JPH06296393A - High-speed motor - Google Patents

High-speed motor

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JPH06296393A
JPH06296393A JP3349347A JP34934791A JPH06296393A JP H06296393 A JPH06296393 A JP H06296393A JP 3349347 A JP3349347 A JP 3349347A JP 34934791 A JP34934791 A JP 34934791A JP H06296393 A JPH06296393 A JP H06296393A
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JP
Japan
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armature coil
armature
circuit
switching element
phase
Prior art date
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Pending
Application number
JP3349347A
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Japanese (ja)
Inventor
Itsuki Ban
五紀 伴
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Secoh Giken Co Ltd
Original Assignee
Secoh Giken Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP93909335A priority patent/EP0564663B1/en
Publication of JPH06296393A publication Critical patent/JPH06296393A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a reluctance motor, a brushless motor and a stepping motor which have a high speed, a high torque and excellent efficiency. CONSTITUTION:At the time when electrification of one armature coil 32a is stopped through the intermediary of one switching element on the negative voltage side, magnetic energy is made to flow in a capacitor 46a of a small capacity, charged and held therein at a high voltage, and thereby a current is made to fall quickly and then made to rise quickly at the time of electrification of the next armature coil 32b. However, the rise of the electrification of the armature coil 32 is insufficient due to a copper loss and an iron loss of the armature coil, only with the static energy charged in a capacitor 46b. To cope with this, a chopper circuit is provided as an attachment. Thereby the magnetic energy of the armature coil is made to flow by a small quantity in the capacitor of the small capacity, accumulated and held therein so that the armature current may rise at a higher speed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】周知のブラシレス電動機及びリラ
クタンス型電動機の高速化と出力トルクの減少の防止に
利用される。又比較的出力の大きい高速ステッピング電
動機として利用される。同じ目的で一般の直流電動機に
も利用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION It is used for increasing the speed of a well-known brushless motor and reluctance motor and preventing a decrease in output torque. It is also used as a high-speed stepping motor with a relatively large output. It is also used for general DC motors for the same purpose.

【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。出力の大きいステッビング電動機は、歩進速度が
低い為に特殊な目的に使用されているのみである。直流
電動機は高速度回転のものが利用される例があるが、効
率が劣化するので広い使用例はない。
2. Description of the Related Art A reluctance type electric motor has the advantages that it has a large output torque and that a magnet rotor is not required, but on the other hand, it has many drawbacks, so there are few practical applications. The stepping motor having a high output is used only for a special purpose because of its low stepping speed. There is an example in which a high-speed rotating DC motor is used, but since the efficiency deteriorates, it is not widely used.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

第1の課題 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。直流電動機の場合にも高速度の回転とする
と上述した同じ問題点がある。上記した低速とは毎分3
00回転位、又高速度とは毎分2万回転位を示すもので
ある。 第3の課題 出力の大きい電動機の場合に、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(毎分数万回転)は不可能となる問題点がある。一般
に利用される回転速度(毎分数千回転)としても減トル
クと反トルクが発生して、効率が劣化する不都合があ
る。出力トルクを大きくする為に電源電圧を上昇する手
段を採用すると、1000ボルト以上となり実用性が失
なわれる。
First Problem Since the switching elements for controlling the energization of the armature coil are inserted at both ends of the armature coil, the number of expensive power elements increases and the cost increases. In addition, the switching element on the positive electrode side of the power source has a drawback that the input electric signal for controlling conduction becomes a separate power source and becomes expensive. Second problem In the case of a reluctance type electric motor, since the number of salient poles of the rotor is large and the inductance is large, the amount of magnetic energy accumulated or released in the magnetic poles and salient poles is large, and at each revolution. It accumulates and releases a lot. Therefore, although the output torque is large, there is a problem that the output torque is low. Even in the case of a DC motor, if the rotation is performed at high speed, the same problem as described above occurs. The above low speed is 3 per minute
00 rpm, or high speed, means 20,000 rpm. Third Problem In the case of an electric motor with a large output, the inductance of the armature coil is extremely large, so the current rises slowly at the beginning of energization, and the current drops when the energization is stopped. The former has a problem that the output torque is reduced, and the latter has a problem that counter torque is generated. When the power supply is set to a high voltage in order to speed up the rising at the beginning of energization, a sharp rising of the current occurs after the magnetic saturation point. For this reason, there is a problem that vibration and electric noise are generated, and the above-described section where the current rises is a section where the torque is small, so that only defects are promoted.
There is a problem that the speed increase (tens of thousands of revolutions per minute) becomes impossible due to the generation of the above-described torque reduction and counter torque. Even at a commonly used rotation speed (several thousands of revolutions per minute), there is a disadvantage that reduced torque and anti-torque are generated and efficiency is deteriorated. If a means for increasing the power supply voltage is used to increase the output torque, the voltage becomes 1000 V or more and the utility is lost.

【0003】[0003]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

第1の手段 固定電機子と磁性体回転子を備えた複数相
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複数個の突極
と、固定電機子の内周面より突出され、軸対称の位置に
ある磁極が同相となり、突極と僅かな空隙を介して対向
し、等しいピッチで配設されるとともに、電機子コイル
の装着される磁極の円周方向の巾が電気角で120度よ
り180度までの巾の2n個(nは3以上の正整数)の
磁極と、該磁極に装着された複数相の電機子コイルと、
突極の回転位置を検知して、複数相の位置検知信号を得
る位置検知装置と、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、複数相の位置検知信
号によりそれぞれ対応する複数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
電機子コイルに通電して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
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に接続されたスイッチ
ング素子を不導通に転化し、所定時間後に導通せしめる
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、該チョッパ回路の作動中において、スイッチング素
子が不導通に転化したときに、第2のダイオードを介し
て小容量のコンデンサに磁気エネルギを流入して静電エ
ネルギをチョッパ周波数に対応して順次に充電して保持
する電気回路とより構成されたものある。
First means In a multi-phase reluctance type electric motor including a fixed armature and a magnetic rotor, a plurality of salient poles arranged at an outer peripheral surface of the magnetic rotor at equal widths and at equal separation angles, and fixed. The magnetic poles projecting from the inner peripheral surface of the armature and located in axial symmetry have the same phase, face the salient poles with a slight air gap, are arranged at equal pitches, and are attached to the armature coil. 2n (n is a positive integer not less than 3) magnetic poles having a width in the circumferential direction of 120 to 180 degrees in electrical angle, and a plurality of phase armature coils mounted on the magnetic poles,
A position detection device that detects a rotational position of a salient pole to obtain position detection signals of a plurality of phases, one switching element that is inserted in a power supply negative electrode side of each armature coil, and a power supply positive electrode side of each armature coil. One first diode inserted in the forward direction, a DC power supply for supplying power to a series connection body of the diode, the armature coil, and the switching element, and a plurality of phase electric machines corresponding to a plurality of phase detection signals. An energization control circuit that conducts the switching element connected to the child coil by the width of the position detection signal to energize the armature coil to obtain the output torque, and when the switching element is converted to non-conduction at the end of the position detection signal, From the connection point between the switching element and the armature coil, the magnetic energy accumulated in the armature coil through the second diode flows into a small-capacity capacitor for charging and holding, The electric circuit that makes the current flowing through the armature coil drop rapidly, and the magnetic rotor rotates by a set angle, and the armature coil is energized via the switching element that is conducted by the position detection signal. When
Rise of the energizing current by causing the electrostatic energy accumulated in the small-capacity capacitor described above to flow from the connection point of the first diode and the armature coil through the semiconductor which is conducted in synchronization with the conduction of the switching element. And an electric circuit for making the armature coil rapid, a detection circuit for detecting that the energization current of the armature coil has increased beyond a predetermined value to obtain a detection electric signal, and a switching circuit connected to the armature coil by the detection electric signal. A chopper circuit that converts the element to non-conducting and keeps the conducting current at a predetermined value by making it conductive after a predetermined time, and a second diode when the switching element is converted to non-conducting during operation of the chopper circuit. Through an electrical circuit that flows magnetic energy into a small-capacity capacitor through the and sequentially charges and holds electrostatic energy corresponding to the chopper frequency. It made a certain thing.

【0004】第2の手段 固定電機子とマグネット回
転子を備えた複数相の直流電動機において、マグネット
回転子の外周面に等しい巾でN,S磁極が交互に配設さ
れた複数個のN,S磁極と、該N,S磁極と僅かな空隙
を介して対向し、等しいピッチで配設されるとともに、
電機子コイルの装着される磁極の円周方向の巾が電気角
で120度より180度までの巾の3n個(nは正整
数)の界磁磁極と、該磁極に装着された複数相のバイフ
アラ巻きされた電機子コイルと、N,S磁極の回転位置
を検知して、電気角で120度の巾で360度の位相差
のある矩形波の第1の相の位置検知信号ならびに第1の
相の位置検知信号と同じ波形と位相差を有し、第1の相
の位置検知信号よりそれぞれ位相が順次に電気角で12
0度おくれた第2,第3の相の位置検知信号が得られる
複数個の位置検知素子を含む位置検知装置と、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接続され
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の相のバイフアラ巻きさ
れた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に通電して出力ト
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、マグネット回
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
ルに接続されたスイッチング素子を不導通に転化し、所
定時間後に導通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、該チョッパ回路の作動中にお
いて、スイッチング素子が不導通に転化したときに、第
2のダイオードを介して小容量のコンデンサに磁気エネ
ルギを流入して静電エネルギをチョッパ周波数に対応し
て順次に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。
Second Means In a multi-phase DC motor provided with a fixed armature and a magnet rotor, a plurality of N, S magnetic poles are alternately arranged with an equal width on the outer peripheral surface of the magnet rotor. The S magnetic pole and the N and S magnetic poles face each other with a slight gap therebetween and are arranged at an equal pitch.
3n (n is a positive integer) field magnetic poles having a width in the circumferential direction of the magnetic pole to which the armature coil is attached in the electrical angle range of 120 degrees to 180 degrees, and a plurality of phase magnetic poles attached to the magnetic poles. The position detection signal of the first phase of the rectangular wave having the phase difference of 360 degrees in the width of 120 degrees in terms of electrical angle and the first position detection signal as well as the first position are detected by detecting the rotational positions of the armature coil wound by the bilayer and the N and S magnetic poles. Has the same waveform and phase difference as the position detection signal of the first phase, and the phases are sequentially 12 electrical degrees from the position detection signal of the first phase.
A position detection device including a plurality of position detection elements that can obtain position detection signals of the second and third phases delayed by 0 degree; and one switching element inserted on the power supply negative electrode side of each armature coil, One first diode connected in the forward direction to the power supply positive electrode side of each armature coil, a DC power supply for supplying power to a series connection body of the diode, the armature coil, and the switching element; The switching elements connected to the biphasic wound armature coils of the first, second, and third phases corresponding to the position detection signals of the third phase are conducted to the armature coils by conducting for the width of the position detection signals. And an energization control circuit that obtains output torque by switching the switching element to the non-conductive state at the end of the position detection signal, from the connection point between the switching element and the armature coil, the armature coil through the second diode. The magnetic circuit that stores the magnetic energy stored in the armature into a small-capacity capacitor is charged and held, and the current flowing through the armature coil drops rapidly. Connection of the first diode and the armature coil through a semiconductor element that is conducted in synchronization with the switching element when energization of the armature coil is started through the switching element that is conducted by the detection signal. From the point, the electrostatic energy stored in the small-capacity capacitor described above is made to flow in to make the rise of the energizing current rapid, and it is detected by detecting that the energizing current of the armature coil has increased beyond a specified value. By converting the detection circuit for obtaining an electric signal and the switching element connected to the armature coil to the non-conduction state by the detection electric signal, and conducting the electric circuit after a predetermined time. A chopper circuit that holds an electric current at a predetermined value, and when the chopper circuit is in operation, when the switching element is turned into non-conduction, magnetic energy flows into the small-capacity capacitor through the second diode and the static electricity is generated. It is composed of an electric circuit for sequentially charging and holding electric energy corresponding to the chopper frequency.

