JPH06165577A

JPH06165577A - ３相リラクタンス型電動機

Info

Publication number: JPH06165577A
Application number: JP4350058A
Authority: JP
Inventors: Itsuki Ban; 五紀伴
Original assignee: Secoh Giken Co Ltd
Current assignee: Secoh Giken Co Ltd
Priority date: 1992-11-16
Filing date: 1992-11-16
Publication date: 1994-06-10

Abstract

(57)【要約】【目的】大きい出力トルクで振動の小さく、必要あれ
ば回生制動のできるリラクタンス型電動機を得ることが
目的である。【構成】ｎ個（ｎは３以上の正整数）の等しい巾と等
しいピッチで配設された突極を有する回転子と、その外
周に６ｎ個の３相片波通電の電機子コイルの装着された
磁極が対向して設けられた固定電機子と、３相の位置検
知信号により３相片波通電の電機子コイルを通電して、
突極のすべてより常時出力トルクを得る通電制御回路
と、回転子と固定電機子の振動を抑止する手段とより構
成されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】大きい出力のリラクタンス型電動
機となるので、精密な回転制御が必要でない動力源とし
て利用される。例えば電気自動車、クレーンの動力源で
ある。

【従来の技術】リラクタンス型電動機は、出力トルクの
大きい特性があるが、回転速度がおそいこと、振動が発
生すること等の欠点の為に実用化された例はない。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】第１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。大出力の電
動機となると上述した問題は解決することが更に困難と
なる。第２の課題図１は周知の３相片波通電のリラク
タンス型電動機の平面図である。記号１６は固定電機子
で、珪素鋼板積層体で作られ、磁極１６ａ，１６ｂ，…
には電機子コイル１７ａ，１７ｂ，…が装着される。回
転子１は矢印Ａ方向に回転する。記号５は回転軸であ
る。電機子コイル１７ｂ，１７ｅが通電されると、回転
子１は矢印Ａ方向に回転し、電気角で１２０度回転する
と通電が停止され、次に電機子コイル１６ｃ，１６ｆが
通電され、電気角で１２０度通電すると同じ角度回転す
る。上述したように、電機子コイル１７ａ，１７ｄ→１
７ｂ，１７ｅ→１７ｃ，１７ｆの順の通電により矢印Ａ
方向に回転する。上述した回転のトルクは、突極が２個
づつ関与し、他の４個は関与しない。６個の突極が同時
にトルクを発生すればトルクは３倍となるが、これが達
成できない問題点がある。第３の課題電機子コイル１
７ａ，１７ｄが通電されると、磁極１６ａ，１６ｄは突
極１ａ，１ｅに径方向に吸引されるので、固定電機子１
６は吸引力により変形歪曲する。回転して磁極１６ｂ，
１６ｅと磁極１６ｃ，１６ｆと対向突極との吸引により
固定電機子１６は変形する。かかる変形により振動が発
生する問題点がある。又突極と磁極間の空隙を一定とす
ることが技術的に困難なので回転子１の受ける吸引力は
回転とともに変化して回転子１が径方向に振動する。従
って振動音を発生し、又回転子１の回転軸の軸受の耐用
時間を少なくする問題点がある。大型で大出力のものと
なると上述した問題点は解決が困難となる。

【０００３】

【課題を解決するための手段】第１の手段磁性体固定
電機子と磁性体回転子を有する３相のリラクタンス型電
動機において、磁性体回転子の外周面に等しい巾と等し
い離間角で配設されたｎ個（ｎは３以上の正整数）の突
極と、円筒状の固定電機子の内周部に等しい離間角で配
設された６ｎ個のスロットと、該スロットに装着される
とともに位相が電気角で１２０度づつ順次にずらして装
着された第１，第２，第３の相の電機子コイルと、突極
の回転位置を検出して、電気角で１２０度の巾で互いに
２４０度離間した第１の相の位置検知信号ならびにこれ
等より位相が電気角で１２０度おくれた第２の相の位置
検知信号ならびにこれ等より位相が電気角で１２０度お
くれた第３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の相の電機子コイルのそれぞれに
直列に接続された半導体スイッチング素子と、第１，第
２，第３の相の電機子コイルと半導体スイッチング素子
の直列接続体に供電する直流電源と、第１，第２，第３
の相の位置検知信号を介してそれぞれ第１，第２，第３
の相の電機子コイルに直列に接続した半導体スイッチン
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
通電する通電制御回路と、半導体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、該半導体
スイッチング素子と電機子コイルとの接続点より、ダイ
オードを介して電機子コイルにより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すること
により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、設定された角度だけ磁性体回転子が回転して次
に通電される電機子コイルが位置検知信号によりその巾
だけ通電されるときに、その通電の開始されると同時に
前記した小容量のコンデンサに蓄積された静電エネルギ
を、該電機子コイルに流入せしめて、通電電流の立上が
りを急速とする電気回路と、第１，第２，第３の相の電
機子コイルの通電電流を検出して検出信号を得る電機子
電流検出装置と、該検出信号により、電機子電流が設定
値を越えると前記した半導体スイッチング素子を不導通
に転化し、電機子コイルの磁気エネルギの放出による電
流が所定値まで降下すると再び該半導体スイッチング素
子を導通して電機子電流を設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の手段第１の手
段において、回転子の片側面の複数個の突極と固定電機
子内周面との間の空隙が他の突極と固定電機子内周面と
の間の空隙より大きく若しくは小さく構成されたもので
ある。第３の手段第１の手段において、固定電機子の
内周部の片側面の複数個のスロットに装着される電機子
コイルのアンペヤターンが他のスロットに装着される電
機子コイルのアンペヤターンより大きく若しくは小さく
されたものである。第４の手段３相両波通電のリラク
タンス型電動機において、磁性体回転子の外周面の両側
部に等しい巾と等しい離間角で配設されたｎ個（ｎは３
以上の正整数）の第１，第２の突極と、円筒状の第１の
固定電機子の内周部に等しい離間角で配設された６ｎ個
のスロットに位相が電気角で１２０度づつ順次にずらし
て装着された第１，第２，第３の相の電機子コイルと、
第１の固定電機子と全く同じ構成で、そのスロットに第
１，第２，第３の相の電機子コイルが装着された第２の
固定電機子と、第１の固定電機子のスロットと第１の突
極との対向位置と第２の固定電機子のスロットと第２の
突極との対向位置を電気角で１８０度ずらして配設する
手段と、第１の突極の回転位置を検出して、電気角で１
２０度の巾で互いに２４０度離間した第１の相の位置検
知信号ならびにこれ等より位相が電気角で１２０度おく
れた第２の相の位置検知信号ならびにこれ等より位相が
電気角で１２０度おくれた第３の相の位置検知信号なら
びに第１，第２，第３の相の位置検知信号よりそれぞれ
位相が電気角で１８０度おくれた第１，第２，第３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１，第２，第３の相の電機子コイルのそれ
ぞれに直列接続された半導体スイッチング素子と、該電
機子コイルと半導体スイッチングとの直列接続体に供電
する直流電源と、第１，第２，第３，第１，第２，第３
の相の位置検知信号を介してそれぞれ第１，第２，第
３，第１，第２，第３の相の電機子コイルに直列に接続
した半導体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する通電制御回路と、半導体
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、該半導体スイッチング素子と電機子コイル
との接続点より、ダイオードを介して電機子コイルによ
り蓄積された磁気エネルギを小容量のコンデンサに流入
充電して保持することにより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、設定された角度だけ磁性
体回転子が回転して次に通電される電機子コイルが位置
検知信号によりその巾だけ通電されるときに、その通電
の開始されると同時に前記した小容量のコンデンサに蓄
積された静電エネルギを、該電機子コイルに流入せしめ
て、通電電流の立上がりを急速とする電気回路と、第
１，第２，第３の相の電機子コイルの通電電流を検出し
て検出信号を得る電機子電流検出装置と、該検出信号に
より、電機子電流が設定値を越えると前記した半導体ス
イッチング素子を不導通に転化し、電機子コイルの磁気
エネルギの放出による電流が所定値まで降下すると、再
び該半導体スイッチング素子を導通して電機子電流を設
定値に保持する第１のチョッパ回路と、第１，第２，第
３の電機子コイルの通電電流を設定値に保持する同じ構
成の第２のチョッパ回路とより構成されたものである。

【０００４】

【作用】本発明装置では、回転子の突極のすべてが常時
出力トルクを発生しているので、大きい出力トルクが得
られる。図１に示した周知の手段の電動機の３倍に近い
出力トルクが得られる。電機子コイルの数が多いので小
型の電動機とすると問題があるが、大型の電動機例えば
電気自動用の１０Ｋｗ以上の出力のものに利用すると有
効な手段となる。回転子の片側の突極と反対側の突極の
それぞれと対向する磁極間の空隙長を異ならしめると、
回転子の径方向の磁気吸引力の力のベクトルは常に外側
方向に向いて回転するベクトルとなり振動と軸受の損傷
が防止される。上述した構成により、固定電機子が磁極
と対向する突極を介して受ける回転中心方向の力もバラ
ンスするので、固定電機子が変形振動することも防止さ
れる。１個の回転子の両側に２組の固定電機子を載置す
ることにより３相両波通電の電動機とすることができる
ので、トルクリプルの少ない大出力の電動機を構成する
ことができる。電機子コイルの通電が停止されたとき
に、その磁気エネルギを小容量のコンデンサに充電して
電流の降下を急速とし、該コンデンサの高電圧を次に通
電される電機子コイルに印加して電流の立上りを急速と
しているので、減トルクと反トルクの発生が抑止されて
高速回転（毎分２００００回転）で実用性のあるものが
得られる。

