JPH05244795A - リラクタンス型２相高速電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、径の小さい高速高効率のリラクタ
ンス型電動機を得ることが目的である。 【構成】 磁性体回転子の突極は２個で、固定電機子に
はスロット８個が等しいピッチで配設され、該スロット
に２相全波通電の第１，第２，第３，第４の相の電機子
コイルが捲着することにより小型で径の小さい電動機と
することができる。位置検知信号により電機子コイルに
電気角で９０度の巾の通電をして最大トルクで効率を良
好とし、小容量のコンデンサの静電エネルギを媒体とし
て各電機子コイルの磁気エネルギの転換を最短時間で行
なうことにより高速度回転を可能とする構成となってい
る。又チョッパ回路を設けて通電電流を設定値に保持す
るとともに、この作用を利用して電機子コイル間を磁気
エネルギが移動するときの鉄損によるエネルギ損失を補
填して矩形波に近い通電波形とし出力トルクを増大する
構成としている。更に又電機子コイルの通電波形をサイ
ン波に相似したものとすることにより、トルク，速度特
性を一般の直流電動機と同じものとし、鉄損を減少して
効率を良好とする構成としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】リラクタンス型の電動機を小型化
し、高速化できるのでドリルマシンの駆動源として利用
できる。その他小型で高速を必要とする駆動源として利
用される。

【０００２】

【従来の技術】リラクタンス型電動機は、出力トルクが
大きく、マグネット回転子が不要であると言う利点があ
るが、反面に欠点も多いので実用化された例はほとんど
ない。小型化と高速化は更に困難な技術となっているの
で実用化された例はない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】第１の課題 従来の手
段によると、電機子コイルの通電制御の為のスイッチン
グ素子は電機子コイルの両端に挿入されているので、高
価なパワ素子の数が多くなり、コストが上昇する問題点
がある。又電源正極側のスイッチング素子は、導通制御
の為の入力電気信号が別電源となり、高価となる欠点が
ある。第２の課題 リラクタンス型電動機の場合には、
回転子の突極の数が多く、インダクタンスが大きいの
で、磁極と突極に蓄積され若しくは放出される磁気エネ
ルギの量が大きく、又１回転毎の蓄積と放出の回数が多
い。従って、出力トルクは大きい長所がある反面に低速
となる問題点がある。突極数が多い為に径の小さい小型
の電動機を得ることができない問題点がある。上述した
低速とは毎分３００回転位、又高速とは毎分６万回転位
までを示すものである。

【０００４】第３の課題 マグネット回転子を有する直
流電動機と比較すると、電機子コイルのインダクタンス
が著しく大きいので、通電初期の電流の立上がりがおそ
く、又通電停止時の電流の降下がおくれる。前者は出力
トルクを減少し、後者は反トルクを発生する問題点があ
る。通電初期の立上がりを速くする為に電源を高電圧と
すると、磁気飽和点以降で鋭い電流の立上がりが発生す
る。この為に、振動と電気ノイズを発生し、又上述した
電流の立上がる区間は、トルクの小さい区間なので、欠
点のみが助長される問題点がある。上述した減トルクと
反トルクの発生することにより高速化は不可能となる問
題点がある。突極数が多いので１回転する時の磁気エネ
ルギの出入の回数が多く鉄損が増大し、従って高速とす
ると効率が劣化する問題点がある。高速とする為に印加
電圧を上昇すると６００ボルト以上となり実用性が失な
われる不都合がある。第４の課題 高速化の為に電機子
電流の立上がりと降下を速くすると鉄損を増大する不都
合を発生する。理想的な波形はサイン波の半波の形状と
することが理想的であるが、この手段が困難となる問題
点がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の手段 固定電機子
と磁性体回転子を備えた２相全波通電のリラクタンス型
直流電動機において、磁性体回転子の外周回転面に等し
い巾と離間角で配設された２個の突極と、固定電機子内
周面に等しい離間角で配設された８個のスロットと、１
番目と３番目のスロットに捲回されたコイルならびに５
番目と７番目のスロットに捲回されたコイルを直列若し
くは並列に接続した第１の相の電機子コイルと、２番目
と４番目のスロットに捲回されたコイルならびに６番目
と８番目のスロットに捲回されたコイルを直列若しくは
並列に接続した第２の相の電機子コイルと、３番目と５
番目のスロットに捲回されたコイルならびに７番目と１
番目のスロットに捲回されたコイルを直列若しくは並列
に接続した第３の相の電機子コイルと、４番目と６番目
のスロットに捲回されたコイルならびに８番目と２番目
のスロットに捲回されたコイルを直列若しくは並列に接
続した第４の相の電機子コイルと、突極の回転位置を検
出する位置検知素子の出力により電気角で９０度の巾で
順次に３６０度位相のおくれた第１の相の位置検知信号
及びこれ等より電気角で９０度位相のおくれた第２の相
の位置検知信号及びこれ等より電気角で９０度位相のお
くれた第３の相の位置検知信号及びこれらより電気角で
９０度位相のおくれた第４の相の位置検知信号が得られ
る位置検知装置と、第１，第２，第３，第４の相の各電
機子コイルの電源負極側に挿入された１個のスイッチン
グ素子と、各電機子コイルの電源正極側に順方向に挿入
された１個の第１のダイオードと、該ダイオードと電機
子コイルとスイッチング素子の直列接続体に供電する直
流電源と、第１，第２，第３，第４の相の位置検知信号
によりそれぞれ対応する第１，第２，第３，第４の相の
電機子コイルに接続したスイッチング素子を位置検知信
号の巾だけ導通して電機子コイルを通電せしめて最大出
力トルクを得る通電制御回路と、スイッチング素子が位
置検知信号の末端で不導通に転化したときに、該スイッ
チング素子と電機子コイルとの接続点より、第２のダイ
オードを介して電機子コイルに蓄積された磁気エネルギ
を小容量のコンデンサに流入充電して保持し、電機子コ
イルの通電電流の降下を急速とする電気回路と、磁性体
回転子が設定された角度だけ回転して、位置検知信号に
より導通されるスイッチング素子を介して電機子コイル
の通電が開始されたときに、該スイッチング素子の導通
と同期して導通される半導体素子を介して、第１のダイ
オードと該電機子コイルの接続点より前記した小容量の
コンデンサに蓄積した静電エネルギを流入せしめて通電
電流の立上がりを急速とする電気回路と、電機子コイル
の通電電流が所定値を越えて増大したことを検出して検
出電気信号を得る検出回路と、該検出電気信号により該
電機子コイルの通電を停止し、所定時間後に通電せしめ
ることにより通電電流を所定値に保持するチョッパ回路
とより構成されたものである。第２の手段 請求項１の
特許請求の範囲において、電機子コイルの通電が停止さ
れたときに、第２のダイオードを介して小容量のコンデ
ンサに電機子コイルの磁気エネルギを流入して、チョッ
パ周波数に対応した回数だけ静電エネルギとして充電し
て保持する電気回路とより構成されたものである。

