JPH0332387A - 複数相のリラクタンス型電動機 - Google Patents

複数相のリラクタンス型電動機

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JPH0332387A
JPH0332387A JP1162557A JP16255789A JPH0332387A JP H0332387 A JPH0332387 A JP H0332387A JP 1162557 A JP1162557 A JP 1162557A JP 16255789 A JP16255789 A JP 16255789A JP H0332387 A JPH0332387 A JP H0332387A
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JP
Japan
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armature
poles
position detection
rotor
magnetic poles
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JP1162557A
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Inventor
Itsuki Ban
伴 五紀
Keiichi Mori
敬一 森
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Secoh Giken Co Ltd
Original Assignee
Secoh Giken Co Ltd
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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〕 本発明は複数相のリラクタンス型電動機に係り、特に電
機子コイルの占積率を向上させた複数相のりラフタンス
型電動機に関する。
〔従来の技術〕
従来の複数相のリラクタンス型電動機の7例は第1/図
において、環状の電機子ヨーク3Aの内周に突出させて
設けた電機子磁極3a、3b、・・・に電機子コイル4
<a 、 Il、b 、・・−が巻回され、また、回転
子/の外周に突出させた電機子磁極3a、3b、・・・
の内周と空隙を介して回転子突極/a、/b、・・・が
配設されている。そして、各々の電機子コイル4a 、
 1l−b 、・・・の両端にスイッチング素子が接続
されて成り、図示しない位置検知装置で上記電機子磁極
3a、3b、・・・と上記回転子突極/a、/b、・・
・の相幻位置を検知して得られた各相毎の矩形波の信号
によって各相毎の電機子コイルを通電制御して回転子に
一方向のトルクを発生させるものであった。
〔発明が解決しようとする課題〕
このような従来の複数相のリラクタンス型電動機におい
ては、環状の電機子ヨーク3Aの内周に突出させて設け
た電機子磁極3a、3b、・・・に電機子コイルtIa
、gb、・・・が巻回されていたため、電機子コイル4
a、!b、・・−を巻回するスペースが小さく、しかも
、各々の電機子磁極3+a、3b。
・・・を励磁する場合は各々の電機子磁極3a、3b。
・・・に巻回された各々の電機子コイルua 、 4t
h 。
・・・に通電するので各々の電機子磁極3a、3b。
・・・当りの電機子コイル#a 、 !b 、・・・は
7個であるから電機子コイルの占積率は小さかった。し
たがって、電機子コイルの抵抗値が大きくなり銅損の増
加により効率が低下する欠点があるため、これの解決の
課粗があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、前述した従来のものにおける課題を 3− 解決するため、複数相のリンクタンス型電動機において
、環状の電機子ヨークと、電機子ヨ・−りの内周または
外周に突出した偶数個の電機子磁極と、電機子ヨークの
各々の電機子磁極の間に巻回した電機子コイルと、複数
の相の各相毎の組合せの軸対称の位置にある2個/組の
電機子磁極を励磁するときこの励磁する1個/組の各々
の電機子磁極の両側に隣接した1個の電機子コイルの両
端に接続されたスイッチング素子と、回転子突極の位置
を検出して、複数相の位置検知信号を得る位置検知装置
と、複数の相の位置検知信号により、それぞれ対応する
相の電機子磁極の両側に隣接した2個の電機子コイルの
スイッチング素子を導通させて電機子磁極を励磁し、所
定の方向の回転子の駆動トルクを発生する通電制御回路
とを有したものである。
〔作用〕
前述した本発明の手段によれば、各々の電機子磁極の間
の電機子ヨークに各々の電機子コイルを巻回したので電
機子コイルを巻回するスペースが大きくなる。また、各
々の電機子磁極を励磁する場合は各々の電機子磁極の両
側に隣接した2個の電機子コイルに同時に通電するので
各々の電機子磁極当りの電機子コイルの占積率が大きく
なる。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に示す実施例により説明する0 なお、角度表示はすべて電気角で表示する。