【０００５】

【実施例】図２は本発明装置の固定電機子と回転子と電
機子コイルの展開図である。以降の角度表示は電気角で
行なう。図２において、回転子１は図１と同じ構成で図
示しない回転軸により外筺に設けた軸受により回動自在
に支持されている。回転子１の直径は１０ｃｍ位とされ
て大型の電動機となっている。固定電機子は外筺の内側
に装着固定され、その電機子コイルのみが記号１７ａ，
１７ｂ，１７ｃ，１７ａ−１，１７ｂ−１，…として示
されている。

【０００６】電機子コイルはスロットに装着されている
が、その１部が図３に示されている。図３において、回
転子１の突極１ａ，１ｂに対向する固定電機子１６の磁
極１６ａ，１６ｂ，…の部分のみが示されている。他の
突極、磁極も全く同じ構成となっている。回転子１，固
定電機子１６はともに珪素鋼板積層体により作られてい
る。スロット４ａ，４ｂ，…は、６０度の離間角で内周
全面に配設される。スロット４ａ，４ｄには電機子コイ
ル１７ａが装着され、スロット４ｃ，４ｆとスロット４
ｅ，４ｈにはそれぞれ電機子コイル１７ｂと１７ｃが装
着される。他のスロットにも図２の各電機子コイルが装
着される。上述した回転子１，突極１ａ，１ｂ，…，回
転軸５，スロット４ａ，４ｂ，…，固定電機子１６の平
面図が図４に示されている。

【０００７】図２の電機子コイル１７ａ，１７ａ−１，
…は直列に接続されてその端子が記号３ａ，３ａ−１と
して示される。各電機子コイルは並列に接続される場合
もある。上述した電機子コイルを第１の相の電機子コイ
ルと呼称する。電機子コイル１７ｂ，１７ｂ−１，…と
電機子コイル１７ｃ，１７ｃ−１，…も直列に接続さ
れ、それぞれを第２，第３の相の電機子コイルと呼称す
る。第１，第２，第３の相の電機子コイルは順次に位相
が１２０度づつずれてスロットに装着される。図３の突
極１ａが矢印Ｄの位置にあるときに、電機子コイル１７
ａが通電されると、図２の磁極１６ａ，１６ｂ，１６ｃ
はともにＮ極に励磁されて、突極１ａは矢印Ａ方向に吸
引されて回転する。第１の相の電機子コイルの通電なの
で、突極１ａ，１ｂ，…のすべてが矢印Ａ方向のトルク
を発生する。１２０度回転したときに第１の相の電機子
コイルの通電を停止して第２の相の電機子コイル（記号
１７ｂ，１７ｂ−１，…）を通電すると、各突極は矢印
Ａ方向のトルクが発生し、１２０度回転したときに第２
の相の通電を停止して第３の相の電機子コイル（記号１
７ｃ，１７ｃ−１，…）を通電すると、各突極は矢印Ａ
方向のトルクを発生する。更に１２０度回転したときに
再び第１の相の電機子コイルを通電すると引続いた回転
が行なわれる。

【０００８】上述したように、第１，第２，第３，第
１，…の相の電機子コイルに１２０度の巾の通電を行な
うことにより矢印Ａ方向に回転子１が回転する３相片波
通電のリラクタンス型電動機が得られる。出力トルクは
突極１ａ，１ｂ，…のすべてより得られるので大きい出
力トルクの得られる作用効果がある。上述した構成より
判るように、スロット４ａ，４ｂ，…の数が多くなるの
で、径の小さい電動機の場合には、電機子コイルの巻線
空間が小さくなり実用化が困難となる。本発明装置は径
の大きい電動機の場合に有効な手段となる。磁極１６
ａ，１６ｂ，…が磁気的に飽和するまでは電流の次乗に
比例した出力トルクが得られ、その後は電流に正比例し
た出力トルクが得られることはリラクタンス型電動機で
周知である。従ってアンペアターンを大きくできるスロ
ット空間の大きい大型の電動機に本発明の手段を適用す
ると、同形の直流電動機の１０倍位の出力トルクが得ら
れる効果がある。図２の突極数は３個以上のものであれ
ば本発明を実施できる。突極数をｎとするとスロットの
数は６ｎ個，磁極数も６ｎ個となる。

【０００９】従来の図１に示す電動機と比較すると、出
力トルクに寄与する突極数が３倍となるので出力トルク
が３倍となる効果がある。従来の図１に示す電動機の場
合には、突極１ａ，１ｅにより固定電機子１６は磁気吸
引力を矢印４−１，４−４の方向に受けて変形し、１２
０度回転すると、突極１ｂ，１ｆにより矢印４−２，４
−５の方向の吸引力により変形し、次に１２０度回転す
ると、矢印４−３，４−６の方向の吸引力により変形す
る。従って固定電機子１６は回転とともに変形の方向が
変化して振動を発生する欠点がある。本発明装置では、
図４に示す矢印４−１，４−２，４−３，…の吸引力は
同時に発生するので固定電機子１６は同周方向の圧縮力
が発生するのみで変形がなく、従って振動の発生が抑止
される作用効果がある。

【００１０】図４において、突極１ａ，１ｄはスロット
４ａ，スロット４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ａ−１，４ｂ−
１，４ｃ−１，４ｄ−１（点線で示す）の間の磁極によ
り、矢印４−１，４−４と反対方向の磁気吸引力を受け
る。他の突極１ｂ，１ｅ，突極１ｃ，１ｆも同様な磁気
吸引力を受ける。各突極と磁極間の空隙は完全に同じ空
隙長とすることは技術的に困難なので上述した磁気吸引
力は対称の位置にある突極で打消し合うことなく、従っ
て径方向の吸引力により、回転子１は回転中に振動を発
生し、回転軸５の軸受を損傷し、又振動を発生する欠点
がある。本発明装置では、片側にある突極１ｂ，１ｃの
高さを他の突極の高さと異ならしめて、空隙長（矢印で
示す記号５ａ，５ｂの空隙長）を他の突極の空隙長より
所定長だけ小さく若しくは大きく構成する。従って回転
子１は、回転軸５が軸受に押し付けられて回転するので
上述した欠点が除去される作用効果がある。

【００１１】図２の矢印Ｅの区間（機械角で１８０度近
傍の区間）にある電機子コイルの巻数を他の区間にある
電機子コイルの巻数より所定回数だけ大きく若しくは小
さくする。上述した手段により、磁極と突極間の磁気吸
引力は一定方向となり、回転子１が１方向にのみ吸引さ
れるので、振動の発生が防止される作用効果がある。電
機子コイルにより磁化される磁極の極性は、図２に示す
ようにＮ，Ｓ極となっている。次に第１，第２，第３の
相の電機子コイルの通電手段を説明する。第１，第２，
第３の相の電機子コイルは、図２の端子３ａ，３ａ−１
間の電機子コイル及び端子３ｂ，３ｂ−１間の電機子コ
イル及び端子３ｃ，３ｃ−１間の電機子コイルをそれぞ
れ示している。これ等をそれぞれ電機子コイル３９ａ，
３９ｂ，３９ｃと呼称する。

【００１２】図２のコイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃ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，１０ｂ，１０ｃは１２０度離間し
ている。コイルは５ミリメートル径で３０ターン位の空
心のものである。図６に、コイル１０ａ，１０ｂ，１０
ｃより、位置検知信号を得る為の装置が示されている。
図６において、コイル１０ａ，抵抗１５ａ，１５ｂ，１
５ｃはブリッジ回路となり、コイル１０ａ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１
２ａ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１３のタイ
ムチヤートの曲線２５ａ，２５ｂ，…となり、反転回路
１３ａを介する入力は、曲線２５ａ，２５ｂ，…を反転
したものとなる。図６のブロック回路１４ａ，１４ｂ
は、それぞれコイル１０ｂ，１０ｃを含む上述したブロ
ック回路と同じ構成のものを示すものである。発振器１
０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１３において、曲
線２７ａ，２７ｂ，…，及び曲線２７ａ，２７ｂ，…を
反転したものとなる。ブロック回路１４ｂの出力及び反
転回路１３ｃ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１３において、曲線２９ａ，２
９ｂ，…及びこれを反転したものとなる。曲線２５ａ，
２５ｂ，…に対して、曲線２７ａ，２７ｂ，…は位相が
１２０度おくれ、曲線２７ａ，２７ｂ，…に対して、曲
線２９ａ，２９ｂ，…は位相が１２０度おくれている。
ブロック回路１８は、３相Ｙ型の半導体電動機の制御回
路に慣用されている回路で、上述した位置検知信号の入
力により端子１８ａ，１８ｂ，…，１８ｆより１２０度
の巾の矩形波の電気信号が得られる論理回路である。端
子１８ａ，１８ｂ，１８ｃの出力は、図１３において、
それぞれ曲線３６ａ，３６ｂ，…，曲線３７ａ，３７
ｂ，…，曲線３８ａ，３８ｂ，…として示されている。
端子１８ｄ，１８ｅ，１８ｆの出力は、それぞれ曲線４
３ａ，４３ｂ，…，曲線４４ａ，４４ｂ，…，曲線４５
ａ，４５ｂ，…として示されている。端子１８ａと１８
ｄの出力信号、端子１８ｂと１８ｅの出力信号，端子１
８ｃと１８ｆの出力信号の位相差は１８０度である。又
端子１８ａ，１８ｂ，１８ｃの出力信号は、順次に１２
０度おくれ、端子１８ｄ，１８ｅ，１８ｆの出力信号も
同じく順次に１２０度おくれている。コイル１０ａ，１
０ｂ，１０ｃの対向する突極１ａ，１ｂ…の代りに、図
２の回転子１と同期回転する同じ形状のアルミニユーム
板を用いても同じ効果がある。

