JPH03203538A

JPH03203538A - バーニア形磁石回転機

Info

Publication number: JPH03203538A
Application number: JP2039729A
Authority: JP
Inventors: Akira Ishizaki; 石崎　彰
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-10-23
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1991-09-05

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】＾　産業上の利用分野本発明は、従来のハイブリッド形ステッピングモータの
性能を改善し、安定した定常トルクを得るバーニア形磁
石回転機に関する。

おしを回転子スロットピッチのμだけ円周方向にずらし
、上記固定子鉄心及び回転子鉄心の少なくとも一方に磁
石を配■し、また、固定子鉄心の固定子歯に小スロットを備える場合
にはこの小スロットをスロット数２１に含め、更には、
回転子位置を検出してこの位置に基づき固定子電流の位
相を制御すると共に、この固定子電流の振幅を制御して
必要なトルクを発生することにより、少ない電流であっ
ても高トルクが得られかつ安定して定常トルクを得ろよ
うにしたものである。

Ｂ　発明の概要本発明は、ハイブリッド形ステッピングモータの短所を
補うもので、固定子鉄心スロット数Ｚ１、回転子鉄心スロット数Ｚ２
、及び極対数Ｐの場合２２＝　２１±Ｐなる関係に構成
し、固定子鉄心スロットに三相巻線を納め、回転子鉄心
を輪方向に沿い二つのブロックに分けてこの二つのブロ
ックどＣ３従来の技術とその課題従来から種々のモータがあり、そのひとつにいわゆるバ
ーニアモータがある。このバーニアモータは、第７図に
示すように固定子鉄心１と回転子鉄心２とがあり、固定
子鉄心１には複数傭のスロット（スロット数Ｚ、で第７
図では１２）が設けられると共に回転子鉄心２にも複数
傭のスロット（スロット数２２で第７図では１０）が設
けられており、更に固定子鉄心には通常の交流機と同様
の３相巻線（図示省略）が施されている構造を有する。

しかも、この固定子鉄心１のスロット数２１と回転子鉄
心２のスロット数２２とを２２−２１＝±Ｐ（ここでＰ
は固定子３相巻線の極数）という関係に選定した場合、
回転速度は１２０ｆ　／　Ｚ２（ｒｐｍ　）となり、回
転角速度ω、と角周波数ωとで表わすとω＝２ω／Ｚ、
となることが判明している。

したがって、角周波数ωや回転子鉄心２のスロット数２
２に依存して回転速度が変えられる。

ところが、このバーニアモータにあっては、回転子巻線
が存在せず、負荷の慣性に打勝って同期に入る最大トル
クすなわち引入れトルクが小さく、また回転子の位置ず
れに伴う脱出トルクも小さいという問題が生じている。

一方、他のものとしてステッピングモータがある。この
ステッピングモータは、第８図に示すように固定子鉄心
３とリラクタンス形の回転子鉄心４とがあり、各固定子
鉄心３にはそれぞれ独立して固定子コイル５が巻回され
る構造であって、第８図に示す例では輪方向にＩ、　Ｉ
Ｉ、　Ｉ相が配電されている構造である。

そして、各固定子コイルを適宜選択してパルス信号を流
すことにより、固定子鉄心３と回転子鉄心４（第８図（
ｂ）ではＩ相のみ表示）との間の歯間に発生する磁気吸
引力を利用して回転を行なわしめている。

ところが、このステッピングモータにあっては、構造上
トルク脈動が必ず生じ、更に磁気吸引力により駆動させ
る関係上回転速度が上昇すると共にトルクも急激に低下
するという問題があり、安定した定常トルクが得られな
い。

