JPH0626078Y2 - 可変空隙モータ装置 - Google Patents
可変空隙モータ装置Info
- Publication number
- JPH0626078Y2 JPH0626078Y2 JP1987146472U JP14647287U JPH0626078Y2 JP H0626078 Y2 JPH0626078 Y2 JP H0626078Y2 JP 1987146472 U JP1987146472 U JP 1987146472U JP 14647287 U JP14647287 U JP 14647287U JP H0626078 Y2 JPH0626078 Y2 JP H0626078Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- rotor
- excitation
- air gap
- variable air
- Prior art date
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Description
【考案の詳細な説明】 Ａ．産業上の利用分野 本考案は可変空隙モータ装置に関し、可変空隙モータの
ロータ公転位置を電気的に検出して、効率良く低速・高
トルク出力が得られるよう企図したものである。
ロータ公転位置を電気的に検出して、効率良く低速・高
トルク出力が得られるよう企図したものである。
Ｂ．考案の概要 本考案は、可変空隙モータのロータの公転位置を検出
し、各公転位置で最大のトルクが得られるようにステー
タのコイルを励磁することにより、ロータをコイル励磁
位置に常に同期させて「すべり」なく回転させる可変空
隙モータ装置である。
し、各公転位置で最大のトルクが得られるようにステー
タのコイルを励磁することにより、ロータをコイル励磁
位置に常に同期させて「すべり」なく回転させる可変空
隙モータ装置である。
Ｃ．従来の技術 近年、ロボットが普及している。ロボットは、人間の腕
や手の動作と同程度に複雑で且つ精度良く動くことが要
求される。このようなロボット等の駆動装置としては、
低速・高トルク出力が得られるものが用いられる。
や手の動作と同程度に複雑で且つ精度良く動くことが要
求される。このようなロボット等の駆動装置としては、
低速・高トルク出力が得られるものが用いられる。
現在、低速・高トルク出力を得る装置としては、通常の
モータと減速ギアとを組み合せたギアモータ駆動装置で
ある。しかし、このギアモータ駆動装置では、モータと
ギアを組み合せるため小型化が難かしく、また減速ギア
のバックラッシュがあるため精度向上に限界がある。
モータと減速ギアとを組み合せたギアモータ駆動装置で
ある。しかし、このギアモータ駆動装置では、モータと
ギアを組み合せるため小型化が難かしく、また減速ギア
のバックラッシュがあるため精度向上に限界がある。
低速・高トルク出力を得る他の装置としては、かって開
発された可変空隙モータがある。現在普通に用いられて
いるモータは、ロータとステータとの間隙は一定な固定
空隙型であり、磁界中に位置するロータコイルに電流を
流してフレミングの左手の法則により発生する電磁力を
回転力として出力するものである。これに対し、詳細は
後述するが、可変空隙モータでは、ロータがステータの
内周面に沿いころがって公転しつつロータ自体は公転方
向とは逆方向にゆっくりと自転するためロータ−ステー
タ間隙は変化していき、しかもその回転力は、ステータ
のコイルが電磁石となって、磁性材料で形成したロータ
を吸引することにより発生する。
発された可変空隙モータがある。現在普通に用いられて
いるモータは、ロータとステータとの間隙は一定な固定
空隙型であり、磁界中に位置するロータコイルに電流を
流してフレミングの左手の法則により発生する電磁力を
回転力として出力するものである。これに対し、詳細は
後述するが、可変空隙モータでは、ロータがステータの
内周面に沿いころがって公転しつつロータ自体は公転方