【0005】第3の手段 固定電機子と磁性体回転子を
備えた複数相のリラクタンス型のステッピング電動機に
おいて、磁性体回転子の外周面に等しい巾と等しいピッ
チで配設された複数個の突極と固定電機子の内周面より
突出され、軸対称の位置にある磁極が同相となり、突極
と僅かな空隙を介して対向するとともに、電機子コイル
の装着される磁極の円周方面の巾が電気角で180度の
巾の2n個(nは3以上の正整数)の磁極と、該磁極に
装着された複数相の電機子コイルと、所定の時間巾で、
互いに同じ時間巾だけ離間した電気信号とこれより所定
の位相差で配設された電気信号よりなる複数相のステッ
ピング電気信号を発生するパルス発振器及びパルス分配
器と、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、複数相のステッピング電気信号に
よりそれぞれ対応する複数相の電機子コイルに接続した
スイッチング素子をステッピング電気信号の巾だけ導通
して電機子コイルに通電し、ステッピングトルクを得る
通電制御回路と、スイッチング素子がステッピング電気
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、次に到来するス
テッピピング電気信号により該電機子コイルに接続され
たスイッチング素子が導通されて通電が開始されたとき
に、該スイッチング素子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された静電エ
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に接続されたスイ
ッチング素子を不導通に転化し、所定時間後に導通せし
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、該チョッパ回路の作動中において、スイッチング
素子が不導通に転化したときに、第2のダイオードを介
して小容量のコンデンサに磁気エネルギを流入して静電
エネルギをチョッパ周波数に対応して順次に充電して保
持する電気回路とより構成されたものである。
Third means In a multi-phase reluctance type stepping motor having a fixed armature and a magnetic rotor, a plurality of protrusions arranged on the outer peripheral surface of the magnetic rotor at the same width and at the same pitch. The poles and the magnetic poles projecting from the inner peripheral surface of the fixed armature, which are in axial symmetry, have the same phase, and face the salient poles with a slight gap, and at the same time 2n (n is a positive integer of 3 or more) magnetic poles having a width of 180 electrical degrees, a plurality of armature coils mounted on the magnetic poles, and a predetermined time width,
A pulse oscillator and a pulse distributor for generating a multi-phase stepping electric signal composed of electric signals separated from each other by the same time width and electric signals arranged with a predetermined phase difference from the electric signals, and a power supply negative side of each armature coil. Power supply to the switching element inserted in the above, one first diode inserted in the forward direction on the power supply positive electrode side of each armature coil, and the series connection body of the diode, the armature coil and the switching element. An energization control circuit that obtains a stepping torque by energizing the armature coil by energizing the switching element connected to the corresponding multi-phase armature coil by the stepping electric signal by the DC power source and the multi-phase stepping electric signal. And when the switching element is turned off at the end of the stepping electrical signal, the switching element and the armature coil An electric circuit that causes the magnetic energy accumulated in the armature coil via the second diode to flow into a small-capacity capacitor and be charged and held therethrough, thereby rapidly reducing the current flowing through the armature coil; When the switching element connected to the armature coil is made conductive by the next incoming stepping electric signal to start energization, the first element is supplied via the semiconductor element which is made conductive in synchronization with the switching element. An electric circuit that causes the electrostatic energy accumulated in the small-capacity capacitor described above to flow from the connection point between the diode and the armature coil to make the rise of the energizing current rapid, and the energizing current of the armature coil exceeds a predetermined value. And a detection circuit that obtains a detection electric signal by detecting the increase,
A chopper circuit that holds the energization current at a predetermined value by converting the switching element connected to the armature coil to non-conduction by the detected electric signal and making it conductive after a predetermined time, and switching during operation of the chopper circuit. When an element is converted to non-conduction, it is composed of an electric circuit for injecting magnetic energy into a small-capacity capacitor through a second diode to sequentially charge and hold electrostatic energy corresponding to a chopper frequency. It was done.

【0006】[0006]

【作用】ステッピング電気信号若しくは位置検知信号の
巾だけ電機子コイルが通電され、その末端で通電が停止
されたときに、電機子コイルの蓄積磁気エネルギが小容
量のコンデンサに流入充電して高電圧となる。従って磁
気エネルギの消滅時間は著しく小さくなるので反トルク
の発生が防止される。所定時間後に到来する次の位置検
知信号により電機子コイルの通電が開始されるが、この
ときの印加電圧は、前記したコンデンサの充電電圧と電
源電圧が加算されたものとなるので通電電流の立上がり
が急速となる。従って減トルクの発生が防止される。以
上の説明より判るように、リラクタンス型の電動機の回
転速度の上昇が不可能となる欠点を除去できる作用があ
り、第2,第3の課題を解決する作用がある。
When the armature coil is energized by the width of the stepping electric signal or the position detection signal and the energization is stopped at its end, the magnetic energy accumulated in the armature coil flows into the small capacity capacitor and is charged to a high voltage. Becomes Therefore, the disappearance time of the magnetic energy is remarkably reduced, so that the generation of the anti-torque is prevented. Energization of the armature coil is started by the next position detection signal that arrives after a predetermined time.The applied voltage at this time is the sum of the charging voltage of the capacitor and the power supply voltage, so the energization current rises. Will be rapid. Therefore, the generation of torque reduction is prevented. As can be seen from the above description, there is an action of eliminating the drawback that the rotation speed of the reluctance type electric motor cannot be increased, and an action of solving the second and third problems.

【0007】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。
Since the chopper circuit is additionally provided, there is the following operation in addition to the operation of holding the current value of the armature coil at a predetermined value. When the current value of the armature coil exceeds a predetermined value, the switching element connected to the armature coil is converted to non-conduction, so that a part of the magnetic energy of the armature coil is charged in the small-capacity capacitor. Therefore, electrostatic energy proportional to the chopper frequency is charged and held. The magnetic energy when the power supply is cut off at the end of the position detection signal is further added and the small capacity capacitor is charged. The electrostatic energy of this capacitor makes the rise of the current in the armature coil to be energized next quicker. When the magnetic energy moves between the armature coils, the iron loss of the magnetic poles and the copper loss of the armature coils cause the inconvenience that the rising of the current becomes slower in the middle. There is an effect that the current can be made to be close to a rectangular wave. This is especially effective when the power supply voltage is low. Since only one switching element for controlling the energization of the armature coil is inserted on the negative side of the power supply, the number of expensive circuit elements can be halved, and there is no switching element on the negative side of the power supply. Therefore, the circuit for controlling the conduction is simplified. Therefore, there is an action for solving the first problem.

【0008】[0008]

【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3相片波のリラク
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、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、磁極16a,16b,16c,16d,
16e,16fが、それ等の巾が180度で、等しい離
間角で配設されている。突極と磁極の巾は180度で等
しくされている。突極数は8個、磁極数は6個である。
電機子16も回転子1と同じ手段により作られている。
磁極16a,16b,…には、電機子コイル17a,1
7b,…がそれぞれ捲着されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. Since the same symbols in the drawings are the same members, duplicate description thereof will be omitted. All subsequent angle displays will be displayed in electrical angles. Next, a configuration of a three-phase single-wave reluctance type motor to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a plan view of a fixed armature and a rotor. In FIG. 1, symbol 1 is a rotor, and the salient poles 1a, 1b, ... Width is 180
, They are arranged at equal pitches with a phase difference of 360 degrees. The rotor 1 is made by a well-known means in which silicon steel plates are laminated. Symbol 5 is a rotation axis. The fixed armature 16 has magnetic poles 16a, 16b, 16c, 16d,
The widths of 16e and 16f are 180 degrees and are arranged at equal intervals. The salient poles and the magnetic poles have the same width of 180 degrees. The number of salient poles is 8 and the number of magnetic poles is 6.
The armature 16 is also made by the same means as the rotor 1.
The armature coils 17a, 1 are attached to the magnetic poles 16a, 16b ,.
7b, ... Are wound.

【0009】図3は、図1の磁極と回転子の展開図であ
る。図1において、円環部16及び磁極16a,16
b,…は、図示しない外筺に固定されて固定電機子とな
る。記号16の部分は磁路となる磁心である。電機子コ
イル17a,17d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32aと呼称する。電機子コイ
ル17b,17e及び電機子コイル17c,17fも同
様に接続され、これ等をそれぞれ電機子コイル32b,
電機子コイル32cと呼称する。電機子コイル32bが
通電されていると、突極1b,1fが吸引されて、矢印
A方向に回転子1が回転する。120度回転すると、電
機子コイル32bの通電が断たれ、電機子コイル32c
が通電される。更に120度回転すると、電機子コイル
32c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120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→と
サイクリツクに交替され、3相片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、図示の
ように、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。
FIG. 3 is a development view of the magnetic pole and the rotor of FIG. In FIG. 1, the annular portion 16 and the magnetic poles 16a, 16
b, ... Are fixed armatures by being fixed to an outer casing (not shown). The part of symbol 16 is a magnetic core that serves as a magnetic path. The armature coils 17a and 17d are connected in series or in parallel, and this connected body is referred to as an armature coil 32a. The armature coils 17b and 17e and the armature coils 17c and 17f are similarly connected, and these are connected to the armature coils 32b and 32b, respectively.
It is called an armature coil 32c. When the armature coil 32b is energized, the salient poles 1b and 1f are attracted and the rotor 1 rotates in the direction of arrow A. When rotated by 120 degrees, the energization of the armature coil 32b is cut off, and the armature coil 32c is cut off.
Is energized. When the armature coil 32c further rotates 120 degrees, the energization of the armature coil 32c is cut off and the armature coil 32a is energized. The energization mode is cyclically changed every arm rotation of 120 degrees in the order of armature coil 32a-> armature coil 32b-> armature coil 32c, and is driven as a three-phase single-wave electric motor. At this time, the magnetic poles located at the axisymmetric positions are magnetized to the N and S poles as shown in the figure. Since the two excited magnetic poles are always of different polarities, the leakage magnetic fluxes passing through the non-excited magnetic poles are in opposite directions to each other, thus preventing generation of anti-torque.

【0010】上述した洩れ磁束を更に小さくする為に
は、第1の相の磁極16a,16dをそれぞれ2個1組
とし、それぞれを電機子コイルの通電により、N,S磁
極に励磁する。それぞれの2個1組の磁極による洩れ磁
束は、他の磁極において打消されて消滅して、洩れ磁束
が殆んど無くなる。他の磁極16b,16c,…16f
も、それぞれ2個1組の構成となり、N,S極に励磁さ
れる2個1組の磁極となる。効果も同様で洩れ磁束が消
滅する。この場合の突極a,1b,…の数は、16個と
なる。この場合の出力トルクは2倍となる。電機子コイ
ル32a,32b,32cをそれぞれ第1,第2,第3
の相の電機子コイルと呼称する。図1の回転子1の突極
の数は8個であるが、回転子1の径を小さくする為に突
極数を4個とした場合にも、磁極数は6個となる。図3
は図1の電動機の突極と磁極の展開図である。図3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100ターン位の空心のものである。図
7に、コイル10a,10b,10cより、位置検知信
号を得る為の装置が示されている。図7において、コイ
ル10a,抵抗15a,15b,15c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。
In order to further reduce the above-mentioned leakage magnetic flux, two pairs of the first phase magnetic poles 16a and 16d are set, and the magnetic poles are energized to the N and S magnetic poles by energizing the armature coils. The leakage magnetic flux due to each pair of magnetic poles is canceled by the other magnetic poles and disappears, and the leakage magnetic flux is almost eliminated. Other magnetic poles 16b, 16c, ... 16f
Also has a set of two magnetic poles each, and a pair of magnetic poles is excited by the N and S poles. The effect is the same, and the leakage magnetic flux disappears. In this case, the number of salient poles a, 1b, ... Is 16. The output torque in this case is doubled. The armature coils 32a, 32b and 32c are respectively connected to the first, second and third arms.
It is referred to as a phase armature coil. The number of salient poles of the rotor 1 in FIG. 1 is eight, but even when the number of salient poles is four in order to reduce the diameter of the rotor 1, the number of magnetic poles is six. Figure 3
FIG. 2 is a development view of salient poles and magnetic poles of the electric motor of FIG. The coils 10a, 10b, 10c in FIG. 3 are position detecting elements for detecting the positions of the salient poles 1a, 1b, ..., and are fixed to the armature 16 side at the positions shown, and the coil surface has salient poles 1a. , 1b,
It faces the side surface of ... through a gap. Coil 10a,
10b and 10c are separated by 120 degrees. The coil is an air-core coil having a diameter of 5 millimeters and having about 100 turns. FIG. 7 shows a device for obtaining a position detection signal from the coils 10a, 10b, 10c. In FIG. 7, the coil 10a and the resistors 15a, 15b, 15c form a bridge circuit, and are adjusted so as to be balanced when not facing the coil 10a or the salient poles 1a, 1b, .... Therefore, the outputs of the low-pass filter composed of the diode 11a, the capacitor 12a and the diode 11b, the capacitor 12b are equal, and the output of the operational amplifier 13 is at a low level. Reference numeral 10 is an oscillator, which oscillates about 1 megacycle. The coil 10a has salient poles 1a, 1b, ...
, The impedance decreases due to iron loss (eddy current loss and hysteresis loss), so that the voltage drop of the resistor 15a increases and the output of the operational amplifier 13 becomes high level.