【０００６】第３の手段 固定電機子と磁性体回転子を
備えた２相全波通電のリラクタンス型直流電動機におい
て、磁性体回転子の外周回転面に等しい巾と離間角で配
設された２個の突極と、固定電機子内周面に等しい離間
角で配設された８個のスロットと、１番目と３番目のス
ロットに捲回されたコイルならびに５番目と７番目のス
ロットに捲回されたコイルを直列若しくは並列に接続し
た第１の相の電機子コイルと、２番目と４番目のスロッ
トに捲回されたコイルならびに６番目と８番目のスロッ
トに捲回されたコイルを直列若しくは並列に接続した第
２の相の電機子コイルと、３番目と５番目のスロットに
捲回されたコイルならびに７番目と１番目のスロットに
捲回されたコイルを直列若しくは並列に接続した第３の
相の電機子コイルと、４番目と６番目のスロットに捲回
されたコイルならびに８番目と２番目のスロットに捲回
されたコイルを直列若しくは並列に接続した第４の相の
電機子コイルと、突極の回転位置を検出する位置検知素
子の出力により電気角で９０度の巾で順次に３６０度位
相のおくれた第１の相の位置検知信号及びこれ等より電
気角で９０度位相のおくれた第２の相の位置検知信号及
びこれ等より電気角で９０度位相のおくれた第３の相の
位置検知信号及びこれ等より電気角で９０度位相のおく
れた第４の相の位置検知信号が得られる位置検知装置
と、各電機子コイルとスイッチング素子の直列接続体に
供電する直流電源と、第１，第２，第３，第４の相の位
置検知信号によりそれぞれ対応する第１，第２，第３，
第４の相に接続したスイッチング素子を導通して、正ト
ルクの発生する区間の始端部より位置検知信号の巾だけ
電機子コイルを通電せしめて出力トルクを得る通電制御
回路と、第１，第２，第３，第４の相の各電機子コイル
の電源負極側に挿入された１個のスイッチング素子と、
第１，第２，第３，第４の相の各電機子コイルとスイッ
チング素子の直列接続体のそれぞれに逆接続された第１
群のダイオードと、第１，第３の相の電機子コイルの通
電が断たれたときに、蓄積磁気エネルギを電機子コイル
とスイッチング素子の接続点に接続した第２群のダイオ
ード及び第１群のダイオードを介してコンデンサに充電
する電気回路と、該コンデンサの正極と電源正極との間
に挿入されるとともにコンデンサの電圧と電源電圧を比
較して、前者と後者がほぼ等しくなるように通電制御を
する電気回路と、電機子コイルの通電電流が電機子コイ
ルを焼損する電流値を越えないように保持するチョッパ
回路とより構成されたものである。

【０００７】

【作用】電機子コイルの通電が断たれたときに、磁気エ
ネルギが小容量のコンデンサに充電されるのでその放出
時間がみじかくなり反トルクの発生が防止され、又該コ
ンデンサの高電圧が次に通電される電機子コイルに印加
されるので、通電電流の立上りが急速となり減トルクの
発生が抑止される。従って高速化できる作用があり第
２，第３の課題が解決される。突極数が２個なので、１
回転するときの磁気エネルギの出入回数が少なく、高速
回転の場合に鉄損を小さくすることができて効率の劣化
を防止する作用がある。又径の小さい電動機とすること
ができる。

【０００８】チョッパ回路が付設されるので、電機子コ
イルの通電電流値を所定値に保持する作用に付加して次
に述べる作用がある。電機子コイルの電流値が所定値を
越えると該電機子コイルに接続したスイッチング素子が
不導通に転化するので、電機子コイルの磁気エネルギの
１部が小容量のコンデンサに充電される。従ってチョッ
パ周波数に比例した静電エネルギが充電して保持され
る。位置検知信号の末端で通電が断たれたときの磁気エ
ネルギが更に加算して小容量のコンデンサに充電され
る。このコンデンサの静電エネルギが次に通電される電
機子コイルの電流の立上りをより急速としている。電機
子コイル間を磁気エネルギが移動するときに、磁極の鉄
損と電機子コイルの銅損により、電流の立上りが中途で
ゆるくなる不都合があるが、上述した手段により、立上
りが充分に速くなり矩形波に近い通電電流とすることの
できる作用がある。電源電圧が低い場合に特に有効であ
る。電機子コイルの通電制御の為のスイッチング素子は
電源負極側に１個が挿入されているのみなので、高価な
回路素子の数を１／２とすることができ、又電源負極側
にスイッチング素子があるので、その導通制御の回路が
簡素化される。従って第１の課題を解決する作用があ
る。電機子コイルの通電電流をサイン波の片波に相似し
た形状とすることができて、しかも反トルクの発生が防
止できるので高速化ができる。従って第４の課題を解決
する作用がある。

【０００９】

【実施例】図１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。以降の角度表示はすべて電気角
で表示する。次に本発明が適用される２相全波のリラク
タンス型の電動機の構成について説明する。図１は、固
定電機子と回転子の平面図である。図１において、記号
１は回転子で、その突極１ａ，１ｂの巾は１８０度（機
械角で９０度）でそれぞれは３６０度の位相差で等しい
ピッチで配設されている。回転子１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５は回転軸で
ある。固定電機子１６には、スロット８個が等しい離間
角で設けられそれぞれ記号１６ａ，１６ｂ，…で示され
ている。記号６は外筺となる円筒である。スロット１６
ａ，１６ｃ及びスロット１６ｅ，１６ｇにはそれぞれ１
個のコイルが捲回され、２個のコイルは直列若しくは並
列に接続されて第１の相の電機子コイルとなる。本実施
例では直列接続されている。スロット１６ｂ，１６ｄ及
びスロット１６ｆ，１６ｈにはそれぞれ１個のコイルが
捲回され、２個のコイルは直列に接続されて第２の相の
電機子コイルとなる。スロット１６ｃ，１６ｅ及びスロ
ット１６ｇ，１６ａにはそれぞれ１個のコイルが捲回さ
れ、２個のコイルは直列に接続され第３の相の電機子コ
イルとなる。スロット１６ｄ，１６ｆ及びスロット１６
ｈ，１６ｂにはそれぞれ１個のコイルが捲回されて直列
に接続されて第４の相の電機子コイルとなる。一般に２
相の電動機は第１，第２の相の電機子コイルにより構成
されているものであるが、各相がバイフアラ巻きされて
いると考えると第１の相は２個１組となり、第２の相も
２個１組の電機子コイルとなる。これ等を第１，第３の
相及び第２，第４の相の電機子コイルと呼称する。通電
の順序は第１の相→第２の相→第３の相→第４の相の電
機子コイルの順となりこれが繰返されて出力トルクが得
られる。