本発明は、上述の問題に鑑み、トルク脈動を抑えて安定
した定常トルクを得るバーニア形磁石回転機の提供を目
的とする。

Ｄ　課題を解決するための手段上述の目的を達成する本発明は、スロット数Ｚ、を有す
る固定子鉄心と等ピッチにてスロット数２２を有する回
転子鉄心とをＰを極対数として２．　＝　２．±Ｐなる
関係に形成し、上記固定子鉄心のスロットには３相巻線
が納められ、上記回転子鉄心を輪方向に沿って二つに分
けたブロックにて固定子鉄心に対向させ、この二つのブ
ロックどおしを回転子スロットピッチの１／２だけ円周
方向に相互にずれた位置にて軸に固定し、上記固定子鉄
心及び回転子鉄心のいずれか一方又は双方に上記二つの
ブロックにて相互に逆方向に磁束が通るように永久磁石
を配電するか又は、軸に対し上記固定子鉄心を内側に上
記回転子鉄心を外側に配電して上記固定子鉄心を軸方向
に沿って二つに分けたブロック間に電磁石を備え、また
、上述の構造において、固定子鉄心の固定子歯のギャッ
プ面に小スロットを備え、この小スロットと巻線が収め
られたスロットとを加えて全スロットとしてスロット数
Ｚとしたことを特徴とし、更に、検出した回転子の位置の関数として電流位相を制
御すると共に、必要なトルクを発生するように電流振幅
値を制御することを特徴とする。

Ｅ　　作　　　　用トルク脈動を生じる条件を除くことができ、駆動トルク
及び反作用トルクを合成し、更には一方のブロックに基
づくトルクと他方のブロックに基づくトルクとを加え合
せることにより、しかも永久磁石もしくは電磁石を用い
ることにより、低電流にて安定した高トルクが得られる
。

Ｆ、実施例ここで、第１図ないし第６図および第９図を参照して本
発明の実施例を原理と共に説明する。第１図は回転子１
０及び固定子１１を示している。

第１図において、固定子１１には、その内周ニスロット
ｌｌａが形成され、その数Ｚ（第１図では６）である。

このスロットｌ１ｍには三相巻＠１２であるＵ、Ｖ、Ｗ
が施され、２Ｐ（Ｐは極対数、第１図ではＰ＝１）の回
転磁界が生ずるようになっている。

他方、回転子１０には、その外周に等ピッチのスロット
１０ｃを有し、その数２２（第１図では５）となってい
る。

そして、これらスロット数２１，２２とは、Ｚ２＝Ｚ１
±Ｐ　　　　　　　　　　・・・（１）なる関係を有し
て形成されている。

更に、本実施例の回転子１０は、第２図に示すように軸
方向に沿って二つのブロック１０　ｍ、　　１０　ｂに
分割されており、この二つのブロック１０　ａ、　１０
　ｂを連結するようにハイブリッド形ステッピングモー
タと同様の永久磁石１３が備えられている。したがって
ブロック１０ａのギャップ面であるＡ−８面とブロック
１０ｂのギャップ面であるＣ−Ｄ面とは、互いに異なる
方向に磁束が通ることになり、永久磁石１３−ブロック
１０ａ−固定子鉄心１１−ブロック１０ｂ−永久磁石１
３という具合に閉磁路が形成されろ。

更に、ブロック１０ａとブロック１０ｂとは、双方のス
ロット位置がにスロットピッチだけ円周方向に相互にず
れた関係を持つように軸１４に固定されている。

このような構造において、ギャップ面、ＡＢ。

ＣＤには、それぞれ永久磁石１３によって−様な起磁力
Ｆ、がかかり、この起磁力によるギャップ磁束密度Ｂ□
は固定子１１及び回転子１゜のスロット１０ｃによって
脈動を生じ、起磁力×パーミアンスが磁束密度すなわち
Ｆ　ＸＰ＝Ｂ、から次式を得る。

スを示し、α、γは任意の整数を採る。

また、α２．θ、は固定子側のスロットｌｌａによる脈
動、γＺ２θ２は回転子側のスロット１０ｃによる脈動
を表わし、θは一つの極における固定子巻線１２Ｕ相の
巻線群の中央を原点として空間角で表わされた固定子座
標であり、θ２はｔ＝０の瞬間に固定子座標θ、の原点
に最も近いスロット１０ｃの中央を原点とした空間角で
表わされた回転子座標である。