【0011】ブロック回路18の入力は、図22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
したものとなる。図7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22において、曲
線34a,34b,…,及び曲線34a,34b,…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22において、曲線35a,3
5b,…及びこれを反転したものとなる。曲線33a,
33b,…に対して、曲線34a,34b,…は位相が
120度おくれ、曲線34a,34b,…に対して、曲
線35a,35b,…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22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
1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。
The input of the block circuit 18 is the time chart curves 33a, 33b, ... Of FIG. Block circuits 14a and 14b of FIG.
Shows the same configuration as the above-mentioned block circuit including the coils 10b and 10c, respectively. Oscillator 1
0 can be commonly used. Block circuit 14a
Of the block circuit 18 and the output of the inverting circuit 13b.
22 and their output signals are the inversions of the curves 34a, 34b, ... And the curves 34a, 34b ,. The output of the block circuit 14b and the output of the inverting circuit 13c are input to the block circuit 18,
These output signals are represented by the curves 35a, 3 in FIG.
5b, ... And an inverted version of this. Curve 33a,
The phases of the curves 34a, 34b, ... Are delayed by 120 degrees, and the phases of the curves 35a, 35b, ... are delayed by 120 degrees with respect to the curves 34a, 34b ,.
The block circuit 18 is a circuit commonly used in a control circuit of a three-phase Y-type semiconductor motor, and is a rectangular wave electric signal having a width of 120 degrees from the terminals 18a, 18b, ..., 18f by the input of the position detection signal described above. Is a logic circuit that can be obtained. The outputs of the terminals 18a, 18b, 18c are as shown in FIG.
Curves 36a, 36b, ..., Curves 37a, 37, respectively
b, ..., Curves 38a, 38b ,.
The outputs of the terminals 18d, 18e and 18f are the curves 4 respectively.
3a, 43b, ..., Curves 44a, 44b, ..., Curve 45
a, 45b, ... Terminals 18a and 18
d output signal, terminals 18b and 18e output signal, terminal 1
The phase difference between the output signals of 8c and 18f is 180 degrees. The output signals from the terminals 18a, 18b and 18c are 12 in sequence.
The output signals of the terminals 18d, 18e, and 18f are also sequentially delayed by 120 degrees. Coils 10a, 1
In place of the facing salient poles 1a, 1b ... Of 0b, 10c, an aluminum plate of the same shape that rotates synchronously with the rotor 1 of FIG.

【0012】電機子コイルの通電手段を図13につき次
に説明する。電機子コイル32a,32b,32cの下
端には、それぞれトランジスタ20a,及び20b及び
20cが挿入されている。トランジスタ20a,20
b,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2
a,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。図8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6c,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1000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。
The energizing means of the armature coil will be described below with reference to FIG. Transistors 20a, 20b and 20c are inserted at the lower ends of the armature coils 32a, 32b and 32c, respectively. Transistors 20a, 20
b and 20c serve as switching elements and may be other semiconductor elements having the same effect. DC power supply positive / negative terminal 2
Power is supplied from a and 2b. In this embodiment, since the transistors 20a, 20b, 20c are located at the lower end of the armature coil, that is, the power supply negative electrode side, the input circuit for conduction control thereof is characterized by being simplified. FIG. 8 shows a conventionally well-known means in which transistors 19a, 19b, ... Are inserted at both ends of the armature coils 6a, 6b. Therefore, the number of transistors is twice that of the armature coil. The transistors 19a, 19b, ... Are expensive because they serve as power elements, and the transistors 19a, 19c on the positive electrode side of the power source require a separate power source when conducting control by inputting the terminals 19-1, 19-2. This circuit is expensive. There are two drawbacks mentioned above. According to the device of the present invention, this drawback is eliminated. When the armature coil is energized, its rise is delayed due to its large inductance, and when the energization is stopped, the stored magnetic energy flows back to the power supply side through the diodes 6c and 6d, but the current also drops at this time. . This reduces rotation speed and efficiency. Increasing the power supply voltage eliminates the above-mentioned inconvenience, but 1Kw
When the output is 10,000 revolutions / minute, the applied voltage becomes 1000 V or more, which is impractical. The present invention also eliminates such drawbacks.

【0013】次に図13につき詳細を説明する。端子4
2a,42b,42cより、図22の位置検知信号曲線
36a,36b,…,曲線37a,37b,…,曲線3
8a,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
24a,24b,24c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が通電
される。端子40は電機子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40aの+端子の入力は
−端子のそれより低いので、オペアンプ40a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20
a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22aは、電機子コイル32a,32
b,32cの電機子電流を検出する為の抵抗である。ブ
ロック回路G,Hは、電機子コイル32b,32cの通
電制御の為の電気回路で、電機子コイル32a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20
a,ダイオード49aに対応する部材となるダイオード
49b,49c及びトランジスタ20b,20cのみが
ブロック回路G,Hに付加されている。
Next, details will be described with reference to FIG. Terminal 4
2a, 42b, 42c, position detection signal curves 36a, 36b, ..., Curves 37a, 37b ,.
8a, 38b, ... Are input. The above-mentioned input signal causes the transistors 20a, 20b, 20c to obtain a base input via the AND circuits 24a, 24b, 24c and become conductive, and the armature coils 32a, 32b, 32c are energized. Terminal 40 is a reference voltage for designating the armature current. The output torque can be changed by changing the voltage of the terminal 40. When a power switch (not shown) is turned on, the input of the + terminal of the operational amplifier 40a is lower than that of the-terminal, so the output of the operational amplifier 40a becomes low level, and the input of the inverting circuit 28b is also low level, so its output is high level. And transistor 20
When a is conductive, a voltage is applied to the armature coil energization control circuit. The resistor 22a includes armature coils 32a and 32a.
It is a resistor for detecting the armature currents of b and 32c. The block circuits G and H are electric circuits for controlling energization of the armature coils 32b and 32c, and have the same configuration as the energization control circuit of the armature coil 32a. Transistor 20
Only the diodes a and the diodes 49b and 49c corresponding to the diode 49a and the transistors 20b and 20c are added to the block circuits G and H.

【0014】上述した位置検知信号曲線の1つが図21
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。図8において、この曲線36aの巾だけ電機子コ
イルが通電される。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8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2
5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。
One of the position detection signal curves described above is shown in FIG.
The curve 36a is shown in the first row of the time chart of FIG. In FIG. 8, the armature coil is energized by the width of the curve 36a. The arrow 23a indicates a conduction angle of 120 degrees. At the beginning of energization, the rise of the armature coil is delayed due to the inductance of the armature coil, and when the energization is cut off, the accumulated magnetic energy is discharged back to the power source through the diodes 6c and 6d in FIG. Curve 2 on the right side of J
It descends like the latter half of 5. Since the section where the positive torque is generated is the section of 180 degrees indicated by the arrow 23, the counter torque is generated and the output torque and the efficiency are reduced. At high speeds, this phenomenon becomes extremely large and unusable.

【0015】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。図13の位置検
知信号36a,37a,38aによる電機子コイルの通
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。本発明装置は、図13の逆流防
止用のダイオード49a及び小容量のコンデンサ41a
及びダイオード49a,49b,21a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2
0a,20b,20c)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。曲線36a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41a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。
This is because the time width of anti-torque generation does not change even at high speeds, but the time width of the positive torque generation section 23 decreases in proportion to the rotation speed. The same applies to the energization of the armature coil by the position detection signals 36a, 37a, 38a shown in FIG. Since the rising of the curve 25 is delayed, the output torque is reduced. That is, a reduction torque is generated. This is because the magnetic path is closed by the magnetic poles and the salient poles, and thus has a large inductance. The reluctance type electric motor has the advantage of generating a large output torque, but has the drawback of not being able to increase the rotation speed because of the above-described generation of the counter torque and the reduced torque. The device of the present invention comprises a diode 49a for preventing backflow and a capacitor 41a having a small capacity shown in FIG.
And the diodes 49a, 49b, 21a and the semiconductor elements 4a, 4b, 5a, etc. are attached to eliminate the above-mentioned defects,
Also, a switching element for controlling energization of the armature coil (symbol 2
0a, 20b, 20c) is used only on the negative voltage side of the power supply. When the energization is cut off at the end of the curve 36a, the magnetic energy accumulated in the armature coil 32a is changed by the backflow prevention diode 49a.
Do not return to the DC power supply side, through the diode 21a,
The capacitor 41a is charged to the polarity shown in the figure to make it a high voltage. Therefore, the magnetic energy disappears rapidly and the current drops rapidly.

【0016】図21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120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41aは高電圧に充電して
保持される。次に位置信号曲線36bにより、トランジ
スタ20aが導通して再び電機子コイル32aが通電さ
れるが、このときの印加電圧は、コンデンサ41a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32aの電流の立上りが急速とな
る。この現象により、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。上述した場合の
SCR(制御整流素子)5aとトランジスタ4a,4b
の作用を次に説明する。端子42aに位置検知信号が入
力されるとトランジスタ20aが導通する。このときに
ブロック回路4にも位置検知信号が入力される。ブロッ
ク回路4には微分回路と単安定回路が含まれ、位置検知
信号の始端部の微分パルスにより単安定回路が付勢さ
れ、設定された巾の電気パルスの出力でトランジスタ4
b,4aがその巾だけ導通する。従ってSCR5aのゲ
ート電流が得られて導通する。従ってコンデンサ41a
の+極→SCR5a→電機子コイル32a→トランジス
タ20a→ダイオード21d→コンデンサ41aの−極
の順で放電される。放電の終了とともに、SCR5a,
トランジスタ4a,4bは不導通に転化する。
The first stage curve 2 of the time chart of FIG.
7, 27a and 27b are current curves flowing through the armature coil 32a, and the distance between the dotted lines on both sides is 120 degrees. The energized current rapidly drops as shown by the curve 27b to prevent the generation of anti-torque, and the capacitor 41a is charged to a high voltage and held. Next, the position signal curve 36b causes the transistor 20a to conduct and the armature coil 32a to conduct again. The applied voltage at this time is both the charging voltage of the capacitor 41a and the power supply voltage (voltages of the terminals 2a and 2b). Therefore, the current of the armature coil 32a rises rapidly. Due to this phenomenon, it rises rapidly as shown by the curve 27.
The rising energization curve 27 becomes slower to rise as shown in the figure in the middle. This is because when the magnetic energy moves between the armature coils, it is converted into heat energy by the copper loss of the coils and the iron loss of the magnetic poles and disappears. Means for removing such inconvenience will be described later. As described above, the generation of the reduced torque and the counter torque is eliminated, and the current is supplied in the shape of a rectangular wave, so that the output torque is increased. SCR (controlled rectifying element) 5a and transistors 4a, 4b in the case described above
The action of will be described below. When the position detection signal is input to the terminal 42a, the transistor 20a becomes conductive. At this time, the position detection signal is also input to the block circuit 4. The block circuit 4 includes a differentiating circuit and a monostable circuit, and the monostable circuit is energized by the differential pulse at the leading end of the position detection signal, and the transistor 4 is output by outputting an electric pulse of a set width.
b and 4a are conducted by that width. Therefore, the gate current of the SCR 5a is obtained and becomes conductive. Therefore, the capacitor 41a
+ Pole → SCR5a → armature coil 32a → transistor 20a → diode 21d → negative pole of capacitor 41a. With the end of discharge, SCR5a,
The transistors 4a and 4b are turned off.

