JPH03270665A - 永久磁石回転機 - 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】 Ａ　産業上の利用分野 木兄ＦＩＡは、従来のステッピングモータやバーニヤモ
ータの性能を改善し、大きくかつ安定した定常トルクを
得る永久磁石電動機に関する。

Ｂ、　発明の概要 本発明は、ステッピングモータやバーニヤモータの短所
を補うもので、 固定子鉄心スロット数２１、回転子鉄心スロット数Ｚ１
及び極対数Ｐの場合Ｚ２＝Ｚ１＋ｐ又はｚ２＝ｚ、−ｐ
なる関係に構威し、固定子鉄心スロットに三相巻線を納
め、上記固定子鉄心の全スロット及び回転子鉄心の全ス
ロットの少なくとも一方に永久磁石を配置し、これらの
全磁石を同一方向に着磁することを基本とし、 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２工に含め、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Ｉｌ！Ｉ
ｍ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
得るようにしたものである。

しかも、回転子鉄心を軸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おしを回転子スロットピッチ
のにだけ円周方向にずらし、双方のブロックでは磁石の
極性が互に逆になるように着磁することによって、永久
磁石のために、固定子鉄心外径と回転子鉄心内径との間
に一定の磁位差を生じ、このため通常の構造では、磁束
が軸受部を通って、軸受に有害な現象を生ずるおそれを
防止して、上記の一定の磁位差による磁束を両ブロック
間に循環させるようにするか、他の方法として、ブラケ
ット部に非磁性体の部分を設けて、上記の一定の磁位差
による磁束が軸受部と通らないようにしたものである。

Ｃ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９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には複数個のスロット　（スロット数Ｚで第９
図でζよ１２）が設けられると共に回転子鉄心２にも複
数個のスロット　（スロット数２２で第９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Ｚと回転子鉄心
２のスロット数２２とを２．−２．＝±Ｐ（ここでＰ（
よ固定子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ヤと角周波数ωとで表わすとω＝２ω／Ｚ、
となるととが判明している。

したがって、角周波数ωや回転子鉄心２のスロット数４
に依存して回転速度がきまる。

ところが、このバーニアモータにあっては、トルク脈動
が必ず生じており、更に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している。

一方、他のものとしてステッピングモータがある０この
ステッピングモータは、第１０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１０図に示す例では軸方向にＬＩ
Ｉ、Ｉ相が配置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１０図
（′ｂ）で；よ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大き
くかつ安定した定常トルクを得る永久磁石回転機の提供
を目的とする。

Ｄ、　　！ＩＩＩ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Ｚ＝Ｚ　＋Ｐ！ｉはｚ　　＝ｚ　　−ｐな
ル関係に形成し、上記固定子鉄心のスロットには３相巻
線が納められ、上記固定子鉄心の全スロット及び回転子
鉄心の全スロットの全スロットの少なくとも一方に永久
磁石を配電して、全自作を同一方向に着磁することを基
本とし、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。

更に、回転子鉄心を軸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おしを回転子スロットピッチの
独だけ円周方向にずらし、双方のブロックでは磁石の極
性が互に逆になるように着磁することによって、永久磁
石のために、固定子鉄心外周と回転子鉄心内周との間に
一定の磁位差を生じ、このため通常の構造では、磁束が
軸受部を通って、軸受に有害な現象を生ずるおそれを防
止して、上記の一定の磁位差による磁束を両ブロック間
に循環させるようにするか、他の方法として、ブラケッ
ト部に非磁性体の部分を設けて、上記の一定の磁位差に
よる磁束が軸受部と通らないようにしたものである。

Ｅ　　作　　　　　用 回転子又は固定子の少なくとも一方の全スロットに永久
磁石を配置することにより駆動トルクを強め、　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８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１０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、その内周に等ピッチ
のスロットＩｌａが形成され、その数Ｚｉ（第１図では
６）である。このスロットｌｌａには三相巻締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ここなっている。

更に、スロットｌｌａの入口＠ｔＳ：二は永久磁石１５
が埋め込まれている。

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２１１図でｉ、ｆ７　）となって
いる。そして、この回転子１０の全スロット１０ｃにも
永久磁石１６が埋込まれている。