第1図は、本発明を適用した3相のリンクタンス型電動
機の1例で、回転子突極と電機子磁極と電機子コイルの
構成を示す正面図である。
第1図において、回転子/の外周には7g0度の幅の5
個の突極/a、/b、・・・が各々3乙θ度の位相差で
等しいピンチで突出し配設され、この回転子/は珪素鋼
板を積層した周知の構成で中心に回転軸2が嵌着されて
いる。
固定電機子3の環状のヨーク3Aの内周には710度の
幅の6個の電機子磁極3a、3”o、・・・が各々等し
い離間角で突出し配設され、この固定電機子3も珪素鋼
板を積層した周知の構成である。
また、固定電機子3の各々の電機子磁極3a。
3b、・・・の間に電機子コイルga、’G’b、・・
・が巻回されている。
第2図において、コイルja 、jb 、jcは電機子
磁極3a、3b、=−と回転子突極/a、/b。
・・・の相対位置を検出するための位置検知素子で、各
々/2θ度離間させた図示の位置で固定電機子3の側に
固定され、コイルの軸方向は回転子突極la、/b、・
・・の側面に、または、回転子突極/a。
/b、・・・の位置を相対的に示すように金属により形
成した位置表示部材に、空隙を介して対向させている。
第3図はコイルja、夕す、jcより、位置検知信号を
得るための装置を示すものであり、コイル3a、!rb
、タc抵抗乙a、乙す、&c、乙d。
乙eはブリソジ回路となり、コイルja 、 jb 。
jc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。
したがって、ダイオード7a、コンデンサ♂aならびに
ダイオード7(L、コンデンザyaよりなるローパスフ
ィルタの出力は等しく、オペアンプ9aの出力はローレ
ベルと?Cル。
発振器10では/メガヘルツ位の発振が行なわれている
。コイルjaが突極/a、/b、・・・の側面または位
置表示部材に対向すると鉄損(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6aの電
圧降下が大きくなり、オペアンプ9aの出力はハイレベ
ルとなる。
コイルタb、タCが突極/ a 、 / b・・・の側
面に対向したときにも、抵抗乙す、6cの電圧降下が犬
キ<なり、ローパスフィルタ7b、Jbと、もう7組の
ローパスフィルタ7c、gcを介するオペアンプ9b、
Pcの子端子の入力により、それぞれハイレベルの出力
が得られる。
オペアンブタa、9b、!7cの出力信号は位置検知信
号となり、それぞれ第1図のタイムチャートにおいて、
曲線/ta 、 /4b 、 −曲線15a 、 15
b 。
・・−および曲線/4a、/4b、・・・として示され
ている。
上述した3組の位置検知信号は、順次に7.20度色位
相おくれでいる。
 − 第3図の微分回路//a 、 // b 、 //cの
出力は、第ψ図で微分パルスの電気信号曲線、20a、
2θb・・・曲線、2/a 、 2/b−、および曲線
、2.2a 、 、2.2 b −、として示される。
第3図の記号/、’、a、/ユb、/ucは、フリソブ
フロソブ回路(以降はF回路と呼称する)で、電源の投
入とともにリセット信号により、端子/3a。
/3b、/3cの出力はローレベルとなるようにされて
いる。このときにオペアンプ7aの出力がハイレベルと
すると、電気信号、20aが得られて、F回路/、2a
の端子/Jaの出力はハイレベルと1よる。
回転子/が回転して、オペアンブタbの出力がハイレベ
ルとなると電気信号、2/aが得られてF回路/2cは
反転して、端子/3cの出力はローレベルとなる。
同時に、F回路/コbは付勢されて、端子/3bの出力
がハイレベルとなる。
次に、第1図の曲線/6aの始端部の電気信号、22a
が得られると、F回路/、2aは反転して、端子/3a
の出力がローレベルとなりまたF回路/2cが付勢され
て端子/3cの出力がハイレベルとなる。
以上の動作が行なわれて、端子/3a 、 !Jb 、
 /3Cの出力は、第ψ図の曲線/7a 、 /7b 
、・・・1曲線/ga、/gb、・・・、および曲線/
9a 、 /qb 、・・・、で示される矩形波の位置
検知信号が得られる。
上記した位置検知信号は、周知のY型接続の直流電動機
のものと同じなので、アンド回路を利用する周知の手段
によって得ることもできる。しかし、この手段によると
、隣接する曲線例えば曲線/?aとILa間に時間的な
空隙を発生し易く、逆トルクを生ずる場合がある。
第3図の回路では、F回路/、ta 、 /2b、 /
、2cを利用したので上述した不都合が除去される特徴
がある。
コイルja 、jb 、!;cの対向する回転子/の代
りに上記の、回転子突極/ a 、 /’ b 、・・
・の位置を相対的に示すように金属により形成した位置
表示部材を同期回転させ、コイルja、jb、jcを対
向させても同じ作用効果のある位置検知信号が得られる
。回転子/と同期回転するマグネット回転子を利用し、
その磁極に対向する磁気抵抗素子の出力変化を利用して
も同様な位置検知信号を得ることができる。
第1図および第2図において、電機子ヨーク3Aの各々