したがって、θとθとの関係は次式（３）となる。

θ２−θ１−ζφ２−ω、ｔ　　　　　　　　・・・（
３）ここで、礼は回転子１０の回転角速度、φ２は空間
角で表わした回転子スロットピッチ、ζφ２は１＝０の
時のθ１の原点とθ２の原点との空間角であるので、ζ
は−０，５＜ζ≦０．５となる。すなわち、ｔ＝０では
θ、−θ、＝−ζφ２となって、固定子原点に対する回
転子原点がζφ２となり、回転しはじめるとｔに応じて
ω１［け原点０２０８間が広がることになる。

ここで、（３）式を（２）式に代入してθ２を除くと、
次式（４）を得る。

・・・（４）この（４）式より判明するようにＢは回転磁界を表わす
。

一方、固定子巻線１２に３相交流を流した場合の基本波
起磁力は次式（５）となる。

ここで、■！＋ｍは電流振幅値、ωは角周波数、Ｎ１は
１相の直列導体数である。

この結果、固定子巻線に３相交流を流した場合の起磁力
Ｆ、と前述の永久磁石によるギャップ磁束密度との間に
生ずるトルクを第２図のＡ−Ｂ面にて求めると、ｚ、＝
ｚ、＋ｐの場合次式（６）となる。

Ｔ　＝に１１　Ｉｎ・Ｆ、・Ｐｌ、　。ｔｓｋ　［（Ｚ
、ω、−ω）　ｔ（Ｚ２φ、）−（６）ここで、Ｋ１は
設計諸元によって算出された定数である。

この（６）式よりＺω−ω＝Ｏすなわちω＝ω／Ｚ２の
回転速度の状態にて脈動トルクが除かれて常定トルクが
得られ、その値は（７）式となる。

Ｔ、＝に、　−１、、−Ｆ　−Ｐ、　。ｍ（ζＺ２＄２
）　　　　　　−（７１マタ、ｚ２＝ｚ、−Ｐ　（７）
場合にはω＝　−ω／　Ｚ２の回転速度の状態にて、換
言すれば回転磁界と反対方向にω／Ｚ２の角速度で回転
するとき、定常トルクが得られ、その値は（７）式にて
表わされるＴ、と同一となる。

以上の説明は定常トルクに関するものであるが、反作用
トルクも生ずる。すなわち、固定子電流による起磁力Ｆ
とスロットによるギャップパーミアンス脈動とによって
反作用トルクを生ずる。そして、そのトルクはｚ２＝ｚ
、＋ｐの場合次式（８）となる。

Ｔ　＝に２・ｒ　、、・Ｐ、−８，１ｍ　［２（ω−Ｚ
２ω、、）　ｔ−２ζＺ、φ、）　・（８１ここで、Ｐ
　　はスロットによって生ずる（−１１，１パーミアンス、Ｋ２は設計諸元から算出される定数であ
る。

この反作用トルクもω、＝ω／ｚ２の回転速度にて定常
トルクとなり、次式（９）となる。

Ｔ、＝に２・Ｉ、、４．−１１．、ａｌｌ（２ζＺ２φ
２〕　　　　　・・・（９）同様にしてｚ、＝ｚ、−ｐ
の場合の反作用トルクは次式ａ呻となる。

Ｔ　＝−に、！４．・Ｐ、−８，、、ｏｔａ　（２（ｃ
ｃ＋＋Ｚ２ω１．）　ｔ＋２　ｔ：　Ｚ２＄、）・・・
α呻この場合も、ω１＝−ω／Ｚ２の状態で定常トルクとな
り（９）式と全く同一となる。

以上の結果、永久磁石及び固定子による起磁力による定
常トルクと反作用トルクの定常トルクとを合成すると次
式（２）となる。

Ｔ−Ｔ、＋Ｔ、−に、・ＩＩｓ・Ｆ、・Ｐ、。廁（ζち
φ２）−ち・■１．・Ｐ（−１１１、癲（２ζちφ２）
・・・（２）この場合、パーミアンスＰ、。”　（−１１，１の値は
スロットの寸法形状によって変化するので、この形状変
化にて上記（ロ）式の第１項第２項の大きさも変化する
。