【0017】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
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40aの−端子の入力電圧)を越えると、
オペアンプ40aの出力がハイレベルに転化するので、
微分回路40bより微分パルスが得られ、単安定回路2
8a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40a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40の電圧に規制された電流値となる。図21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40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。
Next, the chopper circuit will be described. When the current of the armature coil 32a increases and the voltage drop of the resistor 22a for detecting the armature coil 32a increases and exceeds the voltage of the reference voltage terminal 40 (the input voltage of the negative terminal of the operational amplifier 40a),
Since the output of the operational amplifier 40a is converted to high level,
A differential pulse is obtained from the differentiating circuit 40b, and the monostable circuit 2
By energizing 8a, a pulse electric signal having a predetermined width is obtained.
Since the output of the inverting circuit 28b is converted to the low level by that width, the output of the AND circuit 24a also becomes the low level by the same width, and the transistor 20a is also converted to the non-conduction by that width. Therefore, the current in the armature coil (armature current) drops and charges the capacitor 41a via the diode 21a. When the output signal of the monostable circuit 28a disappears, the outputs of the inverting circuit 28b and the AND circuit 24a are converted to the high level again, the transistor 20a becomes conductive, and the armature current starts to increase. When the armature current exceeds the set value, the output of the operational amplifier 40a is converted to the high level again, the transistor 20a is converted to the non-conductive state by the output pulse width of the monostable circuit 28a, and the armature current drops. The chopper circuit repeats such a cycle, and the armature current has a current value regulated by the voltage of the reference voltage terminal 40. A curve 27a in FIG. 21 shows a chopper-controlled current. The constant speed control can also be performed by a known means for controlling the voltage of the reference voltage terminal 40 with a voltage proportional to the rotation speed.

【0018】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41a
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41aに充電される。コンデン
サ41a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32aが
次に通電されたときの電流の立上るので、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21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41a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もアンド回路24b,24c,トランジスタ20b,
20cにより同じく電機子電流のチョッパ制御が行なわ
れる。又ブロック回路G,Hにより電機子電流の立上り
と降下を急速とする通電制御が行なわれる。
When there is the above-mentioned chopper action, the capacitor 41a is provided as many times as the number of output pulses of the monostable circuit 28a.
Is repeatedly charged, the voltage rises, and electrostatic energy is accumulated. At the end of the position detection signal, the transistor 20a
Is turned off, all the magnetic energy of the armature coil 32a is charged in the capacitor 41a. The electrostatic energy corresponding to the chopper frequency and the fall time of the armature current is further added to the electrostatic energy of the capacitor 41a. The electrostatic energy raises the current when the armature coil 32a is next energized, so that the energy loss due to the copper loss of the armature coil and the iron loss of the magnetic poles can be compensated. Therefore, the armature current rises rapidly as shown by the dotted curve 27c in the first stage of FIG. 21, becomes almost a rectangular wave, and has the effect of increasing the output torque.
It is necessary to adjust the capacitance of the capacitor 41a, the frequency of the chopper current, and the output pulse width of the monostable circuit 28a so as to have the above-mentioned effects. Armature coils 32b, 32
c is also an AND circuit 24b, 24c, a transistor 20b,
20c also performs chopper control of the armature current. Further, the block circuits G and H perform energization control for making the rise and fall of the armature current rapid.

【0019】電機子コイルの通電は、突極が磁極に侵入
する点より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。3相全波通電の場合には、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。この詳
細については後述する。図21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120度の
巾で、点線26−1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9a,9b,9c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はじめる。曲線9a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9b,9c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度おくれ
た区間の中間の点となるように位置検知コイル10a,
10b,10cの固定位置を調整することがよい。コン
デンサ41a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。コ
ンデンサ41aを除去し、その代りに点線で示すように
小容量のコンデンサ47aを設けても本発明を実施する
ことができる。作用効果は同様である。2相の電動機の
場合には、図10につき後述する電機子コイルK,L,
M,Nにつき、本実施例と同じ手段による通電制御回路
を利用することにより本発明を実施することができる。
The energization of the armature coil may be carried out at any point within a range of 30 degrees from the point where the salient pole enters the magnetic pole. Adjustment is performed in consideration of the rotation speed, efficiency, and output torque, and the positions of the coils 10a, 10b, and 10c serving as position detection elements fixed on the fixed armature side are changed. As can be understood from the above description, the object of the present invention is achieved because a large output and high speed rotation can be efficiently performed as a three-phase single-wave electric motor. In the case of three-phase full-wave energization, the same purpose can be achieved by constructing each one wave by the above-mentioned means. The details will be described later. The first curve 26a in FIG. 21,
Numerals 26b and 26c show the energization curves of the armature coils, the distance between the dotted lines 26-1 and 26-2 is 120 degrees of the position detection signal, the distance between the dotted lines 26-1 and 26-3 is 180 degrees, and the output torque is It is a section with. Curves 9a, 9b, 9c are output torque curves, and the energization is started at the point indicated by the dotted line 26-1, and at the same time, the salient pole begins to enter the magnetic pole. The curve 9a is flat when the current in the armature coil is small, but the torque is flat, but the torque peak value moves to the left as shown by the curves 9b and 9c, and the width of the peak value also narrows. .
The position detection coil 10a, the point where the energization is started is set at an intermediate point between the points where the salient pole enters the magnetic pole by 30 degrees in consideration of the torque characteristics and the value of the energized current described above.
It is preferable to adjust the fixed positions of 10b and 10c. Since the charging voltage of the capacitor 41a is higher when the capacitance is smaller, the rising and falling of the energization curve can be made rapid, and a high-speed motor can be obtained. The defects can be eliminated. It is preferable to use a capacitor having a small capacity as long as the charging voltage does not damage the transistor of the circuit. The present invention can be implemented by removing the capacitor 41a and providing a small-capacity capacitor 47a as shown by a dotted line instead. The effect is the same. In the case of a two-phase electric motor, armature coils K, L, which will be described later with reference to FIG.
For M and N, the present invention can be implemented by using the energization control circuit by the same means as in this embodiment.

【0020】次に3相全波通電の電動機に本発明を実施
した場合につき説明する。図2は平面図、図4は展開図
である。図2,図4において、回転軸5に固定した磁性
体回転子1には、180度の巾で等しい離間角の突極1
a,1b,…10個が設けられる。固定電気子16に
は、電機子コイルの接着部の巾が120度の磁極16
a,16b,…12個が等しいピッチで配設される。電
機子16は外筺9の内側に固定され、外筺9の両側の側
板に設けた軸受により、回転軸5は回動自在に支持され
ている。磁極16a,16b,…には、それぞれ電機子
コイル17a,17b,…が装着されている。位置検知
用のコイル10a,10b,10cは、120度離間し
て図示の位置で電機子16の側に固定され、突極1a,
1b,…の側面に対向している。コイル10a,10
b,10cより位置検知信号を得る電気回路は、前述し
た図7の電気回路で、図22のタイムチヤートの各曲線
で示す位置検知信号が得られる。
Next, a case where the present invention is applied to a three-phase full-wave electric motor will be described. 2 is a plan view and FIG. 4 is a development view. 2 and 4, the magnetic rotor 1 fixed to the rotary shaft 5 includes a salient pole 1 having a width of 180 degrees and an equal separation angle.
a, 1b, ... 10 are provided. The fixed armature 16 includes a magnetic pole 16 having a width of the bonded portion of the armature coil of 120 degrees.
12 pieces of a, 16b, ... Are arranged at the same pitch. The armature 16 is fixed inside the outer casing 9, and the rotary shaft 5 is rotatably supported by bearings provided on the side plates on both sides of the outer casing 9. Armature coils 17a, 17b, ... Are attached to the magnetic poles 16a, 16b ,. The position detecting coils 10a, 10b and 10c are fixed to the armature 16 side at the position shown in the figure with a distance of 120 degrees from each other, and the salient poles 1a,
It faces the side surfaces of 1b, .... Coils 10a, 10
The electric circuit for obtaining the position detection signal from b and 10c is the electric circuit of FIG. 7 described above, and the position detection signal shown by each curve of the time chart of FIG. 22 can be obtained.

【0021】各磁極は、電機子コイルにより図示したよ
うにN,S磁極に励磁される。電機子コイル17a,1
7gの直列若しくは並列に接続したものを電機子コイル
32aと呼称する。他の電機子コイル17b,17h,
電機子コイル17c,17i,電機子コイル17d,1
7j,電機子コイル17e,17k,電機子コイル17
f,17lの同様に接続されたものをそれぞれ電機子コ
イル32b,32c,32d,32e,32fと呼称す
る。図22の位置検知信号曲線36a,36b,…,3
7a,37b,…,38a,38b,…により、その巾
だけ、電機子コイル32a,32b,32cを通電し、
位置検知信号43a,43b,…,44a,44b,
…,45a,45b,…により、その巾だけ電機子コイ
ル32d,32e,32fをそれぞれ通電すると、3相
全波通電の電動機として、回転子1は矢印A方向に回転
する。上述した通電のモードは次のように表現すること
もできる。電機子コイル32a,32b,32cをそれ
ぞれ第1,第2,第3の相の電機子コイルと呼称し、電
機子コイル32d,32e,32fをそれぞ第1
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。1相の電機子コイルは第1,
第1の相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の相の電機子コイル第
3,第3の相の電機子コイルにより構成される。位置検
知信号曲線36a,36b,…,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,43
b,…,曲線44a,44b,…,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。図13の電機子コイル32a,32b,32c
の通電制御回路は、上述した3相全波通電の場合の片波
通電に相当するものとなる。ブロック回路Iは電機子コ
イル32d,32e,32fの通電制御回路で、電機子
コイル32a,32b,32cと同様な回路となり、端
子42d,42e,42fの入力信号は、図22の曲線
43a,43b,…,曲線44a,44b,曲線45
a,45b,…となり、それぞれの曲線の巾だけ電機子
コイルは通電され、オペアンプ40a,基準電圧端子4
0を含む同様な回路により制御されるチョッパ回路が設
けられて電機子電流を設定値としている。以上の説明よ
り判るように、3相全波通電の電動機となり、通電電流
の立上がりと降下が急速となり、高速度で効率の良い、
リプルトルクの少ない電動機が得られる効果がある。
Each magnetic pole is excited by an armature coil into N and S magnetic poles as shown in the figure. Armature coil 17a, 1
The 7g connected in series or in parallel is referred to as an armature coil 32a. Other armature coils 17b, 17h,
Armature coils 17c and 17i, armature coils 17d and 1
7j, armature coils 17e, 17k, armature coil 17
Those connected in the same manner as f and 17l are referred to as armature coils 32b, 32c, 32d, 32e and 32f, respectively. Position detection signal curves 36a, 36b, ..., 3 in FIG.
, 7a, 37b, ..., 38a, 38b, ... Energize the armature coils 32a, 32b, 32c by the width thereof,
Position detection signals 43a, 43b, ..., 44a, 44b,
, 45a, 45b, ... When the armature coils 32d, 32e, 32f are energized by their widths, respectively, the rotor 1 rotates in the direction of arrow A as a three-phase full-wave energizing motor. The above-described energization mode can also be expressed as follows. The armature coils 32a, 32b, and 32c are referred to as armature coils of the first, second, and third phases, and the armature coils 32d, 32e, and 32f are the first and the first , respectively .
2 , referred to as a third- phase armature coil. Both are energized with a single wave. The 1-phase armature coil is the first
Is composed of an armature coil of the first phase, the armature coils 2, 3-phase, second respectively, the second phase of the armature coil 3, composed of an armature coil of the third phase. Position detection signal curves 36a, 36b, ..., 37a, 37b ,.
38a, 38b, ... Are referred to as position detection signals of the first, second, and third phases, respectively, and position detection signal curves 43a, 43
b, ..., Curves 44a, 44b, ..., Curves 45a, 45b
Are referred to as position detection signals of the first , second and third phases, respectively. The armature coils 32a, 32b, 32c of FIG.
The energization control circuit corresponds to the one-wave energization in the case of the three-phase full-wave energization described above. The block circuit I is an energization control circuit for the armature coils 32d, 32e, 32f and is a circuit similar to the armature coils 32a, 32b, 32c. ,,, curves 44a, 44b, curve 45
, 45b, ..., The armature coil is energized by the width of each curve, and the operational amplifier 40a and the reference voltage terminal 4
A chopper circuit controlled by a similar circuit including 0 is provided to set the armature current to the set value. As can be seen from the above description, the motor becomes a three-phase full-wave energizing motor, the rising and falling of the energizing current becomes rapid, and the efficiency is high at high speed.
There is an effect that an electric motor with less ripple torque can be obtained.