【００１０】矢印Ａは回転子１の回転方向で、突極１
ａ，１ｂの巾は機械角で９０度となり、互いに同じ角度
だけ離間する。図２は回転子１と電機子コイルの展開図
である。図２において、電機子コイル９ａ，９ｂは前述
した第１の相の電機子コイルを示し、電機子コイル９
ｃ，９ｄ及び電機子コイル９ｅ，９ｆ及び電機子コイル
９ｇ，９ｈはそれぞれ前述した第２，第３，第４の相の
電機子コイルを示している。第１，第２，第３，第４の
相の電機子コイルの導出端子は記号８ａ，８ｂ及び８
ｃ，８ｄ及び８ｅ，８ｆ及び８ｇ，８ｈで示される。固
定電機子１６も回転子１と同じく珪素鋼板積層体により
作られている。

【００１１】点線１ｃ，１ｄで示す斜線部にはプラスチ
ック材が充填されているが、これは高速回転時に空気の
摩擦損失を防止する為のものである。上述した第１，第
２，第３，第４の相の電機子コイルを以降はそれぞれ電
機子コイル３２ａ，電機子コイル３２ｂ，電機子コイル
３２ｃ，電機子コイル３２ｄと呼称する。電機子コイル
３２ｃが通電されていると、突極１ａ，１ｂが吸引され
て、矢印Ａ方向に回転子１が回転する。９０度回転する
と、電機子コイル３２ｃの通電が断たれ、電機子コイル
３２ｄが通電される。更に９０度回転すると、電機子コ
イル３２ｄの通電が断たれて、電機子コイル３２ａが通
電される。通電モードは９０度の回転毎に、電機子コイ
ル３２ａ→電機子コイル３２ｂ→電機子コイル３２ｃ→
電機子コイル３２ｄ→とサイクリックに交替され、２相
全波の電動機として駆動される。このときに軸対称の位
置にある磁極は、Ｎ，Ｓ極に着磁されている。励磁され
る２個の磁極が常に異極となっている為に、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。

【００１２】コイル１０ａ，１０ｂは、突極１ａ，１ｂ
の位置を検出する為の位置検知素子で、図示の位置で電
機子１６の側に固定され、コイル面は、突極１ａ，１ｂ
の側面に空隙を介して対向している。コイル１０ａ，１
０ｂは９０度離間している。コイルは５ミリメートル径
で１００ターン位の空心のものである。図３に、コイル
１０ａ，１０ｂより、位置検知信号を得る為の装置が示
されている。図３において、コイル１０ａ，抵抗１５
ａ，１５ｂ，１５ｃはブリッジ回路となり、コイル１０
ａか突極１ａ，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１１ａ，コ
ンデンサ１２ａならびにダイオード１１ｂ，コンデンサ
１２ｂよりなるローパスフイ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１０は発振
器で１メガサイクル位の発振が行なわれている。コイル
１０ａが突極１ａ，１ｂ，…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１５ａの電圧降下が大きくなり、オペアンプ
１３の出力はハイレベルとなる。

【００１３】ブロック回路１８の入力は、図１０のタイ
ムチヤートの曲線３３ａ，３３ｂ，…となり、反転回路
１３ａを介する入力は、曲線３３ａ，３３ｂ，…を反転
した曲線３５ａ，３５ｂ，…となる。図３のブロック回
路１４ａはコイル１０ｂを含む上述した回路と同じ構成
のものを示すものである。発振器１０は共通に利用する
ことができる。ブロック回路１４ａの出力及び反転回路
１３ｂの出力は、ブロック回路１８に入力され、それら
の出力信号は、図１０において、曲線３４ａ，３４ｂ，
…，及び曲線３４ａ，３４ｂ，…を反転した曲線３６
ａ，３６ｂ，…となる。曲線３４ａ，３４ｂ，…は曲線
３３ａ，３３ｂ，…より位相が９０度おくれている。曲
線３３ａ，３３ｂ，…と曲線３６ａ，３６ｂ，…を２つ
の入力とするアンド回路の出力は曲線３７ａ，３７ｂ，
…となり、曲線３３ａ，３３ｂ，…と曲線３４ａ，３４
ｂ，…を２つの入力とするアンド回路の出力は曲線３８
ａ，３８ｂ，…となる。同じ手段により曲線３９ａ，３
９ｂ，…と曲線４０ａ，４０ｂ，…が得られる。上述し
た回路がブロック回路１８として示され、端子１８ａ，
１８ｂ，…の出力はそれぞれ曲線３８ａ，３８ｂ，…と
下段の曲線で示す信号となっている。コイル１０ａ，１
０ｂの対向する図１の回転子１の代りに同じ形状のアル
ミニユーム板を使用しても同じ目的が達成される。

【００１４】電機子コイルの通電手段を図６につき次に
説明する。電機子コイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２
ｄの下端には、それぞれトランジスタ２０ａ，２０ｂ，
２０ｃ，２０ｄが挿入されている。トランジスタ２０
ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ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。直
流電源正負端子２ａ，２ｂより供電が行なわれている。
本実施例では、トランジスタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，
２０ｄは電機子コイルの下端即ち電源負極側にあるの
で、その導通制御の入力回路は簡素化される特徴があ
る。図４に示すものが従来周知の手段で、電機子コイル
６ａ，６ｂの両端にトランジスタ１９ａ，１９ｂ，…が
挿入されている。従って電機子コイルの２倍の数のトラ
ンジスタとなる。トランジスタ１９ａ，１９ｂ，…は、
パワ素子となるので高価となり、電源正極側のトランジ
スタ１９ａ，１９ｃは、端子１９−１，１９−２の入力
により導通制御をする場合に、別電源が必要となり、こ
の回路が高価となる。上述した２つの欠点がある。本発
明装置によるとこの欠点が除去される特徴がある。電機
子コイルの通電時に、その大きいインダクタンスの為に
立上がりがおくれ、又通電の停止時に、ダイオード６
ｃ，６ｄを介して蓄積磁気エネルギが電源側に還流する
が、このときの電流の降下もおくれる。この為に回転速
度と効率が低下する。電源電圧を上昇すると上述した不
都合が除去されるが、１Ｋｗ出力で１万回転／毎分とす
ると、印加電圧は６００ボルト以上となり実用性がなく
なる。本発明によると、かかる欠点も除去される。

