JPH02231986A

JPH02231986A - 高速３相直流電動機

Info

Publication number: JPH02231986A
Application number: JP1050994A
Authority: JP
Inventors: Itsuki Ban; 伴　五紀
Original assignee: Secoh Giken Co Ltd
Current assignee: Secoh Giken Co Ltd
Priority date: 1989-03-04
Filing date: 1989-03-04
Publication date: 1990-09-13

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〕従来周知の誘導電動機、半導体電動機（ブラシレスモー
タ）に代って使用できるものである。

特に、正逆転が必要な場合に利用すると有効である。例
えば、サーダ電動機及び電動車の駆動電動機として利用
される。

〔従来の技術〕

電動機を正逆転する一般的手段は周知である。

〔本発明が解決しようとしている課題〕第１の課題。

電動機用の電源となるコンノ々一夕若しくはインノ々一
夕は大型，高価となる問題点となる課題がある。

又入力交流の電圧サイン波のピーク値の１部のみが通電
されるので、力率が劣化し、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。電流
の変化は最少限とすることが好ましいものである。波高
値の高いノξルス的な通電となっているので、これを平
滑化して直流電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２の課題。

リラクタンス型の電動機は、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。

同じ問題点として、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
。

高速度となると、マグネット回転子を有する直流電動機
の場合にも同じ問題点がある。

第３の課題。

一般的手段によると、反トルクを防止する為に、突極が
磁極に侵入し始める点若しくは、これより以前の点で、
励磁コイルの通竃を開始し、通電巾を電気角でｌｒＯ度
より小さくしている。

従って、逆転モードに転化したときに、励磁コイルの通
電開始点がおくれ、通電の停止点もお《れるので、減ト
ルクと反トルクを発生して、正逆転時のトルク特性が大
きく変化する不都合がある。

〔課題を解決する為の手段〕

第１の手段。

３相のリラクタンス型の電動機の場合に、第７図（ａ）
につき後述するように、人相，Ｂ相の２系統のチョッパ
回路となる。

上述したチョッパ回路は、Ａ相，Ｂ相のそれぞれについ
て、励磁電流を検出回路で検出して、励磁電流が設定値
を越えたときから所定値まで降下する区間だけ、直流電
源より、人相，Ｂ相に対する供電を停止している。マグ
ネット回転子の３相電動機の場合には、トランジスタブ
リッジ回路の対角線の位置にある２個のトランジスタを
オンオフする導通制御によるチョッノソ回路を使用し、
電機子電流を基準電圧に対応する値としている。

又、第７図（ｂ）につき後述する手段により、人相，Ｂ
相の電機子コイルを２系統のチョソパ回路により、電機
子コイルの電機子電流を制御している。

第２の手段。

電動機の励磁電流若しくは電機子電流を位置検知信号に
より通電制御する手段を新規な手段とする。即ち、出力
トルクを発生すべき電気角でｉｒｏ度の区間の初期の１
２０度の区間のみ電源より通電されて、出力トルクが得
られるように構成される。

正逆転時においても上述した作用は同じにされている。

通電の断たれた後の電気角で６０度の区間では、励磁コ
イル若しくは電機子コイルに蓄積された磁気エネルギが
直流電源正端子側に還流放電されるので、電機子電流の
降下が急速となり、高速，高効率の電動機となる。

特に、各位置検知信号の末端における電流降下が急速と
なるので、反トルクの発生がなく、従って高速，高効率
となる。又立上りも急速となり、滅トルクの発生も小さ
くなる。

一般に、／　Ｋｗの出力の電動機は、！１２００〜ａｏ
ｏｏ回毎分の速度を越えると高率が著しく劣化するが、
本発明手段によると、数万回でも高い効率となる。

第３の手段。

交流電源の電圧のピーク値の％以下の電圧によって前記
した励磁電流値が得られるように交流電源の電圧を選択
する。

〔作用〕

第１，第２の手段によるチョッ・ξ回路なので、次に述
べる作用がある。

励磁コイル若しくは電機子コイルの通電が断たれたとき
に、各コイルに蓄積された磁気エネルギは、ダイオード
を介して直流電源に還流放出されるので、電流の降下は
急速となり、又次に通電されるべき励磁コイル若しくは
電機子コイルの磁気エネルギに転換されて、電流の立上
りが急速となる。従って、前者による反トルク、後者に
よる減トルクが防止され、高速，高効率の電動機となる
。

特に、通電の断たれたときに、磁気エネルギの放電電流
の巾が電気角で６０度以内となるので、反トルクを発生
が抑止され、高速，高効率となるものである。従って、
第２，第３の課題が解決される作用がある。

第３の手段により、次の作用がある。交流より整流平滑
化された直流電源に、大きいりゾル電圧があっても、通
電電流のチョッ・ξ周波数が変化するのみで、電流値に
影響を与えない。従って、平滑用コンデンサは小容量の
ものでよく、３相交流の場合には、ノイズフィルタのみ
でよい。

又、交流の３０％以上の巾の通電となるので、力率が上
昇する。従って、第１の課題が解決される。

第２の手段により、正逆転時において、出力トルクに変
化がな＜、シかも、高速，高効率の電動機が得られる作
用がある。従って第３の課題が解決される。

〔実施例〕

第１図以降について本発明の実施例を説明する。

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図は、本発明が適用される３相のリラクタンス型電
動機の／例で、そ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ｌ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。

回転子／は、珪素鋼板を積層した周知の手段により作ら
れている。記号ｊは回転軸である。

固定電機子ｌ乙には、磁極／Ａａ　，／６ｂ　，／Ａｃ
　，／Ａｄ，ｌ６θ，／Ａｆが、それ等の巾が／♂０度
で、等しい離間隔で配設されている。突極と磁極の巾は
／６０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３図（ａ）のコイル／Ｏａ　，／■ｂ　，／Ｏｃ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／Ａの側に固定
され、コイル面は、突極／ａ　，　／ｂ　，・・・の側
面に空隙を介して対向している。

コイル／Ｏａ　，／Ｏｂ，／Ｏｃは１２０度離間してい
る。

コイルはｊミリメートル径で／１２０ターン位の空心の
ものである。

第ｊ図（ａ）に、コイル／Ｏａ　，／Ｏｂ　，／Ｏｃよ
り、位置検知信号を得る為の装置が示されている。

第≠図（ａ）において、コイル／Ｏａ，抵抗２Ｊａ，２
３ｂ　，　２３ｃはブリッジ回路となり、コイル／Ｏａ
が突極／ａ，／ｂ，・・・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／／ａ，コンデンサ／／ｃならびに
ダイオーＦ″／／ｂ，コンデンサ／／（ｉよりなるロー
ノξスフイルタの出力は等しく、オペアンプｌ３の出力
はローレベルとなる。

記号７は発振器でｌメガサイクル位の発振が行なわれて
いる。コイル／Ｏａ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、抵抗力ａの電圧降
下が大きくなり、オペアンプｌ３の出力はハイレＫルと
なる。