向とは逆方向にゆっくりと自転するためロータ−ステー
タ間隙は変化していき、しかもその回転力は、ステータ
のコイルが電磁石となって、磁性材料で形成したロータ
を吸引することにより発生する。
ここで可変空隙モータを図面を参照しつつ説明する。第
４図に示すようにステータ１内には磁性材で形成したロ
ータ２が配置されている。ロータ２の両端は特殊な軸受
で支持されており、ロータ２がステータ１の内周面上を
矢印Ｉ方向にころがって自転することにより矢印II方向
に公転できるようにしている。ステータ１には６組のコ
イルC1,C2,C3,C4,C5,C6が備えられており、これらコイ
ルC1,C2,C3,C4,C5,C6はダイオードD1,D2,D3,D4,D5,D6を
介して三相商用電源に接続されている。そこで第５図の
t0の位相のときには電流はコイルC6,C1,C2に流れコイル
C3,C4,C5には流れない。このためロータ２は電磁力によ
りステータ１のうちコイルC6,C1,C2側に吸引される。こ
のような吸引状態が時間とともに回転するので回転吸引
力が得られ、その同期速度は三相２極巻線と同じであ
る。かくてロータ２は矢印II方向に公転しつつ、公転方
向と逆方向に自転する。この場合、ステータ１の内径と
ロータ２の径の差が小さいほど、ロータ２の自転速度は
小さくなり、公転速度に対する自転速度の比（減速比）
は大きな値が得られる。
４図に示すようにステータ１内には磁性材で形成したロ
ータ２が配置されている。ロータ２の両端は特殊な軸受
で支持されており、ロータ２がステータ１の内周面上を
矢印Ｉ方向にころがって自転することにより矢印II方向
に公転できるようにしている。ステータ１には６組のコ
イルC1,C2,C3,C4,C5,C6が備えられており、これらコイ
ルC1,C2,C3,C4,C5,C6はダイオードD1,D2,D3,D4,D5,D6を
介して三相商用電源に接続されている。そこで第５図の
t0の位相のときには電流はコイルC6,C1,C2に流れコイル
C3,C4,C5には流れない。このためロータ２は電磁力によ
りステータ１のうちコイルC6,C1,C2側に吸引される。こ
のような吸引状態が時間とともに回転するので回転吸引
力が得られ、その同期速度は三相２極巻線と同じであ
る。かくてロータ２は矢印II方向に公転しつつ、公転方
向と逆方向に自転する。この場合、ステータ１の内径と
ロータ２の径の差が小さいほど、ロータ２の自転速度は
小さくなり、公転速度に対する自転速度の比（減速比）
は大きな値が得られる。
次に、このような可変空隙モータの各種特性を説明す
る。
る。
可変空隙モータのサイクロ運動について： 第６図に概略図で示すように、ロータ２（その半径ｒ）
がステータ１（その半径Ｒ）に添って動くとき、ロータ
２の中心の軌跡は半径が（Ｒ−ｒ）でステータ１と同心
の円となる。ロータ２がｎ回転だけ自転すると、ロータ
２、ステータ１間のすべりが無いとすると、ロータ２の
中心は２πｒ・ｎだけ動く。またｍ回転だけ公転したと
きのロータ２の中心の移動距離は２π（Ｒ−ｒ）・ｍで
ある。両者は等しいから ２πｒｎ＝２π（Ｒ−ｒ）ｍ …(1) となる。故に公転と自転の速度比は次のようになる。
がステータ１（その半径Ｒ）に添って動くとき、ロータ
２の中心の軌跡は半径が（Ｒ−ｒ）でステータ１と同心
の円となる。ロータ２がｎ回転だけ自転すると、ロータ
２、ステータ１間のすべりが無いとすると、ロータ２の
中心は２πｒ・ｎだけ動く。またｍ回転だけ公転したと
きのロータ２の中心の移動距離は２π（Ｒ−ｒ）・ｍで
ある。両者は等しいから ２πｒｎ＝２π（Ｒ−ｒ）ｍ …(1) となる。故に公転と自転の速度比は次のようになる。
公転力T1と自転力T2の関係は仕事率Ｐが一定であるか
ら、 となる。
ら、 となる。
可変空隙モータのトルクについて： 第７図のロータ位置において、磁極P1を励磁した時に発
生するトルクを計算する。第８図は動きを判り易くする
ために角度αを大きくして描いたものである。第８図に
おいて歯とロータ間に力Ｆが働いているとすると、ロー