これらの永久磁石１５と１６は第１図に示すように半径
方向に中心に向って、すべての磁石が同一極性金持つよ
うに着磁されろ。

そして、これらスロット数ｚ、Ｚとは、ｚ２＝ｚ、＋ｐ
又ｉ、ｔｚ２＝＝ｚ、−ｐ　　　　　　−４１１なる関
係を有して形成されている（第１図の場合はＺ２＝Ｚ、
＋Ｐ）。

各磁石によって生ずる磁束は、ギャップを介して磁石と
歯の部分で閉じた磁路を構成するな、固定子鉄心の外周
と固定子鉄心内周との間の電動機の構造では、との磁位
差によって固定子鉄心−フレーム−ブラケット−軸受部
−軸一固定鉄心を磁路とする磁束を生じ、軸受に有害な
現象を生ずるおそれがある。これを防ぐために二つの方
法が考案されている。

その一つの実施例の回転子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１０ａ、１０ｂに分割さ
れていて、ブロック１０ｍのギャップ面であるＡ−Ｂ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ようにＡ−Ｂ面とＣ−Ｄ面
では、スロットに納められた永久磁石１５，１６の着磁
方向を互に逆方向とする。このため上記一定の磁位差に
よる磁束に対してはブロック１０ａ−固定子鉄心１１−
ブロック１０ｂ−軸−ブロック１０ａという矢印のよう
な閉磁路が形成されるので、軸受部に磁束が通ることを
防止できる。

更に、ブロック１０ａとブロック１０ｂとは、双方のス
ロット位置が弛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。

いま、ギャップ面ＡＢについて考えるに、固定子スロッ
トｌｌａの永久磁石１５は全てギャップ面にてＳ極に着
磁された状態では、固定子スロットｌｌａ間の歯部はＮ
極となり、固定子内周全体では永久磁石１５と隣接する
歯とによるＮＳ極の組合せにて計２Ｚ、極の磁極が構成
される。

一方、回転子１０のスロット１０ｃでの永久磁石１６は
ギャップ面が全てＮ極に着磁されていることによって固
定子１１の永久磁石１５とは、半径方向に同一方向の磁
束を生ずる。

この場合、回転子１０のスロット１０ｃに隣接する歯は
Ｓ極となって、回転子外周全体では永久磁石１６と隣接
する歯によるＮＳ極の組合せにて計２２極の磁極が構成
される。

このような構造において、スロット１１ａ。

１０ｃに納められた永久磁石１５．１６によって生ずる
起磁力分布の２Ｚ、極及び２Ｚ２極の基本波成分のピー
ク値をそれぞれＦ、及びＦｍ　２とする。

ここで固定予巻Ｉ！１２の一つの極における第１相すな
わちＵ相の巻線群の中央（第１図の場合は１極１相のス
ロット数が１つであるのでＵ相のスロットの中央）を原
点として、空間角で表された固定子座標を０１とし、θ
２は１＝０の瞬間に固定子座標θ　の原点にもっとも近
いスロット１０ｃの中央を原点として空間角で表された
回転子上にとられた座標である。したがってθ、とθ２
との関係は、次式１式％ （２） ここでω、は回転子１０の回転角速度、Φ２は空間角で
表した回転子のスロットピッチ、ξΦ２は１＝０の時の
θ、の原点とθ２の原点との空間角であるので、ξは−
０，５〈ξ≦０．５となる。すなわち１＝０ではθ　−
θ　＝ξΦとなり、回転しはじめるとｔに応じてω　ｔ
だけθ、と６２の両原点間が広がることになる。

かかる座標θ　θ　を用いてギャップパーミアンスを表
わすと次式（３）となる。

ΣΣＰｍ［αＺ、θ１＋γｚ２θ２〕−（３）ａγγｄ とこで、α、γは任意の整数である。

また、固定子１１の永久磁石１５によって生ずる基本波
成分の起磁力は次式（４）である。

Ｆｌ（ト）（Ｚ、θ、）　・・（４） よって、この起磁力によって生ずる磁束密度は（４）式
と（３）式との積となり、ハーモニックパーミアンスを
用い、また（２）式の関係を代入してθ２を消去するよ
うに整理し、空間分布として２Ｐ極をもつ磁束密度は次
式（５）として求められる。