【0022】次に図9の実施例につき、3相全波通電の
電動機につき説明する。図9において、端子42a,4
2dより、位置検知信号曲線36a,36b,…と曲線
43a,43b,…の電気信号が入力される。従って電
機子コイル32aと32dには120度の巾で180度
の位相差のある通電が行なわれる。基準電圧端子40、
オペアンプ40a,微分回路40b,単安定回路28
a,反転回路28b,アンド回路24a,24bは図1
3の場合と同様にチョッパ回路となり、電機子電流を設
定値に保持している。電機子コイル32aの通電が断た
れると蓄積磁気エネルギはダイオード21a,21dを
介して小溶量のコンデンサ47aに流入充電充電され高
電圧に保持する。回転子が60度回転すると、電機子コ
イル32dの通電が開始されるが、このときに、SCR
5a,トランジスタ4a,4bが導通するので、コンデ
ンサ47aの高電圧が印加されて通電電流の立上りを急
速とする。電機子コイル32dの通電が断たれると、蓄
積磁気エネルギは、コンデンサ47aにダイオード21
b,21eを介して流入充電して保持され、次に電機子
コイル32aの通電が開始されたときに、コンデンサ4
7aの高電圧がブロック回路32を介して電機子コイル
32aの通電の立上りを急速とする。ブロック回路4
は、図13の同一記号のものと同じ回路なので、トラン
ジスタ20bが導通して電機子コイル32dの通電が開
始されたときに所定の巾だけトランジスタ4a,4b,
SCR5aを導通し、コンデンサ47aの放電を行ない
通電電流の立上りを急速とすることができる。ブロック
回路32は、SCR5a,トランジスタ4a,4bの回
路と全く同じ構成の回路で、端子42aの入力信号によ
り付勢され、トランジスタ20aが導通したときに、所
定のみじかい時間導通して、コンデンサ47aを電機子
コイル32aを通って放電して通電電流の立上りを急速
とする。従って反トルクと減トルクの発生が防止される
作用効果がある。
Next, a three-phase full-wave energizing motor will be described with reference to the embodiment shown in FIG. In FIG. 9, terminals 42a, 4
From 2d, the electric signals of the position detection signal curves 36a, 36b, ... And the curves 43a, 43b ,. Therefore, the armature coils 32a and 32d are energized with a width of 120 degrees and a phase difference of 180 degrees. Reference voltage terminal 40,
Operational amplifier 40a, differentiating circuit 40b, monostable circuit 28
a, the inverting circuit 28b, and the AND circuits 24a and 24b are shown in FIG.
Similar to the case of 3, the circuit becomes a chopper circuit and holds the armature current at the set value. When the armature coil 32a is de-energized, the stored magnetic energy flows into the small-capacity capacitor 47a via the diodes 21a and 21d, is charged and charged, and is held at a high voltage. When the rotor rotates 60 degrees, energization of the armature coil 32d starts, but at this time, the SCR
Since 5a and the transistors 4a and 4b become conductive, the high voltage of the capacitor 47a is applied to make the rise of the energization current rapid. When the energization of the armature coil 32d is cut off, the stored magnetic energy is stored in the capacitor 47a by the diode 21.
When the armature coil 32a is next energized and held, the capacitor 4 is charged.
The high voltage of 7a makes the rise of the energization of the armature coil 32a rapid through the block circuit 32. Block circuit 4
Is the same circuit as that of the same symbol in FIG. 13, so that when the transistor 20b is turned on and the energization of the armature coil 32d is started, the transistors 4a, 4b,
It is possible to make the SCR 5a conductive and discharge the capacitor 47a so that the rise of the energizing current can be made rapid. The block circuit 32 has the same configuration as the circuit of the SCR 5a and the transistors 4a and 4b, and is energized by the input signal of the terminal 42a. Discharge through the armature coil 32a to make the rise of the energized current rapid. Therefore, there is an effect that the generation of the counter torque and the reduction torque is prevented.

【0023】チョッパ回路による電流の制御の行なわれ
ているときには、トランジスタ20a,20bはオンオ
フを前実施例と同じく繰返している。従って、電機子コ
イル32a,32dの磁気エネルギは小量づつコンデン
サ47aを充電して静電エネルギに転化している。この
静電エネルギが、電機子コイル間を磁気エネルギが移動
するときの銅損と鉄損によるエネルギ損失を補填するの
で、電機子電流の立上りを急速として矩形波に近い通電
とし、高速でトルク減少のない電動機を得ることができ
る効果がある。ブロック回路B,Cは、電機子コイル3
2b,32eと電機子コイル32c,32fの通電を、
端子42bの入力(図22の曲線37a,37b,…)
端子42eの入力(曲線44a,44b,…)端子42
cの入力(曲線38a,38b,…)端子42fの入力
(曲線45a,45b,…)で行なう通電制御回路で、
電機子コイル32a,32dの場合と同じ構成である。
電機子電流のチョッパ回路も同じ構成となっている。従
って作用効果も同様である。図21のタイムチャートに
おいて、曲線31a,31b,31cは、位置検知信号
曲線36a,36b,…と曲線43a,…による電機子
コイル32a,32dの通電曲線である。曲線31d,
31eは同じく電機子コイル32b,32eの通電曲線
である。曲線31f,31g,31hも同じく電機子コ
イル32c,32fの通電曲線を示している。図9のト
ランジスタ20a,20bは、出力の大きい電動機の場
合にはIGBTのようなパワ素子を使用することがよ
い。チョッパ回路は同じ目的を達するものであれば他の
手段でもよい。
While the current is controlled by the chopper circuit, the transistors 20a and 20b are repeatedly turned on and off as in the previous embodiment. Therefore, the magnetic energy of the armature coils 32a and 32d is converted into electrostatic energy by charging the capacitor 47a little by little. This electrostatic energy compensates for the energy loss due to copper loss and iron loss when the magnetic energy moves between the armature coils, so the rise of the armature current is made rapid to make the current flow close to a rectangular wave and reduce the torque at high speed. There is an effect that an electric motor without The block circuits B and C include the armature coil 3
2b, 32e and the armature coils 32c, 32f are energized,
Input to the terminal 42b (curves 37a, 37b, ... of FIG. 22)
Input of terminal 42e (curves 44a, 44b, ...) Terminal 42
c) (curves 38a, 38b, ...) Terminal 42f (curves 45a, 45b, ...)
The structure is the same as that of the armature coils 32a and 32d.
The armature current chopper circuit has the same configuration. Therefore, the effect is the same. In the time chart of FIG. 21, curves 31a, 31b, 31c are energization curves of the armature coils 32a, 32d formed by the position detection signal curves 36a, 36b, ... And the curves 43a ,. Curve 31d,
Similarly, 31e is a current-carrying curve of the armature coils 32b and 32e. The curves 31f, 31g, 31h also show the energization curves of the armature coils 32c, 32f. The transistors 20a and 20b in FIG. 9 may use power elements such as IGBTs in the case of a motor having a large output. The chopper circuit may be other means as long as it achieves the same purpose.

【0024】次に図15につき本発明による3相片波通
電の場合の通電制御回路の実施例を説明する。端子42
a,42b,42cの位置検知信号の入力は、それぞれ
図22の曲線36a,36b,…,曲線37a,37
b,…,曲線38a,38b,…である。電機子コイル
32a,32b,32cは、120度の巾で順次に連続
して通電される。オペアンプ40a,微分回路40b,
抵抗22a,基準電圧端子40等は、前実施例の同一記
号の部材と同じ部材で、電機子電流を設定値に保持する
チョッパ回路となる。端子42aの入力により通電され
ている電機子コイル32aの通電が断たれると、蓄積磁
気エネルギは、ダイオード21a,21dを介して小容
量のコンデンサ47aを図示の極性に高電圧に充電す
る。このときにトランジスタ20aは不導通に保持され
ている。回転子が240度回転すると、端子42cの入
力により、トランジスタ20cが導通して電機子コイル
32cの通電が開始されるが同時にトランジスタ20c
が導通するので、コンデンサ47aの高電圧が印加され
て通電電流の立上がりが急速となる。コンデンサ47a
の容量は小さい程電流の立上がりは急速となるが、高電
圧に充電されるので、他の半導体素子の耐電圧を考慮し
て小容量のコンデンサとする必要がある。コンデンサ4
7aの放電電流は、電機子コイル32c,トランジスタ
20c,抵抗22a,ダイオード21gを介して行なわ
れる。トランジスタ20aが不導通に転化したときに、
電機子コイル32aの蓄積磁気エネルギは、ダイオード
21a,21d,SCR23aを介してコンデンサ47
aを高電圧に充電する。SCR23aのゲートには、端
子42aの位置検知信号が入力されて導通モードにある
ので、トランジスタ20aのオンオフによるチョッパ作
用のあるときにコンデンサ47aには小量づつ電機子コ
イル32aの磁気エネルギが蓄積される。しかし後述す
るように、コンデンサ47bが高電圧に充電されたとき
に、その電荷が電機子コイル32a,ダイオード21a
を介して、コンデンサ47aを充電して、コンデンサ4
7bの静電エネルギが放出されるが、このときにSCR
23aは不導通に転化しているので放出を防止すること
ができる。
Next, referring to FIG. 15, an embodiment of an energization control circuit in the case of three-phase single-wave energization according to the present invention will be described. Terminal 42
The position detection signals of a, 42b, 42c are input to the curves 36a, 36b, ..., Curves 37a, 37 of FIG. 22, respectively.
b, ..., Curves 38a, 38b ,. The armature coils 32a, 32b, 32c are sequentially energized with a width of 120 degrees. Operational amplifier 40a, differentiating circuit 40b,
The resistor 22a, the reference voltage terminal 40, and the like are the same members as the members having the same symbols in the previous embodiment, and serve as a chopper circuit that holds the armature current at a set value. When the energization of the armature coil 32a, which is energized by the input of the terminal 42a, is cut off, the stored magnetic energy charges the capacitor 47a having a small capacity to a high voltage through the diodes 21a and 21d to the polarity shown. At this time, the transistor 20a is kept non-conductive. When the rotor rotates 240 degrees, the input of the terminal 42c causes the transistor 20c to conduct and the armature coil 32c to start energizing.
Is conducted, the high voltage of the capacitor 47a is applied, and the conduction current rises rapidly. Capacitor 47a
The smaller the capacitance is, the more rapidly the current rises, but since it is charged to a high voltage, it is necessary to use a small-capacity capacitor in consideration of the withstand voltage of other semiconductor elements. Capacitor 4
The discharge current of 7a is generated through the armature coil 32c, the transistor 20c, the resistor 22a, and the diode 21g. When the transistor 20a is turned off,
The magnetic energy stored in the armature coil 32a is transferred to the capacitor 47 via the diodes 21a, 21d and the SCR 23a.
Charge a to a high voltage. Since the position detection signal of the terminal 42a is input to the gate of the SCR 23a and the SCR 23a is in the conductive mode, the magnetic energy of the armature coil 32a is accumulated in small amounts in the capacitor 47a when the transistor 20a is turned on and off to cause a chopper action. It However, as will be described later, when the capacitor 47b is charged to a high voltage, the electric charge is stored in the armature coil 32a and the diode 21a.
The capacitor 47a is charged via the
Electrostatic energy of 7b is released, but at this time SCR
Since 23a has been converted to non-conductivity, it is possible to prevent discharge.