以上の説明は回転子のブロックのＡＢ面についての解析
であるが、ＣＤ面を着目すると、まず起磁力Ｆ、の符号
が逆になり、更にＡＢ面とＣＤ面とはスロット位置がス
ロットピッチの１／２だけずれているので、ｔ＝０の時
の６１の原点と６２の原点との空間角ζφ２はＣＤ面で
は（ζ＋ｖ２）φ２となり、Ｚ２φ２＝２πであること
かう２２（ζ＋ｖ２）φ２＝ｚ２ζφ２＋πとなる。

したがって、トルク及び反作用トルクの式（７１（９１
において、次式（２）０１が変形される。

−２（ζ＋ｖ２）φ＝−幽Ｚζφ　　　　　　　・・・
（ロ）−２Ｚ２（ζ＋ｖ２）　＄２＝ｍ２Ｚ２ζφ２・
（１１そして、Ｆ、が逆符号であるためＣＤ面でのトル
クＴ、Ｔ共全く同じとなり式（ロ）のトルクが得られる
。よって、ＡＢ面と、ＣＤ面とで２倍のトルクが得られ
ることになる。

以上の結果、第１図、第２図に示す電動機としては、電
源角周波数ω／ｚ２の速度で回転する同期電動機として
使用できる。

この場合、同期電動機の始動、引入れ、税調等の問題が
生ずることとなるが、これらの問題のない制御方式とし
て、回転子位置を検出してζＺ２φ２＝δが指令値を保
つように固定子電流を制御することが考えられる。この
場合、−０，５（ζ≦０．５の関係上−πくδ≦πの範
囲にて変化する。したがってδが正の時は電動機運転で
反作用トルクが無視できる場合はδ＝−にて最大正トル
ク、δが負の時は発電種運転でδ＝−一にて最大負トル
クとなり、この負トルクは減速時の制動トルクとして利
用できろ。なお反作用トルクが大きい場合には、最大ト
ルクはδ−±−より少しずれた角度になるので、その値
を指令値とすればよい。

δの指令値δ“を保ちながら指定回転速度ωにて運転す
る場合の制御を次に述べる。

１＝０の瞬間にθ、の原点に最も近いスロットの中央位
置の座標をδ５とした場合、前掲のω＝ω／Ｚ２の条件
を満足し、定常トルクを発生している時次式を得る。

ｆｌ　＝ω　ｔ＋ζφ２＝ωｔ／Ｚ２＋ζ／Ｚ２　　　
　　−（１４）このためωｔ＝（Ｚθ−δ）を得る。

従ってδ１を保ちながらω、なる角速度で回転させるた
めには、回転子スロットの中央の位置θ。を検出して次
式（ＩＪを計算する。

（ωｔ）＝（Ｚ２θ、−δ８）　　　　　　　　・・・
四ついで、（２）式となるよう各相電流の位相を制御す
る。

ｌ二＝Ｉ；、αゆ　［（ωｔ）”］ｉ：＝■；、、、働［（ωｔ）”−２／３π］ｌ二＝Ｉ
：、、ｃｍ［（ωｔ）’　　　４／３ｒ］　　　　　　
　　　　・・・（１呻一方電流の振幅値ｌ；、について
は、ω７の指令錬ω二と実際のへとを比較し、その偏差
を零とするように■ｌｎ＋の指令値■；ヨを与える。こ
のようにして、電動機に供給する各相電流の指令値、＊
、ｉ＊、ｉ＊を与えることができるので、この指令値通
りの電流を流すよう電流制御形インバータを制御すれば
、電動機を常にω１でｇ＊することができろ。

第３図にて回路を具体化するに、電流制御形インバータ
２０により電動機２１が制御されろが、この電動機２１
に備えられろロータリーエンコーダ等の位置検出器２２
では、回転子位置θ。を示す信号が出力される。この回
転子位置θ。は、電流位相計算回路２３にて負荷角指令
δ１を加えて演算され、前述の（１ｊ式に基づいて（ω
ｔビ計算し、二つのＲＯＭテープ得る。なお、このδ１
は加速時には正の最大トルクを生ずる負荷角、減速時に
は負の最大トルクを生ずる負荷角に設定する。