【００１５】次に図６につき詳細を説明する。端子４２
ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄより、図１０の位置検知信
号曲線３７ａ，３７ｂ，…，曲線３８ａ，３８ｂ，…，
曲線３９ａ，３９ｂ，…，曲線４０ａ，４０ｂ，…が入
力される。上述した入力信号により、トランジスタ２０
ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄがアンド回路２４ａ，２４
ｂ，２４ｃ，２４ｄを介してベース入力が得られて導通
して、電機子コイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが
通電される。端子４１は電機子電流を指定する為の基準
電圧である。端子４１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。電源スイッチ（図示
せず）を投入すると、オペアンプ４１ａの＋端子の入力
は−端子のそれより低いので、オペアンプ４１ａの出力
はローレベルとなり、反転回路２８ｂの入力もローレベ
ルなのでその出力はハイレベルとなり、トランジスタ２
０ａが導通して、電圧が電機子コイルの通電制御回路に
印加される。抵抗２２は、電機子コイル３２ａ，３２
ｂ，３２ｃ，３２ｄの電機子電流を検出する為の抵抗で
ある。ブロック回路Ｎは、電機子コイル３２ｂ，３２ｄ
の通電制御の為の電気回路で、電機子コイル３２ａ，３
２ｃの通電制御回路と同様な構成となっている。トラン
ジスタ２０ａ，２０ｃダイオード４９ａ，４９ｂに対応
する部材となるダイオード４９ｃ，４９ｄ及びトランジ
スタ２０ｂ，２０ｄのみがブロック回路Ｎに付加されて
いる。

【００１６】図１０の位置検知信号曲線の１つが図８の
タイムチヤートの１段目に曲線３３ａとして示されてい
る。図４において、この曲線３３ａの巾だけ電機子コイ
ルが通電される。図８の矢印２３は通電角１８０度を示
している。通電の初期では、電機子コイルのインダクタ
ンスの為に立上がりがおくれ、通電が断たれると、蓄積
された磁気エネルギが、図４のダイオード６ｃ，６ｄを
介して電源に還流放電されるので、点線Ｊの右側の曲線
２５の後半部のように降下する。正トルクの発生する区
間は、矢印２３で示す１８０度の区間なので、矢印２３
ａの区間で反トルクの発生があり、出力トルクと効率を
減少する。高速回転となるとこの現象は著しく大きくな
り使用に耐えられぬものとなる。

【００１７】高速度となると、曲線３３ａの巾が小さく
なるので曲線２５の立上がりもおくれるので、出力トル
クが減少する。即ち減トルクが発生する。これは、磁極
と突極により磁路が閉じられているので大きいインダク
タンスを有しているからである。リラクタンス型の電動
機は大きい出力トルクを発生する利点がある反面に回転
速度を上昇せしめることができない欠点があるのは、上
述した反トルクと減トルクの発生の為である。本発明装
置は、図６の逆流防止用のダイオード４９ａ，４９ｂ及
び小容量のコンデンサ４１ｃ，４１ｄ及びダイオード２
１ａ，２１ｂ及び半導体素子４ａ，４ｂ，５ａ等を付設
して上述した欠点を除去し、又電機子コイルの通電制御
のスイッチング素子（記号２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２
０ｄ）を電源負電圧側に１個のみ使用したことに特徴を
有するものである。本実施例では端子４２ａ，４２ｂ，
…に入力される位置検知信号は９０度の巾の図１０の曲
線３７ａ，３７ｂ，…，曲線３８ａ，３８ｂ，…，曲線
３９ａ，３９ｂ，…，曲線４０ａ，４０ｂ，…が入力さ
れる。端子４２ａの入力信号曲線３７ａの末端で通電が
断たれると、電機子コイル３２ａに蓄積された磁気エネ
ルギは、逆流防止用ダイオード４９ａにより、直流電源
側に還流しないでダイオード２１ａを介して、コンデン
サ４１ｃを図示の極性に充電して、これを高電圧とす
る。従って、磁気エネルギは急速に消滅して電流が急速
に降下する。

【００１８】図８のタイムチヤートの１段目の曲線２
７，２７ａ，２７ｂは、電機子コイル３２ａを流れる電
流曲線でその両側の点線間が９０度となっている。通電
電流は曲線２７ｂのように急速に降下して反トルクの発
生が防止され、コンデンサ４１ｃは高電圧に充電して保
持される。次に図１０の位置検知信号曲線３９ａが端子
４２ｃに入力されると、トランジスタ２０ｃが導通して
電機子コイル３２ｃが通電される。ブロック回路４は曲
線３９ａの始端部の微分パルスにより付勢される単安定
回路により構成されているので、端子４２ｃの入力の始
端部の電気パルスによりトランジスタ４ａ，４ｂ，ＳＣ
Ｒ５ａが導通して、コンデンサ４１ｃの高電圧が電機子
コイル３２ｃに印加されて通電の立上りを急速とする。
曲線３９ａの末端でトランジスタ２０ｃが不導通に転化
すると、電機子コイル３２ｃの蓄積磁気エネルギは小容
量のコンデンサ４１ｄにダイオード２１ｂを介して充電
されて高電圧に保持する。

【００１９】次に端子４２ａに入力される位置検知信号
により電機子コイル３２ａが通電されるが、このときに
コンデンサ４１ｄの高電圧が印加されて通電の立上りを
急速とする。ダイオード２１ｃ，２１ｄは上記したコン
デンサ４１ｃ，４１ｄの放電回路となる。ＳＣＲ５ａの
必要となる理由を説明する。これが除去されると、電機
子コイル３２ｃの通電が断たれたときに、その磁気エネ
ルギはダイオード２１ｂ→電機子コイル３２ａ→ダイオ
ード２１ａ→電機子コイル３２ｃの順で放出されてコン
デンサ４１ｄの充電が行なわれなくなり本発明の目的が
達成されないことになる。上述した電機子コイル３２ａ
の通電時に、コンデンサ４１ｄの充電電圧と電源電圧
（端子２ａ，２ｂの電圧）の両者が印加電圧となるの
で、電機子コイル３２ａの電流の立上りが急速となる。
この現象により、図８の曲線２７のように急速に立上
る。立上りの通電曲線２７は中途で図示のように立上り
がおそくなる。これは磁気エネルギが電機子コイル間を
移動するときに、コイルの銅損と磁極の鉄損により熱エ
ネルギに転化して消滅するからである。かかる不都合を
除去する手段については後述する。以上の説明のよう
に、減トルクと反トルクの発生が除去され、又矩形波に
近い通電となるので、出力トルクが増大する。ブロック
回路Ｎは電機子コイル３２ｂ，３２ｄの通電制御回路
で、前述した電機子コイル３２ａ，３２ｃと同じ構成の
ものでその作用効果も同様である。電機子コイル３２
ｂ，３２ｄは、端子４２ｂ，４２ｄの入力位置検知信号
となる図１０の曲線３８ａ，３８ｂ，…と曲線４０ａ，
４０ｂ，…により通電制御が行なわれる。