タに働く接線力Frは、同図の三角形の相似の関係から次
式となる。
生するトルクを計算する。第８図は動きを判り易くする
ために角度αを大きくして描いたものである。第８図に
おいて歯とロータ間に力Ｆが働いているとすると、ロー
タに働く接線力Frは、同図の三角形の相似の関係から次
式となる。
Ｆは次式となる。
ｌは第８図より (5),(6)式を(4)式に代入し 自転力トルクT2は となる。
磁束密度を基準にしてトルクを表わすと次のようにな
る。自転力T2＝ｒ・Frであり、(4),(5)式を代入するこ
とにより、 公転力T1は上式と(3)より となる。
る。自転力T2＝ｒ・Frであり、(4),(5)式を代入するこ
とにより、 公転力T1は上式と(3)より となる。
上に述べたことから、可変空隙モータのトルクは、極め
て大きいことがわかる。
て大きいことがわかる。
Ｄ．考案が解決しようとする問題点 ところで従来の可変空隙モータでは、三相商用電源によ
る回転磁界を利用して駆動しているため、ロータ２はス
リップしながら回転する。このようなスリップが生ずる
と、回転位置精度を向上することが難かしく、また、ト
ルク特性は第９図に示すように回転とともに減少し高ト
ルク特性という長所を削減してしまう。更にスリップに
より騒音が大きくなる。
る回転磁界を利用して駆動しているため、ロータ２はス
リップしながら回転する。このようなスリップが生ずる
と、回転位置精度を向上することが難かしく、また、ト
ルク特性は第９図に示すように回転とともに減少し高ト
ルク特性という長所を削減してしまう。更にスリップに
より騒音が大きくなる。
本考案は、上記従来技術に鑑み、可変空隙モータを、す
べりが無くて出力トルクの効率が良くしかも精度良く運
転することのできる可変空隙モータ装置を提供するもの
である。
べりが無くて出力トルクの効率が良くしかも精度良く運
転することのできる可変空隙モータ装置を提供するもの
である。
Ｅ．問題点を解決するための手段 上記問題点を解決する本考案の構成は、パルス周波数変
調制御された電圧が印加されて電流が流されることによ
り電磁吸引力を発生する独立したコイルが周方向に亘り
多数設置されたステータ内に、磁性材で形成されており
ステータの内周面上をころがって自転することによりス
テータの周方向に沿い自転とは逆方向に公転するロータ
を配した可変空隙モータと、 前記コイルに流す電流の中の高調波成分を検出して各コ
イルごとの高調波成分の値を比較することにより、可変
空隙モータのロータの公転位置を検出して公転位置を示
す公転位置信号を出力する位置検出回路と、 ステータのコイルによるロータの電磁吸引が最大となる
ように所要のコイルを所要の大きさで励磁するコイル励
磁パターンが、それぞれロータの各公転位置に対応して
あらかじめ記憶されており、前記公転位置信号が入力さ
れるとそのときのロータ公転位置に応じたコイル励磁パ
ターンで特定されるコイル及び各コイルの励磁値を情報
として含む励磁指令を出力するメモリ装置と、 メモリ装置から入力される励磁指令の励磁値に、外部か
ら入力されるトルク指令を乗算し、乗算して得た乗算励
磁値と励磁すべき特定のコイルとを情報として含む乗算
励磁指令を出力する乗算器と、 乗算器から入力される乗算励磁指令で示されるステータ
の特定のコイルに、乗算励磁値に応じた値の平均電圧と
なるようパルス周波数変調制御した電圧をそれぞれ個別
に印加するドライバ回路と、 を有することを特徴とする。
調制御された電圧が印加されて電流が流されることによ
り電磁吸引力を発生する独立したコイルが周方向に亘り
多数設置されたステータ内に、磁性材で形成されており
ステータの内周面上をころがって自転することによりス
テータの周方向に沿い自転とは逆方向に公転するロータ
を配した可変空隙モータと、 前記コイルに流す電流の中の高調波成分を検出して各コ
イルごとの高調波成分の値を比較することにより、可変
空隙モータのロータの公転位置を検出して公転位置を示