【００１４】電機子コイルの通電手段を図１０につき次
に説明する。電機子コイル３９ａ，３９ｂ，３９ｃの両
端には、それぞれトランジスタ２０ａ，２０ｂ及び２０
ｃ，２０ｄ及び２０ｅ，２０ｆが挿入されている。トラ
ンジスタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，…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。アンド回路４１ａの下側の入力がハイレベルの
ときに、端子４２ａ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２０ａ，２０ｂが導通して、電機
子コイル３９ａが通電される。同様に端子４２ｂ，４２
ｃ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２０ｃ，２０ｄ及びトランジスタ２０ｅ，２０ｆが
導通して、電機子コイル３９ｂ，３９ｃが通電される。
端子４０は励振電流を指定する為の基準電圧である。端
子４０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４０ｂの−端子の入力は＋端子のそれ
より低いので、オペアンプ４０ｂの出力はハイレベルと
なり、トランジスタ２０ａ，２０ｂが導通して、電圧が
電機子コイル３９ａの通電制御回路に印加される。抵抗
２２ａは、電機子コイル３９ａの励磁電流を検出する為
の抵抗である。記号３０ａは絶対値回路である。

【００１５】端子４２ａの入力信号は、図１３の位置検
知信号３６ａ，３６ｂ…又端子４２ｂ，４２ｃの入力信
号は、位置検知信号３７ａ，３７ｂ，…及び３８ａ，３
８ｂ，…となっている。上述した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３６ａとして
示されている。この曲線３６ａの巾だけ電機子コイル３
９ａが通電される。矢印２３ａは通電角１２０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１０のダイオード４９ａが除去
されていると、ダイオード２１ａ，２１ｂを介して電源
に還流放電されるので、点線Ｋ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、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。

【００１６】反トルク発生の時間巾は、高速となっても
変化しないが、正トルク発生の区間２３の時間巾は回転
速度に比例して小さくなるからである。他の位置検知信
号３７ａ，３８ａによる電機子コイル３９ｂ，３９ｃの
通電についても上述した事情は同様である。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。かかる欠点を除去する為の周
知の手段は、突極が磁極に侵入する以前に進相して、電
機子コイルの通電を始めることである。

【００１７】進相通電をすると、磁極のインダクタンス
が著しく小さいので、急速に立上がるが、出力トルクの
発生する点即ち突極が磁極に侵入し始めると、インダク
タンスが急速に大きくなり、電流も急速に降下する。従
って出力トルクが減少する欠点がある。正逆転の運転を
する場合には、位置検知素子の数が２倍必要となる欠点
がある。本発明装置は、図１０の逆流防止用のダイオー
ド４９ａ，４９ｂ，４９ｃとコンデンサ４７ａ，４７
ｂ，４７ｃを付設することにより、上述した欠点を除去
したことに特徴を有するものである。曲線３６ａの末端
で通電が断たれると、電機子コイル３９ａ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２１ｂ，２１ａを
介して、コンデンサ４７ａ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２６
ａ，２６ｂ，２６ｃは、電機子コイル３９ａを流れる電
流曲線でその両側の点線２６−１，２６−２間が１２０
度となっている。通電電流は曲線２６ｂ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４７ａ
は高電圧に充電して保持される。次に位置信号曲線３６
ｂにより、トランジスタ２０ａ，２０ｂが導通して再び
電機子コイル３９ａが通電されるが、このときの印加電
圧は、コンデンサ４７ａの充電電圧と電源電圧（端子２
ａ，２ｂの電圧）が加算されるので、電機子コイル３９
ａの電流の立上がりが急速となる。この現象により、曲
線２６ａのように急速に立上がる。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。

【００１９】次にチョッパ回路について説明する。電機
子コイル３９ａの電流が増大して、その検出の為の抵抗
２２ａの電圧降下が増大し、基準電圧端子４０の電圧
（オペアンプ４０ｂの＋端子の入力電圧）を越えると、
アンド回路４１ａの下側の入力がローレベルとなるの
で、トランジスタ２０ａ，２０ｂは不導通に転化し、励
磁電流が減少する。オペアンプ４０ｂのヒステリシス特
性により、所定値の減少により、オペアンプ４０ｂの出
力はハイレベルに復帰して、トランジスタ２０ａ，２０
ｂを導通して励磁電流が増大する。かかるサイクルを繰
返して、励磁電流は設定値に保持される。図８の曲線２
６ｃで示す区間がチョッパ制御の行なわれている区間で
ある。曲線２６ｃの高さは基準電圧端子４０の電圧によ
り規制される。図１０の電機子コイル３９ｂは、端子４
２ｂより入力される位置検知信号曲線３７ａ，３７ｂ，
…により、その巾だけトランジスタ２０ｃ，２０ｄの導
通により通電され、オペアンプ４０ｃ，抵抗２２ｂ，絶
対値回路３０ｂ，アンド回路４１ｂによりチョッパ制御
が行なわれる。ダイオード４９ｂ，コンデンサ４７ｂの
作用効果も電機子コイル３９ａの場合と同様である。電
機子コイル３９ｃについても上述した事情は全く同様
で、端子４２ｃに図１３の位置検知信号曲線３８ａ，３
８ｂ，…が入力されて電機子コイル３９ｃの通電制御が
行なわれる。トランジスタ２０ｅ，２０ｆ，アンド回路
４１ｃ，オペアンプ４０ｄ，抵抗２２ｃ，絶対値回路３
０ｃ，ダイオード４９ｃ，コンデンサ４７ｃの作用効果
も前述した場合と全く同様である。

【００２０】各電機子コイルの通電は、突極が磁極に侵
入する点若しくは３０度の区間を経過した点のいずれで
もよい。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，１０ｃ
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３相片波通電の電動機として効率
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。３相全波通電の場合には、
図５につき後述するように片波づつを上述した手段によ
り構成すれば同じ目的が達成できる。

【００２１】図８の１段目の曲線２６ａ，２６ｂ，２６
ｃは電機子コイルの通電曲線を示し、点線２６−１と２
６−２の間隔は位置検知信号の１２０度の巾で、点線２
６−１と２６−３の間隔は１８０度で出力トルクのある
区間である。曲線９−１，９−２，９−３は出力トルク
曲線で、点線２６−１の点で通電が開始され、同時に突
極が磁極に侵入し始める。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
を考慮して位置検知コイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃの固
定位置を調整することがよい。コンデンサ４７ａ，４７
ｂ，４７ｃは小容量の方が充電電圧が高電圧となるの
で、通電曲線の立上が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。

【００２２】界磁マグネットがないので、減速若しくは
停止せしめる為の電磁制動を行なうことが不可能とな
り、また、回生制動もできない欠点がある。従って、サ
ーボ電動機、電動車用の駆動電動機として使用すること
ができない。本発明により上述した欠点が除去される。
次にその詳細を説明する。図１０において、ダイオード
４９ａ，４９ｂ，４９ｃには、半導体スイッチング素子
となるトランジスタ２８ａ，２８ｂ，２８ｃが並列に接
続されている。端子４ａ−１，４ｂ−１，４ｃ−１よ
り、それぞれ端子４２ａ，４２ｂ，４２ｃに入力される
位置検知信号が入力される。従って、トランジスタ２４
ａ，２８ａは、曲線３６ａ，３６ｂ，…の巾だけ導通さ
れる。トランジスタ２４ｂ，２８ｂ及びトランジスタ２
４ｃ，２８ｃはそれぞれ図１３の曲線３７ａ，３７ｂ，
…及び曲線３８ａ，３８ｂ，…の巾の区間のみがそれぞ
れ導通される。電機子コイル３９ａ，３９ｂ，３９ｃは
それぞれ１２０度の巾だけ連続して通電されているの
で、トランジスタ２０ｂ，２０ｄ，２０ｆのエミッタ側
を接続し、絶対値回路３０ｂ，３０ｃ及び抵抗２２ｂ，
２２ｃ及びオペアンプ４０ｃ，４０ｄを除去しても同じ
作用効果がある。電機子コイルの通電角を１２０度以上
とすると、上述した手段を採用することはできない。

【００２３】逆転をする場合には、端子４２ａ，４２
ｂ，４２ｃの入力信号を図１３の位置検知信号曲線４３
ａ，４３ｂ，…，曲線４４ａ，４４ｂ，…，曲線４５
ａ，４５ｂ，…にそれぞれ切換える。電動機を逆転せし
めたときには、図１３の上から３段目までの位置検知信
号曲線は、位相が１８０度左方に移動するので、反転し
た曲線となる。従って曲線４３ａ，４３ｂ，…を得る為
には、１段目の曲線と２段目の曲線を反転した曲線を２
つの入力とするアンド回路の出力が使用される。曲線４
４ａ，４４ｂ，…，曲線４５ａ，４５ｂ，…を得る為に
も同様な手段が使用される。正転中に逆転モードとして
制動する場合には上述した手段は必要ない。