【0025】トランジスタ20cが導通しているときに
は、SCR23cのゲートには端子42cの入力信号が
入力されているので導通している。従ってチョッパ作用
のある区間で、コンデンサ47cは電機子コイル32c
の磁気エネルギが小量づつ流入して静電エネルギとして
保存されている。電機子コイル32cの通電が断たれる
と、蓄積磁気エネルギはダイオード21c,21fを介
してコンデンサ47cを充電して高電圧に保持する。回
転子が240度回転すると、端子42bの入力により、
トランジスタ20bが導通して電機子コイル32bの通
電が開始されるが、電機子コイル32bに、コンデンサ
47cの高電圧が印加され通電電流の立上がりが急速と
なる。このときの放電電流はダイオード21iを通る。
When the transistor 20c is conductive, the SCR 23c is conductive because the input signal of the terminal 42c is input to the gate of the SCR 23c. Therefore, the capacitor 47c is connected to the armature coil 32c in the section having the chopper action.
A small amount of magnetic energy flows in and is stored as electrostatic energy. When the energization of the armature coil 32c is cut off, the stored magnetic energy charges the capacitor 47c via the diodes 21c and 21f and holds it at a high voltage. When the rotor rotates 240 degrees, the input from the terminal 42b causes
Although the transistor 20b is turned on to start energizing the armature coil 32b, the high voltage of the capacitor 47c is applied to the armature coil 32b, and the energization current rises rapidly. The discharge current at this time passes through the diode 21i.

【0026】電機子コイル32bの通電が断たれると、
ダイオード21b,21eを介してコンデンサ47bが
高電圧に充電される。回転子が240度回転すると、端
子42aの入力によりトランジスタ20aが導通するの
で、コンデンサ47bの高電圧により電機子コイル32
aがダイオード21hを介して通電される。電機子コイ
ル32aの通電電流の立上がりが急速となる。各電機子
コイルの通電が断たれたときに、磁気エネルギが対応す
る小容量のコンデンサに流入充電するので、通電電流の
降下が急速となる。以上の説明により判るように、減ト
ルクと反トルクの発生が防止され、高速、高効率の電動
機が得られ、高価なパワ素子が電機子コイルの負極側に
1個挿入されているのみなので廉価となり本発明の目的
が達成される。コンデンサ47a,47b,47cの高
電圧によりそれぞれ電機子コイル32c,32a,32
bの通電の立上りが急速となる。SCR23a,23
b,23cのベースにはそれぞれ端子42a,42b,
42cの入力信号(位置検知信号)が入力されている。
従ってトランジスタ20a,20b,20cのオンオフ
の行なわれているチョッパ制御の行なわれているとき
に、コンデンサ47a,47b,47cには対応する電
機子コイルの磁気エネルギが小量づつチョッパ周波数に
対応して流入充電される。従って、電機子コイル間を磁
気エネルギが移動するときに発生する銅損と鉄損による
エネルギ損失を補填して電機子電流の立上りがより急速
となる作用効果がある。
When the energization of the armature coil 32b is cut off,
The capacitor 47b is charged to a high voltage via the diodes 21b and 21e. When the rotor rotates 240 degrees, the transistor 20a becomes conductive due to the input of the terminal 42a, so that the high voltage of the capacitor 47b causes the armature coil 32 to rotate.
A is energized via the diode 21h. The rising of the energizing current of the armature coil 32a becomes rapid. When the energization of each armature coil is cut off, the magnetic energy flows into and charges the corresponding small-capacity capacitor, so that the energization current drops rapidly. As can be seen from the above description, a reduction torque and a counter torque are prevented from occurring, a high-speed and high-efficiency electric motor is obtained, and only one expensive power element is inserted on the negative electrode side of the armature coil. Then, the object of the present invention is achieved. The armature coils 32c, 32a, 32 are respectively caused by the high voltages of the capacitors 47a, 47b, 47c.
The rise of energization of b becomes rapid. SCR 23a, 23
The terminals 42a, 42b, and
The input signal (position detection signal) of 42c is input.
Therefore, when the transistors 20a, 20b, 20c are on / off controlled by the chopper control, the capacitors 47a, 47b, 47c correspond to the chopper frequency by small amounts of the magnetic energy of the corresponding armature coils. Inflow is charged. Therefore, there is an effect that the rising of the armature current becomes more rapid by compensating for the energy loss due to the copper loss and the iron loss generated when the magnetic energy moves between the armature coils.

【0027】コンデンサ47a,47b,47cを除去
して点線で接続されたコンデンサ46a,46b,46
cを設けても同じ目的が達成される。前述した他の実施
例も同様であるが、ダイオード49a,49b,49c
は、コンデンサ47a,47b,47cの高電圧により
電源側に通電されることを防止する為のものである。3
相両波通電の場合には、ブロック回路Dが付加される。
ブロック回路Dは電機子コイル32d,32e,32f
の通電制御をする前述した回路と同じ構成のものであ
る。端子42d,42e,42fには、それぞれ図22
の位置検知信号曲線43a,43b,…とその下段の2
系列の曲線の電気信号が入力され、各電機子コイルに1
20度の巾の通電を行なうように構成されている。チョ
ッパ回路も独立に付設されている。以上の構成なので発
明の目的が達成される3相全波通電のリラクタンス型電
動機が得られる。
Capacitors 46a, 46b, 46 connected by dotted lines by removing capacitors 47a, 47b, 47c
The same purpose is achieved by providing c. The same applies to the other embodiments described above, but with the diodes 49a, 49b, 49c.
Is for preventing the power supply side from being energized by the high voltage of the capacitors 47a, 47b, 47c. Three
A block circuit D is added in the case of dual-phase energization.
The block circuit D includes armature coils 32d, 32e, 32f.
It has the same configuration as the above-mentioned circuit for controlling the energization of. The terminals 42d, 42e, and 42f are respectively shown in FIG.
Position detection signal curves 43a, 43b, ... And the lower two
The electric signal of the series curve is input, and 1 is input to each armature coil.
It is configured to energize with a width of 20 degrees. The chopper circuit is also attached independently. With the above configuration, a three-phase full-wave energized reluctance type electric motor that achieves the object of the invention can be obtained.

【0028】図16は、図15の回路の1部を変更した
実施例である。位置検知信号の末端で、トランジスタ2
0a,20b,20cが不導通に転化すると、コンデン
サ41a,41b,41cはそれぞれダイオード21
a,21b,21cを介して高電圧に充電されて保持さ
れる。このときに端子42cの入力位置検知信号の始端
部で得られる所定の巾の電気パルス(図9のブロック回
路4と同じ構成のブロック回路4により得られる)に付
勢されてトランジスタ4a,4b,SCR5aが導通す
ると、コンデンサ41aの高電圧が電機子コイル32c
に印加されて電流の立上りを急速とする。このときにト
ランジスタ20cは導通している。トランジスタ4b,
4cのベース端子4−2,4−3は、同様な手段により
得られる端子42a,42bの入力位置検知信号の始端
部の電気パルスが入力されているので、電気パルスの巾
だけSCR5b,5cは導通する。従って、コンデンサ
41b,41cの高電圧により電機子コイル32a,3
2bの通電の立上りが急速となる。チョッパ回路の作用
も図15と同様である。従って図15と同じ通電制御が
行なわれて本発明の目的が達成される。
FIG. 16 shows an embodiment in which a part of the circuit of FIG. 15 is changed. At the end of the position detection signal, the transistor 2
0a, 20b, 20c are converted to non-conducting, the capacitors 41a, 41b, 41c are respectively connected to the diode 21.
It is charged and held at a high voltage via a, 21b, and 21c. At this time, the transistors 4a, 4b, 4b, and 4b are activated by being urged by an electric pulse of a predetermined width (obtained by the block circuit 4 having the same configuration as the block circuit 4 of FIG. 9) obtained at the beginning of the input position detection signal of the terminal 42c. When the SCR 5a is turned on, the high voltage of the capacitor 41a changes the armature coil 32c.
Is applied to make the rise of current rapid. At this time, the transistor 20c is conducting. Transistor 4b,
The base terminals 4-2 and 4-3 of 4c are supplied with the electric pulse of the starting end portion of the input position detection signals of the terminals 42a and 42b obtained by the same means, so that the SCRs 5b and 5c are equal to the width of the electric pulse. Conduct. Therefore, due to the high voltage of the capacitors 41b, 41c, the armature coils 32a, 3
The rising of the power supply of 2b becomes rapid. The operation of the chopper circuit is similar to that of FIG. Therefore, the same energization control as in FIG. 15 is performed, and the object of the present invention is achieved.

【0029】ブロック回路Dの電機子コイル32d,3
2e,32fの通電制御は前述した電機子コイル32
a,32b,32cと同じ手段となっている。従って3
相全波通電となり本発明の目的が達成される。図17の
コンデンサ47a,47b,47c及びこれ等に代替さ
れるコンデンサ46a,46b,46cの対応する電機
子コイルの通電が断たれたときの磁気エネルギによる充
電手段は、図15と同様である。高電圧に充電されたコ
ンデンサ47a,47b,47cを電機子コイルに通電
して放電する手段は図16と同様となっている。トラン
ジスタ4bのベース端子4−1には、端子42cの入力
位置検知信号の始端部の電気パルスが入力されてその巾
だけトランジスタ4b,4a,SCR5aを導通してい
る。従ってトランジスタ20cが導通したときの電機子
コイルの通電の立上りを急速とする。ブロック回路58
a,58bも上述したSCR5aの駆動回路と同じ構成
のもので、ブロック回路58aは、端子42aの入力信
号の始端部の電気パルスによりその巾だけ導通し、ブロ
ック回路58bは端子42bの入力信号の始端部の電気
パルスによりその巾だけ導通される。従って対応する電
機子コイルの通電の立上りを急速とする。チョッパ回路
も前実施例と同じ作用がある。ブロック回路Dも同じ事
情にある。従って本発明の目的が達成される。
The armature coils 32d, 3 of the block circuit D
The energization control of 2e and 32f is performed by the armature coil 32 described above.
It is the same means as a, 32b, 32c. Therefore 3
Phase full-wave energization is achieved and the object of the present invention is achieved. The charging means using magnetic energy when the energization of the corresponding armature coils of the capacitors 47a, 47b, 47c of FIG. 17 and the capacitors 46a, 46b, 46c substituted for them is cut off is the same as that of FIG. The means for energizing the armature coils to discharge the capacitors 47a, 47b, 47c charged to a high voltage is the same as in FIG. An electric pulse at the starting end of the input position detection signal from the terminal 42c is input to the base terminal 4-1 of the transistor 4b, and the transistors 4b, 4a, and SCR 5a are made conductive by the width thereof. Therefore, the rise of energization of the armature coil when the transistor 20c becomes conductive is made rapid. Block circuit 58
Also, a and 58b have the same configuration as the drive circuit of the SCR 5a described above, the block circuit 58a is made conductive by the electric pulse of the starting end portion of the input signal of the terminal 42a, and the block circuit 58b is connected to the input signal of the terminal 42b. The electric pulse at the leading end causes conduction by that width. Therefore, the rise of energization of the corresponding armature coil is made rapid. The chopper circuit also has the same operation as the previous embodiment. The block circuit D has the same situation. Therefore, the object of the present invention is achieved.

【0030】本発明の技術は2相全波通電の電動機に適
用することができる。次にその詳細を説明する。この場
合の平面図は省略してあるが、展開図が図5に示されて
いる。図5において、円環部16及び磁極16a,16
b,…は、珪素鋼板を積層化する周知の手段により作ら
れ、図示しない外筺に固定されて電機子となる。記号1
6の部分は磁路となる磁心である。磁極16a,16
b,…には、電機子コイル17a,17b,…が捲着さ
れている。回転子1の外周部には、突極1a,1b,…
が設けられ、磁極16a,16b,…と0.1〜0.2
ミリメートル位の空隙を介して対向している。回転子1
も、電機子16と同じ手段により作られている。突極は
6個となり、等しい離間角となっている。磁極16a,
16b,…の先端部の巾は120度で8個が等しいピッ
チで配設されている。電機子コイル17b,17fが通
電されると、突極1b,1eが吸引されて、矢印A方向
に回転する。90度回転すると、電機子コイル17b,
17fの通電が停止され、電機子コイル17c,17g
が通電されるので、突極1c,1fによるトルクが発生
する。磁極16b,16cはN極,磁極16f,16g
はS極となる。かかる極性の磁化は磁束の洩れによる反
トルクを小さくする為である。次の90度の回転では、
磁極16d,16hは図示のN,S極性となる。次の9
0度の回転、その次の90度の回転では各磁極は、順次
に図示の極性に磁化される。
The technique of the present invention can be applied to a two-phase full-wave electric motor. The details will be described below. A plan view in this case is omitted, but a development view is shown in FIG. In FIG. 5, the annular portion 16 and the magnetic poles 16a, 16
b, ... Are made by well-known means for stacking silicon steel plates, and fixed to an outer casing (not shown) to form an armature. Symbol 1
A portion 6 is a magnetic core that serves as a magnetic path. Magnetic poles 16a, 16
Armature coils 17a, 17b, ... Are wound around b ,. On the outer peripheral portion of the rotor 1, salient poles 1a, 1b, ...
And magnetic poles 16a, 16b, ... And 0.1-0.2
They are facing each other through a gap of about millimeter. Rotor 1
Is also made by the same means as the armature 16. There are six salient poles, which have the same spacing angle. Magnetic pole 16a,
The widths of the tips of 16b, ... Are 120 degrees, and 8 pieces are arranged at the same pitch. When the armature coils 17b and 17f are energized, the salient poles 1b and 1e are attracted and rotate in the arrow A direction. When rotated 90 degrees, the armature coil 17b,
The energization of 17f is stopped, and the armature coils 17c and 17g
Is energized, torque is generated by the salient poles 1c and 1f. Magnetic poles 16b and 16c are N poles, magnetic poles 16f and 16g
Is the south pole. This is because the magnetization of this polarity reduces the anti-torque due to the leakage of magnetic flux. In the next 90 degree rotation,
The magnetic poles 16d and 16h have the illustrated N and S polarities. Next 9
In the 0-degree rotation and the next 90-degree rotation, the magnetic poles are sequentially magnetized to the polarities shown in the figure.