す公転位置信号を出力する位置検出回路と、 ステータのコイルによるロータの電磁吸引が最大となる
ように所要のコイルを所要の大きさで励磁するコイル励
磁パターンが、それぞれロータの各公転位置に対応して
あらかじめ記憶されており、前記公転位置信号が入力さ
れるとそのときのロータ公転位置に応じたコイル励磁パ
ターンで特定されるコイル及び各コイルの励磁値を情報
として含む励磁指令を出力するメモリ装置と、 メモリ装置から入力される励磁指令の励磁値に、外部か
ら入力されるトルク指令を乗算し、乗算して得た乗算励
磁値と励磁すべき特定のコイルとを情報として含む乗算
励磁指令を出力する乗算器と、 乗算器から入力される乗算励磁指令で示されるステータ
の特定のコイルに、乗算励磁値に応じた値の平均電圧と
なるようパルス周波数変調制御した電圧をそれぞれ個別
に印加するドライバ回路と、 を有することを特徴とする。
Ｆ．実施例 以下に本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第１図は実施例に用いる可変空隙モータ１０であり、ス
テータ１１内に磁性材で形成したロータ１２が配置され
ている。ステータ１１内には多数のコイルC0,C1,C2,C3,
C4，…Cn-1,Cnが設置されており、各コイルC0〜Cnには
独立して電圧が印加されて電流が流される。各コイルC0
〜Cnを通電すると磁極P0,P1,P2,P3，…Pn-1,Pnが磁化さ
れロータ１２を吸引する。励磁されている磁極が順次反
時計方向にずれていくと、ロータ１２は矢印Ｉ方向に自
転しつつ矢印II方向に公転していく。この可変空隙モー
タ１０ではロータ１２の自転力を外部出力として取り出
し負荷に作用させる。
テータ１１内に磁性材で形成したロータ１２が配置され
ている。ステータ１１内には多数のコイルC0,C1,C2,C3,
C4，…Cn-1,Cnが設置されており、各コイルC0〜Cnには
独立して電圧が印加されて電流が流される。各コイルC0
〜Cnを通電すると磁極P0,P1,P2,P3，…Pn-1,Pnが磁化さ
れロータ１２を吸引する。励磁されている磁極が順次反
時計方向にずれていくと、ロータ１２は矢印Ｉ方向に自
転しつつ矢印II方向に公転していく。この可変空隙モー
タ１０ではロータ１２の自転力を外部出力として取り出
し負荷に作用させる。
第２図は、第１図の可変空隙モータ１０を用いた実施例
を示す。この実施例では、詳細動作は後で説明するよう
に、可変空隙モータ１０のコイルC0〜Cnのうち励磁する
特定のコイルにはパルス周波数変調（ＰＷＭ）制御され
た電圧が印加されて電流が流される。
を示す。この実施例では、詳細動作は後で説明するよう
に、可変空隙モータ１０のコイルC0〜Cnのうち励磁する
特定のコイルにはパルス周波数変調（ＰＷＭ）制御され
た電圧が印加されて電流が流される。
位置検出回路２０は、検流器CT0,CT1,CT2，…CTn-1,CTn
（一部のみ図示している）と、高調波検出器２１と、比
較演算器２２とで構成されている。各検流器CT0〜CT
nは、可変空隙モータ１０のコイルのうち同じ添数字の
ものに流れる電流を検出する。高調波検出器２１は各検
流器CT0〜CTnで検出した電流の中から高調波成分のみを
取り出し、取り出された高調波成分は比較演算部２２で
比較する。比較演算部２２では高調波成分を比較するこ
とによりロータ１２の公転位置を判断し、公転位置を示
す公転位置信号Ａを出力する。ここで公転位置の判断方
法を具体例に沿い説明する。例えばロータ１２が第１図
に示すような公転位置にあるときには、コイルC0,C1,
C2,C3,C4,C5に通電がなされ他のコイルには通電がなさ
れない（詳細は後述）。このときコイルC0,C1,C2,C3,
C4,C5にはＰＷＭ制御された電圧は印加されているため
コイル電流には高調波成分が含まれている。第１図の状
態では励磁P0がロータ１２に接し磁極P5に向うに従いロ
ータ１２との間隔が広がる。したがってコイルC0からコ
イルC5に向うに従いインダクタンスが小さくなる。この