【００１９】次にチョッパ回路について説明する。電機
子コイル３２ａの電流が増大して、その検出の為の抵抗
２２の電圧降下が増大し、基準電圧端子４１の電圧（オ
ペアンプ４１ａの−端子の入力電圧）を越えると、オペ
アンプ４１ａの出力がハイレベルに転化するので、微分
回路４１ｂより微分パルスが得られ、単安定回路２８ａ
を付勢して所定の巾のパルス電気信号が得られる。反転
回路２８ｂの出力はローレベルにその巾だけ転化するの
で、アンド回路２４ａの出力も同じ巾だけローレベルと
なり、トランジスタ２０ａもその巾だけ不導通に転化す
る。従って電機子コイルの電流（電機子電流）は降下
し、ダイオード２１ａを介してコンデンサ４１ａを充電
する。単安定回路２８ａの出力信号が消滅すると、反転
回路２８ｂ，アンド回路２４ａの出力は再びハイレベル
に転化して、トランジスタ２０ａが導通して電機子電流
が増大し始める。電機子電流が設定値を越えると、オペ
アンプ４１ａの出力が再びハイレベルに転化してトラン
ジスタ２０ａは、単安定回路２８ａの出力パルス巾だけ
不導通に転化して電機子電流は降下する。かかるサイク
ルを繰返すチョッパ回路となり、電機子電流は基準電圧
端子４１の電圧に規制された電流値となる。図８の曲線
２７ａはチョッパ制御の電流を示している。基準電圧端
子４１の電圧を回転速度に比例した電圧により制御する
周知の手段により定速制御を行なうこともできる。

【００２０】上述したチョッパ作用があるときに、単安
定回路２８ａの出力パルスの回数だけコンデンサ４１ｃ
は繰返して充電されて電圧が上昇し、静電エネルギが蓄
積される。位置検知信号の末端で、トランジスタ２０ａ
が不導通に転化すると、電機子コイル３２ａの磁気エネ
ルギの全部がコンデンサ４１ｃに充電される。コンデン
サ４１ｃの静電エネルギは、チョッパ周波数と電機子電
流の降下時間に対応した静電エネルギが更に付加され
る。かかる静電エネルギにより、電機子コイル３２ｃが
次に通電されたときに電流が立上るので、前述した電機
子コイルの銅損と磁極の鉄損によるエネルギ損失を補填
することができる。従って電機子電流は図８の１段目の
点線曲線２７ｃのように急速に立上り、ほぼ矩形波に近
いものとなり出力トルクを増大する作用効果がある。コ
ンデンサ４１ｃの容量、チョッパ電流の周波数、単安定
回路２８ａの出力パルス巾は上述した作用効果があるよ
うに調整する必要がある。電機子コイル３２ｂ，３２
ｃ，３２ｄもアンド回路２４ｂ，２４ｃ，２４ｄトラン
ジスタ２０ｂ，２０ｃ，２０ｄにより同じく電機子電流
のチョッパ制御が行なわれる。

【００２１】電機子コイルの通電は、突極が磁極に侵入
する点より４５度までの区間のいずれの点でもよいが、
回転速度，効率，出力トルクを考慮して調整し、位置検
知素子となるコイル１０ａ，１０ｂの固定電機子側に固
定する位置を変更する。以上の説明より理解されるよう
に効率良く、大きい出力と高速回転を行なうことができ
るので本発明の目的が達成される。図８の１段目の曲線
２６ａ，２６ｂ，２６ｃは電機子コイルの通電曲線を示
し、点線２６−１と２６−２の間隔は位置検知信号の９
０度の巾である。曲線９−１，９−２，９−３は出力ト
ルク曲線である。曲線９−１は電機子コイルの電流が小
さいときで、トルクは平坦であるが、電流の増大ととも
にトルクピーク値は、曲線９−２，９−３に示すように
左方に移動し、ピーク値の巾もせまくなる。通電の開始
される点は、上述したトルク特性と通電電流値を考慮し
て突極が磁極に侵入する点より３０度位おくれた点とな
るように位置検知コイル１０ａ，１０ｂの固定位置を調
整することがよい。コンデンサ４１ｃは小容量の方が充
電電圧が高電圧となるので、通電曲線の立上りと降下を
急速とし、高速回転の電動機を得ることができ、リラク
タンス型電動機の欠点となっている低速度となる欠点が
除去できる。上述したコンデンサの容量は充電電圧が回
路のトランジスタを破損しない範囲で小容量のものを使
用することがよい。本実施例ではコンデンサ４１ｃ，４
１ｄ２個を使用したが１個のコンデンサとして、ダイオ
ード２１ａ，２１ｂを介して充電するようにしても同じ
作用効果がある。図６のアンド回路２４ａ，２４ｂ，…
を除去し、点線記号１６で示すスイッチング素子を挿入
しこのベース端子１６ａを反転回路２８ｂの出力により
制御してもチョッパ回路を構成することができる。

【００２２】次に図７の実施例について説明する。図６
のコンデンサ４１ｃ，４１ｄは電機子コイルに並列に接
続されているが、図７ではトランジスタ２０ａ，２０ｃ
に並列にコンデンサ４７ａが接続されて同じ作用を行な
っている点が異なっている。図６と同じ記号の部材は同
じ作用効果を有するので詳細な説明は省略する。電機子
コイル３２ａ，３２ｃの通電が断たれると、それ等の蓄
積磁気エネルギはダイオード２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，
２１ｄを介してコンデンサ４７ａを充電して図示の極性
で高電圧とする。従って通電電流の降下が急速となる。
トランジスタ２０ａ，２０ｃのいずれかが端子４２ａ，
４２ｃの入力位置検知信号（図１０の曲線３７ａ，３７
ｂ，…と曲線３９ａ，３９ｂ，…）により導通すると、
コンデンサ４７ａの高電圧が電機子コイル３２ａ，３２
ｃのいづれかに印加されて通電の立上りを急速とする。
ブロック回路Ｐは電機子コイル３２ｂ，３２ｄの通電制
御をする為の回路で、電機子コイル３２ａ，３２ｃの制
御回路と同様な回路である。以上説明より理解されるよ
うに本発明の目的が達成されるものである。

【００２３】次に図５の実施例につきその詳細を説明す
る。図５において、端子４２ａ，４２ｂ，…にはそれぞ
れ図１０の位置検知信号となる曲線３７ａ，３７ｂ，
…，曲線３８ａ，３８ｂ，…，曲線３９ａ，３９ｂ，
…，曲線４０ａ，４０ｂ，…が入力される。位置検知信
号の入力により対応するトランジスタ２０ａ，２０ｂ，
…が導通して、電機子コイル３２ａ，３２ｂ，…が通電
される。端子４２ａに曲線３７ａが入力されると、電機
子コイル３２ａは図８の２段目に示す曲線２５ａのよう
に通電電流が増大する。リラクタンス型の電動機は前述
したように大きいインダクタンスを有し、立上りに時間
を要するので曲線２５ａのようになる。曲線３７ａの末
端（点線Ｋの点）で通電が断たれると蓄積磁気エネルギ
がダイオード２１ａ，２１ｃ，コンデンサ４７を介して
放電される。