【００２４】次に正転中に逆転モードに転化して回生制
動を行う場合につき説明する。正転のときの電機子コイ
ル３９ａの通電の説明をする。グラフ図９において、曲
線３６ａは端子４２ａの入力位置検知信号である。矢印
３８−１は１２０度の巾を示している。図１０のトラン
ジスタ２８ａの導通角も矢印３８−１となっている。電
機子コイル３９ａの電流の立上がり部は、曲線３２ａに
示すように、コンデンサ４７ａの高電圧により急速とな
る。曲線３２ａの前半部では、蓄積静電エネルギは電機
子コイル３９ａの磁気エネルギに転換される。曲線３２
ａの後半部では、電源より磁気エネルギが補充される。
オペアンプ４０ｂの出力がローレベルに転化すると、ト
ランジスタ２０ａ，２０ｂは不導通に転化するので、曲
線３２ｂに示すように、トランジスタ２８ａを介して磁
気エネルギが電源側に還流され電機子コイル３９ａの電
流が減少し、所定まで減少すると、オペアンプ４０ｂの
ヒステリシス特性により出力がハイレベルとなり、トラ
ンジスタ２０ａ，２０ｂが導通して曲線３２ｃのように
電流が増大する。かかるサイクルを繰返すチョッパ回路
となる。かかるチョッパ回路は他の周知の手段でもよ
い。

【００２５】曲線３６ａの末端でトランジスタ２０ａ，
２０ｂ，２８ａが不導通となるので、蓄積磁気エネルギ
の放出による電流は、ダイオード４９ａにより電源に還
流することが阻止されて、コンデンサ４７ａを充電する
ので急速に降下する。従って前述したように、減トルク
と反トルクの発生が防止されて高速高効率の電動機が得
られる。励磁電流値は基準電圧端子４０の電圧により制
御することができる。他の電機子コイル３９ｂ，３９ｃ
についても上述した事情は全く同様である。正転中に逆
転モードに転換して減速する場合を図９の下段の曲線に
ついて説明する。出力の大きい電動機の場合には、回生
制動を行ない、回転子及び負荷の運動エネルギを電源に
帰還する必要がある。次にその手段を説明する。正転中
に減速若しくは停止の為に、逆転モードに転換すること
によりその目的が達成される構成となっている。逆転モ
ードの場合の電機子コイル３９ａについて説明すると、
起電力は矢印３０の方向となり、電機子コイル３９ａに
印加される電圧は、Ｖ＋Ｅとなる。Ｖは端子２ａ，２ｂ
の電圧，Ｅは逆起電力即ち電機子コイル３９ａに鎖交す
る磁束量が回転とともに減少することによる起電力であ
る。従って、図９のタイムチヤートの２段目の曲線４３
ａの位置検知信号により、点線３５ａ，３５ｃ，…のよ
うに急速に設定値まで増大する。オペアンプ４０ｂの出
力がローレベルとなると、トランジスタ２０ａ，２０ｂ
が不導通に転化し、電機子コイル３９ａの蓄積磁気エネ
ルギ放出による通電方向と逆起電力の方向は同方向とな
る。正転中には、上記した通電方向は反対方向となって
いるが、逆転モードの為に、制動トルクが発生している
ので、通電方向が同方向となるものである。従って、ダ
イオード２１ａ，２１ｂを介して流れる電流は、Ｖ−Ｅ
の電圧に転化した電源電圧に蓄積磁気エネルギをトラン
ジスタ２８ａを介して還流することになるので、通電電
流の減少度合は、正回転時の場合より小さく、降下部の
巾が大きくなる。従って、図９の点線３５ｂ，３５ｄに
示すようになる。所定値まで減少すると、オペアンプ４
０ｂのヒステリシス特性により、その出力がハイレベル
となり、再びトランジスタ２０ａ，２０ｂが導通して励
磁電流は急速に増大する。かかるサイクルを繰返すチョ
ッパ回路となる。各位置検知信号の始端と末端における
ダイオード４９ａ及びトランジスタ２８ａ，コンデンサ
４７ａの作用効果は正転時の場合と全く同様である。図
９の点線３５ａ，３５ｃ，…の巾は、点線３５ｂ，３５
ｄ，…の巾より小さくなっている。点線３５ａ，３５
ｃ，…の区間では、電力を消費するが、時間巾が小さい
ので電力は小量である。点線３５ｂ，３５ｄ，…では、
回転子と負荷のエネルギが電力に変換されて電源に還流
されている。この時間巾は大きいので回生制動が行なわ
れる効果がある。所定の減速が完了したときに、正転に
復帰すると正常な正転の運転に復帰することができる。
印加電圧を上昇せしめると、例えば毎分３万回転位とす
ることができる。図１０のトランジスタ２８ａ，ダイオ
ード４９ａ，コンデンサ４７ａは電源正極２ａ側に設け
られているが、電源負極２ｂ側に設けても同じ目的が達
成される。

【００２６】上述した作用効果は、電機子コイル３９
ｂ，３９ｃの場合にも全く同様である。次に、突極と磁
極による１８０度の区間の出力トルクを説明する。図１
３のタイムチヤートにおいて、最下段の曲線４２，４２
−１は矢印３４ａ（１８０度）の出力トルクを示してい
る。励磁電流が小さいときには、曲線４２−１で示すよ
うに出力トルクは対称形で、平坦なトルク特性となる。
励振電流が大きく磁束が飽和値に近づくと、曲線４２で
示すように非対称のトルク曲線となる。即ち突極が磁極
に侵入し始めると急速にトルクが増大し、次に平坦とな
り、次に漸減する。更に励磁電流が増大すると平坦部が
殆ど消滅する。前述した正逆転のモードのときに、中央
部の巾の電機子コイルの通電の場合に、トルク曲線が対
称形（曲線４２−１）のときには、正逆転時の出力トル
ク特性は変化しない。しかし、非対称の場合には、出力
トルク特性が変化する不都合がある。しかし逆転モード
の減速時に減速トルクが減少するのみなので実用上差支
えはない。１２０度の通電の場合に、正転モードのとき
には、矢印３４ｂの巾だ電機子コイルの通電をすること
が一般的手段であるが、位置検知信号の始端部より矢印
３４ｃの巾だけ通電する場合もある。回生制動をして電
動機を減速して停止せしめるにはオペアンプ４０ｂ，４
０ｃ，４０ｄの＋端子め入力を回転速度に比例する電気
信号とすればよい。この為にブロック回路４０−１の出
力が切換スイッチ４０ａを介して端子４０の出力と切換
えられる。ブロック回路４０−１は回転速度に比例した
電圧を発生する周知の回路である。

【００２７】次に図１１につき３相全波通電の場合につ
いて説明する。図５において、金属製の外筺（円筒状）
２５−１の右側には円形の側板２５−２の外周折曲部が
嵌着され、両側の中央部に設けたボール軸受２９ａ，２
９ｂには回転軸５が回動自在に支持される。回転軸５に
は回転子１が支持体５ａを介して固定される。回転子１
の突極（図示せず）は、図２の回転子１の突極と同じ構
成となっている。突極に磁極が対向する固定電機子Ｃは
外筺２５−１の内側に固定され、その構成は図３，図４
の固定電機子１６と同じ構成となっている。回転子１の
右側面には同形の外周部の突出部を有するアルミニユー
ム製の回転子２９が固着し回転子１と同期回転する。外
周部にはコイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃが対向している
ので、図６で前述したように図１３に示される位置検知
信号を得ることができる。

【００２８】固定電機子Ｃと同じ構成で位相を回転子１
の突極に対して相対的に１８０度ずらして（軸方向のま
わりに１８０度回転する）固定電機子Ｃ−１が外筺２５
−１の内側に固定され、その磁極は回転子１の外周突極
と空隙を介して対向する。固定電機子Ｃ−１の磁極の電
機子コイルは３相となり、これ等を電機子コイル３９
ｄ，３９ｅ，３９ｆと呼称する。電機子コイル３９ｄ，
３９ｅ，３９ｆを図１０と同様な電気回路により、図１
３の位置検知信号４３ａ，４３ｂ，…，４４ａ，４４
ｂ，…，４５ａ，４５ｂ，…を介して電機子コイル３９
ｄ，３９ｅ，３９ｆの通電制御を行なうことにより３相
片波通電の電動機として運転することができる。固定電
機子Ｃ，Ｃ−１の両者により３相全波通電の電動機とな
る。

【００２９】図１１につき前記した電機子コイル３９
ａ，３９ｂ，…，３９ｆの通電制御の説明をする。図５
の固定電機子Ｃに装着された第１，第２，第３の相の電
機子コイルに対応する固定電機子Ｃ−１に装着された電
機子コイルを第１，第２，第３の相の電機子コイルと呼
称する。両者それぞれ片波の通電となっているので図５
の電動機は３相両波通電となっている。

【００３０】１相の電機子コイルは第１，第１の電機子
コイルで構成され、２，３相の電機子コイルは、それぞ
れ第２，第２の電機子コイルと第３，第３の電機子コイ
ルにより構成される。位置検知信号曲線３６ａ，３６
ｂ，…，３７ａ，３７ｂ，…，３８ａ，３８ｂ，…をそ
れぞれ第１，第２，第３の相の位置検知信号と呼称し、
位置検知信号曲線４３ａ，４３ｂ，…，曲線４４ａ，４
４ｂ，…，曲線４５ａ，４５ｂ…をそれぞれ第１，第
２，第３の相の位置検知信号と呼称する。

【００３１】図１１において、端子４２ａ，４２ｂ，４
２ｃより入力される位置検知信号はそれぞれ第１，第
２，第３の相の位置検知信号となり、端子４２ｄ，４２
ｅ，４２ｆより入力される位置検知信号はそれぞれ第
１，第２，第３の位置検知信号となる。又電機子コイル
３９ａ，３９ｄはそれぞれ第１の相の第１，第１の電機
子コイル、電機子コイル３９ｂ，３９ｅと電機子コイル
３９ｃ，３９ｆはそれぞれ第２と第３の相の第２，第２
の電機子コイル、第３，第３の電機子コイルとなる。端
子４２ａの入力信号があるとトランジスタ２０ａ，２０
ｂが導通して、順方向に接続したダオード４９ａを介し
て電機子コイル３９ａが通電され、入力信号（曲線３６
ａ）の末端でトランジスタ２０ａ，２０ｂは不導通に転
化する。電機子コイル３２ａの蓄積磁気エネルギは、ダ
イオード２１ａ，２１ｂを介して電源（端子２ａ，２
ｂ）に還流することがダイオード４９ａにより防止され
て、コンデンサ４７ａに充電される。従って急速に蓄積
磁気エネルギによる放電電流が消滅する。