ことは、高調波成分は、コイルC0で最も小さくコイル
C1,C2,C3,C4となるに従い大きくなり、コイルC5で最大
となることを意味する。なお、コイルC6,C7，…Cnには
全く電流は流されず高調波成分は当然存在しない。結
局、コイルの高調波成分を調べてその値が最小であるコ
イルが巻回された磁極にロータ１２が接していること、
つまりロータ１２の公転位置がわかるのである。
（一部のみ図示している）と、高調波検出器２１と、比
較演算器２２とで構成されている。各検流器CT0〜CT
nは、可変空隙モータ１０のコイルのうち同じ添数字の
ものに流れる電流を検出する。高調波検出器２１は各検
流器CT0〜CTnで検出した電流の中から高調波成分のみを
取り出し、取り出された高調波成分は比較演算部２２で
比較する。比較演算部２２では高調波成分を比較するこ
とによりロータ１２の公転位置を判断し、公転位置を示
す公転位置信号Ａを出力する。ここで公転位置の判断方
法を具体例に沿い説明する。例えばロータ１２が第１図
に示すような公転位置にあるときには、コイルC0,C1,
C2,C3,C4,C5に通電がなされ他のコイルには通電がなさ
れない（詳細は後述）。このときコイルC0,C1,C2,C3,
C4,C5にはＰＷＭ制御された電圧は印加されているため
コイル電流には高調波成分が含まれている。第１図の状
態では励磁P0がロータ１２に接し磁極P5に向うに従いロ
ータ１２との間隔が広がる。したがってコイルC0からコ
イルC5に向うに従いインダクタンスが小さくなる。この
ことは、高調波成分は、コイルC0で最も小さくコイル
C1,C2,C3,C4となるに従い大きくなり、コイルC5で最大
となることを意味する。なお、コイルC6,C7，…Cnには
全く電流は流されず高調波成分は当然存在しない。結
局、コイルの高調波成分を調べてその値が最小であるコ
イルが巻回された磁極にロータ１２が接していること、
つまりロータ１２の公転位置がわかるのである。
メモリ装置３０はメモリ（ＲＯＭ）３１とアドレス変換
器３２とで構成されている。メモリ３１には、ロータ１
２の公転位置ごとに、その公転位置においてロータ１２
を電磁吸引するのが最大になるようにするために通電す
る特定のコイル及び各コイルに印加する電圧値の比がコ
イル励磁パターンとして記憶されている。例えば第１図
に示す公転位置、即ちロータ１２が磁極P0に接している
ときには、コイルC0,C1,C2,C3,C4,C5に通電し他のコイ
ルには通電をせず、しかもコイルC0,C1,C2,C3,C4,C5に
印加する電圧値の比はＣ０：Ｃ１：Ｃ２：Ｃ３：Ｃ４：
Ｃ５＝０．２：０．４：０．８：１．０：０．４：０．
２としている。ロータ１２の公転位置がずれたときにも
同様な励磁パターンが記憶されている。つまりロータ１
２が接触している磁極から公転方向前方に沿い６つのコ
イルのみに通電をし、各コイルの印加電圧値の比は、接
触した磁極に近い方から順に0.2:0.4:0.8:1.0:0.4:0.2
となるようにしている。一方、アドレス変換器３２は、
公転位置信号Ａをアドレス変換しこの公転位置のコイル
励磁パターンを記憶しているメモリ３１上のアドレスを
示すリードアドレスＢを出力する。メモリ３１はリード
アドレスＢが入力されるとリードアドレスＢで示すアド
レスの励磁パターンを読み出して励磁指令Ｄを出力す
る。よって励磁指令Ｄは、励磁すべき特定のコイルを示
す特定コイル情報D1（第１図の公転位置ではコイルC0,C
1,C2,C3,C4,C5）と各コイルの印加電圧値の比を示す電
圧値比情報d2（この実施例ではＣ０：Ｃ１：Ｃ２：
Ｃ３：Ｃ４：Ｃ５＝０．２：０．４：０．８：１．０：
０．４：０．２）を有することとなる。
器３２とで構成されている。メモリ３１には、ロータ１
２の公転位置ごとに、その公転位置においてロータ１２
を電磁吸引するのが最大になるようにするために通電す
る特定のコイル及び各コイルに印加する電圧値の比がコ
イル励磁パターンとして記憶されている。例えば第１図