【0031】上述した励磁により、回転子1は、矢印A
方向に回転して2相の全波通電の電動機となるものであ
る。通電区間の巾が90度より大きくても同じく回転す
る。電機子コイルの捲着される磁極の巾は120度とな
っているので、捲着空間が大きくなる。次に図10につ
いて電機子コイルの通電制御を説明する。図10におい
て、電機子コイルK,Mは、図5の電機子コイル17
a,17e及び17c,17gをそれぞれ示し、2個の
電機子コイルは、直列若しくは並列に接続されている。
電機子コイルK,Mの下端には、それぞれトランジスタ
20a,20b,が挿入されている。トランジスタ20
a,20b,は、半導体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。端子4
2a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が導通して、電機子コイルKが通電され
る。端子42c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20bが導通して、電機子コイルMが
通電される。図5の回転子3は導体板で作られ、回転子
1と同軸で同期回転しているものである。回転子3には
突出部3a,3b,…が設けられ、突出部の巾は90度
乃至150度である。コイル10d,10e,10d
10eは、前述したコイル10a,10b,10cと同
じ構成のもので、突出部3a,3b,…に対向し、コイ
ル10d,10eは90度離間し、コイル10d,10
eはそれぞれコイル10d,10eより180度離間し
ている。
Due to the above-described excitation, the rotor 1 is moved to the arrow A
It rotates in the direction and becomes a two-phase full-wave energizing motor. Even if the width of the energizing section is larger than 90 degrees, it also rotates. Since the width of the magnetic pole wound around the armature coil is 120 degrees, the winding space becomes large. Next, the energization control of the armature coil will be described with reference to FIG. 10, the armature coils K and M are the armature coils 17 of FIG.
a, 17e and 17c, 17g are respectively shown, and two armature coils are connected in series or in parallel.
Transistors 20a and 20b are inserted at the lower ends of the armature coils K and M, respectively. Transistor 20
a and 20b are semiconductor switching elements, and may be other semiconductor elements having the same effect. Power is supplied from the DC power source positive / negative terminals 2a and 2b. Terminal 4
When a high-level electric signal is input from 2a, the transistor 20a becomes conductive and the armature coil K is energized. When a high-level electric signal is input from the terminal 42c, the transistor 20b becomes conductive and the armature coil M is energized. The rotor 3 in FIG. 5 is made of a conductor plate and is coaxially rotating with the rotor 1. The rotor 3 is provided with protrusions 3a, 3b, ..., The width of the protrusions is 90 to 150 degrees. Coils 10d, 10e, 10d ,
10e has the same structure as the coils 10a, 10b, 10c described above, faces the protrusions 3a, 3b, ...
e is 180 degrees apart from the coils 10d and 10e, respectively.

【0032】図6は上述したコイルより位置検知信号を
得る電気回路である。発振器10,コイル10d,抵抗
15a,15b,…,オペアンプ13等は、図7の同一
記号のものと同じ部材である。従って端子7aより、1
20度の巾の突出部3a,3b,…と同じ巾と位相差を
有する矩形波の電気信号が得られる。コイル10dより
得られる位置検知信号が図19のタイムチヤートにおい
て、曲線50a,50b,…として示されている。コイ
ル10eを含む同じ構成のブロック回路8a,コイル
0d10eを含む同じ構成のブロック回路8b,8c
の端子7b,7c,7dより位置検知信号が得られる。
端子7bの出力信号は、図23において曲線52a,5
2b,…として示され、端子7c,7dの出力信号は,
それぞれ曲線51a,51b,…及び曲線53a,53
b,…として示されている。各曲線の巾は120度で、
順次に位相が90度おくれている。図5の突出部3a,
3b,…の巾を90度に変更すると、コイル10d,1
0e,10d10eより得られる位置検知信号は図1
9のタイムチヤートにおいて、曲線54a,54b,
…,曲線55a,55b,…,曲線56a,56b,
…,曲線57a,57b,…として示されている。各曲
線の巾は90度で、順次に位相が90度おくれている。
矢印50は180度の区間を示している。
FIG. 6 shows an electric circuit for obtaining a position detection signal from the above-mentioned coil. The oscillator 10, the coil 10d, the resistors 15a, 15b, ..., The operational amplifier 13 and the like are the same members as those having the same symbols in FIG. Therefore, from terminal 7a, 1
A rectangular wave electric signal having the same width and phase difference as the protrusions 3a, 3b, ... The position detection signal obtained from the coil 10d is shown as curves 50a, 50b, ... In the time chart of FIG. Block circuit 8a having the same configuration including coil 10e and coil 1
Block circuits 8b and 8c having the same configuration including 0d and 10e
A position detection signal is obtained from the terminals 7b, 7c, 7d of.
The output signal of the terminal 7b is the curves 52a, 5a in FIG.
2b, ..., and the output signals at terminals 7c, 7d are
Curves 51a, 51b, ... And curves 53a, 53, respectively
It is shown as b, ... The width of each curve is 120 degrees,
The phases are sequentially delayed by 90 degrees. The protrusion 3a of FIG.
When the width of 3b, ... Is changed to 90 degrees, the coils 10d, 1
The position detection signals obtained from 0e, 10d , and 10e are shown in FIG.
At the time chart of 9, the curves 54a, 54b,
..., curves 55a, 55b, ..., curves 56a, 56b,
..., curves 57a, 57b, ... are shown. The width of each curve is 90 degrees, and the phases are sequentially delayed by 90 degrees.
An arrow 50 indicates a section of 180 degrees.

【0033】図10の端子42a,42cより入力され
る第1の相の第1,第1位置検知信号はそれぞれ曲線5
0a,50b,…と曲線51a,51b,…となってい
る。端子42b,42dに入力される第2の相の第2,
第2の位置検知信号は、それぞれ曲線51a,51b,
…と曲線53a,53b,…となる。第1,第1の位置
検知信号がそれぞれ端子42a,42cに入力されるの
で、各トランジスタの導通制御が行なわれて、第1の相
の電機子コイルKと電機子コイルMが各位置検知信号に
対応して120度の巾の通電が行なわれる。位置検知信
号50aによる電機子コイルKの通電電流は、図21の
1段目の曲線27aで示すことができる。ただし点線間
の巾は120度とする。トルク発生の状態とその特徴
は、前述した実施例図9と全く同様である。オペアンプ
40a,基準電圧端子40の電圧、抵抗22a,微分回
路40b,単安定回路28a,反転回路28b,アンド
回路24a,24bによる通電電流のチョッパ制御によ
り、所定の値の電流値とする作用も前実施例と同様であ
る。コンデンサ47a,トランジスタ4a,4b,SC
R5a,ブロック回路4の作用効果も同様で、曲線27
の立上がりを急速とし、曲線27b部の降下を急速とす
る作用効果がある。ブロック回路32は、SCR5bを
導通制御するもので、前述したトランジスタ4a,4
b,SCR5a,ブロック回路4と全く構成のもので、
端子42aの入力位置検知信号の始端部の所定の巾の電
気パルスによりSCR5bを導通して、コンデンサ47
aの高電圧を電機子コイルKに印加する為のものであ
る。チョッパ回路により、コンデンサ47aの静電エネ
ルギを増大して、電機子コイル間の磁気エネルギ移動時
の銅損と鉄損によるエネルギ損失を補填する作用も前実
施例と同様である。
The first and first position detection signals of the first phase input from the terminals 42a and 42c of FIG.
0a, 50b, ... And curves 51a, 51b ,. The second phase of the second phase input to the terminals 42b and 42d
The second position detection signals are curves 51a, 51b,
, And curves 53a, 53b ,. Since the first and first position detection signals are input to the terminals 42a and 42c, respectively, the conduction control of each transistor is performed, and the armature coil K and the armature coil M of the first phase receive the position detection signals. Corresponding to the above, energization with a width of 120 degrees is performed. The energizing current of the armature coil K by the position detection signal 50a can be shown by the curve 27a in the first stage of FIG. However, the width between the dotted lines is 120 degrees. The state of torque generation and its characteristics are exactly the same as those in the above-described FIG. 9 of the embodiment. The operation of setting the current value to a predetermined value by the chopper control of the energizing current by the operational amplifier 40a, the voltage of the reference voltage terminal 40, the resistor 22a, the differentiating circuit 40b, the monostable circuit 28a, the inverting circuit 28b, and the AND circuits 24a, 24b. It is similar to the embodiment. Capacitor 47a, transistors 4a, 4b, SC
The same applies to the effect of R5a and the block circuit 4, and the curve 27
Has the effect of making the rising edge of the curve rapid and the falling of the curve 27b portion rapid. The block circuit 32 controls conduction of the SCR 5b, and includes the transistors 4a and 4 described above.
b, the SCR 5a, and the block circuit 4 are all configured,
The SCR 5b is turned on by an electric pulse having a predetermined width at the beginning of the input position detection signal of the terminal 42a, and the capacitor 47
It is for applying the high voltage of a to the armature coil K. The action of increasing the electrostatic energy of the capacitor 47a by the chopper circuit and compensating for the energy loss due to the copper loss and iron loss during the movement of the magnetic energy between the armature coils is the same as in the previous embodiment.