【００３２】コンデンサ４７ａの容量を調整して、突極
が６０度回転する時間即ち図１３の曲線３６ａの右端と
曲線４３ａの左端の区間内に上記した放電電流が消滅す
るように小さい容量のものが使用される。容量が小さす
ぎると充電電圧が高すぎて、トランジスタ２０ａ，２０
ｂ，２０ｃ，２０ｄの耐電圧を越えるからである。従っ
て反トルクの発生が防止される作用がある。突極が６０
度回転すると、端子４２ｄに曲線４３ａの位置検知信号
が入力されるので、トランジスタ２０ｃ，２０ｄが導通
して電機子コイル３２ｄの通電が開始される。このとき
の印加電圧は、コンデンサ４７ａの高電圧なので電流は
急速に立上がる。図８のタイムチヤートの３段目の曲線
３１ｂで示すように立上がる。その後は、後述するチョ
ッパ回路により設定された電流値で通電され、曲線４３
ａの末端で、トランジスタ２０ｃ，２０ｄが不導通に転
化するので電機子コイルに蓄積された磁気エネルギは、
逆流防止用のダイオード４９ａにより電源側に還流する
ことが阻止されて、コンデンサ４７ａに流入充電されて
高電圧に充電する。次に端子４２ａより曲線３６ｂの入
力信号があるので、電機子コイル３９ａの通電電流は急
速に立上がる。上述した説明より判るように、電機子コ
イル３９ａ，３９ｄの蓄積磁気エネルギは、通電の停止
とともに、コンデンサ４７ａに充電されるので急速に消
滅して反トルクの発生が防止される。従って、トルクの
減少することを防止する作用がある。電機子コイル３９
ｄの通電が断たれると、その蓄積磁気エネルギは急速に
コンデンサ４７ａに充電されて、その放出による電流も
急速に減少して高速度の回転でも６０度以内に消滅す
る。所定時間後に電機子コイル３９ａの通電が開始さ
れ、コンデンサ４７ａの高電圧により電流は急速に増大
する。その時間巾も６０度突極が回転する時間内とな
る。

【００３３】次にチョッパ作用のある場合につき説明す
る。アンド回路４１ａ，４１ｄ，オペアンプ４０ｂ，基
準電圧端子４０，抵抗２２ａ，絶対値回路３０ａによ
り、トランジスタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄをオ
ンオフするチョッパ作用は前実施例と同様である。かか
るチョッパ作用により、図８の通電曲線３１ａ，３１
ｂ，３１ｃは方形に近い曲線となる。点線部がチョッパ
作用により設定された電流値となった区間である。端子
４２ｂ，４２ｅの入力，ダイオード４９ｂ，コンデンサ
４７ｂ，アンド回路４１ｂ４１ｅ，トランジスタ２０
ｅ，２０ｆ…，抵抗２２ｂ，オペアンプ４０ｃ，絶対値
回路３０ｂにより、電機子コイル３９ｂ，３９ｅの通電
が制御される作用は、前述した電機子コイル３９ａ，３
９ｄと全く同様である。又端子４２ｃ，４２ｆの入力、
ダイオード４９ｃ，コンデンサ４７ｃ，アンド回路４１
ｃ，４１ｆ，トランジスタ２０ｉ，２０ｊ，…，オペア
ンプ４０ｄ，抵抗２２ｃ，絶対値回路３０ｃにより、電
機子コイル３９ｃ，３９ｆの通電が制御される作用も上
述した場合と全く同様である。従って、３相全波通電の
行なわれるリラクタンス型電動機が得られ、出力トルク
の大きい長所を保存し、回転速度が小さいという重欠点
を除去する作用がある。又リプルトルクも小さくなる。

【００３４】図８の曲線３１ｄ，３１ｅはそれぞれ位置
検知信号３７ａ，４４ａによる電機子コイル３９ｂ，３
９ｅの通電曲線である。曲線３１ｇ，３１ｈ，３１ｆは
それぞれ位置検知信号３８ａ，４５ａ，４５ｂによる電
機子コイル３９ｃ，３９ｆの通電曲線である。コンデン
サ４７ａ，４７ｂ，４７ｃを、ダイオード４９ａ，４９
ｂ，４９ｃと電源に並列に並置して設けても本発明を実
施することができる。チョッパ作用の区間中に電機子コ
イルの通電が断たれたときに、磁気エネルギによりコン
デンサ４７ａ，４７ｂ，４７ｃの電圧が上昇する。従っ
て電機子コイルが次に通電されたときに通電の立上がり
を良好とする作用効果がある。

【００３５】電動機を逆転せしめる手段について次に説
明する。端子４２ａ，４２ｂ，４２ｃに入力される位置
検知信号をそれぞれ端子４２ｄ，４２ｅ，４２ｆに入力
せしめ、端子４２ｄ，４２ｅ，４２ｆに入力される位置
検知信号をそれぞれ端子４２ａ，４２ｂ，４２ｃに入力
すると電動機は逆転する。上述した入力切換え手段を図
７につき説明する。図７において、端子８ａ，８ｂ，
…，８ｆには、それぞれ図１３の位置検知信号曲線３６
ａ，３６ｂ，…，曲線３７ａ，３７ｂ，…，曲線３８
ａ，３８ｂ，…，曲線４３ａ，４３ｂ，…，曲線４４
ａ，４４ｂ，…，曲線４５ａ，４５ｂ，…が入力されて
いる。端子６６の入力がハイレベルのときには、アンド
回路６６ａ，６６ｃ，６６ｅ，６６ｇ，６６ｉ，６６ｋ
の下側の入力がハイレベルとなり、オア回路６５ａ，６
５ｂ，…，６５ｆを介して、端子９ａ，９ｂ，…，９ｆ
より正転する為の位置検知信号が得られる。端子９ａ，
９ｂ，…，９ｆの出力信号は、図１１の端子４２ａ，４
２ｂ，…，４２ｆにそれぞれ入力されているものであ
る。端子６６の入力をローレベルとすると、反転回路６
６ａによりハイレベルの電気信号がアンド回路６６ｂ，
６６ｄ，…，６６ｉの下側に入力されるので、オア回路
６５ａ，６５ｂ，…，６５ｆを介して、端子９ａ，９
ｂ，…，９ｆより逆転する為の位置検知信号が得られ
る。従って、端子６６の入力信号により正逆転を行なう
ことができる。正転中に、端子６６の入力をローレベル
とすると逆転トルクが発生し、チョッパ回路による励磁
電流の上昇部の時間巾は、降下部の時間巾より小さくな
り、回生制動が行なわれることは、図１０の実施例と全
く同様で、その作用効果も同様である。図１１の端子２
８−１，２８−２，２８−３はそれぞれ端子３１−１，
３１−２，３１−３に接続されている。端子４ａ−１，
４ｂ−１，４ｃ−１の入力信号はそれぞれ端子４２ａ，
４２ｄと端子４２ｂ，４２ｅと端子４２ｃ，４２ｆの入
力信号と同じ信号となっている。従って前実施例と同様
に、正転中に逆転モードに転化することにより回生制動
を行なうことができる。

【００３６】突極が磁極に侵入して、３０度の点で電機
子コイルの通電が開始され、１２０度回転して通電が停
止されるように、位置検知素子となるコイル１０ａ，１
０ｂ，１０ｃの位置が調整されて電機子側に固定されて
いる。従って、正逆転のいずれの場合でも、突極が磁極
に侵入して、３０度の点で電機子コイルが通電され、１
２０度回転して通電が停止されるので、正逆転時の出力
トルクがほぼ等しくなる効果がある。出力トルクを規制
するのは基準電圧（図１１の端子４０の電圧）のみなの
で、印加電圧に無関係となる。従って、電源端子２ａ，
２ｂのリプル電圧は余り関係がないので、交流電源の場
合に、その整流の為のコンデンサは大容量の必要がな
く、又交流電源が３相の場合には、コンデンサは更に小
容量となり、電源を簡素化できる特徴がある。

【００３７】図１０，図１１では電機子コイルの両端に
設けたトランジスタにより通電制御が行なわれている
が、電機子コイルの負電圧側にトランジスタを１個のみ
使用しても本発明を実施できる。図１２につきその説明
をする。図１２において、電機子コイル３９ａ，３９
ｂ，３９ｃの下端には、それぞれトランジスタ２０ａ，
２０ｂ及び２０ｃが挿入されている。トランジスタ２０
ａ，２０ｂ，２０ｃ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。

【００３８】端子４２ａ，４２ｂ，４２ｃより、図１３
の位置検知信号曲線３６ａ，３６ｂ，…，曲線３７ａ，
３７ｂ，…，曲線３８ａ，３８ｂ，…が入力される。上
述した入力信号により、トランジスタ２０ａ，２０ｂ，
２０ｃがアンド回路４１ａ，４１ｂ，４１ｃを介してべ
ース入力が得られて導通して、電機子コイル３９ａ，３
９ｂ，３９ｃが導通される。端子４０は励磁電流を指定
する為の基準電圧である。端子４０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４０ｂの
−端子の入力は＋端子のそれより低いので、オペアンプ
４０ｂの出力はハイレベルとなり、トランジスタ２０ａ
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，絶対値回路３０ａは、電機子コイル
３９ａ，３９ｂ，３９ｃの励磁電流を検出する為の抵抗
である。