に示す公転位置、即ちロータ１２が磁極P0に接している
ときには、コイルC0,C1,C2,C3,C4,C5に通電し他のコイ
ルには通電をせず、しかもコイルC0,C1,C2,C3,C4,C5に
印加する電圧値の比はＣ０：Ｃ１：Ｃ２：Ｃ３：Ｃ４：
Ｃ５＝０．２：０．４：０．８：１．０：０．４：０．
２としている。ロータ１２の公転位置がずれたときにも
同様な励磁パターンが記憶されている。つまりロータ１
２が接触している磁極から公転方向前方に沿い６つのコ
イルのみに通電をし、各コイルの印加電圧値の比は、接
触した磁極に近い方から順に0.2:0.4:0.8:1.0:0.4:0.2
となるようにしている。一方、アドレス変換器３２は、
公転位置信号Ａをアドレス変換しこの公転位置のコイル
励磁パターンを記憶しているメモリ３１上のアドレスを
示すリードアドレスＢを出力する。メモリ３１はリード
アドレスＢが入力されるとリードアドレスＢで示すアド
レスの励磁パターンを読み出して励磁指令Ｄを出力す
る。よって励磁指令Ｄは、励磁すべき特定のコイルを示
す特定コイル情報D1（第１図の公転位置ではコイルC0,C
1,C2,C3,C4,C5）と各コイルの印加電圧値の比を示す電
圧値比情報d2（この実施例ではＣ０：Ｃ１：Ｃ２：
Ｃ３：Ｃ４：Ｃ５＝０．２：０．４：０．８：１．０：
０．４：０．２）を有することとなる。
乗算器４０には、励磁指令Ｄとトルク指令Ｔが入力され
る。トルク指令Ｔの値は、可変空隙モータ１０の負荷の
大きさに応じて増減する。そして乗算器４０では、電圧
値比情報D2とトルク指令Ｔとを乗算する。トルク指令Ｔ
の値が３であるときには、本実施例では、乗算電圧比情
報D2′はＣ０：Ｃ１；Ｃ２：Ｃ３：Ｃ４：Ｃ５＝０．
６：１．２：２．４：３．０：１．２：０．６：とな
る。そして乗算器４０は、励磁すべき特定のコイルを示
す特定コイル情報D2と乗算電圧値比情報D2′を含む乗算
励磁指令Ｄ′を出力する。
る。トルク指令Ｔの値は、可変空隙モータ１０の負荷の
大きさに応じて増減する。そして乗算器４０では、電圧
値比情報D2とトルク指令Ｔとを乗算する。トルク指令Ｔ
の値が３であるときには、本実施例では、乗算電圧比情
報D2′はＣ０：Ｃ１；Ｃ２：Ｃ３：Ｃ４：Ｃ５＝０．
６：１．２：２．４：３．０：１．２：０．６：とな
る。そして乗算器４０は、励磁すべき特定のコイルを示
す特定コイル情報D2と乗算電圧値比情報D2′を含む乗算
励磁指令Ｄ′を出力する。
ドライバ回路５０は、トランジスタTr0,Tr1,Tr2…
Trn-1,Trn（一部のみ図示）と、比較器CP0,CP1,CP2，…
CPn-1,CPn（一部のみ図示）と、直流電源５１と三角波
発生器５２とを有している。ドライブ用の各トランジス
タTr0〜Trnは導通状態になると、可変空隙モータ１０の
コイルのうち、同じ添数字のものを個別に給電する。こ
のドライバ回路５０に乗算励磁指令Ｄ′が入力される
と、特定コイル情報Ｄ１で示すコイルに給電をするトラ
ンジスタが作動状態となり、しかも作動状態にある各ト
ランジスタＴｒの出力電圧の平均値の比は乗算電圧値比
情報D2′で示すものとなるようＰＷＭ（パルス周波数変
調）制御される。
Trn-1,Trn（一部のみ図示）と、比較器CP0,CP1,CP2，…
CPn-1,CPn（一部のみ図示）と、直流電源５１と三角波
発生器５２とを有している。ドライブ用の各トランジス
タTr0〜Trnは導通状態になると、可変空隙モータ１０の
コイルのうち、同じ添数字のものを個別に給電する。こ
のドライバ回路５０に乗算励磁指令Ｄ′が入力される
と、特定コイル情報Ｄ１で示すコイルに給電をするトラ
ンジスタが作動状態となり、しかも作動状態にある各ト
ランジスタＴｒの出力電圧の平均値の比は乗算電圧値比
情報D2′で示すものとなるようＰＷＭ（パルス周波数変
調）制御される。
ここでこのＰＷＭ制御について第２図及び第３図を参照
して説明する。三角波発生器５２は、第３図(a)に示す
ような三角波信号Ｅを出力する。そこで乗算電圧値比情
報D2′のレベルがL1であるとコンパレータＣＰのコンパ