ブロック回路タの入力は、第ｒ図のタイムチャートの曲
線Ｊａ　．Ｚ５ｂ　，・・・となり、反転回路／Ｊｇを
介する入力は、曲線：ｕａ，！ｂ，・・・となる。

第弘図（ａ）のブロック回路７ｃ，７ｅＬは、それぞれ
コイル／Ｏｂ．／Ｏｃを含む上述したブリッジ回路と同
じ構成のものを示すものである。

発振器７は共通に利用することができる。

ブロック回路７Ｃの出力及び反転回路ｌ３ｈの出力は、
ブロック回路タに入力され、それらの出力信号は、第ｇ
図のタイムチャートにおいて、曲線２７ａ　，　２７ｂ
　，　−　，曲線２ｌｒａ，２ざｂ　，　−・・とじて
示される。

ブロック回路７ｄの出力及び反転回路／Ｊｉの出力は、
ブロック回路タに入力され、それらの出力信号は、第ｔ
図において、曲線２９ａ，２９ｂ，・・・曲線Ｊ（７ａ
　，　３０ｂ，・・・とじて示される。

曲線２３　ａ　．　２３　ｂ　，−に対して、曲線！？
ａ，２７ｂ，・・・は位相が／．２０度おくれ、曲線！
？ａ，！７ｂ，・・・に対して、曲線２ｑａ．２？ｂ，
・・・は位相がｌ〃度おくれている。

ブロック回路タは、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
により端子タａ，タｂ，・・・，タ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。

端子タａ，タｂ，タＣの出力は、第ｒ図において、それ
ぞれ曲線Ｊ／ａ　，　Ｊ／ｂ，−・，曲線３１．ａ，３
２ｂ，・・・，曲線．？Ｊａ，Ｊ．？ｂ，・・・として
示されている。

端子タｄ，タθ，タｆの出力は、第ｇ図において、それ
ぞれ曲線３ｕ　ａ　＋　３ｕ　ｂ　＋　”’　＋曲線Ｊ
ｓａ　＋　３！；　ｂ　＋・・・，曲線３Ａａ，３Ａｂ
，・・・とじて示されている。

端子タａとタｄの出力信号、端子タｂとタθの出力信号
，端子タＣとタｆの出力信号の位相差はｉｒｏ度である
。

又端子タａ，タｂ，タＣの出力信号は、順次に１２０度
おくれ、端子タｄ，タｅ，タｆの出力信号も同じく順次
に１２０度おくれている。コイル／（７ａ，／Ｏｂ，／
Ｏｃの対向する突極／ａ，／’ｂ，・・・の代りに、第
１図の回転子ｌ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。

本発明装置の特徴は次に述べることである。

一般の１２０度通電角の３相の電動機においては、出力
トルクの得られるｉｒｏ度の巾の回転角の区間の中央部
の／．２０度で出力トルクが得られている。

これは、飯大トルク（平均値）を得る為と、正逆転した
ときにトルク特性を等しくする為である。

本発明装置では、１６０度の巾の区間の始点で通電が開
始され、トルクが発生し、次の１２０度の巾のトルク発
生の区間があり、末期の６０度では通電が停止されるよ
うに構成されている。

これは、高速度，高効率の電動機とする為の構成要件と
なっている。又同時に、正逆転時にトルク特性が同等と
なる構成となっている。

以上の技術を達成する為の手段を第≠図（ｂ）につき説
明する。

第Ｖ図（ａ）の端子タａ，タｂ．・・・，タｆの出力は
、第ｊ図（ｂ）の端子ｒａ，ｒｂ，・・・，♂ｆにそれ
ぞれ入力される。

端子ＩＩ６がハイレベルのときには、アンド回路６ａ，
４ｂ，・・・，Ａｆの下側の入力もハイレベルとなって
いるので、端子ざａ，♂ｂ．・・・，Ｉｆの入力信号は
、オア回路ｕａ　，　２．ｌｂ　，・・−，ｕｆを介し
て、端子＃ａ　．　＃ｂ　．・・・，Ｊｆよりそれぞれ
出力される。

端子Ｉ／−６がローレベルに転化すると、反転回路４Ｃ
ＡＣを介して、アンド回路Ａｇ　，　，ｇｈ　，・・・
，＆］４）下側の入力がハイレペルに転化するので、端
子Ｊａ，Ｊ４’ｌ），・・・，．２９ｆの出力信号は、
それぞれ端子♂Ｃ，ざａ，！ｂ，♂ｆ，♂ｄ，ｒθの入
力信号となる。

詳細については後述するが、端子侘のハイレベル，ロー
レベルの変化に対応して、電動機は正逆転するものであ
る。

端子＋Ａがハイレベルのときには、前述したように、端
子Ｊｌａ，ｊ４！ｂ，・・・．２’ｌｆの出力信号は、
それぞれ第♂図の位置検知信号曲線．？／ａ，．？／ｂ
ｔ曲１ｌＪ３２　ａ　．　３２　ｂ　，　−　，曲１ｍ
３３ａ．．？．？１）　，−，曲線３１Ａａ，．？４！
ｂ　，　・＝　．曲１＃！．３３　ａ　，　Ｊｊ　ｂ　
．　−　，曲線ＪＡａ，３６ｂ，・・・となる。

端子勾がローレベルのときには、端子Ｊ４’　ａ　＋　
Ｊ弘ｂ，・・・，２ＩＩｆの出力信号は、位置検知信号
３７ａ，３７ｂ，・・・（曲線３３ａ，Ｊ３ｂ．・・・
と同相で同じ巾となる）曲＃．？ざａ，３ざｂ　，−（
曲ＩＩ！Ｊ／　ａ　，　３ｌ　ｂ　，　−と同じ）、曲
線３タａ，３タｂ　，−（曲線ＪＪａ，３２ｂ，と同じ
）、曲線４ｔｏａ，　ＩＡｏｂ　，　−　（曲線３Ａａ
，３Ａｂ，・・・と同じ）曲線ＩＡ／ａ　，　ｔＡ／ｂ
　，−（曲線３１１ａ，３１Ａｂ・・・と同じ）、曲線
！．Ｚａ　．　＋．ｚｂ　，−（曲線Ｊ５ａ，．７５ｂ
，・・・と同じ）となる。

上述した各位置検知信号により、第３図（ａ）の各励磁
コイルの通電制御が行なわれるものであるが、次にその
詳細を説明する。

第１図（ａ）と第３図（ａ）の３相の電動機を第７図（
ａ）の回路により、３相の電動機として運転する場合を
説明する。

第７図（ａ）において、励磁コイル／７ａ　，　／７ｃ
　，　／７ｅの両端には、それぞれトランジスタ２０ａ
．２０ｂ及び２０ｃ，６０ｄ及び２０ｅ，２ｏｆが挿入
されている。

トランジスタ：ｗａ　，　ａｂ　，　２０　ｃ　，・・
・は、スイッチング素子となるもので、同じ効果のある
他の半導体スイッチング素子でもよい。

直流電源正負端子．２ａ　，２ｂより供電が行なわれて
いる。

端子！／ａよりハイレベルの位置検知信号が入力される
と、トランジスタ：ｌＩ）ａ，２０ｂが導通して、励磁
コイル／７ａが通電される。端子３ｌｂ，３／ｃよリハ
イレベルの位置検知信号が入力されると、トランジスタ
２１）ｃ，２０ｄ及びトランジスタ２１）ｅ，：２０ｆ
が導通して、励磁コイル／７ｃ，／７ｅが通電される。