【００２４】コンデンサ４７はツエナダイオード１７ａ
を介して直流電源正負端子２ａ，２ｂより電源電圧で充
電されているので、前記した磁気エネルギの放電は、周
知の手段となっている電源側に磁気エネルギが還流され
る手段と同じ現象となり、図８の曲線２５ａの立上りの
巾と降下部の巾はほぼ等しくなる。この為にコンデンサ
４７は磁気エネルギの流入により余り電圧が上昇しない
ように大きい容量のものを使用する必要がある。図８の
曲線２５ａの立上りの巾は９０度となり降下部の巾も９
０度となるので、ともに正トルクのみが発生する。この
為に突極１ａ，１ｂが磁極に侵入する点より電機子コイ
ルの通電が開始するように位置検知素子（コイル１０
ａ，１０ｂ）と各電機子コイルとの相対位置を調整する
ことが必要となる。

【００２５】端子４２ｃに入力される曲線３９ａ，３９
ｂ，…の位置検知信号により導通されるトランジスタ２
０ｃにより通電される電機子コイル３２ｃについても通
電電流は同じ理由でその立上りと降下部の巾はともに９
０度で、ダイオード２１ｂ，２１ｄ，コンデンサ４７の
作用も同様である。電機子コイル３２ａ，３２ｃの通電
が交替される毎にコンデンサ４７は充電され、電圧が設
定値だけ上昇すると、ツエナーダイオード１７ａを介し
て電源側に放電されてエネルギ損失と電圧の上昇が抑止
される。電機子コイル３２ｂ，３２ｄの通電制御もブロ
ック回路Ｍにより同じ手段により行なわれ、その作用効
果も同様である。端子４２ｂ，４２ｄには図１０の曲線
３８ａ，３８ｂ，…と曲線４０ａ，４０ｂ，…の電気信
号が入力されてトランジスタ２０ｂ，２０ｄの制御が行
なわれる。ツエナーダイオード１７ｂの作用もツエナー
ダイオード１７ａと同様である。

【００２６】図９の曲線３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１
ｄはそれぞれ図５の電機子コイル３２ａ，３２ｂ，３２
ｃ，３２ｄの通電曲線を示している。又曲線２８ａ，２
８ｂ，２８ｃ，２８ｄは、図６，７の実施例の電機子コ
イル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの通電曲線を示し
ている。両者の差を次に説明する。図５の実施例では高
速となると各通電曲線のピーク点が左方に移動するので
ピーク値が降下し出力トルクが減少する。又印加電圧を
上昇すると通電曲線の立上りの傾きが急速となり対応し
て出力トルクが上昇する。かかる特性は周知の直流電動
機と相似した特性となり有効な技術を供与できる。１８
０度回転したときに、磁極と突極の磁気エネルギが１回
だけ出入するのでサイン波の片波の通電と同じ鉄損とな
り、後述する矩形波の通電と比較して鉄損が小さく効率
が上昇する作用効果がある。図６，７の実施例では、高
速となっても曲線２８ａ，２８ｂ，…のピーク値は変更
されないので、高速回転が容易で出力トルクが自由に制
御できる。又印加電圧が設定値以上であれば上述した特
性は変化しない。出力トルクの発生する区間はほぼ９０
度なので、この区間を最大トルクの得られる区間とする
ことにより、出力トルクを増大し又効率を上昇せしめる
ことができる。通電曲線の立上りと降下が急速なので、
鉄損が図５の実施例と比較して増大する欠点がある。

【００２７】図５の実施例では、起動時若しくは過負荷
で低速のときに電機子コイルの通電電流が著しく上昇し
て焼損する。これを防止する手段について説明する。図
５において、抵抗２２の電圧降下が大きくなって＋端子
４１の電圧を越えるとオペアンプ４１ａの出力がハイレ
ベルに転化し、微分回路４１ｂの電気パルスにより単安
定回路２８ａより所定巾の電気信号が出力され、反転回
路２８ｂの出力がローレベルにその巾だけ転化するの
で、トランジスタ２８が不導通に転化する。電機子コイ
ルの通電が断たれ、その磁気エネルギはダイオード２を
介して放電されるので電流が減少する。所定時間後に反
転回路２８ｂの出力がハイレベルに復帰するのでトラン
ジスタ２８が導通して電流が増大する。かかるサイクル
を繰返えすチョッパ回路となる。従って端子４１の電圧
を電機子コイルの焼損電流より少ない電流による抵抗２
２の電圧降下とすることにより焼損を防止することがで
きる。

【００２８】

【発明の効果】第１の効果 突極数が２個なので径の小
さい電動機を得ることがでる。又高速回転のときの鉄損
を減少できる。第２の効果 電機子コイルの通電制御の
為のパワ素子が電源負極側に１個ですみ廉価となる。第
３の効果 高速回転（毎分１０万回転位まで）の電動機
を得ることができる。高速回転時においても減トルク，
反トルクの発生がないので有効な技術が得られる。第４
の効果 チョッパ回路により電機子電流を設定値に保持
し若しくは定速制御を行なうことができるとともに、チ
ョッパ作用を利用して電機子コイルに蓄積された磁気エ
ネルギにより、電機子コイル間を磁気エネルギが移動す
るときの電機子コイルの銅損と磁心の鉄損を補填してい
る。従って、電機子コイルの通電電流の立上りと降下を
著しく急速とすることができるので、高速で出力トルク
の大きい電動機が得られる。又低電圧電源でも駆動する
ことができる。第５の効果 電機子電流を図９の曲線３
１ａ，３１ｂ，…のようにサイン波に相似した波形とす
ることができるので鉄損を減少し効率を上昇することが
できる。

【００２９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による２相全波通電のリラクタンス型電
動機の平面図

【図２】図１の電動機の固定電機子と回転子の展開図

【図３】位置検知装置の電気回路図

【図４】従来の電機子コイルの通電制御回路図

【図５】本発明装置の電機子コイルの通電制御回路図

【図６】本発明装置の電機子コイルの通電制御回路図の
他の実施例

【図７】本発明装置の電機子コイルの通電制御回路図の
更に他の実施例

【図８】電機子電流のタイムチャート

【図９】図５，６の電機子コイルの通電電流のタイムチ
ヤート

【図１０】位置検知信号のタイムチヤート

【００３０】

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ… 回転子と突極 ５ 回転軸 １６，… 電機子 ９ａ，９ｂ，…，６ａ，６ｂ 電機子コイル ６ 外筺 １０ａ，１０ｂ 位置検知コイル ３２ａ，３２ｂ，…，３２ｄ 電機子コイル Ｍ，Ｎ，Ｐ 電機子コイルの通電制御をするブロック回
路 ４ ブロック回路 ４１ 基準電圧端子 ４１ｂ 微分回路 ２８ａ 単安定回路 ９−１，９−２，９−３… トルク曲線 ２５，２５ａ，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２７，２７
ａ，２７ｂ，２７ｃ，３１ａ，３１ｂ，…，２８ａ，２
８ｂ，… 電機子コイルの通電曲線 １０ 発振器 １６ａ，１６ｂ，… スロット