同様にして回転子１０の永久磁石１６によって生ずる起
磁力は次式（６）となる。

Ｆｍ、ｃｍ（Ｚ２θ２）°゛°（６） したがって、この起磁力によって生ずる２Ｐ極の磁束密
度は次式（７）となって（５）式と同じ形となる。

？ これら、２Ｐ極の磁束密度（５１，（７１式は全く同一
の形となることが判明し、これらをまとめると、回転子
１０．固定子１１の全永久磁石によって生ずる磁束密度
は次式（８１（９）となる。

Ｂ働〔Ｐθ、−Ｚ２ω、　ｔ−Ｚ２ξφ２〕　・・イ８
）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（ｉｎとなる。

ここで、１１は電流実効値、ωは角周波数、Ｎ１は１相
の直列導体数、’ｍｌは巻線係数である。

（８）式とα呻式とは空間分布の極数がいずれも２Ｐ極
で同一であるので、両者の間にトルクを生じｚ、＝ｚ、
＋ｐの場合次式ａυとなる。

Ｔ＝ＫＢ　　Ｉ　１７ｍ　［（Ｚ２（Ｌｌ、−（Ｌｌ）
　を−ξＺ２（す２］　・・（１１）とこでＫは設計諸
元から算出される定数である。

この（田式よりＺω−ω＝０すなわち ω＝ω／Ｚ２　　　　　　　　　　・・（２）の回転速
度の状態にて脈動トルクが除かれて定常トルクが得られ
、その値はｆｉｌ式となる。

Ｔ　＝ＫＢ、Ｉ　１ＮＮ−（ξＺ２＄２１　　　−　（
１３１また、ｚ２＝　２１−　Ｐ　（７）場合ニハω、
＝−（ＩＪ／　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
きに定常トルクが得られ、その値は（１３式と同一とな
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、まずすべての起磁力Ｆ
、、１、Ｆｍ２、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Ｘ／Ｉ２ｔ！け
ずれているので、ｔ＝０の時のθ、の原点と６２の原点
との空間角ξφ２はＣＤ面では（ξ十′Ｌｈ）φ２とな
り、Ｚ２φ２＝２πであることから２２（ξ＋Ｖ２）φ
２＝ｚ２ξφ２＋πとなる。

したがって、トルクの式α１において、−の項は次式０
４のように符号が逆になる。

幽２２（ξ＋に）φ２＝−幽ｚ２ξφ２　　　　・・（
均一方すべての起磁力の符号が逆になるため、０１式か
らＢカも逆符号となり、ＣＤ面でのトルクＴはＡＢ面で
のトルクと全く同じ式（１１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Ａい制御方式とし
て、回転子位置を検出してξｚ２φ２＝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（ξ≦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
δ＝π／２にて最大正トルク、δが負の時は発電機運転
でδ＝−π／２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。

δの指令値δ８を保ちながら指定回転速度％にて運転す
る場合の制御を次に述べる。

ｔ＝０の瞬間にθのＭ点に最も近いスロットの中央位置
の座標を０２とした場合、前掲のω＝ω／２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。

θ２＝ωｔ＋ξφ２＝ωｔ／Ｚ２＋δ／ｚ２　　　　　
・・（四このためω１＝（２２θ２−δ）を得ろ。

従ってδ１を保ちながらωヤなる角速度で回転させろた
めには、回転子スロットの中央の位置θ２を検出して次
式Ｏ［９を計算する。

（ωｔビ＝（ｚ２θ２−δ”）　　　　　　　　−＝　
ｆｉｌついで、０９式となるよう各相電流の位相を制御
する。

ｉ　＝　１　”、、ｃｓｂ　［（ωｔ）１］ｉ＝Ｉτ、
働［（ωｔ）”−２／３π］ｉ　＝　１　”、−ｃｓｅ
　［（ωｔ）”−４／３π］　　　・・・Ｏ旬一方電流
の振幅値Ｉ、□については、ω５の指令値ω二と実際の
ω。とを比較し、その偏差を零とするように工１ｍの指
令値Ｉ；、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：、ｉ二を与えることが
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ωで駆動する
ことができる。