ブロック回路Ｄ，Ｆ：，’Ｆは、励磁コイル／７ｂ，／
’ｌｄ，／’Ｉｆの通電制御回路で、励磁コイル／７ａ
の通電制御回路と全く同じ構成のものである。

従って、端子！；／ｄ　，５／ｅ　，ｊ／ｆにハイレペ
ルの位置検知信号の入力があると、それぞれ励磁コイル
／７１）　，　／７ｄ　，　／７ｆが通電される。

端子ｍは、励磁電流を指定する為の基準正電圧源である
。端子２０の電圧を変更することにより、出力トルクを
変更することができる。

記号ｔｔｇａ，ＩＡざｂは絶対値回路で、抵抗’Ａ３ａ
，’Ａ３ｂの電圧降下即ち励磁電流に比例する電圧を整
流する為の回路で、その出力がオペアンプ’ＡＡ　ａ　
，　’／−Ａｂの一端子の入力となっている。

端子３／ａ　，３／ｂ　，−，！；／ｆには、第μ図（
ｂ）の端子２Ｑ．ａ　，　．２’ｉ’ｂ，−．　．：ｗ
ｆの位置検知信号が、後述する順序で入力されている。

第ｊ図（１，．）の端子ＩＩ６がハイレベルの場合につ
き説明する。端子５／ａ　，ｊ／ｂ　．３／ｃには、第
♂図の曲線３／ａ　，３２ａ，３３ａの電気信号がそれ
ぞれ入力されている。端子．ｔ／ａに入力があると、ト
ランジスタ：ｌＯａ，２０ｂが導通して、励磁コイル／
７ａが通電され、励磁電流が設定値まで増大すると、オ
ペアンプｌＡＡａの一端子の入力電圧が、十端子のそれ
を越えるので、出力がローレベルとなり、アンド回路／
３ａの出力がローレベルに転化する。

トランジスタ２０ａ，２０ｂは不導通となり、励磁コイ
ルの蓄積磁気エネルギは、ダイオードＪ／ｂ，２／ａを
介して、直流電源に端子Ｊａ　，２１：Ｉにより帰還さ
れる。整流平滑用のコンデンサ初があるときには、これ
を充電する。

従って、電流は急速に減少し、所定値まで減少すると、
オペアンプｔ／−６ａのヒステリシス特性により、出力
がハイレペルに転化して、トランジスタ：ｗａ，２０ｂ
は導通し、励磁コイル／７ａの通電が開始される。設定
値まで電流が増大すると、オペアンプ’ＡＡａの入力は
再びローレベルに転化して、トランジスタ：ｌ．Ｏａ，
：！．Ｏｂは不導通となり、電流は減少する。

上述した通電がサイクリックに行なわれるチョソノξ回
路となっている。

曲ｌＮ３／ａの末端で、アンＰ回路／ｊａの出力が消滅
するので、励磁コイル／７ａの通電が断たれる・上述し
た通電が第ｒ図で点線として示されている。第ｇ図の最
下段に、曲線３／ａが拡大されて示されているので、こ
れにつき詳細を説明する。

曲線．３／ａの巾は１２０度で、第３図（ａ）の突極／
ａが対向する磁極／６ａに侵入し始めたときに、トラン
ジスタ２０ａ，：ｌＯｂが導通して、励磁電流が曲線弘
３ａに示すように流れ始める。

曲源Ｑ．？ｂ．弘３ｃ，・・−はチョッパ電流を示して
いる。矢印＜ｉａの部分では、磁束変化が少ないので、
チョッ・ξ周波数が大きいが、その後は磁束変化が大き
いので、逆起電力も大きく、チョッノξ周波数が小さく
なる。

曲巌３／ａの末端で、トランジスタ：ｗａ　，　２０　
ｂが不導通に転化して保持されるので、励磁コイル／７
ａの蓄積磁気エネルギは、ダイオードＪ／ａ，Ｊ／ｂを
介して電源に還流されて急速に降下消滅する。

降下部／ＡＪｄの巾は、矢印ｑｌｌｂとして示されてい
る。矢印ｔＡｔＡｂの巾が６０度を越えると、曲線ＩＩ
−３ｄの通電により反トルクを発生する。又曲線ｇ−．
７ａの通電の立上りがお《れると、トルクが減少する。

従って、高速とならなくなる。リラクタンス型の電動機
は、磁極が突極により、磁路が閉じられているので、高
トルクとなるが、上記した反トルクと減トルクにより低
速となる不都合がある。

本実施例では、電源端子．２ａ，ｊｂの印加電圧を高く
することにより、上述した反トルク，減トルクの巾を小
さくできるので、高速，高トルク，高効率の電動機が得
られる特徴がある。

端子ｊ／ｂ，ｊ／ｃより入力される位置検知信号曲線３
２ａｌ３３ａによる励磁コイル／７ｃ，／７ｅの通電に
よる励磁電流は、第ｔ図で点線で示され、その作用効果
も励磁コイル／７ａと全く同様である。励磁コイル／７
ａの通電が断たれたときに、磁気エネルギは、次に通電
される励磁コイル／７ｃの磁気エネルギに転化するので
、励磁電流は急速に立上り、又励磁コイル／７ａの励磁
電流の降下も急速となる。

他の励磁コイルについても上記した事情は同じである。

従って、更に高速，高トルク，高効率の電動機となる作
用効果がある。励磁コイル／７ａの曲線３ｌａによる通
電の終了とともに、曲線３２ａの信号が端子ｓｉｂに入
力されるので、点線に示すように励磁コイル／７ｃが、
トランジスタ：ｌＯ　ｃ　，　２０ｄ　，アンド回路／
５１），オペアンゾＩ／−６ａにより同様に通電される
。

次に端子３／ｃに曲線３３ａの信号が入力され、トラン
ジスタｋ，＊，アンド回路／ｊｃ，オペアンプ４１６ａ
により、点線に示す通電が同様に行なわれる。端子ｊ／
ｄ　，　ｊ／ｅ　，　３／ｆに、第ｇ図の位置検知信号
曲線ＪＡａ　，　３１Ａａ，　３ｊ’ａがそれぞれ入力
された場合の励磁電流は、点線のようになり、前述した
場合と同様となる。

前者を人相の励磁コイルの通電，後者をＢ相の励磁コイ
ルの通電と呼称する。

オペアンプ≠Ａｂ，アンド回路／ｊｄ　，　／Ｓｅ　，
　／３ｆによるチヨノ・ξ作用も前述した場合と同様に
行なわれ、その作用効果も又同様である。印加電圧を高
くすると、チヨッ・ξ周波数が多くなり、第ｇ図の矢印
鉾ｂの時間巾も小さくなるので、高速度の回転が得られ
、又基準電圧２０の電圧により、出力トルクが制御され
る特徴がある。

曲線３Ａａ，３１ｒｂ，”・，３４１ａ　，３＜４ｂ，
”・，３３ａ．３５ｂ，・・・による励磁コイル／７ｂ
　，　／７（１　，　／７ｆの通電制御をＢ相の通電モ
ーＰと呼称する。

曲線ｊ／ａ　，Ｊ／ｂ　＋　”’　ｔ．？コａ　，３：
ｌｂ　，　−　，　３３ａ，３３ｂ，−・・による励磁
コイル／７ａ　，／７ｃ　，／７ｅの通電制御なＡ相の
通電モーＰと呼称する。