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１１月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の手段 固定電機子
と磁性体回転子を備えた２相全波通電のリラクタンス型
直流電動機において、磁性体回転子の外周回転面に等し
い巾と離間角で配設された２個の突極と、固定電機子内
周面に等しい離間角で配設された８個のスロットと、１
番目と３番目のスロットに捲回されたコイルならびに５
番目と７番目のスロットに捲回されたコイルを直列若し
くは並列に接続した第１の相の電機子コイルと、２番目
と４番目のスロットに捲回されたコイルならびに６番目
と８番目のスロットに捲回されたコイルを直列若しくは
並列に接続した第２の相の電機子コイルと、３番目と５
番目のスロットに捲回されたコイルならびに７番目と１
番目のスロットに捲回されたコイルを直列行しくは並列
に接続した第３の相の電機子コイルと、４番目と６番目
のスロットに捲回されたコイルならびに８番目と２番目
のスロットに捲回されたコイルを直列若しくは並列に接
続した第４の相の電機子コイルと、突極の回転位置を検
出する位置検知素子の出力により電気角で９０度の巾で
順次に３６０度位相のおくれた第１の相の位置検知信号
及びこれ等より電気角で９０度位相のおくれた第２の相
の位置検知信号及びこれ等より電気角で９０度位相のお
くれた第３の相の位置検知信号及びこれらより電気角で
９０度位相のおくれた第４の相の位置検知信号が得られ
る位置検知装置と、第１，第２，第３，第４の相の各電
機子コイルに直列に挿入されたスイッチング素子と、各
電機子コイルの電源正極側に順方向に挿入された１個の
第１のダイオードと、該ダイオードと電機子コイルとス
イッチング素子の直列接続体に供電する直流電源と、第
１，第２，第３，第４の相の位置検知信号によりそれぞ
れ対応する第１，第２，第３，第４の相の電機子コイル
に接続したスイッチング素子を位置検知信号の巾だけ導
通して電機子コイルを通電せしめて最大出力トルクを得
る通電制御回路と、スイッチング素子が位置検知信号の
末端で不導通に転化したときに、該スイッチング素子と
電機子コイルとの接続点より、第２のダイオードを介し
て電機子コイルに蓄積された磁気エネルギを小容量のコ
ンデンサに流入充電して保持し、電機子コイルの通電電
流の降下を急速とする電気回路と、磁性体回転子が設定
された角度だけ回転して、位置検知信号により導通され
るスイッチング素子を介して電機子コイルの通電が開始
されたときに、第１のダイオードと該電機子コイルの接
続点より前記した小容量のコンデンサに蓄積した静電エ
ネルギを流入せしめて通電電流の立上りを急速とする電
気回路と、電機子コイルの通電電流が所定値を越えて増
大したことを検出して検出電気信号を得る検出回路と、
該検出電気信号により該電機子コイルの通電を停止し、
所定時間後に通電せしめることにより通電電流を所定値
に保持するチョッパ回路とより構成されたものである。
第２の手段 請求項１の特許請求の範囲において、電機
子コイルの通電が停止されたときに、第２のダイオード
を介して小容量のコンデンサに電機子コイルの磁気エネ
ルギを流入して、チョッパ周波数に対応した回数だけ静
電エネルギとして充電して保持する電気回路とより構成
されたものである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】第３の手段 固定電機子と磁性体回転子を
備えた２相全波通電のリラクタンス型直流電動機におい
て、磁性体回転子の外周回転面に等しい巾と離間角で配
設された２個の突極と、固定電機子内周面に等しい離間
角で配設された８個のスロットと、１番目と３番目のス
ロットに捲回されたコイルならびに５番目と７番目のス
ロットに捲回されたコイルを直列若しくは並列に接続し
た第１の相の電機子コイルと、２番目と４番目のスロッ
トに捲回されたコイルならびに６番目と８番目のスロッ
トに捲回されたコイルを直列若しくは並列に接続した第
２の相の電機子コイルと、３番目と５番目のスロットに
捲回されたコイルならびに７番目と１番目のスロットに
捲回されたコイルを直列若しくは並列に接続した第３の
相の電機子コイルと、４番目と６番目のスロットに捲回
されたコイルならびに８番目と２番目のスロットに捲回
されたコイルを直列若しくは並列に接続した第４の相の
電機子コイルと、突極の回転位置を検出する位置検知素
子の出力により電気角で９０度の巾で順次に３６０度位
相のおくれた第１の相の位置検知信号及びこれ等より電
気角で９０度位相のおくれた第２の相の位置検知信号及
びこれ等より電気角で９０度位相のおくれた第３の相の
位置検知信号及びこれ等より電気角で９０度位相のおく
れた第４の相の位置検知信号が得られる位置検知装置
と、各電機子コイルとスイッチング素子の直列接続体に
供電する直流電源と、第１，第２，第３，第４の相の位
置検知信号によりそれぞれ対応する第１，第２，第３，
第４の相に接続したスイッチング素子を導通して、正ト
ルクの発生する区間の始端部より位置検知信号の巾だけ
電機子コイルを通電せしめて出力トルクを得る通電制御
回路と、第１，第２，第３，第４の相の各電機子コイル
に直列に挿入されたスイッチング素子と、第１，第２，
第３，第４の相の各電機子コイルとスイッチング素子の
直列接続体のそれぞれに逆接続された第１群のダイオー
ドと、第１，第３の相の電機子コイルの通電が断たれた
ときに、蓄積磁気エネルギを電機子コイルとスイッチン
グ素子の接続点に接続した第２群のダイオード及び第１
群のダイオードを介してコンデンサに充電する電気回路
と、該コンデンサの正極と電源正極との間に挿入される
とともにコンデンサの電圧と電源電圧を比較して、前者
と後者がほぼ等しくなるように通電制御をする電気回路
と、電機子コイルの通電電流が電機子コイルを焼損する
電流値を越えないように保持するチョッパ回路とより構
成されたものである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】チョッパ回路が付設されるので、電機子コ
イルの通電電流値を所定値に保持する作用に付加して次
に述べる作用がある。電機子コイルの電流値が所定値を
越えると該電機子コイルに接続したスイッチング素子が
不導通に転化するので、電機子コイルの磁気エネルギの
１部が小容量のコンデンサに充電される。従ってチョッ
パ周波数に比例した静電エネルギが充電して保持され
る。位置検知信号の末端で通電が断たれたときの磁気エ
ネルギが更に加算して小容量のコンデンサに充電され
る。このコンデンサの静電エネルギが次に通電される電
機子コイルの電流の立上りをより急速としている。電機
子コイル間を磁気エネルギが移動するときに、磁極の鉄
損と電機子コイルの銅損により、電流の立上りが中途で
ゆるくなる不都合があるが、上述した手段により、立上
りが充分に速くなり矩形波に近い通電電流とすることの
できる作用がある。電源電圧が低い場合に特に有効であ
る。電機子コイルの通電制御の為のスイッチング素子は