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が制御されるが、この電動機２１
に備えられる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θ２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δ
１を加えて演算され、前述の００式に基づいて（ωｔ）
１計算し、二つのＲＯＭテーブルから慟〔（ωｔ）′″
〕及び慟〔（ωｔ）”−４／３ｒ）を得ろ。なお、との
δ３は加速時にはπ／２、減速時には一π／２に設定す
る。一方、位置検出器からのパルス信号は、Ｆ／■変挟
ｖＪ２４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ω６と角速度指令ω１とは偏差がとられ
、ついでＰＩ制御器２５を介して電流指令１　’Ｌ＋ｓ
が決定される。この結果、慟〔（ωｔ）１〕及び慟（ω
ｔ）”−４／３π〕を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；、を乗ることにより
ｉ”　　ｉ′″が得られる。そしてｉ、＋　ｉ　　＋　
ｉ　　＝　Ｏの関係を用いて、ｌ：演算回路２７からＶ
相電流指令値どおりの電流を電動機２１に供給するよう
に電圧形インバータ２０が制御される。

また、トルクＴの式α１は周波数に無関係であるので、
ＰＩＩＱ御器の出力側にリミッタ２８を設け、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
を発生させることができる。

更にこの実施例ではビ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φ１の値も正として電動機運転で加速し、逆
に負の場合にはφ３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、ｚ、＝ｚ、−ｐの場合、００式が次のようになる。

−（ωｔ）＝（Ｚ２θ。−δ１）　　　　　　　　・・
・Ｏｌとなるのでこの値をα乃式に代入すれば２．　＝
　２゜＋Ｐの場合と同様に各相の電流の指令値を得るこ
とができるが相回転は逆になる。すなわちＺ２＋Ｐの場
合とｚ２−ｐの場合とは固定市電流による回転磁界の方
向が逆になる。

以上は第１実施例であるが、第２実施例＋、？上記のよ
うに回転子鉄心を二つのブロックに分けろことなく、−
ブロックのみとして、第４図のようにブラケット１８の
内周に非磁生部１９を設けることによって、軸受部２０
を磁束が通ることを防ぐことができる。この場合固定子
鉄心１１−ブラケット１８−軸受カバー２１−軸１４一
回転子鉄心１〇−固定子鉄心１０−固定子鉄心１１とい
う磁路を通ることになる。

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／Ｚ２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２．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５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２．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５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１１ｍ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１１
ｍの入口部と小スロットｌｌｃとは同−輻を有している
。この場合、全スロット数を２とすれば、固定子鉄心１
１のスロットピッチφ１は２π／ｚｌの等ピッチとなっ
ている。なお、巻線スロット１１ａの入口部と小スロッ
ト１１Ｃ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。小
スロット及び巻線スロットの入口には永久磁石１５が埋
め込まれている。

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φは２π／Ｚの等ピッチとなっている。これら
の回転子のスロットにも永久磁石１６が埋め込まれてい
る。

そして、スロット数２．と２２との関係は、ｚ２−ｚ、
＝ｐ又１ｆＺ、−Ｚ２＝Ｐとなルヨウニ選定されている
。

次にｌｌ’？止時トルクについて述べる。この電動機の
３相巻線に、１２０”ずつ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＋＝Ｉｃｓｏφ ｉ＝ＩｉＭ働（ψ−２／３π） Ｆ＝　Ｉ　、ｃｓｔｒ　（ψ４／　３　π）　　　　　
　　−（’１を流したときに生ずるトルクは次式（至）
となる。