本実施例のような３相の電動機は、第１相，第２相，第
３相の通電モードとなることが一般的な表現であるが、
本明細書では、λつに分離して人相，Ｂ相の通電モード
と呼称している。

Ａ相，Ｂ相の上述した通電により、回転子ｌは矢印Ａ方
向（第３図（ａ》）に回転し、出力トルクを増大する為
には、第７図（ａ）の基準電圧２０の電圧を上昇せしめ
ればよい。

以上の説明のように、本実施例では、印加電圧により回
転速度が制御され、基準電圧ｍの電圧により出力トルク
が制御されることが特徴となっている。位置検知信号に
よる１２０度の巾の通電が、励磁コイルのトルクの得ら
れるｉｇｏ度の区間の中央部にある周知の手段による場
合には、逆転する為に端子３／ａ，３ｌｂ，３／ｃに入
力される位置検知信号をそれぞれ端子３／ｅ　，！；／
ｆ　，３／ｄに入力せしめ、端子３／ｅ　，３／ｆ　，
３／ｄに入力される位置検知信号を、端子３／ａ　，５
／ｂ　，３／ｃに入力せしめると逆転する。

本発明装置では、位置検知信号による通電は、突極が磁
極に侵入する点より通電が開始されているので、上述し
た手段は採用できない。

次にその説明をする。

第μ図（ｂ）の端子弘６をローレベルとすると、前述し
たように、端子！；／　ａ　，　３ｌ　ｂ　，　３／　
ｃの入力信号は、曲線Ｊ７ａ．．？ざａ，Ｊ９ａとなる
。端子３／ｔｌ，３／ｅ，Ｓｌｆの入力信号は、曲線Ｉ
Ａ２ａ，　ＩＡ０ａ　，　１１−／　ａとなる。

各位置検知信号による励磁電流は点線で示され、電動機
は逆転する。この場合のタイムチャートの時間軸の方向
は逆方向となる。

作用効果は正転時と全く同じである。

正転時の回転のときに、逆転モードとすると、制動が行
なわれて停止する。次にその説明をする。

第７図（ａ）の記号ｎは回転速度検知回路である。

正転中に、第弘図（ｂ）の端子≠６をローレベルに転化
するとともに、第７図（ａ）の電気スイッチ．２／を切
換えて、回転速度検知回路ｎの出力電圧を、オペアンプ
４１Ａａ，４’６ｂの十端子の入力とする。

逆転トルクが発生して減速されるが、減速された回転速
度に比例して、オペアンゾ瘍ａ，弘６ｂの十端子の入力
電圧が低下するので、逆転トルクも減少して停止する。

停止すると、オペアンプ！６ａ，ｔ６ｂの十端子の入力
電圧も消滅するので、励磁電流も消滅する。

以上の説明のように、逆転トルクにより制動停止するこ
とができる。このときに、第ｒ図の曲線ｕ３ｃの立上り
部は、印加電圧と逆起電圧の和の電圧により通電される
ので急速となり、曲線’Ａ３ｂの降下部は延長される。

降下部で、励磁コイルの磁気エネルギが電源に還流され
るので回生制動を行なうことができる。

正転中には、励磁コイルの／６０度の通電中の左端より
１２０度の通電が行なわれ、逆転中には、右端より１２
０度の通電が行なわれている。

従って、ｉｒｏ度の通電区間中のトルク曲線は左右対称
の形状となっていないと、正逆転時の出力トルクに差を
生ずる不都合がある。

上述した欠点を除去する手段を第６図につき説明する。

第６図は、突極／ａと磁極／Ａａ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／ａの巾（図面の上下方向の巾）は、磁極／６ａ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ｌ６ａ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Ｐ及び
点線矢印Ｇ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。しかし矢印Ｈ，Ｊ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。

従って、上述した欠点が除去されるものである。

出力トルクを規制するのは基準電圧（第７図（ａ）（ｂ
）の端子Ｊの電圧）のみなので、印加電圧に無関係とな
る。従って、電源端子．２ａ，．２ｂのリゾル電圧は余
り関係がないので、交流電源の場合に、その整流の為の
コンデンサは大容量の必要がなく、又交流電源が３相の
場合には、コンデンサは更に小容量となり、電源を簡累
化できる特徴がある。

サーＩ電動機の場合には、数万回の回転は必要なく、一
般に数千回の回転でよい。しかし出力トルクは大きいこ
とが有効である。この為には、第３図（ａ）の励磁され
ている磁極の数を多くすることが必要となる。

例えば、第３図（ａ）の各磁極の磁略開放端に等しい巾
で同じ角度離間した突出部（歯と呼称しているもの）を
設ける。第３図（ａ）の磁極／Ａｃを例として説明する
と、斜線部／Ａｍの凹部を設ける。他の磁極も同じ凹部
が設けられる。

突極／　ａ　＋　／　ｂ　＋・・・も％の巾となり、突
極間の離間角も突極巾と等しくされる。上述した構成に
より出力トルクをλ倍とすることができる。尚然である
が、回転速度は％となる。

歯の数をｎ倍（ｎ＝ｊ，ｊ，・・・）とすると、出力ト
ルクはｎ倍となる。

かかる手段によると、コイルを位置検知票子として使用
することが不可能となる。コイルの径は小さくすること
に限界があり、矢極巾が小さくなると、位置検知４ｇ号
の分解能が劣化するからである。かかる問題を解決する
には、周知の磁気エンコーダに利用されている磁気抵抗
素子を位置検知素子として利用すればよい。

次にその例を、第ｊ図につき説明する。

？転軸ｊに固定した軟鋼円板ｊｃの外周には、プラスチ
ックマグネット円猿３が固着される。

該円猿３の外周には、突出部３ａ，３ｃ，３θ，・・・
及び凹部３ｂ，３ｔｌ，・・・が設けられる。突出部と
凹部の巾は等しくされる。突出部３ａ，３ｃ　．３ｅ，
・・・は、交互にＮ，Ｓ磁極に、図示のように着磁され
ている。下側の点線部も同じ構成の突出部磁極が設けら
れているものである。

磁気抵抗素子としては、強磁性体素子若しくは半導体素
子のいずれでもよい。

磁気抵抗素子≠ａ，４’ｂ，！ｃは、７２０度離して、
突出部磁極３ａ，３ｃ，・・・に空隙を介して対向され
ているので、時計方向に回転軸ｊが回転すると、磁気抵
抗素子≠ａ＋　４’　ｂ　，　’Ｉ　ｃより得られる位
置検知信号は、コイル／Ｏａ　，／Ｏｂ，／Ｏｃの場合
と同じものとなる。

従って、磁気抵抗素子４ｊａ，４！ｂ，４’ｃの出力は
、第ｔ図のタイムチャートの曲線Δａ，Ｉｂ，・・・及
びその下段部の曲線．？■ａ　，　３０　ｂ　，・・・
までとなるので、第７図（ａ）の回路により、各励磁コ
イルの−３／ー通電制御を行なって、３相のリンクタンス型電動機とし
て回転せしめることができる。

第１図（ｂ）は平面図、第３図（ｂ）はその展開図であ
る。この実施例は、第３図（ａ）の３相の電動機の磁極
数を２倍として出力トルクを２倍とし、磁気抵抗素子４
！ａ，４！ｂ，４Ｚｃを位置検知素子上した場合である
。

