、第２の乗算回路と、第
   １、第３、第５の励磁コイルをＡ相の励磁コイルと呼称
   し、第２、第４、第６の励磁コイルをＢ相の励磁コイル
   と呼称したときに、Ａ相とＢ相の励磁コイルの励磁電流
   の大きさをそれぞれ検出して、これ等に比例する電流検
   出信号を得る第１、第２の検出回路と、第１の乗算回路
   の出力信号より、第１の検出回路の電流検出信号が大き
   くなるまでの区間では、第１の電気信号を出力し、設定
   値まで小さくなる区間では、第２の電気信号を出力する
   電気回路と、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のトランジスタを付勢してＡ
   相の励磁コイルを第１の電気信号のある区間だけ電源よ
   り通電し、第２の電気信号のある区間だけ通電を停止せ
   しめる第１の通電制御回路と、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のトランジ
   スタを付勢してＢ相の励磁コイルを通電するとともに、
   それ等の通電は、第１の電気信号の末端で開始し、第２
   の電気信号の末端、即ち第２の乗算回路の出力信号より
   、第２の検出回路の電流検出信号が大きくなつたときに
   通電を停止せしめ、実質的に第２の電気信号のある区間
   だけ通電せしめる第２の通電制御回路と、前記したＡ相
   ，Ｂ相の通電が停止されたときに、各励磁コイルに蓄積
   された磁気エネルギを、電源にダイオードを介して環流
   せしめる電気回路と、前記したチョッパ回路による通電
   のオンオフの周波数が、電源交流の周波数より充分に大
   きくなるような波高値を有する交流電源とより構成され
   たことを特徴とする交流電源により指定された出力トル
   クで運転される電動機。
3. （３）２相若しくは３相の交流を全波整流して、波高値
   の１／２以上の電圧出力が連続して得られる整流回路と
   、該整流回路の出力電圧が印加されて駆動されるＹ型接
   続の３相半導体電動機において、第１の相の往復して通
   電される第１の電機子コイルと、第２、第３のそれぞれ
   の相の往復して通電される第２、第３の電機子コイルと
   、回転子の磁極の位置を検知して、電気角で１２０度ず
   つ順次におくれた１２０度の巾の矩形波の電気信号がそ
   れぞれ電気角で３６０度離間して配列された第１、第２
   、第３の位置検知信号ならびにこれ等より電気角で位相
   が１８０度おくれた１２０度の巾の矩形波の第４、第５
   、第６の位置検知信号が得られろ複数個の位置検知素子
   を含む位置検知装置と、第１、第２、第３の電機子コイ
   ルのそれぞれを正逆方向に通電制御を行なうトランジス
   タブリッジ回路と、出力トルクを指令する基準電圧源と
   、第１、第２、第３の位置検知信号ならびに第４、第５
   、第６の位置検知信号のそれぞれと基準電圧を乗算する
   第１、第２の乗算回路と、第１、第２、第３の電機子コ
   イルを正方向に電気角で１２０度の通電を順次に行なつ
   て、出力トルクが得られるモードをＡ相の電機子コイル
   の通電と呼称し、第１、第２、第３の電機子コイルを逆
   方向に電気角で１２０度の通電を順次に行なつて、出力
   トルクが得られるモードをＢ相の電機子コイルの通電と
   呼称したときに、Ａ相とＢ相の電機子コイルの電機子電
   流の大きさをそれぞれ検出して、これ等に比例する電流
   検出信号を得る第１、第２の検出回路と、第１の乗算回
   路の出力信号より、第１の検出回路の電流検出信号が大
   きくなるまでの区間では、第１の電気信号を出力し、設
   定値まで小さくなる区間では、第２の電気信号を出力す
   る電気回路と、第１、第２、第３の位置検知信号により
   、トランジスタブリッジ回路のトランジスタを付勢して
   、Ａ相の電機子コイルを第１の電気信号のある区間だけ
   電源より通電し、第２の電気信号のある区間だけ通電を
   停止せしめる第１の通電制御回路と、第６、第４、第５
   の位置検知信号により、トランジスタブリッジ回路のト
   ランジスタを付勢してＢ相の電機子コイルを順次に電気
   角で１２０度の巾ずつ通電するとともに、それ等の通電
   は、第１の電気信号の末端で開始し、第２の電気信号の
   末端即ち第２の乗算回路の出力信号より、第２の検出回
   路の電流検出信号が大きくなつたときに通電を停止せし
   め、実質的に第２の電気信号のある区間だけ通電せしめ
   る第２の通電制御回路と、前記したＡ相，Ｂ相の電機子
   コイルの通電が停止されたときに、各電機子コイルに蓄
   積された磁気エネルギを、電源にダイオードを介して環
   流せしめる電気回路と、前記したチョッパ回路による通
   電のオンオフの周波数が、電源交流の周波数より充分に
   大きくなるような波高値を有する交流電源とより構成さ
   れたことを特徴とする交流電源により指定された出力ト
   ルクで運転される電動機。