レータ出力Ｆは第３図(b)のようになり、レベルがL2で
あるとコパレータ出力Ｆは第３図(c)のようになり、レ
ベルがL3であるとコンパレータ出力Ｆは第３図(d)のよ
うになる。トランジスタＴｒはコンパレータ出力Ｆがハ
イレベルのときのみに導通状態となって可変空隙モータ
１０のコイルＣに給電をする。よって、乗算電圧値比情
報D2′のレベルに応じてトランジスタＴｒのＯＮ時間が
決まりＰＷＭ制御が行なわれるのである。
して説明する。三角波発生器５２は、第３図(a)に示す
ような三角波信号Ｅを出力する。そこで乗算電圧値比情
報D2′のレベルがL1であるとコンパレータＣＰのコンパ
レータ出力Ｆは第３図(b)のようになり、レベルがL2で
あるとコパレータ出力Ｆは第３図(c)のようになり、レ
ベルがL3であるとコンパレータ出力Ｆは第３図(d)のよ
うになる。トランジスタＴｒはコンパレータ出力Ｆがハ
イレベルのときのみに導通状態となって可変空隙モータ
１０のコイルＣに給電をする。よって、乗算電圧値比情
報D2′のレベルに応じてトランジスタＴｒのＯＮ時間が
決まりＰＷＭ制御が行なわれるのである。
したがって第１図の公転位置にあるときには、トランジ
スタTr0,Tr1,Tr2,Tr3,Tr4,Tr5によりコイルC0,C1,C2,
C3,C4,C5に給電がなされ、トルク指令Ｔの値が「３」で
あると、各電圧の平均値の比はC0から順に０．６：１．
２：２．４：３．０：１．２：０．６となる。かくて、
ロータ１２は各公転位置において、すべり無くしかも最
大の電磁吸引力が生ずる方向に吸引されて回転（自転及
び公転）することとなる。
スタTr0,Tr1,Tr2,Tr3,Tr4,Tr5によりコイルC0,C1,C2,
C3,C4,C5に給電がなされ、トルク指令Ｔの値が「３」で
あると、各電圧の平均値の比はC0から順に０．６：１．
２：２．４：３．０：１．２：０．６となる。かくて、
ロータ１２は各公転位置において、すべり無くしかも最
大の電磁吸引力が生ずる方向に吸引されて回転（自転及
び公転）することとなる。
Ｇ．考案の効果 以上実施例に基づき説明したように本考案によれば、次
のような効果を得る。
のような効果を得る。
(イ)ロータの電磁吸引力が最大となるようにステータの
コイルを励磁するので出力トルクが大きい。
コイルを励磁するので出力トルクが大きい。
(ロ)ロータが常に回転吸引磁界に同期して回転するので
効率良く、しかも、回転位置精度が向上する。
効率良く、しかも、回転位置精度が向上する。
(ニ)すべり無く回転駆動できるので、電磁吸引力を利用
してトルクが大きいという可変空隙モータの長所を最大
限に発揮することができる。
してトルクが大きいという可変空隙モータの長所を最大
限に発揮することができる。
(ホ)すべりが無いので騒音が低減する。
(ヘ)ロータの公転位置を位置検出回路により電気的に検
出しているため、高価な回転検出器（レゾルバ等）が不
要であり、コスト低減に寄与する。
出しているため、高価な回転検出器（レゾルバ等）が不
要であり、コスト低減に寄与する。
第１図は本考案の実施例に用いる可変空隙モータを示す
概略構成図、第２図は本考案の実施例を示す回路図、第
３図はＰＷＭ制御を説明するための波形図、第４図は従
来の可変空隙モータを示す概略構成図、第５図は従来の
可変空隙モータに入力する三相交流電流を示す波形図、
第６図〜第８図は可変空隙モータの特性を説明するため
の説明図、第９図は従来の可変空隙モータのトルク特性
を示す特性図である。 図面中、 １０は可変空隙モータ、 １１はステータ、 １２はロータ、 ２０は位置検出回路、 ３０はメモリ装置、 ４０は乗算器、 ５０はドライバ回路、 C0,C1,C2，…Cnはコイル、 Ａは公転位置信号、 Ｄは励磁指令、 Ｔはトルク指令、 Ｄ′は乗算励磁指令である。
概略構成図、第２図は本考案の実施例を示す回路図、第
３図はＰＷＭ制御を説明するための波形図、第４図は従
来の可変空隙モータを示す概略構成図、第５図は従来の