回転子ｌと同期回転するプラスチックマグネット回転子
３の磁極ｊａ　，　Ｊｃ　，３ｅ　，・・・は図示の極
性に磁化され、凹部３ｂ，３ｄ，・・・はＯの表示とな
っている。各磁極の巾は突極巾と等しくされている。

第７図（ａ）の回路により、励磁コイル／７ａ　．　／
７ｂ　，・．・の通電制御が行なわれると、回転子／は
矢印Ａ方向に回転される。

励磁される磁極の順序は、記号のみで表示すると、／Ａ
ｂ　，／Ａｈ，／ｂｃ　，／Ａ１→／６ｃ　，／Ａｉ，
／６ｄ，／Ａｊ，→となり、回転の事情は、第３図（ａ
）と同じ場合にも、径方向の磁気吸引力が・々ランスさ
れて、軸受の損傷がない。

次に本発明の技術を、マグネット回転子を有する３相直
流電動機に適用した実施例につき説明する。

第λ図は、３相Ｙ型接続の電動機のマグネット回転子仰
と電機子コイルｌ弘ａ，／４’ｂ．／弘Ｃの展開図であ
る。位置検知素子となるホール素子３０ａ，３０ｂ，３
０ｃは、／．２０度離間して図示の位置で、電機子側に
固定され、磁極弘９ａ，４’？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。

ホール素子３０ａがＮ極弘９ａに対向したときの出力は
、第ｒ図の曲線．２ｊａ　，Ｊｊｂ　，・・・となり、
反転回路を介する出力は曲線Ｊ４ａ，．２６ｂ．・・・
となる。

同様に、ホール素子ｓｏｂがＮ極背ａに対向したときの
出力により、曲線２７ａ，２７ｂ，・・・，曲線２ｇａ
，２ざｂ，・・・が得られ、ホール素子３０ｃがＮ極弘
９ａに対向したときの出力により、曲線２ｑａ，：１ｑ
ｂ，・・・曲線３０ａ，ｊｏｂ　，・・・が得られる。

上述した位置検知信号は、第グ図（ａ）のブロック回路
タで示す周知の回路により、１２０度の巾の乙系列の位
置検知信号に転換される。従って端子タａ，タｂ，・・
・，タｆの出力信号は、第ｇ図の曲線３／ａ　，，？／
ｂ　，　＝−　，曲線３２ａ，ＪＺｂ　，・＋＋，曲線
３３ａ，３３ｂ　，−・・曲線３ＩＡａ２３１Ａｂ，・
・・，曲線．？５ａ，Ｊ！；ｂ．・・・，曲線３Ａａ，
３Ａｂ，・・・となる。

端子タａ，タｂ，・・・，タｆの出力信号は、第ｔ図（
ｂ）の端子ｒａ，ｒｂ，・・・，ざｆにそれぞれ入力さ
れる。

前述したリラクタンス型の電動機において説明したよう
に、端子＃ａ　，　２Ｑｂ＋・・・２弘ｆの出力信号は
、端子ｔ６がハイレベルのときには、第ｇ図の曲線．？
／ａ　，Ｊ／ｂ　，−・と、その下段の曲線３Ａａ，３
Ａｂ．・・・までとなる。端子≠６がローレベルのとき
には、第ｒ図の曲線．？７ａ　，．？７ｂ　，・・・と
、その下段の曲線弘２ａ，’Ａ２ｂ．・・・までとなる
。

端子−）．Ｑ　ａ　，　２４　ｂ　＋・・・．２ＩＩ．
ｆの出力信号は、位置検知信号として、第７図（ｂ）の
電機子電流制御回路の端子．５／ａ，．５／ｂ，・・・
，！；／ｆにそれぞれ入力される。

第７図ｆｂ）の回路は、第２図の電機子コイルｌψａ／
’／−ｂ，／’ＡＱの通電制御回路である。

電機子コイル／弘ａ，｝ランジスタ：ｗａ　，　，Ｘ）
ｂ　，２０ｃ，ＬＯｔｌは、ブリッジ回路となり、電機
子コイル／ｔＩ．ｂ，トランジスタ：ｗｅ　，　２０ｆ
　，　２０ｇ　，　：ｗｈもブリッジ回路となっている
。

電機子コイル／ＩＡｃとトランジスタ：ｗｉ　，　２０
ｊ　．：ｌＯｋ，２０１もブリッジ回路となっている。

端子３／ａ，３／ｂにハイレベルの電気信号が入力され
ると、　　　　　　　　　　　　　　　トランジスタ：
ｗａ　，　：ＩＩ）　ｂ及びトランジスタ２ｔＯ　ｅ　
，　：ｌＯ　ｆが導通して、電機子コイル／４’ａ，／
弘ｂは右方に通電される。同様に、端子３／ｃにハイレ
ペルの電気信号が入力されると、電機子コイル／ｌＡｃ
も右方に通電される。右方の通電を正方向、左方の通電
を逆方向の通電と呼称する。

従って、端子３；／ｄ，！；／θにハイレベルの電気信
号が入力されると、トランジスタ２０ｃ，：２０ｄ及び
｝　ラ７’）スタ２０ｇ，２０ｈが導通して、電機子コ
イル／４Ｃａ，／！ｂは逆方向に通電され、又端子ｓ／
ｆのハイレベルの電気信号により、電機子コイル／ｌＡ
ｃも逆方向に通電される。

端子３／ａ　，！；／ｂ　，．！；／ｃの入力信号は、
第ｒ図の曲線３／ａ，３／ｂ，・・・及びその下段の電
気信号及び更にその下段の電気信号となる。

端子ｊ／　ｄ　，　３／　ｅ　，　３／　ｆの入力信号
は、曲線３１Ａａ，３’ｌ−’Ｏ．・・・及びその下段
の２系列の電気信号が入力される。

直流電源端子ｊａ，．２ｂより、第７図（ｂ）の回路に
電圧が印加されているときに、端子！；／ａに、曲線．
７／ａの電気信号が入力されると、アンド回路／３ａの
下側の入力（オペアンプ４！６ａの出力）は、ハイレベ
ルなので、トランジスタ２０ａ，ユｏｂが導通して、電
機子コイル／ｌ／−ａは正方向に通電し始める。

電機子電流が増大して、抵抗’Ａ３　ａの電圧降下であ
る絶対値回路ＩＡざａの出力電圧が、基準電圧のを越え
ると、オペアンゾ１１４　ａの出力がローレベルとなり
、アンｒ回路／３ａの出力もローレベルとなる。

従って、トランジスタ２０ａ，２０ｂはともに不導通に
転化する。電機子コイルｌ弘ａに蓄積された磁気エネル
ギは、ダイオーｌ′２／’ｃ→電源端子２ａ，．２１）
→抵抗ｕ３ａ→ダイオード：ｌｌｄの順で放電される。

記号弘ざａは、絶対値回路（整流回路）なので、その出
力は、オペアンプｌＡ６ａの一端子に入力されている。

磁気エネルギの放電は、直流電源を充電するので、急速
に消滅する。

曲線．７／ａが拡大されて同一記号で第ｒ図の最下段に
示されているので、これにより通電の詳細を説明する。

上述した通電の立上り部が曲線９Ｊａとして示され、放
電電流の降下部は曲線≠３ｂとして示される。

放電電流が所定値まで降下すると、オペアンプｌＡＡａ
のヒステリシス特性により、オペアンプケ６ａの出力は
ハイレベルに復帰し、トランジスタ２０ａ，２０ｂが導
通して、再び電機子電流は増大する。これが曲線ｔ３ｃ
で示される。かかるサイクルを繰返して、基準電圧２０
に対応した値の電機子電流となる。即ちチヨソ・ξ回路
となる。