の電機子磁極3 a、 、 3 b 、・・・、の間に
は、電機子コイル+a、φb、・・、が巻回されている
軸対称の位置にある上記電機子コイル4ta 、 ll
dは直列若しくは並列に接続され、この接続体を電機子
コイルにと呼称する。
電機子コイルllb、11.eおよび電機子コイルlc
、4Zfも同様に接続され、それぞれ電機子コイルL、
電機子コイルMと呼称する。
このように構成されている複数相のリラクタンス型電動
機によれば、 第1図の回転子lを矢印A方向に回転する場合、第7図
の電機子磁極3a、3eLに対する回転子突極/a、/
eの位置は励磁の始点である。これを電機子コイルにの
通電の0度の位置どする。第1図と同一記号で示された
第2図の位置検知信号/7aの始点および/9Zにより
電機子コイルMおよびにの通電が行なわれ、電機子磁極
3aおよび3dはN極およびS極に励磁される。そのた
め、回転子突極zaおよび/eは電機子磁極3aおよび
3dに吸引されて同転子/が矢印A方向に回転する。
第7図の回転子突極の位置が矢印A方向に/、!θθ度
転したとき、第4図および第2図において、位置検知信
号/9zによる通電は終了して電機子コイルMの通電が
断たれ、電機子磁極3aおよび3dの励磁は停止される
。位置検知信号/7aは継続しているので電機子コイル
にの通電は継続して行なわれる。また、電機子イ+hT
h3b 、、? eに対する回転子突極/ b 、 /
 fの位置は励磁5の始点である。
これを電機子コイルLの通電のθ度の位置とする。
位置検知信号1&aの始点より電機子コイルLの通電が
行なわれ、電機子磁極3bおよび3eはS極およびN極
に励磁される。そのため回転子突極/b、/fは電機子
磁極3b、3eに吸引されて回転子/は更に矢印A方向
に回転する。
第2図の回転子突極の位置が矢印A方向に/、2d度回
転したとき、第2図および第7図において、位置検知信
号/7aによる通電は終了して電機子コイルには通電が
断たれ、電機子磁極3bi、sよび3eの励磁は停止さ
れる。位置検知信号1&aは継続しているので電機子コ
イルLの通電は継続して行なわれる。また、電機子碍極
3c、Jfに対する回転子突極/c、/gの位置は励磁
の始点である。
これを電機子コイルMの通電のθ度の位置とする。
位置検知信号/9+aの始点より電機子コイルMの通電
が行へわれ、電機子磁極3cおよび3fはN物およびS
極に励磁される。そのためM転子突極/c、7gは電機
子磁極3c、3fに吸引されて回転子/は更に矢印A方
向に回転する。
第り図の回転子突極の位置が矢印A方向に/20度回紙
回転とき、第4図および第70図において、位置検知信
号1&aによる通電は終了して電機子コイルLは通電が
断たれ、電機子磁極3cおよび3fの励磁は停止される
。位置検知信号/γaは継続しているので電機子コイル
Mの通電は継続して行われる。電機子磁極3 a j 
3 eLに対する回転子突極/ d、 、 / hの位
置は励磁の始点である。これを電機子コイルにの通電の
θ度の位置とする。位置検知信号/’7aの始点より電
機子コイルにの通電が行なわれ、電機子磁極3aおよび
3dはN極およびS極に励磁される。この第1θ図は、
上記第7図の回転子lが突極/個分だけ矢印A方向に回
転した状態であり、上記と同様の通電が繰返されて回転
子/は回転を継続する。
このとき、回転軸に対し対称の位置にある磁極は第1図
、第2図、第7図、第g図、第7図および第70図に示
すようにN、S極に励磁されている。
励磁される2個の磁極が常に異極となっているため、非
励磁磁極を通る洩れ磁束は互いに反対方向となり、反ト
ルクの発生が防止される。
次に電機子コイルに、L、Mの通電手段について説明す
る。第夕図において、電機子コイルK。
TJ 、 Mの両端には、それぞれトランジスタ23a
、2.? bおよび23c、、23dおよび、23e、
23fが挿入されている。このトランジスタ、!3a 
、 23b、23c 。
・・・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。
7.2 直流電源正負端子、2&a、、21I−bより供電が行
われていて、アンド回路23aの下側の入力がハイレベ
ルのときに、端子、!4a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;!3a、、23bが導通
して、電機子コイルKが通電される。同様に端子、2/
bおよび2bc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、2Jc、23dおよびトランジスタ
23e、、23fが導通1.て、励磁コイルLおよびM
が通電される。
端子、27は励磁電流を指定するための基準電圧である
。端子27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。
電源スィッチ(図示せず)を投入すると、オペアンプ、
27a 、 27”D 、 、2?cの一端子の入力は
十端子のそれより低いので、オペアンプ、27a 、 
u7b 、 u7Cの出力はハイレベルとなり、トラン
ジスタ、23a23b、・・・、23fが導通して、電