一方、位置検出＠２２からのパルス信号は、Ｆ／Ｖ変換
＠２４にて回転角速度ωに変換される。このＦ／Ｖ変換
器２４の出力ωヨと角速度指令ωことは偏差がとられ、
ついでＰＩ制御器２５を介して電流指令Ｉ；、が決定さ
れる。こマルチプライング形Ｄ／Ａ変換器２６にてＤ／
Ａ変換し、これにＩ；３乗することによりｉ：、ｌ：が
得られる。そしてｉ　＋　ｉ　＋　ｉ、＝　０の関係を
用いてｌ：演算口＃１２７からｖ４ａ電流指令値ｉ“が
得られる。この電流指令値ｌ：”ｊＶ’ｉ二どおり電流
を電動機２１に供給するように電圧形インバータ２ｏが
制御される。

またトルクＴの式から明らかなように周波数に無関係で
あるのでＰＩ制御器の出方側にリミッタ２８を設けて、
加速及び減速時には一定電流値を流すことによって、一
定トルクで加減速を行うことができる。

更にこの実施例では、ヒステリシスコンパレータ２９に
よって、（ωニーω）の符号の正負に従って、これが正
の場合にはφ３の値も正として電動機運転で加速し、逆
に負の場合にはφ°の値も負として発電機運転で回生制
動を行うようになっている。

以上の説明は、ｚ２＝ｚ、＋ｐの場合につき述べてきた
が、ｚ２＝ｚ、−ｐの場合、＜１７１式が次のようにな
る。

−（ωｔ）−（ｚ２θ。〜δ１）　　　　　　　　　・
・・ａ乃また、振幅指令値Ｉ；、は前記と同様にして得
られるので、ｉ二＝　１　”、、、ａｉｓ　　（（ωｔ）　勺ｉ　：
”　Ｉ　”、−［（ωｔ）”＋２／３π］ｉ、”＝Ｉ　
”、、、ａｈａ　　［（ωｔ）　　”＋４／３ｙｒＥ　
　　　　　　　　　　　・＝　０１トシて各相の電流の
指令値を得ることができる。すなわちｚ２＋　ｐの場合
とｚ２−ｐの場合とは固定子電流による回転磁界の方向
が逆になる。

以上電動機としての説明を行なってきたがδを負の値に
保ち、軸に機械的動力を外部から供給することによって
、発電機としても運転できる。

これまでの説明は第１図のように少数のスロットの組合
せで説明してきたが、ω＝ω／Ｚ式かられかるように回
転角速度として低速を必要とする場合にはスロット数を
ふやせばよいことがわかる。この場合Ｚ、と２２とは（
１）式の関係があるので第１図のような構造で２２を増
加するには限界がある。そこで第４図のように、巻線の
入っているスロット以外に歯部に小スロットを設け、両
者の和の全スロット数をＺ、としたときに、この全スロ
ット数Ｚ。

に対して（１）式が成り立つようにＺ、を選べばよいの
で、このような構造ではＺ２を充分大きく出来、極低速
を容易に得ることができる。

第４図はこの変形した電動機のギャップ部を示しており
固定子鉄心１１の内周側には３相巻線が挿入される巻線
スロットｌｌａが形成され、この巻線スロットｌｌａ間
の歯１１ｂの内周側にも回転子と対向する小スロット１
１Ｃが形成されている。そして、この巻線スロットｌｌ
ａの入口部と小スロット１１Ｃとは同一幅を有している
。この場合、全スロット数をＺ、とすれば、固定子鉄心
１１のスロットピッチφは２π／Ｚの等ピッチとなって
いる。なお、巻線スロットｌｌａの入口部と小スロット
ｌｌｃとは運転時のトルクリップルを低減するため同一
幅とすることは良いが、特にこれに限定されない。