曲線．？／ａの末端で、トランジスタＸ）ａ，２０ｂは
不導通となり、電機子電流（磁気エネルギの放電電流）
は、曲線４！３ｄのよ゛うに急速に降下して消滅する。

第７図（ｂ）の端子３ｌｂ，！；／ｃより、曲線３２ａ
．３３ａの電気信号が入力されると、電機子コイル／Ｑ
ｂ，／弘Ｃの通電曲線は、前述した場合と同様に、オペ
アンゾ瘍ａとアンド回路／３ｂ，１３ｃによるチョッパ
回路による制御が行なわれ、電機子電流は、第ｒ図の点
線で示すようになる。

上述した点線の脈流部は省略してある。端子Ｓ／ｄ，ｊ
／ｅ，ｊ／ｆに、第ｒ図の曲線３ｕａ，　３３ａ，　３
６ａの電気信号が入力されると、アンｒ回路／５ｄ，／
ｓｅ，／５ｆと抵抗ｔｔＢの電圧降下とオペアンゾＩＡ
Ａｂにより、基準電圧ｙに対応した電機子電流のチョッ
ノξ作用が行なわれる。

このときに、電機子コイル／４’ａ　．　／４’ｂ　．
　／’Ａｃは逆方向に通電される。記号ｔざｂは絶対値
回路で、抵抗ｔｔｓｂの電圧降下即ち電機子コイルｌ弘
ａ，／弘ｂ，／４！ｃの逆方向の電機子電流に比例する
正電圧信号をオペアンプ弘Ａｂの一端子に入力せしめて
いる。

従って、位置検知信号曲線３１Ａａ，３Ｓａ，３Ａａに
対応する点線で示される電機子電流となる。チョッノξ
作用による脈流は省略してある。

電機子電流の降下部の巾（矢印１７４７−ｂの巾）が、
６０度を越えると反トルクを発生するので、６０度以内
とする必要がある。又立上り部の巾が大きいと減トルク
となるので、この巾も小さいことがよい。

低速の場合には、上述した減トルク、反トルクは発生し
ないが、高速度となると、位置検知信号の巾が小さくな
るので、減トルクと反トルクが発生し、効率が劣化し、
高速化が不可能となる。

この場合には、回転速度に対応して、電源端子２ａ，２
ｂの入力電圧を上昇せしめることにより、矢印停ｂの巾
は小さくできるので、高速，高効率の電動機が得られる
特徴がある。このときの出力トルクは、基準電圧Ｊによ
り制御されているので、印加電圧に無関係となる。

第７図（ｂ）のコンデンサｔ７は、各トランジスタのオ
ンオフ時に発生する電気ノイズを吸収する為のもので、
必ずしも必要なものではない。

電機子コイルの通電区間は、／６０度以内となるので、
位置検知素子となるホール素子３０ａ，ＳＯｂ，３０ｃ
の位置を調整して、各位置検知信号の始端部で通電が開
始されるような位置とすることが本発明装置の特徴であ
る。この為に矢印１１１１．ｂの巾が６０度となるので
、高速，高トルク，高効率の電動機を得ることができる
効果がある。

本実施例でも、矢印１７１７ａの区間では、界磁磁界が
弱いので、逆起電力も小さく、従ってチヨッ・ぐ周波数
は中間部に比較して大きくなる。

端子ｊ／ａ　，３／ｂ　．３／Ｑの入力信号による通電
を人相の電機子コイルによる通電と呼称する。

端子！；／ｅＬ　，！；／ｅ　，３；／ｄの入力信号に
よる電機子コイルの通電も同様に行なわれる。この通電
をＢ相の電機子コイルの通電と呼称する。各位置検知信
号の末端と始端部における通電の減少と増大は急速に行
なわれる。これ等の中間では、チョッ・ξ作用が行なわ
れ、電機子電流は基準電圧ｍの電圧により設定された値
に保持される。

各電機子コイルの正方向の通電を人相の同相の通電モー
ドと呼称し、逆方向の通電をＢ相の同相の通電モードと
呼称する。

第７図（ｂ）の抵抗ｔＳａは、Ａ相の通電モー１のとき
の各電機子コイルの電機子電流の検出抵抗となり、抵抗
ＩＡ３ｂはＢ相の通電モードのときの各電機子コイルの
電機子電流の検出抵抗となるものである。端子２ａの印
加電圧を上昇すると、第ｇ図の矢印伴ｂの区間を小さく
できるので、高速高トルクの電動機が得られる効果があ
る。又出力トルクは、第７図（ｂ）の基準電圧ｍの電圧
により自由に独立に制御できる効果がある。

端子２　ａ’，　２　ｂの電圧に、大きいりゾル電圧が
あっても、出力トルクに影響を力えないので、交流を整
流して直流電源とした場合に、平滑用のコンデンサの容
量を小さくすることができる特徴がある。

３相交流の場合には、更に小容量の平滑コンデンサとな
る特徴がある。

第７図（ａ）（ｂ）の回路より判るように、Ａ相とＢ相
の電機子コイルに分割して通電制御が行なわれるので、
制御回路が簡素化される効果がある。

次に電動機を逆転する手段について説明する。

この為には、第グ図（ｂ）の端子侭をローレベルに転化
する。従って第７図（ｂ）の端子５／ａ，３／ｂ，・・
・Ｓ／ｆには、第ｇ図の位置検知信号曲線３７ａ，３７
ｂ．・・・，曲線３ざａ　．３ｇｂ，−・，曲線．？９
ａ　，３ｑｂ，　・・・ＩＡｏａ　．　ｌ／−Ｏ　ｂ　
，　−　，曲線弘／ａ，弘／ｂ．−，曲線ＩＡ２ａ，弘
Ｊｂ．・・・がそれぞれ入力される。

従って、電機子コイル／弘ａ　，　／４４ｂ　，　／＜
４ｃの通電方向が、正転時の場合に対して反対方向とな
るので、逆転する。このときの電機子電流曲線は、第ざ
図の各位置検知信号に点線で示されているように、トル
クの得られるｉｒｏ度の巾の区間の始端部よりｉ．ｚｏ
度の巾となり、正転時と同じ作用効果がある。逆転時に
おげる抵抗桔ａ，ｕ３ｂ，絶対値回路弘＃ａ，＃ｔｂ，
オペアンプ弘６ａ，弘ｘｂ，規準電圧Ｊの作用効果は正
転時と同様である。

即ち電機子電流は規準電圧により規制され、回転速度は
印加電圧により規制される。

正転中に逆転の為に、第ｔ図（ｂ）の端子弘６をローレ
ベルとすると、逆転制動され減速する。このときにチョ
ッノξ電流の上昇部の巾は小さくなり、降下部の巾は延
長されるので、回生制動が行なわれる。電源が交流の場
合には、負のコンノ々一夕を利用することにより電力の
回生が行なわれる。