可変空隙モータに入力する三相交流電流を示す波形図、
第６図〜第８図は可変空隙モータの特性を説明するため
の説明図、第９図は従来の可変空隙モータのトルク特性
を示す特性図である。 図面中、 １０は可変空隙モータ、 １１はステータ、 １２はロータ、 ２０は位置検出回路、 ３０はメモリ装置、 ４０は乗算器、 ５０はドライバ回路、 C0,C1,C2，…Cnはコイル、 Ａは公転位置信号、 Ｄは励磁指令、 Ｔはトルク指令、 Ｄ′は乗算励磁指令である。
Claims (1)
- 【請求項１】パルス周波数変調制御された電圧が印加さ
れて電流が流されることにより電磁吸引力を発生する独
立したコイルが周方向に亘り多数設置されたステータ内
に、磁性材で形成されておりステータの内周面上をころ
がって自転することによりステータの周方向に沿い自転
とは逆方向に公転するロータを配した可変空隙モータ
と、 前記コイルに流す電流の中の高調波成分を検出して各コ
イルごとの高調波成分の値を比較することにより、可変
空隙モータのロータの公転位置を検出して公転位置を示
す公転位置信号を出力する位置検出回路と、 ステータのコイルによるロータの電磁吸引が最大となる
ように所要のコイルを所要の大きさで励磁するコイル励
磁パターンが、それぞれロータの各公転位置に対応して
あらかじめ記憶されており、前記公転位置信号が入力さ
れるとそのときのロータ公転位置に応じたコイル励磁パ
ターンで特定されるコイル及び各コイルの励磁値を情報
として含む励磁指令を出力するメモリ装置と、 メモリ装置から入力される励磁指令の励磁値に、外部か
ら入力されるトルク指令を乗算し、乗算して得た乗算励
磁値と励磁すべき特定のコイルとを情報として含む乗算
励磁指令を出力する乗算器と、 乗算器から入力される乗算励磁指令で示されるステータ
の特定のコイルに、乗算励磁値に応じた値の平均電圧と
なるようパルス周波数変調制御した電圧をそれぞれ個別
に印加するドライバ回路と、 を有することを特徴とする可変空隙モータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987146472U JPH0626078Y2 (ja) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | 可変空隙モータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987146472U JPH0626078Y2 (ja) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | 可変空隙モータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6454778U JPS6454778U (ja) | 1989-04-04 |
| JPH0626078Y2 true JPH0626078Y2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=31415993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987146472U Expired - Lifetime JPH0626078Y2 (ja) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | 可変空隙モータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626078Y2 (ja) |
-
1987
- 1987-09-28 JP JP1987146472U patent/JPH0626078Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6454778U (ja) | 1989-04-04 |
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