【００３９】本実施例では、前述した反トルクと減トル
クの発生を防止して高速高トルクとする為に次の手段が
採用される。図１２の小容量のコンデンサ４７ａ及びダ
イオード２１ａ及び半導体素子１９ａ，１９ｂ，１９ｃ
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，２
０ｃ）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。位置検知信号曲線３６ａの末端で通
電が断たれると、電機子コイル３９ａに蓄積された磁気
エネルギは、直流電源側に還流しないでダイオード２１
ａ，３３ａを介して、コンデンサ４７ａ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。

【００４０】図８のタイムチヤートの１段目の曲線２６
ａ，２６ｂ，２６ｃは、電機子コイル３９ａを流れる電
流曲線でその両側の点線２６−１と２６−２間が１２０
度となっている。通電電流は曲線２６ｂ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４７ａ
は高電圧に充電して保持される。電機子コイル３９ｂ，
３９ｃが端子４２ｂ，４２ｃより入力される位置検知信
号により通電され、次に通電が停止されると、それぞれ
ダイオード３３ｂ，３３ｃ，２１ｂ，２１ｃを介してコ
ンデンザ４７ｂ，４７ｃが高電圧に充電されて電流は急
速に低下する。次に位置信号曲線３８ｂにより、トラン
ジスタ２０ｃが導通して再び電機子コイル３９ｃが通電
されるが、このときの印加電圧は、コンデンサ４７ａの
充電電圧と電源電圧（端子２ａ，２ｂの電圧）の両者と
なるので、電機子コイル３９ｃの電流の立上がりが急速
となる。この現象により、曲線２６ａのように急速に立
上がる。この理由を次に説明する。図１２のブロック回
路４により位置検知信号３８ｂの始端部の微分パルスが
得られ、これを入力とする単安定回路によりみじかい巾
の電気パルスが得られる。この電気パルスによりトラン
ジスタ３４ｂ，３４ａ，ＳｃＲ１９ａが導通するので、
コンデンサ４７ａの高電圧が電機子コイル３９ｃに印加
されて立上がりの電流を急速とし、その後は直流電源の
電圧により曲線２６ａ（図８）の電流が得られる。コン
デンサ４７ａの放電の終了とともに、ＳＣＲ１９ａは不
導通に転化する。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。他の電機子コイル３９ａ，
３９ｂとコンデンサ４７ｂ，４７ｃとＳＣＲ１９ｂ，１
９ｃの作用についても上述した事情は全く同様である。
端子１９ｄ，１９ｅより、対応する位置検知信号の始端
部で得られる電気パルスの巾だけの電気信号が入力され
るものである。

【００４１】次にチョッパ回路の説明をする。電機子コ
イル３９ａの励磁電流が増大して、その検出の為の抵抗
２２、絶縁値回路３０ａの電圧が増大し、基準電圧端子
４０の電圧（オペアンプ４０ｂの＋端子の入力電圧）を
越えると、アンド回路４１ａの下側の入力がローレベル
となるので、トランジスタ２０ａは不導通に転化し、励
磁電流が減少する。オペアンプ４０ｂのヒステリシス特
性により、所定値の減少により、オペアンプ４０ｂの出
力はハイレベルに復帰して、トランジスタ２０ａを導通
して励磁電流が増大する。かかるサイクルを繰返して、
励磁電流は設定値に保持される。図８の曲線２６ｃで示
す区間がチョッパ制御の行なわれている区間である。曲
線２６ｃの高さは基準電圧端子４０の電圧により規制さ
れる。図１２の電機子コイル３９ｂは、端子４２ｂより
入力される位置検知信号曲線３７ａ，３７ｂ，…によ
り、その巾だけのトランジスタ２０ｂの導通により通電
され、オペアンプ４０ｂ、抵抗２２、絶対値回路３０
ａ、アンド回路４１ｂによりチョッパ制御が行なわれ
る。電機子コイル３９ｃについても上述した事情は全く
同様で、端子４２ｃに図１３の位置検知信号曲線３８
ａ，３８ｂ，…が入力されて電機子コイル３９ｃの通電
制御が行なわれる。トランジスタ２０ｃ、アンド回路４
１ｃ、オペアンプ４０ｂ、抵抗２２、絶対値回路３０ａ
の作用効果も前述した場合と全く同様である。

【００４２】電機子コイルの通電は、突極が磁極に侵入
する点若しくは３０度の区間のいずれの点でもよい。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，１０ｃ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３相片波通電の電動機として効率良く、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。

【００４３】コンデンサ４７ａ，４７ｂ，４７ｃ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
が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。界磁マグネットがないの
で、減速若しく停止せしめる為の電磁制動を行なうこと
が不可能となり、また、回生制動もできない欠点があ
る。従って、サーボ電動機、電動車用の駆動電動機とし
て使用することができない。本発明により上述した欠点
が除去される。次にその詳細を説明する。回生制動の為
に、図１２において、コンデンサ４７ａ，４７ｂ，４７
ｃ，には、半導体スイッチング素子となるトランジスタ
２８ａ，２８ｂ，２８ｃが直列に接続され、トランジス
タＧが挿入される。

【００４４】正転中に制動の為に逆転する為には、端子
４２ａ，４２ｂ，４２ｃの入力信号を図１３の位置検知
信号曲線４３ａ，４３ｂ，…、曲線４４ａ，４４ｂ，
…、曲線４５ａ，４５ｂ，…にそれぞれ切換える。次に
正転中に逆転モードとして回生制動を行なうときの詳細
を説明する。正転モードのときの電機子コイル３９ａ，
の通電の説明をする。図９において、曲線３６ａは端子
４２ａの入力位置検知信号である。矢印３８−１は１２
０度の巾を示している。図１２のトランジスタ２８ａ，
２４ａはべース端子４ａ−１の入力により導通される。
他のトランジスタ２８ｂ，２４ｂのベース端子４ａ−２
の入力信号ならびにトランジスタ２８ｃ，２４ｃのベー
ス端子４ａ−３の入力信号もそれぞれ対応する位置検知
信号となる。上述したトランジスタ２８ａ，２８ｂ，２
８ｃの制御は回生制動時の逆転モードのときに行なわ
れ、正転モードのときには、べース端子４ａ−１，４ａ
−２，４ａ−３はアースレベルに保持され各トランジス
タは不導通に保持しても若しくは正転モードのときにも
逆転モードと同じ導通制御をしても本発明の目的を達成
することができる。端子４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３
の入力信号はそれぞれ端子４２ａ，４２ｂ，４２ｃの入
力位置検知信号となっている。

【００４５】電機子コイル３９ａの電流の立上がり部
は、コンデンサ４７ｂの高電圧により急速となる。オベ
アンプ４０ｂの出力がローレベルに転化すると、トラン
ジスタ２０ａは不導通に転化するので、トランジスタ２
８ａを介して磁気エネルギが電源側に還流され電機子コ
イル３９ａの電流が減少し、所定値まで減少すると、オ
ペアンプ４０ｂのヒステリシス特性により出力がハイレ
ベルとなり、トランジスタ２０ａが導通して電流が増大
する。かかるサイクルを繰返すチョッパ回路となる。か
かるチョッパ回路は他の周知の手段でもよい。

【００４６】曲線３６ａの末端でトランジスタ２０ａ，
２８ａが不導通となるので、蓄積磁気エネルギの放出に
よる電流は、コンデンサ４７ａを充電するので急速に降
下する。従って前述したように、減トルクと反トルクの
発生が防止されて高速高効率の電動機が得られる。励磁
電流値は基準電圧端子４０の電圧により制御することが
できる。他の電機子コイル３９ｂ，３９ｃについても上
述した事情は全く同様である。正転中に逆転モードに転
換して減速する場合を図９の下段の曲線について説明す
る。出力の大きい電動機の場合には、回生制動を行な
い、回転子及び負荷の運動エネルギを電源に帰還する必
要がある。次にその手段を説明する。正転中に減速若し
くは停止の為に、逆転モードに転換することによりその
目的が達成される構成となっている。逆転モードの場合
の、電機子コイル３９ａについて説明すると、起電力は
矢印３０の方向となり、電機子コイル３９ａに印加され
る電圧は、Ｖ＋Ｅとなる。Ｖは端子２ａ，２ｂの電圧、
Ｅは逆起電力即ち電機子コイル３９ａに鎖交する磁束量
が回転とともに減少することによる起電力である。従っ
て、図９のタイムチャートの２段目の曲線４３ａの位置
検知信号により、点線３５ａ，３５ｃ，…のように急速
に設定値まで増大すると、オペアンプ４０ｂの出力がロ
ーレベルとなるので、トランジスタ２０ａが不導通に転
化し、電機子コイル３９ａの蓄積磁気エネルギ放出によ
る通電方向と逆起電力の方向は同方向となる。正転中に
は、上記した通電方向は反対方向となっているが、逆転
モードの為に、制動トルクが発生しているので、通電方
向が同方向となるものである。従って、ダイオード２１
ａ，３３ａを介して流れる電流は、Ｖ−Ｅの電圧に転化
した電源電圧に蓄積磁気エネルギをトランジスタ２８ａ
を介して還流することになるので、通電電流の減少度合
は、正回転時の場合より小さく、降下部の巾が大きくな
る。従って、図９の点線３５ｂ，３５ｄに示すようにな
る。所定値まで減少すると、オペアンプ４０ｂのヒステ
リシス特性により、その出力がハイレベルとなり、再び
トランジスタ２０ａが導通して励磁電流は急速に増大す
る。かかるサイクルを繰返すチョッパ回路となる。位置
検知信号の始端と末端におけるコンデンサ４７ａの作用
効果は正転時の場合と全く同様である。図９の点線３５
ａ，３５ｃ，…の巾は、点線３５ｂ，３５ｄ，…の巾よ
り小さくなっている。点線３５ａ，３５ｃ，…の区間で
は、電力を消費するが、時間巾が小さいので電力は小量
である。点線３５ｂ，３５ｄ，…では、回転子と負荷の
エネルギが電力に変換されて電源に還流されている。こ
の時間巾は大きいので回生制動が行なわれる効果があ
る。所定の減速が完了したときに、正転に復帰すると正
常な正転の運転に復帰することができる。