正転中に、第ｔ図（ｂ）の端子ｔ６をローレベルとする
とともに、第７図（ｂ）の切換スイッチコ／を切換えて
、回転速度検知回路ｎの回転速度に比例する電圧をオペ
アンプ＃Ａａ，４’６ｂの十端子の入力とすると、逆転
トルクにより制動減速され、停止すると電機子電流も消
滅する。

従って、回生制動により電動機を停止せしめることがで
きる。

上述した回生制動を更に詳細に説明する。

回転中に、逆転モードに転化した場合即ち第ｔ図（ｂ）
の端子ｑ乙の入力をローレベルとした場合について、電
機子コイル／４４ａを例として説明する。

正転中には、電機子コイル／４Ｃａは、トランジスタ一
弘３一ｍａ，２０ｂの導通制御により、右方に通電される。

このときの逆起電力は通電方向と逆で左方に通電する電
圧となっているので、電機子コイル／４４ａに印加され
る電圧はＶ−Ｅとなる。

■は端子Ｊａ，．２ｂの電圧、Ｅは逆起電圧である。逆
転モードとなると、電機子コイルｌ弘ａに印加される電
圧はＶ−４−Ｅとなる。

従って、第ｇ図のタイムチャートの最下段の曲線．７／
ａの位置検知信号により、曲線’Ａ３ｃ，部は急速に電
機子電流が増大する。

設定値まで増大すると、オペアンプｔＡａの出力がロー
レベルとなるので、トラン紋タコＯａ，：６０ｂが不導
通に転化し、電機子コイル／４４ａの蓄積磁気エネルギ
による通電方向と逆起電圧の方向は同方向となる。正転
中には、上記した通電方向は反対方向となっているが、
逆転モードの為に、制動トルクが発生しているので、通
電方向が同方向となるものである。

従って、ダイオー｝’Ｊ／ｃ．２／ｄを介して流れる放
電電流は、Ｖ−４−Ｂの電圧により、電源電圧に蓄一弘
弘一積磁気エネルギを還流することになるので、通電電流の
減少度合は、正回転時の場合より小さく、降下部ｌＡ３
ｂの巾が大きくなる。

かかるサイクルを繰返すチョッノソ回路となる。

各位置検知信号の始端と末端におけるダイオード！／ａ
．．２／’ｂ，・・・の作用効果は正転時の場合と全《
同様である。

第ｒ図の曲線弘３０の時間巾は、曲線’Ａ３ｂの巾より
小さくなっている。

曲線’Ａ３ｃの区間では、電力を消費するが、時間巾が
小さいので電力は小量である。

曲線４４３ｂの区間では、回転子と負荷のエネルギが電
力に変換されて電源に帰還されている。この時間巾は大
きいので回生制動が行なわれる効果がある。

所定の減速が完了したときに、正転に後帰すると正常な
正転の運転に復帰することができる。

印加電圧を上昇せしめると、毎分／Ｏ万回転位とするこ
とができる。

以上の説明より判るように、高速回転中に減速の為に逆
転モードに切換えても、過大な電機子電流が流れなく、
設定値に保持され、負荷と電動機の運動エネルギは電源
に回生され、従って電機子コイルの焼損も防止される効
果がある。逆転時の騒音もない。

〔効果〕

第１の効果。

出力トルクが大きく、回転速度の大きい３相の直流電動
機が得られ、出力トルクは基準電圧により制御され、回
転速度を上昇する為には印加電圧を高くすればよい。

第２の効果。

正逆転を行なうことができ、両者の出力トルクは基準電
圧により制御できる。

回生制動を行なって減速することができる。又必要あれ
ば回生制動を行なって停止せしめることができる。

第３の効果。

人相，Ｂ相の電機子コイル（励磁コイル）に分割してチ
ョッ・ξ制御ができるので、制御回路が簡素化される。

第グの効果。

交流を整流して電源とする場合に、平滑用のコンデンサ
の容量が小さくなり、交流の各半波の％位の巾の電圧が
利用できるので、力率が良好となり、電気ノイズが小さ
くなる。従って、電源を廉価に、小型軽量とすることが
できる。

第ｊの効果。

通電区間が、出力トルクの得られる／♂０度の巾の始端
部よりｉｘｏ度の巾となっているので、正逆転いづれの
場合でも高速度、高トルク、高効率の電動機が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明電動機の平面図、第２図は、本発明に
よる３相直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３図は、３相リラクタンス型電動機の回転
子、磁極、励磁コイルの展開図、第グ図は、コイルより
位置検知信号を得る電気回路図、第ｊ図は、プラスチッ
クマグネット回転子の説明図、第６図は、出力トルクを
平坦とする為の突極と磁極の説明図、第７図は、電機子
コイル及び励磁コイルの通電制御回路図、第ｒ図は、位
置検知信号と通電電流のタイムチャートをそれぞれ示す
。／Ａａ　，／６１）　，・−・，／Ａｌ・・・磁極、　
／　−・・回転子、／ａ，／ｃ，・・・，／ｎ・・・突
極、　　ｊ・・・回転軸、／７ａ　，／７ｂ　，・・・
，ｌ７１・・・励磁コイル、　７・・・発振器、　７ｃ
，７ｄ・＝コイルｌＯｂ，／Ｏａより位置検知信号を得
るブロック回路、　２ａ．２ｂ・・・電源正負極、　＋
ａ　，　＋ｂ　，　ｌｌｃ・・・磁気抵抗素子、３．３
ａ，３ｂ．・・・プラスチックマグネット回転子、　ｊ
　ｃ　−軟鋼円板、　：ｗａ　，　２０ｂ　，−，　，
２０１・・・トランジスタ、　／３，’ｌＡａ，侘ｂ．
・・・オペアンプ、　弘ざａ，Ｉ／−ざｂ・・・絶対値
回路、　２２・・・回転速度検知回路、　２０−・・基
準電圧、　３０ｅ．　，！；Ｏｂ　，！；Ｏａ．．．ホ
ール素子、　４ｊ？ａ　，　’Ａ９ｋ）　，　’Ａ９　
％＝−マグネット回転子と磁極、　／４４ａ　，　／４
４ｂ　，　／４’　ｃ・・・電機子コイル、　＃ａ　．
２ｊｂ　，　−　．　易ａ　，３ｂ　．−・，！７ａ　
，２７ｂ　．−．２ざａ，２ざｂ　　．　　−　　．２
９ａ　，１９ｂ　，−−−．３０ａ　，３０ｂ　，−　
．．？／ａ　　，．？／ｂ　　，−−−　，，？２ａ　
　，．３．２ｂ　　．／ｂ　　，　　・−，Ｊ６ａ　　，３Ａ’ｏ　　，−　　
，．？？ａ　　，Ｊ７’ｂ　　，・・−　　，３ざａ　
，３ざｂ　　．・・・　．３９ａ　．Ｊｑｂ　　，−　
　，ＩＡｏａ　　，ｕｂ　　，−−−　　，＜Ａ／ａ　
，ＩＡ／ｂ　，−，’Ａ２ａ，ｔ／．２ｂ　，−位置検
知信号曲線、４４３ａ，ｕ３ｂ，・・・通電電流曲線。　Ｄ．Ｋ，Ｆ・・・励磁コイル／７１）　．　／７（１
　，　／７ｆの通電制御の為のブロック回路。代表者伴五紀Ｉｌｌ第ｌ図（７１）櫂第ｌ図（？）第囚（１２ノ／第ＪＧ第図（σ）第Ｉ自