Ｔ＝ＫＩＢａ１ｍ（ξｚ２φ２−ψ）　　　　−＠ここ
でψは第６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る電流値
が変化する。トルクは１１ｍとφとξの関数であるが、
ある−定の１１□を考えた時、（２）式から明らかなよ
うに２φ＝：＝２πであることを考えると、ξが一１／
２から＋１／２までの範囲で第７図の実線で示すように
正弦波形に変化する。トルクがピーク値となるのは ξ・２π−φ＝π／２ の時であるので ξ＝１７４＋φ／２π の時にピーク値をとる。従ってψ＝０の時にはξ＝１／
４の時にピーク値をとる正弦波となるが、φの値が正の
時にはピーク値はψ／２πに相当するだけ右方へ移動し
、ψの値が負の時にはψ／２πに相当するだけ左方へ移
動する。

ξが−１７２から＋１／２までの範囲が回転子の１スロ
ツトピツチで、ξ＝Ｏがスロットの中央、ξ＝１／２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θ１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値は■１ｍに比例するので、φと’
＋１１１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。

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。

この構造においてスロットに永久磁石を埋め込んだ場合
、歯部を通る永久磁石の漏れ磁束を出来るだけ小さくし
てギャップ面を通る磁束を大きくするためには、第８図
（ａ）のように永久磁石１６の寸法をスロットの幅方向
の寸法Ｗに対して、スロットの深さ方向りの寸法を小さ
くすることが望ましいが、スロットの深さ方向の寸法を
深くする必要がある場合には第８図（ｂｌのように永久
磁石１６とスロットとの間に非磁性板１７をそう人する
ことによって漏れ磁束を減らすことができろ。

これまでの説明では、固定子鉄心外周と回転子鉄心内周
との間に生ずる一定の磁位差のために軸受部に磁束が通
り、これが軸受に障害を与えるのを防止するための二つ
の方法について述べてきたが、小形のものでは通常の構
造のブラケットを用いても、軸受部を通る磁束が小さく
、且つ回転速度の低い場合には、軸受部に生ずる輸電圧
が小さく軸受に障害を与えない場合がある。このよう場
合には第４図のようにブラケットに非磁性部を設ける必
要はなく、通常の構造のブラケットを用いることができ
る。

また以上の説明は回転子が固定子の内側にある通常の構
造について行なったが回転子を固定子の外周部に配置し
たアウター・ロータ形とすることも出来ろ。

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。

殊に、本発明は固定子鉄心及び回転子鉄心の少なくとも
一方の全スロットに永久磁石を備えているが、双方の全
スロットに永久磁石を備えた場合にはその分トルクを加
え合わせて増大させることができる。

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。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６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
他の実施例構成図、第６図は電流ピーク値からの位相差
を示す波形図、第７図はξに対するトルク変化の波形図
、第８図は漏れ磁束を軽減する説明図、第９図はバーニ
アモータの一例の構造図、第１０図（ａｌ　（ｂ）はス
テッピングモータの説明図である。 図　　中、 １０は回転子、 １０　ａ、　１０　ｂはブロック、 １０ｃ、１１ａ、ｌｌｃはスロット、 １１は固定子、 １３．１５．１６は永久磁石、 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。 第　１　図 一実施例 ２

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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を有するを回転子鉄心とを、Ｐ
   を極対数としてＺ＿２＝Ｚ＿１＋Ｐ、または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極対数Ｐの 三相巻線が納められ、 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軸に固定し、 上記固定子鉄心及び回転子鉄心の少なくと も一方の全スロットに永久磁石を埋め込み、ブロック毎
   に全磁石を同一方向に着磁するとともに、双方のブロッ
   クでは磁石の極性が互に逆になるように着磁することを
   特徴とする永久磁石回転機。
2. （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または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極対数Ｐの ３相巻線が納められ、 上記回転子鉄心の全スロット及び回転鉄心 の全スロットの少なくとも一方の全スロットに永久磁石
   を埋め込み、全磁石を同一方向に着磁するとともに、永
   久磁石により発生した磁束の一部が、軸受部を通らない
   構造としたことを特徴とする永久磁石回転機。
3. （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）の永久磁石回転機
   。
4. （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）の永久磁石回転機。