JPH05316777A - リラクタンスモータの起動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】筒状をなし内面に複数の固定子巻線を有する固
定子と、この固定子内に挿入され固定子内面との空隙が
狭い凸極部と空隙の広い凹極部とを有する回転子とを有
するリラクタンスモータの起動方法において、回転子等
に特別な構造を必要とすることなく、任意の回転方向に
確実に始動させる。 【構成】上記複数の固定子巻線のいずれか、例えばａ相
を励磁し、上記凸極部をａ相の直下位置に一旦停止させ
た後に該ａ相位置の固定子巻線の回転させたい方向側、
例えば時計回転方向に隣接するｂ相の固定子巻線から順
次回転励磁することにより上記回転子の回転方向を設定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特にファンポンプなど
の動力源として使用されるリラクタンスモータの起動方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のリラクタンスモータの制御回路の
構成を図４に示す。同図で11は制御対象となるリラクタ
ンスモータ、12はリラクタンスモータ11の回転子の位置
検出用エンコーダ、３は位置検出用エンコーダ12の出力
によりリラクタンスモータ11の負荷角δを演算する演算
回路、14はリラクタンスモータ11への電力供給を行なう
電力変換回路、15はリラクタンスモータ11の負荷であ
る。

【０００３】リラクタンスモータ11は同期モータである
ので、電源の周波数に同期して回転する。すなわち、電
力変換回路14の供給する電力がそのまま速度指令にな
る。いま、リラクタンスモータ11がすでにある速度で回
転しているとすると、位置検出用エンコーダ12はその瞬
間での回転子の位置を検出し、その検出信号に基いて演
算回路13が負荷角を演算する。そして、算出された負荷
角と予め設定されている負荷角δ°との位相差が電力変
換回路14に送られると、電力変換回路14はその位相差と
周波数指令ｆ°とによってリラクタンスモータ11への出
力電圧の位相を調節し、リラクタンスモータ11の負荷角
制御を行なう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように駆動され
るリラクタンスモータ11においては、始動の確実性が低
いという問題点があった。この点を図５により説明す
る。同図はリラクタンスモータ11の断面構造を模式的に
表わすもので、21が回転子、22ａ〜22ｆが固定子巻線、
23が磁力線、24が回転子21の回転軸の中心を示す。

【０００５】回転子21と固定子巻線22ａ〜22ｆとが図５
に示す位置関係にあるとき、一対の固定子巻線22ａ，22
ｂを励磁することにより磁力線23で示すような磁力線23
が構成される。磁力線23は図５で示されるように固定子
巻線22ａから回転子21の凸極部に向かい、回転子表面で
折曲されて回転子21の内部を通り、反対側の凸極部から
固定子巻線22ｂへ向かう。

【０００６】固定子凸極表面における磁力線23の曲がり
が、よく知られているようなマクスウェルの応力を発生
し、図３においては時計方向の力を発生し、その結果と
して回転子21が時計方向に回転する。次に、固定子巻線
22ｃ，22ｄを励磁することにより、同様の力が発生し、
回転子21がさらに時計方向に回転していく。これを繰り
返すことにより連続的な回転が得られ、回転トルクを発
生するものである。

【０００７】固定子巻線22ａ〜22ｆと回転子21とが図３
に示すような位置関係にあるとき、固定子巻線22ａ，22
ｂを励磁することにより時計方向への回転子21の回転運
動を始動できる。また、反時計方向に始動する場合は、
始めに固定子巻線22ｃ，22ｄを励磁すればよい。ところ
がこのような場合、

【０００８】（１） 回転子21の凸極部が固定子巻線22
ａ〜22ｆのいずれかの直下にあり、該当するその巻線を
始動時に最初に励磁してしまった場合、該当する固定子
巻線が回転子21の凸極部を吸引してしまい、回転子21が
所望する回転方向に対してまったく回転せず、回転始動
が不可能となってしまう。

【０００９】（２） ３相の回転磁界では、回転方向と
逆方向で且つ周波数が１／２の逆相成分があり、これに
同期して回転子21が所望のに回転方向とは逆の方向に回
転してしまう可能性がある。という問題点があった。

【００１０】これらの問題点を解決するために従来のリ
ラクタンスモータでは、始動用の巻線を回転子に巻回
し、始動時にその巻線に流れるうず電流の作る磁界を利
用して始動トルクを発生させることが多かった。

【００１１】ところが、このようにすると回転子21に上
記始動用の巻線が必要となり、回転子21の構造が単純で
且つ堅牢であるというリラクタンスモータの利点が損な
われてしまうという欠点があった。

【００１２】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、回転子を複雑な構
造とせずに、任意の回転方向に確実に始動させることが
可能なリラクタンスモータの起動方法を提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段及び作用】すなわち本発明
は、筒状をなし内面に複数の固定子巻線を有する固定子
と、この固定子内に挿入され固定子内面との空隙が狭い
凸極部と空隙の広い凹極部とを有する回転子とを有する
リラクタンスモータの起動方法であって、上記複数の固
定子巻線のいずれかを励磁し、上記凸極部を所望の位置
に一旦停止させた後に該所望位置の固定子巻線の回転さ
せたい方向側に隣接する固定子巻線から順次励磁するこ
とにより上記回転子の回転方向を設定するようにしたも
ので、回転子等に特別な構造を必要とすることなく、任
意の回転方向に確実に始動させることが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。