Claims

【特許請求の範囲】

（１）３相のリラクタンス型電動機において、回転子の
突極の位置を検知して、電気角で１２０度の巾で、時間
的に重畳しなく、しかも順次に連続した第１、第２、第
３の位置検知信号がサイクリックに配設されるＡ相の位
置検知信号及びＡ相の位置検知信号と電気角で６０度の
位相差のある同じ構成のＢ相の第４、第５、第６の位置
検知信号がサイクリックに配設されて得られるように、
互いに電気角で１２０度離間して設けられた位置検知素
子３個を含む位置検知装置と、第１の相の励磁コイル１
組を第１、第＠１＠の励磁コイル、第２の相の励磁コイ
ルを第２、第＠２＠の励磁コイル、第３の相の励磁コイ
ルを第３、第＠３＠の励磁コイルと呼称し、又、第１、
第２、第３の励磁コイルをＡ相の励磁コイル、第＠１＠
、第＠２＠、第＠３＠の励磁コイルをＢ相の励磁コイル
と呼称したときに、Ａ相の位置検知信号により、Ａ相の
励磁コイルのそれぞれに直列に接続された半導体スイッ
チング素子をサイクリックに付勢して、対応する励磁コ
イルを直流電源より通電し、Ｂ相の位置検知信号により
、Ｂ相の励磁コイルのそれぞれに直列に接続された半導
体スイッチング素子をサイクリックに付勢して対応する
励磁コイルを直流電源より通電して、突極が磁極に侵入
し始める点より通電が開始される第１の通電制御回路と
、Ａ相とＢ相の励磁コイルの励磁電流に比例した第１、
第２の検知信号が得られる第１、第２の検知回路と、第
１、第２の検知回路の第１、第２の検知信号出力により
、Ａ相とＢ相の励磁コイルの励磁電流が設定値を越えた
ときに、励磁コイルの通電を停止し、励磁電流が所定値
まで降下したときに再び通電を開始する第１、第２のチ
ヨッパ回路と、Ａ相、Ｂ相の位置検知信号のそれぞれの
末端において、対応する励磁コイルの通電が断たれたと
きに、該励磁コイルに蓄積された磁気エネルギを、前記
した半導体スイッチング素子に並置されたダイオードを
介して、次の位置検知信号により通電される励磁コイル
に流入せしめて急速に消滅せしめるとともに、前記した
磁気エネルギの放出による通電巾を電気角で６０度以内
に保持して、反トルクの発生を防止し得る電圧の前記し
た直流電源とより構成されたことを特徴とする高速３相
直流電動機。
（２）第（１）項記載の特許請求の範囲において、第３
、第１、第２の位置検知信号によりＡ相の励磁コイルの
それぞれに直列に接続された半導体スイッチング素子を
サイクリックに付勢して、対応する励磁コイルを直流電
源より通電し、第６、第４、第５の位置検知信号により
Ｂ相の励磁コイルのそれぞれに直列に接続された半導体
スイッチング素子をサイクリックに付勢して、対応する
励磁コイルを直流電源より通電して、突極が磁極に侵入
し始める点より通電が開始される第２の通電制御回路と
、第１、第２の通電制御回路のいづれかを選択して正逆
転のモードとする手段とより構成されたことを特徴とす
る高速３相直流電動機。
（３）３相のマグネット回転子を備えた直流電動機にお
いて、マグネット回転子の位置を検知して、時間的に重
畳しない連続した電気角で１２０度の巾で、順次に連続
した第１、第２、第３の位置検知信号がサイクリックに
配設されるＡ相の位置検知信号及びＡ相の位置検知信号
と電気角で６０度の位相差のある同じ構成の第４、第５
、第６の位置検知信号がサイクリックに配設されたＢ相
の位置検知信号が得られるように、互いに電気角で１２
０度離間して設けられた位置検知素子３個を含む位置検
知装置と、第１、第２、第３の相の電機子コイルのそれ
ぞれの通電制御を行なう第１、第２、第３のトランジス
タブリッジ回路と、第１、第２、第３のトランジスタブ
リッジ回路に供電する直流電源と、第１、第２、第３の
相の電機子コイルの正方向の通電モードのときに、これ
等の電機子電流を検知して、電機子電流に比例する電圧
を整流して第１の検知電圧を得る第１の検知回路と、第
１、第２、第３の相の電機子コイルの逆方向の通電モー
ドのときに、これ等の電機子電流を検知して、電機子電
流に比例する電圧を整流して第一の検知電圧を得る第２
の検知回路と、Ａ相の位置検知信号により、それぞれ第
１、第２、第３のトランジスタブリッジ回路の所要のト
ランジスタを付勢導通せしめて、第１、第２、第３の相
の電機子コイルの正方向の通電を開始し、第１の検知電
圧が設定値を越えると上述した付勢導通を停止し、各電
機子コイルに蓄積された磁気エネルギを各トランジスタ
ブリッジ回路のトランジスタに逆接続されたダイオード
を介して直流電源正極側に還流放電し、第１の検知電圧
が所定値だけ降下すると再び上述した付勢導通を開始す
る第１のチョッパ回路を含む第１の通電制御回路と、Ｂ
相の位置検知信号により、それぞれ第１、第２、第３の
トランジスタブリッジ回路の所要のトランジスタを付勢
導通せしめて、第１、第２、第３の相の電機子コイルの
逆方向の通電を開始し、第２の検知電圧が設定値を越え
ると上述した付勢導通を停止し、各電機子コイルに蓄積
された磁気エネルギを各トランジスタブリッジ回路のト
ランジスタに逆接続されたダイオードを介して直流電源
正極側に還流放電し、第２の検知電圧が所定値だけ降下
すると再び上述した付勢導通が開始する第２のチヨッパ
回路を含む第２の通電制御回路と、上述した電動機の正
転モードにおいて、Ａ相、Ｂ相の位置検知信号により、
各電機子コイルが正トルクを発生し始める点より直流電
源の電圧が印加され、電気角で１２０度回転したときに
電圧の印加が断たれるようにして、電機子コイルの磁気
エネルギの放出による通電巾を電気角で６０度以内に保
持して、反トルクの発生を防止し得る電圧の前記した直
流電源とより構成されたことを特徴とする高速３相直流
電動機。
（４）第（３）項記載の特許請求の範囲において、第３
、第１、第２の位置検知信号により、それぞれ第１、第
２、第３のトランジスタブリッジ回路の所要のトランジ
スタを付勢導通せしめて、第１、第２、第３の相の電機
子コイルの正方向の通電を行ない、第６、第４、第５の
位置検知信号によりそれぞれ第１、第２、第３のトラン
ジスタブリッジ回路の所要のトランジスタを付勢導通せ
しめて、第１、第２、第３の相の電機子コイルの逆方向
の通電を行ない、各電機子コイルのトルクが得られる１
８０度の区間の始端で直流電源の電圧が印加され、電気
角で１２０度回転したときに電圧の印加が断たれるよう
にした逆転回路と、第１、第２の通電制御回路による正
転モードと逆転回路のいづれかを選択して正逆転のモー
ドとする手段とより構成されたことを特徴とする高速３
相直流電動機。