他方、回転子鉄心１０の外周側にもスロット数２２のス
ロット１０ｃが形成され、このスロット１０ｃのスロッ
トピッチφ２は２π／Ｚ。

の等ピッチとなっている。

そして、スロット数２１と２２との関係は、２、−２．
＝±Ｐとなるように選定されている。

次に静止時トルクについて述べる。この電動機の３相巻
線に、１２０°ずっの位相差をもっているが、時間的に
は変化しない直流電流ｉ　＝　Ｉ　、、　ｒｓｂｄｒｉ＝Ｉｉ□働（ψ−２／３π）ｉ　、＝　Ｉ　１ｍ　Ｃ６０（ψ−４／３π）　　　　
　　・・・（２）を流したときに生ずるトルクは次式−
となる。

Ｔ＝に１１．□Ｆ、ｐ１゜幽（ζＺ２φ２−ψ）−に、
Ｉ、、ｐｌ−１１，Ｌ幽２（ζＺ２φ２−φ）　　　・
・・（至）スロットの寸法形状によって、第１項と第２
項の割合が変化するので、全説明を簡単にするために第
１項に比べて第２項が著しく小さく無視できる場合を考
えるとトルクは次式１式％）（２１）とこでψは第５図に示すように第１相の電流のピーク値
からの位相角であって、ψの値によって各相に流れろ電
流値が変化する。トルクはＩｌｍとψとこの関数である
が、ある一定の■１□を考えた時、（２１）式から明ら
かなようにｚ２φ２＝２πであることを考えると、ζが
一１／２から＋１７２までの範囲で第６図の実線で示す
ように正弦波形に変化する。トルクがピーク錬となるの
は ζ・２π−ψ＝±π／２の時であるので ζ＝±１／４＋ψ／２π の時にピーク値をとる。従ってψ＝０の時にはζ＝±１
／４の時にピーク値をとる正弦波となるが、ψの値が正
の時にはピーク値はφ／２πに相当するだけ右方へ移動
し、φの値が負の時にはψ／２πに相当するだけ左方へ
移動する。

ζが一１／２から＋１７２までの範囲が回転子の１スロ
ツトピツチで、ζ＝０がスロットの中央、ζ＝±１７２
が両隣の歯の中央に相当するので、ψの値を一３π／２
から＋π／２まで変化させることによって、一つのスロ
ット内の任意の位置がθ、の原点の位置に来たときに、
正のピークトルクを発生させることができろ。

またピークトルクの傭は■ｌ□に比例するので、φとＩ
ｌｍとを制御することによって、任意の位置で負荷トル
クに見合ったトルクを発生させて、その位置で静止させ
ることが出来る。四式の第２項が無視できない場合には
、第６図に示したトルク曲線が正弦波形でなく、破線の
ように歪んだ形となるが、Ｉ、詐一定としてψを変化し
たときにそのトルク曲線の形は変わらず、全体として左
右に移動するので、この場合にもψと１１．、の制御に
よって、任意の負荷トルクに対して任意の位置で静止さ
せることが出来ろ。このような考え方の位置制御回路を
第３図に追加することによって、円滑かつ精密な位置制
御が可能である。

なお、本発明は回転子１０に永久磁石を配電した例につ
いて説明したが、固定子１１もしくは回転子１０と固定
子１１との双方に永久磁石を配置した構造も可能となる
。

以上、永久磁石を配置した例につき説明してきたが、ギ
ャップ磁束密度Ｂ、を生しさせるには永久磁石に限らず
電磁石でもよい。第１図、第２図、第４図の例ではいわ
ゆるインナーロータタイプの電動機であり、回転子１０
の磁石は回転部分からの結線を考えると永久磁石の方が
好ましいが、第９図の如きアウターロータタイプの電動
機の場合には、固定子１１のブロック１１ｘ、１１Ｙ間
に嵌まる磁石としては電磁石１５でもよい。殊に電磁石
の場合大形の電動機でも安価に作れるという長所がある
。