【００４７】上述した作用効果は、電機子コイル３９
ｂ，３９ｃの場合にも全く同様である。正転モードのと
きには、トランジスタＧのベース端子は導通するように
その入力が保持され、逆転モードに転化すると、図９の
曲線３５ａ，３５ｃ，…の時間巾のみだけトランジスタ
Ｇが導通するようにベース制御されるので、電源より電
機子コイル３９ａの供電が行なわれ、曲線３５ｂ，３５
ｄ，…の巾だけトランジスタＧは不導通となり、トラン
ジスタ２８ａを介して電力が電源側に回生することがで
きる。他の電機子コイル３９ｂ，３９ｃについても上述
した事情は同様である。

【００４８】次に回生制動でなく電磁制動の場合につい
て説明する。この場合にはトランジスタＧは除去され
る。逆転モードの場合に、図９の曲線３５ａ，３５ｃ，
…の立上がりが急速となり、曲線３５ｂ，３５ｄ，…の
巾が大きくなり、この区間においては、各電機子コイル
の蓄積磁気エネルギは、ダイオード２１ａ，２１ｂ，２
１ｃとトランジスタ２８ａ，２８ｂ，２８ｃを介して、
各電機子コイルのジュール損失となり、一部が電源に回
生される。次に、突極と磁極による１８０度の区間の出
力トルクを説明する。図１３のタイムチャートにおい
て、最下段の曲線４２，４２−１は矢印３４ａ（１８０
度）の出力トルクを示している。励磁電流が小さいとき
には、曲線４２−１で示すように出力トルクは対称形
で、平坦なトルク特性となる。励磁電流が大きく磁束が
飽和値に近づくと、曲線４２で示すように非対称のトル
ク曲線となる。即ち突極が磁極に侵入し始めると急速に
トルクが増大し、次に平坦となり、次に漸減する。更に
励磁電流が増大すると平坦部が殆ど消滅する。前述した
正逆転のモードのときに、中央部の巾の励磁コイルの通
電の場合に、トルク曲線が対称形（曲線４２−１）のと
きには、正逆転時の出力トルク特性は変化しない。しか
し、非対称の場合には、出力トルク特性が変化する不都
合がある。しかし逆転モードの減速時に減速トルクが減
少するのみなので実用上差支えはない。１２０度の通電
の場合に、正転モードのときには、矢印３４ｂの巾だけ
励磁コイルの通電をすることが一般的手段であるが、位
置検知信号の始端部より矢印３４ｃで示すように１２０
度の通電をする場合もある。後者の場合は毎分数万回転
の高速度回転の場合に有効である。

【００４９】上述した説明より理解されるように、正転
中に逆転モードとすることにより回生制動が行なわれて
電動機が減速することができる。減速のトルクは図１２
の端子４０の電圧により規制することができる。減速し
て停止せしめる為には次の手段が採用される。減速モー
ドにすると同時に端子４０の電圧を回転速度に比例する
電圧とすると、減速するに従って減速トルクが減少し、
停止すると電機子コイルの電流も零となり、停止せしめ
ることができる。図１２のブロック回路２８は、電動機
の回転速度に比例して＋端子４０ｃの入力電圧を変更す
る回路である。回生制動の為に逆転モードに変更したと
きに、同時に切換スイッチ４０ａを切換えて、ブロック
回路２８の出力電圧がオペアンプ４０ｂに入力されるよ
うにすると、電動機の減速とともに端子４０ｃの電圧が
降下し、従って励磁電流も減少する。かかる制動により
電動機は停止する。マグネット回転子を有する電動機の
電機子コイルを短絡した場合の制動停止作用と相似した
停止特性を得ることができる。

【００５０】

【発明の効果】回転子の突極のすべてが回転中に出力ト
ルクを発生しているので、大きい出力トルクが得られ
る。特に径の大きい電動機の場合に有効な技術手段とな
る。上述した構成の為に、固定電機子の歪曲による振動
と回転子の径方向の振動を除去することができる。又必
要あれば回生制動を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のリラクタンス型電動機の固定電機子と回
転子の平面図

【図２】本発明装置の固定電機子と回転子の展開図

【図３】図２の一部の拡大図

【図４】本発明装置の固定電機子と回転子の平面図

【図５】３相両波通電のリラクタンス型電動機の断面図

【図６】位置検知信号を得る電気回路図

【図７】正逆転をする為の位置検知信号を得る電気回路
図

【図８】位置検知信号、通電曲線、トルク曲線のタイム
チャート

【図９】励磁電流曲線のグラフ

【図１０】電機子コイルの通電制御回路図

【図１１】電機子コイルの通電制御回路の他の実施例

【図１２】電機子コイルの通電制御回路の他の実施例

【図１３】位置検知信号のタイムチャート

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，…回転子と突極ｃ，ｃ−１，１６，１６ａ，１６ｂ，… 固定電機子と
磁極１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ａ−１，… 電機子コイ
ル１０ａ，１０ｂ，１０ｃ位置検知コイル４ａ，４ｂ，… スロット２５−１，２５−２外筐２９ａ，２９ｂ軸受１０発振器１８，１４ａ，１４ｂ，Ｇ，Ｂブロック回路２５，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，３１ａ，３１ｂ，…
励磁電流曲線９−１，９−２，９−３トルク曲線３２ａ，３２ｂ，…、３５ａ，３５ｂ，… チョッパ回
路による励磁電流曲線３９ａ，３９ｂ，…電機子コイル３０ａ，３０ｂ，…絶対値回路４０−１，２８回転速度検出回路４２，４２−１トルク曲線４０基準電圧端子２ａ，２ｂ直流電源正負端子

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

【手続補正書】

【提出日】平成４年１２月７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４

【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】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】第１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。大出力の電
動機となると上述した問題は解決することが更に困難と
なる。第２の課題図１は周知の３相片波通電のリラク
タンス型電動機の平面図である。記号１６は固定電機子
で、珪素鋼板積層体で作られ、磁極１６ａ，１６ｂ，…
には電機子コイル１７ａ，１７ｂ，…が装着される。回
転子１は矢印Ａ方向に回転する。記号５は回転軸であ
る。電機子コイル１７ｂ，１７ｅが通電されると、回転
子１は矢印Ａ方向に回転し、電気角で１２０度回転する
と通電が停止され、次に電機子コイル１７ｃ，１７ｆが
通電され、電気角で１２０度通電すると同じ角度回転す
る。上述したように、電機子コイル１７ａ，１７ｄ→１
７ｂ，１７ｅ→１７ｃ，１７ｆの順の通電により矢印Ａ
方向に回転する。上述した回転のトルクは、突極が２個
づつ関与し、他の４個は関与しない。６個の突極が同時
にトルクを発生すればトルクは３倍となるが、これが達
成できない問題点がある。第３の課題電機子コイル１
７ａ，１７ｄが通電されると、磁極１６ａ，１６ｄは突
極１ａ，１ｅに径方向に吸引されるので、固定電機子１
６は吸引力により変形歪曲する。回転して磁極１６ｂ，
１６ｅと磁極１６ｃ，１６ｆと対向突極との吸引により
固定電機子１６は変形する。かかる変形により振動が発
生する問題点がある。又突極と磁極間の空隙を一定とす
ることが技術的に困難なので回転子１の受ける吸引力は
回転とともに変化して回転子１が径方向に振動する。従
って振動音を発生し、又回転子１の回転軸の軸受の耐用
時間を少なくする問題点がある。大型で大出力のものと
なると上述した問題点は解決が困難となる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】