【００１５】図１はリラクタンスモータの固定子をａ相
〜ｃ相の３相巻線とし、回転子21を２極としてその構造
を単純化して示すもので、図１（ａ）〜（ｃ）はそれぞ
れ回転子21の停止状態のあり得る位置を示している。図
１（ａ）は回転子21の凸極中心がａ相とｂ相の中間の位
置にある場合、図１（ｂ）は回転子21の凸極中心がａ相
とｃ相の中間の位置にある場合、図１（ｃ）は回転子21
の凸極中心がａ相の直下の位置にある場合である。回転
子21が固定子巻線22ａ〜22ｆのａ相への例示によって影
響を受ける範囲を基準に考えると、回転子21の停止位置
は図１（ａ）に示す状態から図１（Ｂ）に示す状態の範
囲内にあることとなり、この範囲該に回転子21がある場
合には、ａ以外の相、すなわちｂ相かあるいはｃ相を基
準として考えれば同様となる。

【００１６】始動に先立ち、ａ相とｂ相の両方を励磁す
る。この励磁によって、回転子21の凸極中心が図３に示
すようにｃ相の直下にある場合を除いて、すべてａ相と
ｂ相の電流によるトルクで回転子21の凸極中心がａ相と
ｂ相の中間の位置、すなわち図１（ａ）に示した位置に
移動する。

【００１７】その後、ｂ相の電流を遮断してその励磁を
停止すると、ａ相のみの励磁となるので、回転子21の凸
極中心がａ相の直下位置に移動する。この励磁制御によ
り、上記図３に示したｃ相直下位置に回転子21の凸極が
ある場合でもａ相の直下位置に移動することとなる。

【００１８】こうして回転子21の凸極がａ相の直下位置
にある状態から、ａ相の励磁に代えて所望の回転方向に
応じて隣接するｂ相あるいはｃ相を励磁する。これはす
なわち、図の時計方向に回転させたい場合はｂ相を励磁
し、以後ｃ相、ａ相、…と順次励磁していく。同様に、
反時計方向に回転させたい場合はｃ相を励磁し、以後ｂ
相、ａ相、…と順次励磁していくものである。

【００１９】図２は時計方向に回転させる場合の始動時
のａ相〜ｃ相の励磁電流を時系列的に示す図である。始
動時にはまずａ相のｂ相の双方を励磁し、ｔ1 時間経過
後にｂ相の通電を停止してａ相のみの励磁状態とする。
そして、ｔ2 時間経過した後にｂ相から回転磁界を励磁
していくものである。

【００２０】このようなシーケンス制御を行なうこと
で、回転子21に始動用の巻線等の構造物を付加すること
なく、単純で堅牢であるというリラクタンスモータの構
造を変えることなしに、確実に任意の方向への回転を始
動させることができる。なお、上記実施例では単純化し
て３相巻線の構造例を示したが、３相以上の構造であっ
ても同様に実現可能であることはいうまでもない。

【００２１】

【発明の効果】以上に述べた如く本発明によれば、筒状
をなし内面に複数の固定子巻線を有する固定子と、この
固定子内に挿入され固定子内面との空隙が狭い凸極部と
空隙の広い凹極部とを有する回転子とを有するリラクタ
ンスモータの起動方法であって、上記複数の固定子巻線
のいずれかを励磁し、上記凸極部を所望の位置に一旦停
止させた後に該所望位置の固定子巻線の回転させたい方
向側に隣接する固定子巻線から順次励磁することにより
上記回転子の回転方向を設定するようにしたので、回転
子等に特別な構造を必要とすることなく、任意の回転方
向に確実に始動させることがことが可能なリラクタンス
モータの起動方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るリラクタンスモータの
回転子の停止位置を説明する図。

【図２】本発明の一実施例に係る固定子巻線の各相への
励磁電流を示す図。

【図３】本発明の一実施例に係るリラクタンスモータの
回転子の停止位置を説明する図。

【図４】従来のリラクタンスモータの制御回路を示す
図。

【図５】従来のリラクタンスモータの断面構造を模式的
に示す図。

【符号の説明】

11…リラクタンスモータ、12…位置検出用エンコーダ、
13…演算回路、14…電力変換回路、15…負荷、21…回転
子、22ａ〜22ｆ…固定子巻線、23…磁力線、24…回転軸
中心。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状をなし内面に複数の固定子巻線を有
   する固定子と、この固定子内に挿入され固定子内面との
   空隙が狭い凸極部と空隙の広い凹極部とを有する回転子
   とを有するリラクタンスモータの起動方法であって、 上記複数の固定子巻線のいずれかを励磁し、上記凸極部
   を所望の位置に停止させた後に該所望位置の固定子巻線
   に隣接する固定子巻線から順次励磁することにより上記
   回転子の回転方向を設定することを特徴としたリラクタ
   ンスモータの起動方法。