なお、このアウターロータタイプの電動機でも固定子側
にも回転子側にも永久磁石を備えろ構成であってもよい
。

また、第４図に示す小スロットｌｉｅ、　１０ｃを備え
た例につきアウターロータタイプに構成することもでき
る。

Ｇ、　発明の詳細な説明したように本発明によれば、歯の間に働く電磁力
によってトルクを得るステッピングモータとは異なり電
機子電流と永久磁石又は電磁石のつくる二つの回転磁界
の作用で生ずるトルクによって駆動する方式であるので
、安定な定常トルクが得られ、円滑な速度制御や精密な
位置制御が可能となる。また固定子と回転子のスロット
パーミアンス脈動によって生ずる磁界を活用する場合、
永久磁石や電磁石を用いているので、リラクタンス形に
比べて少ない電流で同一トルクを発生することが出来、
効率の向上や寸法の小形化の点で効果がある。

永久磁石の技術進歩は目ざましく、コスト・パフォーマ
ンスのよい磁石が開発されているので、高性能磁石の活
用によってより大きな効果が期待できる。

また、アウターロータタイプの電動機にあっては、電磁
石の利用が好都合であり、特に大形のものでは磁石が安
価となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図および第９図は本発明に係り、第１
図は一実施例の簡略構成図、第２図は断面図、第３図は
制御回路のブロック図、第４図は他の実施例の部分構成
図、第５図は電流ピーク値からの位相差を示す波形図、
第６図はζに対するトルク変化の波形図、第７図はバー
ニアモータの一例の構成図、第８図（ａ）　（ｂ）はス
テッピングモータの説明図、第９図はアウターロータタ
イプの断面図である。図　　中、１０は回転子、１０ａ、１０ｂ、ＩＩＸ、ＩＩＹはブロック、１０ｃ、
ｌｌａ、ｌｉｅはスロット、１１は固定子、１３は永久磁石、１５は電磁石、２０は電流制御形インバータ、２１はモータ、２３は電流位相計算回路である。請求項出株式会社代　　　　理

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スロット数Ｚ＿１を有する固定子鉄心と等ピッチ
にてスロット数Ｚ＿２を有する回転子鉄心とをＰを極対
数としてＺ＿２＝Ｚ＿１±Ｐなる関係に形成し、上記固定子鉄心のスロットには３相巻線が納められ、上記回転子鉄心を軸方向に沿って二つに分けたブロック
にて固定子鉄心に対向させ、この二つのブロックどおし
を回転子スロットピッチの１／２だけ円周方向に相互に
ずれた位置にて軸に固定し、上記固定子鉄心及び回転子鉄心のいずれか一方又は双方
に上記二つのブロックにて相互に逆方向に磁束が通るよ
うに永久磁石を配置した、ことを特徴とするバーニア形磁石回転機。
（２）スロット数Ｚ＿１を有する固定子鉄心と等ピッチ
にてスロット数Ｚ＿２を有する回転子鉄心とをＰを極対
数としてＺ＿２＝Ｚ＿１±Ｐなる関係に形成し、上記固定子鉄心のスロットには３相巻線が納められ、上記回転子鉄心を軸方向に沿って二つに分けたブロック
にて固定子鉄心に対向させ、この二つのブロックどおし
を回転子スロットピッチの１／２だけ円周方向に相互に
ずれた位置にて軸に固定し、軸に対し上記固定子鉄心を
内側に上記回転子鉄心を外側に配置して上記固定子鉄心
を軸方向に沿って二つに分けたブロック間に電磁石を備
えたことを特徴とするバーニア形磁石回転機。
（３）固定子鉄心の固定子歯のギャップ面に小スロット
を備え、この小スロットと巻線が収められたスロットと
を加えて全スロットとしてスロット数Ｚ＿１としたこと
を特徴とする請求項（１）又は（２）のバーニア形磁石
回転機。
（４）検出した回転子の位置の関数として電流位相を制
御すると共に、必要なトルクを発生するように電流振幅
値を制御することを特徴とする請求項（１）（２）又は
（３）のバーニア形磁石回転機。