圧が電機子コイルK 、 L、Mの通電制御回路に印加
される。抵抗2ga、2gb、2gcは、それぞれ電機
子コイルに、LMの励磁、電流を検出するための抵抗で
ある。
端子−!乙aの入力信号は、第グ図の位置検知信号/’
/a、/7b 、・・・および端子、2.りbおよび易
Cの入力信号は、位置検知信号/ga、/gb、・・・
および/9a/9b、・・・、どなっている。
次に、各電機子コイルの通電の電流曲線について説明す
る。
第4図において電機子コイルLに位置検知信号/gaに
より矢印3ユで示された720度の幅の一般的な通電を
すると、電機子コイルLの大きいインダクタンスによっ
て電流の上昇が遅れ、[11J線33の前半部のように
なる。また、通電を遮断すると蓄積された磁気エネルギ
ーの放出によって電流の降下が延長され曲線33の後半
部のようになる。正トルクを発生する720度の区間は
矢印3I/−で示されている。そのため、曲線3、?の
前半部では減トルクが発生し、後半部では大きい反トル
クが発生する・本発明の電動機では、端子、21IaO
印加電圧を高くして励磁電流の上昇を第2図の1113
線3sのように急速にすることにより減トルクの発生を
抑止している。また、位置検知信号/gaの末端でトラ
ンジスタ23c、、23dを不導通にすることにより通
電が断たれると、励磁コイルLに蓄積された磁気エネル
ギーは、ダイオ−r:19c、2、qd、を介して電源
端子、2りa 、 、211 bに還流し第4図の曲線
3乙のように電流の降下を急速にしている。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係る複数相のリラクタン
ス型電動機は、環状の電機子ヨークと、電機子ヨークの
内周または外周に突出した偶数個の電機子磁極と、電機
子ヨークの各々の電機子磁極の間に巻回した電機子コイ
ルと、複数の相の各相毎の組合せの軸対称の位置にある
2個/組の電機子磁極を励磁するどきこの励磁する2個
/組の各々の電機子磁極の両側に隣接した2個の電機子
コイルの両端に接続されたスイッチング素子と、回転子
突極の位置を検出して、複数相の位置検知信号を得る位
置検知装置と、複数の相の位置検知信号により、それぞ
れ対応する相の電機子磁極の両側に隣接した1個の電機
子コイルのスイッチング素子を導通させて電機子g!l
極を励磁し、所定の方向の回転子の駆動トルクを発生す
る通電制御回路とを有するようにしたので、電機子コイ
ルを巻回するスペースが大きくなり、しかも、電機子磁
極7個を励磁するための電機子コイルは2個であるから
、電機子コイルの占積率か大きい。したがって、電機子
コイルの抵抗値を小さくすることができるので銅損が減
少し、効率が向上する等の優れた効果がある〇
【図面の簡単な説明】
第1図から第70図は本発明の複数相のリラクタンス型
電動機の一実施例を示すものであり、第1図はその構成
を示す説明図、第2図は回転子、磁極および励磁コイル
の展開図、第3図は位置検知信号を得る電気回路図、第
ψ図は位置検知信号のタイムチャート図、第S図は励磁
コイルの通電制御回路図、第4図は位置検知信号、励磁
電流のタイムチャート図、第7図、第g図、第7図およ
び第10図は作動を示す説明図、第1/図は従来の複数
相のリラクタンス型電動機の構成を示す説明図で/乙− ある。 /・・・回転子、 コ・・・回転軸、 3・・−固定電
機子、3A、−・−電機子ヨーク、 3a、3b、3c
、3d、3e、3f−電機子磁極、 11.a 、 g
b 、 IAc 、 lld 、 It f−電機子コ
イル、 J−a 、 3i b 。 !r c−位置検知コイル、 、2.7a 、 23b
、 、23c 、 +23d、 、2.7+9 、23
f−1−ランジスタ、 、29a、、29b。 29c 、 29eL 、 29e 、 29f−−ダ
イオード。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数相のリラクタンス型電動機において、環状の
    電機子ヨークと、電機子ヨークの内周または外周に突出
    した偶数個の電機子磁極と、電機子ヨークの各々の電機
    子磁極の間に巻回した電機子コイルと、複数の相の各相
    毎の組合せの軸対称の位置にある2個1組の電機子磁極
    を励磁するときこの励磁する2個1組の各々の電機子磁
    極の両側に隣接した2個の電機子コイルの両端に接続さ
    れたスイッチング素子と、回転子突極の位置を検出して
    、複数相の位置検知信号を得る位置検知装置と、複数の
    相の位置検知信号により、それぞれ対応する相の電機子
    磁極の両側に隣接した2個の電機子コイルのスイッチン
    グ素子を導通させて電機子磁極を励磁し、所定の方向の
    回転子の駆動トルクを発生する通電制御回路とを有する
    ことを特徴とする複数相のリラクタンス型電動機。
JP1162557A 1989-06-27 1989-06-27 複数相のリラクタンス型電動機 Pending JPH0332387A (ja)

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