【課題を解決するための手段】第１の手段磁性体固定
電機子と磁性体回転子を有する３相のリラクタンス型電
動機において、磁性体回転子の外周面に等しい巾と等し
い離間角で配設されたｎ個（ｎは３以上の正整数）の突
極と、円筒状の固定電機子の内周部に等しい離間角で配
設された６ｎ個のスロットと、該スロットに装着される
とともに位相が電気角で１２０度づつ順次にずらして装
着された第１，第２，第３の相の電機子コイルと、突極
の回転位置を検出して、電気角で１２０度の巾で互いに
２４０度離間した第１の相の位置検知信号ならびにこれ
等より位相が電気角で１２０度おくれた第２の相の位置
検知信号ならびにこれ等より位相が電気角で１２０度お
くれた第３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の相の電機子コイルのそれぞれに
直列に接続された半導体スイッチング素子と、第１，第
２，第３の相の電機子コイルと半導体スイッチング素子
の直列接続体に供電する直流電源と、第１，第２，第３
の相の位置検知信号を介してそれぞれ第１，第２，第３
の相の電機子コイルに直列に接続した半導体スイッチン
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
通電する通電制御回路と、半導体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、該半導体
スイッチング素子と電機子コイルとの接続点より、ダイ
オードを介して電機子コイルにより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すること
により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、設定された角度だけ磁性体回転子が回転して次
に通電される電機子コイルが位置検知信号によりその巾
だけ通電されるときに、その通電の開始されると同時に
前記した小容量のコンデンサに蓄積された静電エネルギ
を、該電機子コイルに流入せしめて、通電電流の立上が
りを急速とする電気回路と、第１，第２，第３の相の電
機子コイルの通電電流を検出して検出信号を得る電機子
電流検出装置と、該検出信号により、電機子電流が設定
値を越えると前記した半導体スイッチング素子を不導通
に転化し、電機子コイルの磁気エネルギの放出による電
流が所定値まで降下すると再び該半導体スイッチング素
子を導通して電機子電流を設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の手段第１の手
段において、回転子の片側面の複数個の突極と固定電機
子内周面との間の空隙が他の突極と固定電機子内周面と
の間の空隙より大きく若しくは小さく構成されたもので
ある。第３の手段第１の手段において、固定電機子の
内周部の片側面の複数個のスロットに装着される電機子
コイルのアンペヤターンが他のスロットに装着される電
機子コイルのアンペヤターンより大きく若しくは小さく
されたものである。第４の手段３相両波通電のリラク
タンス型電動機において、磁性体回転子の外周面の両側
部に等しい巾と等しい離間角で配設されたｎ個（ｎは３
以上の正整数）の第１，第２の突極と、円筒状の第１の
固定電機子の内周部に等しい離間角で配設された６ｎ個
のスロットに位相が電気角で１２０度づつ順次にずらし
て装着された第１，第２，第３の相の電機子コイルと、
第１の固定電機子と全く同じ構成で、そのスロットに第
１，第２，第３の相の電機子コイルが装着された第２の
固定電機子と、第１の固定電機子のスロットと第１の突
極との対向位置と第２の固定電機子のスロットと第２の
突極との対向位置を電気角で１８０度ずらして配設する
手段と、第１の突極の回転位置を検出して、電気角で１
２０度の巾で互いに２４０度離間した第１の相の位置検
知信号ならびにこれ等より位相が電気角で１２０度おく
れた第２の相の位置検知信号ならびにこれ等より位相が
電気角で１２０度おくれた第３の相の位置検知信号なら
びに第１，第２，第３の相の位置検知信号よりそれぞれ
位相が電気角で１８０度おくれた第１，第２，第３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１，第２，第３の相の電機子コイルのそれ
ぞれに直列接続された半導体スイッチング素子と、該電
機子コイルと半導体スイッチングとの直列接続体に供電
する直流電源と、第１，第２，第３，第１，第２，第３
の相の位置検知信号を介してそれぞれ第１，第２，第
３，第１，第２，第３の相の電機子コイルに直列に接続
した半導体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する通電制御回路と、半導体
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、該半導体スイッチング素子と電機子コイル
との接続点より、ダイオードを介して電機子コイルによ
り蓄積された磁気エネルギを小容量のコンデンサに流入
充電して保持することにより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、設定された角度だけ磁性
体回転子が回転して次に通電される電機子コイルが位置
検知信号によりその巾だけ通電されるときに、その通電
の開始されると同時に前記した小容量のコンデンサに蓄
積された静電エネルギを、該電機子コイルに流入せしめ
て、通電電流の立上がりを急速とする電気回路と、第
１，第２，第３の相の電機子コイルの通電電流を検出し
て検出信号を得る電機子電流検出装置と、該検出信号に
より、電機子電流が設定値を越えると前記した半導体ス
イッチング素子を不導通に転化し、電機子コイルの磁気
エネルギの放出による電流が所定値まで降下すると、再
び該半導体スイッチング素子を導通して電機子電流を設
定値に保持する第１のチョッパ回路と、第１，第２，第
３の相の電機子コイルの通電電流を設定値に保持する同
じ構成の第２のチョッパ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】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】次に回生制動でなく電磁制動の場合につい
て説明する。この場合にはトランジスタＧは除去され
る。逆転モードの場合に、図９の曲線３５ａ，３５ｃ，
…の立上がりが急速となり、曲線３５ｂ，３５ｄ，…の
巾が大きくなり、この区間においては、各電機子コイル
の蓄積磁気エネルギは、ダイオード２１ａ，２１ｂ，２
１ｃとトランジスタ２８ａ，２８ｂ，２８ｃを介して、
各電機子コイルのジュール損失となり、一部が電源に回
生される。突極と磁極による１８０度の区間の出力トル
クは、図１３につき前述したトルク発生と全く同様とな
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体固定電機子と磁性体回転子を有する
３相のリラクタンス型電動機において、磁性体回転子の
外周面に等しい巾と等しい離間角で配設されたｎ個（ｎ
は３以上の正整数）の突極と、円筒状の固定電機子の内
周部に等しい離間角で配設された６ｎ個のスロットと、
該スロットに装着されるとともに位相が電気角で１２０
度づつ順次にずらして装着された第１，第２，第３の相
の電機子コイルと、突極の回転位置を検出して、電気角
で１２０度の巾で互いに２４０度離間した第１の相の位
置検知信号ならびにこれ等より位相が電気角で１２０度
おくれた第２の相の位置検知信号ならびにこれ等より位
相が電気角で１２０度おくれた第３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の相の電
機子コイルのそれぞれに直列に接続された半導体スイッ
チング素子と、第１，第２，第３の相の電機子コイルと
半導体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の相の位置検知信号を介してそ
れぞれ第１，第２，第３の相の電機子コイルに直列に接
続した半導体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する通電制御回路と、半導
体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、該半導体スイッチング素子と電機子コイ
ルとの接続点より、ダイオードを介して電機子コイルに
より蓄積された磁気エネルギを小容量のコンデンサに流
入充電して保持することにより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、設定された角度だけ磁
性体回転子が回転して次に通電される電機子コイルが位
置検知信号によりその巾だけ通電されるときに、その通
電の開始されると同時に前記した小容量のコンデンサに
蓄積された静電エネルギを、該電機子コイルに流入せし
めて、通電電流の立上がりを急速とする電気回路と、第
１，第２，第３の相の電機子コイルの通電電流を検出し
て検出信号を得る電機子電流検出装置と、該検出信号に
より、電機子電流が設定値を越えると前記した半導体ス
イッチング素子を不導通に転化し、電機子コイルの磁気
エネルギの放出による電流が所定値まで降下すると再び
該半導体スイッチング素子を導通して電機子電流を設定
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３相リラクタンス型電動機。
【請求項２】請求項１の特許請求の範囲において、回転
子の片側面の複数個の突極と固定電機子内周面との間の
空隙が他の突極と固定電機子内周面との間の空隙より大
きく若しくは小さく構成されたことを特徴とする３相リ
ラクタンス型電動機。
【請求項３】請求項１の特許請求の範囲において、固定
電機子の内周部の片側面の複数個のスロットに装着され
る電機子コイルのアンペヤターンが他のスロットに装着
される電機子コイルのアンペヤターンより大きく若しく
は小さくされたことを特徴とする３相リラクタンス型電
動機。
【請求項４】３相両波通電のリラクタンス型電動機にお
いて、磁性体回転子の外周面の両側部に等しい巾と等し
い離間角で配設されたｎ個（ｎは３以上の圧整数）の第
１，第２の突極と、円筒状の第１の固定電機子の内周部
に等しい離間角で配設された６ｎ個のスロットに位相が
電気角で１２０度づつ順次にずらして装着された第１，
第２，第３の相の電機子コイルと、第１の固定電機子と
全く同じ構成で、そのスロットに第１，第２，第３の相
の電機子コイルが装着された第２の固定電機子と、第１
の固定電機子のスロットと第１の突極との対向位置と第
２の固定電機子のスロットと第２の突極との対向位置を
電気角で１８０度ずらして配設する手段と、第１の突極
の回転位置を検出して、電気角で１２０度の巾で互いに
２４０度離間した第１の相の位置検知信号ならびにこれ
等より位相が電気角で１２０度おくれた第２の相の位置
検知信号ならびにこれ等より位相が電気角で１２０度お
くれた第３の相の位置検知信号ならびに第１，第２，第
３の相の位置検知信号よりそれぞれ位相が電気角で１８
０度おくれた第１，第２，第３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１，第
２，第３の相の電機子コイルのそれぞれに直列接続され
た半導体スイッチング素子と、該電機子コイルと半導体
スイッチングとの直列接続体に供電する直流電源と、第
１，第２，第３，第１，第２，第３の相の位置検知信号
を介してそれぞれ第１，第２，第３，第１，第２，第３
の相の電機子コイルに直列に接続した半導体スイッチン
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
通電する通電制御回路と、半導体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、該半導体
スイッチング素子と電機子コイルとの接続点より、ダイ
オードを介して電機子コイルにより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すること
により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、設定された角度だけ磁性体回転子が回転して次
に通電される電機子コイルが位置検知信号によりその巾
だけ通電されるときに、その通電の開始されると同時に
前記した小容量のコンデンサに蓄積された静電エネルギ
を、該電機子コイルに流入せしめて、通電電流の立上が
りを急速とする電気回路と、第１，第２，第３の相の電
機子コイルの通電電流を検出して検出信号を得る電機子
電流検出装置と、該検出信号により、電機子電流が設定
値を越えると前記した半導体スイッチング素子を不導通
に転化し、電機子コイルの磁気エネルギの放出による電
流が所定値まで降下すると、再び該半導体スイッチング
素子を導通して電機子電流を設定値に保持する第１のチ
ョッパ回路と、第１，第２，第３の電機子コイルの通電
電流を設定値に保持する同じ構成の第２のチョッパ回路
とより構成されたことを特徴とする３相リラクタンス型
電動機。