電機子コイルの両端に挿入することが一般的手段である
が、電源負極側に１個を挿入するのみでも実施すること
ができる。従って高価な回路素子の数を１／２とするこ
とができ、又電源負極側にスイッチング素子があるの
で、その導通制御の回路が簡素化される。従って第１の
課題を解決する作用がある。電機子コイルの通電電流を
サイン波の片波に相似した形状とすることができて、し
かも反トルクの発生が防止できるので高速化ができる。
従って第４の課題を解決する作用がある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定電機子と磁性体回転子を備えた２相全
   波通電のリラクタンス型直流電動機において、磁性体回
   転子の外周回転面に等しい巾と離間角で配設された２個
   の突極と、固定電機子内周面に等しい離間角で配設され
   た８個のスロットと、１番目と３番目のスロットに捲回
   されたコイルならびに５番目と７番目のスロットに捲回
   されたコイルを直列若しくは並列に接続した第１の相の
   電機子コイルと、２番目と４番目のスロットに捲回され
   たコイルならびに６番目と８番目のスロットに捲回され
   たコイルを直列若しくは並列に接続した第２の相の電機
   子コイルと、３番目と５番目のスロットに捲回されたコ
   イルならびに７番目と１番目のスロットに捲回されたコ
   イルを直列若しくは並列に接続した第３の相の電機子コ
   イルと、４番目と６番目のスロットに捲回されたコイル
   ならびに８番目と２番目のスロットに捲回されたコイル
   を直列若しくは並列に接続した第４の相の電機子コイル
   と、突極の回転位置を検出する位置検知素子の出力によ
   り電気角で９０度の巾で順次に３６０度位相のおくれた
   第１の相の位置検知信号及びこれ等より電気角で９０度
   位相のおくれた第２の相の位置検知信号及びこれ等より
   電気角で９０度位相のおくれた第３の相の位置検知信号
   及びこれらより電気角で９０度位相のおくれた第４の相
   の位置検知信号が得られる位置検知装置と、第１，第
   ２，第３，第４の相の各電機子コイルの電源負極側に挿
   入された１個のスイッチング素子と、各電機子コイルの
   電源正極側に順方向に挿入された１個の第１のダイオー
   ドと、該ダイオードと電機子コイルとスイッチング素子
   の直列接続体に供電する直流電源と、第１，第２，第
   ３，第４の相の位置検知信号によりそれぞれ対応する第
   １，第２，第３，第４の相の電機子コイルに接続したス
   イッチング素子を位置検知信号の巾だけ導通して電機子
   コイルを通電せしめて最大出力トルクを得る通電制御回
   路と、スイッチング素子が位置検知信号の末端で不導通
   に転化したときに、該スイッチング素子と電機子コイル
   との接続点より、第２のダイオードを介して電機子コイ
   ルに蓄積された磁気エネルギを小容量のコンデンサに流
   入充電して保持し、電機子コイルの通電電流の降下を急
   速とする電気回路と、磁性体回転子が設定された角度だ
   け回転して、位置検知信号により導通されるスイッチン
   グ素子を介して電機子コイルの通電が開始されたとき
   に、該スイッチング素子の導通と同期して導通される半
   導体素子を介して、第１のダイオードと該電機子コイル
   の接続点より前記した小容量のコンデンサに蓄積した静
   電エネルギを流入せしめて通電電流の立上りを急速とす
   る電気回路と、電機子コイルの通電電流が所定値を越え
   て増大したことを検出して検出電気信号を得る検出回路
   と、該検出電気信号により該電機子コイルの通電を停止
   し、所定時間後に通電せしめることにより通電電流を所
   定値に保持するチョッパ回路とより構成されたことを特
   徴とするリラクタンス型２相高速電動機。
2. 【請求項２】請求項１の特許請求の範囲において、電機
   子コイルの通電が停止されたときに、第２のダイオード
   を介して小容量のコンデンサに電機子コイルの磁気エネ
   ルギを流入して、チョッパ周波数に対応した回数だけ静
   電エネルギとして充電して保持する電気回路とより構成
   されたことを特徴とするリラクタンス型２相高速電動
   機。
3. 【請求項３】固定電機子と磁性体回転子を備えた２相全
   波通電のリラクタンス型直流電動機において、磁性体回
   転子の外周回転面に等しい巾と離間角で配設された２個
   の突極と、固定電機子内周面に等しい離間角で配設され
   た８個のスロットと、１番目と３番目のスロットに捲回
   されたコイルならびに５番目と７番目のスロットに捲回
   されたコイルを直列若しくは並列に接続した第１の相の
   電機子コイルと、２番目と４番目のスロットに捲回され
   たコイルならびに６番目と８番目のスロットに捲回され
   たコイルを直列若しくは並列に接続した第２の相の電機
   子コイルと、３番目と５番目のスロットに捲回されたコ
   イルならびに７番目と１番目のスロットに捲回されたコ
   イルを直列若しくは並列に接続した第３の相の電機子コ
   イルと、４番目と６番目のスロットに捲回されたコイル
   ならびに８番目と２番目のスロットに捲回されたコイル
   を直列若しくは並列に接続した第４の相の電機子コイル
   と、突極の回転位置を検出する位置検知素子の出力によ
   り電気角で９０度の巾で順次に３６０度位相のおくれた
   第１の相の位置検知信号及びこれ等より電気角で９０度
   位相のおくれた第２の相の位置検知信号及びこれ等より
   電気角で９０度位相のおくれた第３の相の位置検知信号
   及びこれ等より電気角で９０度位相のおくれた第４の相
   の位置検知信号が得られる位置検知装置と、各電機子コ
   イルとスイッチング素子の直列接続体に供電する直流電
   源と、第１，第２，第３，第４の相の位置検知信号によ
   りそれぞれ対応する第１，第２，第３，第４の相に接続
   したスイッチング素子を導通して、正トルクの発生する
   区間の始端部より位置検知信号の巾だけ電機子コイルを
   通電せしめて出力トルクを得る通電制御回路と、第１，
   第２，第３，第４の相の各電機子コイルの電源負極側に
   挿入された１個のスイッチング素子と、第１，第２，第
   ３，第４の相の各電機子コイルとスイッチング素子の直
   列接続体のそれぞれに逆接続された第１群のダイオード
   と、第１，第３の相の電機子コイルの通電が断たれたと
   きに、蓄積磁気エネルギを電機子コイルとスイッチング
   素子の接続点に接続した第２群のダイオード及び第１群
   のダイオードを介してコンデンサに充電する電気回路
   と、該コンデンサの正極と電源正極との間に挿入される
   とともにコンデンサの電圧と電源電圧を比較して、前者
   と後者がほぼ等しくなるように通電制御をする電気回路
   と、電機子コイルの通電電流が電機子コイルを焼損する
   電流値を越えないように保持するチョッパ回路とより構
   成されたことを特徴とするリラクタンス型２相高速電動
   機。