【0034】電機子コイルL,Nの通電制御をするブロ
ック回路Fは、電機子コイルK,Mの通電制御の回路と
同じ構成のもので、図示していないが同じ構成のチョッ
パ回路が付設されている。コンデンサ47aを除去し
て、コンデンサ46aを設けても同じ作用効果がある。
電機子コイルLは、図23の曲線52a,52b,…の
巾だけ通電され、電機子コイルNは、曲線53a,53
b,…の巾だけ通電され、通電電流の立上がりと降下は
急速となる。以上の説明のように、2相全波通電のリラ
クタンス型電動機となり、本発明の目的が達成される。
端子42a,42cに図23の曲線54a,54b,…
と曲線56a,56b,…の電気信号を入力し、端子4
2b,42dに曲線55a,55b,…と曲線57a,
57b,…の電気信号を入力すると、90度の巾の通電
とすることができる。90度の巾の通電のときには、出
力トルクは減少するが、高速度(出力1Kwで10万回
転毎分)の運転が可能である。120度の巾のときに
は、回転速度が1/2位に低下するが、出力トルクが増
大する特徴がある。図5において、磁極巾を180度と
し、突極数を10個としても実施することができる。又
磁極巾を120度として、磁極数を8n個(nは正整
数)としても実施できる。この場合には対応して突極数
も増大する。磁極数を増加すると出力トルクが増大す
る。しかし回転速度は低下する。図21の3段目の曲線
30a,30b,…は、励磁コイルK,Mの通電電流を
示し、曲線30c,30dは励磁コイルL,Nの通電電
流を示している。曲線54a,55a,56a,57a
は位置検知信号曲線である。通電区間は90度で出力ト
ルクも連続し、重なる部分がないのでリプルトルクも少
なくなる特徴がある。
The block circuit F for controlling the energization of the armature coils L and N has the same configuration as the circuit for controlling the energization of the armature coils K and M, and is provided with a chopper circuit of the same configuration although not shown. ing. Even if the capacitor 47a is removed and the capacitor 46a is provided, the same effect can be obtained.
The armature coil L is energized by the width of the curves 52a, 52b, ... Of FIG. 23, and the armature coil N is curved 53a, 53.
The width of b, ... Is energized, and the rise and fall of the energized current becomes rapid. As described above, the two-phase full-wave energization reluctance type electric motor is achieved, and the object of the present invention is achieved.
The terminals 42a and 42c have curves 54a, 54b, ...
And the electric signals of the curves 56a, 56b, ...
2b and 42d include curves 55a, 55b, ... And a curve 57a,
When electric signals 57b, ... Are input, it is possible to energize in a width of 90 degrees. When the energization is 90 degrees wide, the output torque decreases, but high speed operation (100,000 revolutions per minute at an output of 1 Kw) is possible. When the width is 120 degrees, the rotation speed is reduced to about 1/2, but the output torque is increased. In FIG. 5, the magnetic pole width may be 180 degrees and the number of salient poles may be 10. The magnetic pole width may be 120 degrees and the number of magnetic poles may be 8n (n is a positive integer). In this case, the number of salient poles correspondingly increases. The output torque increases as the number of magnetic poles increases. However, the rotation speed decreases. The curves 30a, 30b, ... In the third stage of FIG. 21 show the energizing currents of the exciting coils K, M, and the curves 30c, 30d show the energizing currents of the exciting coils L, N. Curves 54a, 55a, 56a, 57a
Is a position detection signal curve. The energizing section is 90 degrees, the output torque is continuous, and there is no overlapping portion, so that the ripple torque is small.

【0035】各実施例において、磁極と突極に歯を設け
ることにより、出力トルクを増大できる。本発明装置で
は高速回転転ができる構成となっているので、出力トル
クの増大できる利点のみが得られて有効な技術手段を供
与できる。図1の実施例において、磁極数を2n個(n
は3以上の正整数)としても実施できる。突極数は対応
して多くなる。出力トルクが増大して、しかも回転速度
を低下しない作用効果がある。径の大きい電動機に有効
な技術となる。
In each embodiment, the output torque can be increased by providing teeth on the magnetic poles and salient poles. Since the device of the present invention is configured to rotate at high speed, only the advantage that the output torque can be increased can be obtained and an effective technical means can be provided. In the embodiment of FIG. 1, the number of magnetic poles is 2n (n
Can be implemented as a positive integer of 3 or more). The number of salient poles correspondingly increases. There is an effect that the output torque increases and the rotation speed does not decrease. This is an effective technology for electric motors with large diameters.

【0036】次に図11の実施例について説明する。図
11の回路は、図2の3相全波通電の電動機の電機子コ
イルの通電制御回路である。電機子コイル32a,32
b,32cは第1,第2,第3の相の電機子コイルとな
り、又電機子コイル32d,32e,32fは第1
第3の相の電機子コイルとなる。端子42a,42
dには、図22の位置検知信号の曲線36a,36b,
…と曲線43a,43b,…が入力される。このときに
トランジスタ20a,20bが導通して電機子コイル3
2a,32dには120度の通電が行なわれ、位相差は
180度となる。電機子コイル32aの磁気エネルギ
は、トランジスタ20aが不導通に転化すると、コンデ
ンサ41aに流入して高電圧に充電する。次に60度回
転すると、端子42dの入力信号(図22の曲線43
a,43b,…)によりトランジスタ20bが導通す
る。
Next, the embodiment shown in FIG. 11 will be described. The circuit of FIG. 11 is an energization control circuit of the armature coil of the three-phase full-wave energizing motor of FIG. Armature coils 32a, 32
b, 32c are armature coils of the first, second, and third phases, and armature coils 32d, 32e, 32f are first , first
2 and 3rd phase armature coil. Terminals 42a, 42
d is the position detection signal curves 36a, 36b,
... and curves 43a, 43b, ... are input. At this time, the transistors 20a and 20b become conductive, and the armature coil 3
A current of 120 degrees is applied to 2a and 32d, and the phase difference is 180 degrees. When the transistor 20a is turned off, the magnetic energy of the armature coil 32a flows into the capacitor 41a and is charged to a high voltage. Next, when it is rotated by 60 degrees, the input signal at the terminal 42d (curve 43 in FIG.
a, 43b, ...) Makes the transistor 20b conductive.

【0037】トランジスタ20bのベース入力は前記し
た図22の曲線43a,43b,…となっている。曲線
43a,43b,…の始端部の微分パルスにより付勢さ
れる単安定回路の所定の巾の出力電気パルスを反転回路
により反転した電気信号が端子4−1に入力されてい
る。従って、トランジスタ4a,SCR5aが導通する
ので、コンデンサ41aの高電圧が電機子コイル32d
に印加されて通電の立上りを急速とする。その後は、前
実施例と同じ構成のチョッパ回路により電機子電流は基
準電圧端子40の電圧により規制された値となる。チョ
ッパ作用により、コンデンサ41bには静電エネルギが
蓄積される。トランジスタ20bが不導通に転化する
と、電機子コイル32dの磁気エネルギは、ダイオード
21bを介してコンデンサ41bを更に高電圧に充電す
る。60度回転すると、曲線36a,36b,…の位置
検知信号により、トランジスタ20aが導通する。曲線
36a,36b,…の始端部の微分パルスにより付勢さ
れる単安定回路の所定の巾の出力電気パルスを反転回路
により反転した電気信号が端子4−2に入力されてい
る。従って、該電気パルスの巾だけトランジスタ4d,
SCR5dが導通して、コンデンサ41bの高電圧を電
機子コイル32aに印加して通電の立上りを急速とす
る。その後の120度の区間は、チョッパ回路により電
機子電流は設定値に保持され、又コンデンサ41aにチ
ョッパ周波数(チョッパ回数)に対応した静電エネルギ
が蓄積される。
The base input of the transistor 20b is the curves 43a, 43b, ... Of FIG. An electric signal obtained by inverting an output electric pulse of a predetermined width of the monostable circuit, which is energized by the differential pulse at the starting ends of the curves 43a, 43b, ... With an inverting circuit, is input to the terminal 4-1. Therefore, since the transistors 4a and SCR5a are turned on, the high voltage of the capacitor 41a is applied to the armature coil 32d.
Is applied to make the rise of energization rapid. After that, the armature current becomes a value regulated by the voltage of the reference voltage terminal 40 by the chopper circuit having the same configuration as in the previous embodiment. Due to the chopper action, electrostatic energy is accumulated in the capacitor 41b. When the transistor 20b is turned off, the magnetic energy of the armature coil 32d charges the capacitor 41b to a higher voltage via the diode 21b. When rotated by 60 degrees, the transistor 20a becomes conductive by the position detection signals of the curves 36a, 36b, .... An electric signal obtained by inverting an output electric pulse of a predetermined width of the monostable circuit, which is energized by the differential pulse at the starting ends of the curves 36a, 36b, ... With an inverting circuit, is input to the terminal 4-2. Therefore, the transistor 4d,
The SCR 5d becomes conductive and the high voltage of the capacitor 41b is applied to the armature coil 32a to make the rise of energization rapid. In the subsequent 120 ° section, the armature current is held at the set value by the chopper circuit, and electrostatic energy corresponding to the chopper frequency (the number of choppers) is accumulated in the capacitor 41a.

【0038】ブロック回路B,Cはそれぞれ電機子コイ
ル32b,32e及び電機子コイル32c,32fの通
電制御回路で、前述した電機子コイル32a,32dと
全く同じ構成のものとなっている。端子42b,42c
には、図22の曲線37a,37b,…と曲線38a,
38b,…の電気信号が入力され、端子42e,42f
には曲線44a,44b,…と曲線45a,45bの電
気信号が入力される。以上の説明より理解されるように
本発明の目的が達成される。ダイオード21d,21e
は、コンデンサ41a,41bの放電回路となるもので
ある。コンデンサ41a,41bを除去し、この代りに
コンデンサ47a,47bを点線で示すように設けても
本発明を実施することができる。ブロック回路Cを除去
し、電機子コイル32a,32dを図10の電機子コイ
ルK,Mと置換し、電機子コイル32b,32eを図1
0の電機子コイルL,Nと置換して図23の位置検知信
号により通電制御を行なうと2相の電動機となり、本発
明の目的を達成することができる。
The block circuits B and C are energization control circuits for the armature coils 32b and 32e and the armature coils 32c and 32f, respectively, and have the same structure as the armature coils 32a and 32d. Terminals 42b, 42c
22 and curves 38a, 37b, ...
The electric signals of 38b, ... Are input, and the terminals 42e, 42f are input.
The electric signals of the curves 44a, 44b, ... And the curves 45a, 45b are input to. As can be understood from the above description, the object of the present invention is achieved. Diodes 21d, 21e
Is a discharge circuit for the capacitors 41a and 41b. The present invention can be implemented by removing the capacitors 41a and 41b and providing the capacitors 47a and 47b as shown by dotted lines instead. The block circuit C is removed, the armature coils 32a and 32d are replaced with the armature coils K and M in FIG. 10, and the armature coils 32b and 32e are shown in FIG.
When the armature coils L and N of 0 are replaced and the energization control is performed by the position detection signal of FIG.

【0039】図12の回路は、図11の回路のコンデン
サ47a,47bの放電回路を変更した実施例である。
図12において、端子42aより入力される位置検知信
号の曲線36a,36b,…により、トランジスタ20
aが導通して電機子コイル32aは120度の巾の通電
が行なわれる。SCR23aのゲート端子23−1には
端子42aの入力電気信号となっているので、上記した
電機子電流の通電区間のチョッパ作用のある間は、図1
1の場合と同じくチョッパ周波数に対応した静電エネル
ギの蓄積がコンデンサ47aに行なわれる。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の磁気エネルギは全部コンデンサ4
7aに充電されて高電圧とする。60度回転すると、端
子42dに位置検知信号43a,43b,…が入力され
てトランジスタ20bが導通する。コンデンサ47aの
放電は、電機子コイル32d,トランジスタ20b,抵
抗22a,ダイオード21gの順で行なわれるので、電
機子電流の立上りを急速とし、又銅損と鉄損によるエネ
ルギ損失を補填できるので立上りはより急速となる。そ
の後の120度の区間の通電は電源より行なわれて、チ
ョッパ回路により電機子電流は設定値となる。この区間
内におけるチョッパ作用により、コンデンサ47bには
静電エネルギが蓄積される。
The circuit of FIG. 12 is an embodiment in which the discharging circuit of the capacitors 47a and 47b of the circuit of FIG. 11 is changed.
In FIG. 12, the transistor 20 is indicated by the curves 36a, 36b, ... Of the position detection signal input from the terminal 42a.
When a is conducted, the armature coil 32a is energized with a width of 120 degrees. Since the gate terminal 23-1 of the SCR 23a receives the input electric signal of the terminal 42a, the gate terminal 23-1 of FIG.
As in the case of 1, the electrostatic energy corresponding to the chopper frequency is stored in the capacitor 47a. When the transistor 20a is turned off at the end of the position detection signal,
The magnetic energy of the armature coil 32a is entirely the capacitor 4
7a is charged to a high voltage. When rotated by 60 degrees, the position detection signals 43a, 43b, ... Are input to the terminal 42d and the transistor 20b becomes conductive. The capacitor 47a is discharged in the order of the armature coil 32d, the transistor 20b, the resistor 22a, and the diode 21g. Therefore, the rise of the armature current can be made rapid, and the energy loss due to copper loss and iron loss can be compensated for. It will be more rapid. The energization for the subsequent 120 ° section is performed by the power supply, and the armature current reaches the set value by the chopper circuit. Electrostatic energy is accumulated in the capacitor 47b due to the chopper action in this section.

【0040】トランジスタ20bが不導通に転化する
と、電機子コイル32dの磁気エネルギは、ダイオード
21b,21eを介してコンデンサ47bに充電されて
更に高電圧に保持される。次の位置検知信号によりトラ
ンジスタ20aが導通すると、コンデンサ47bの放電
は電機子コイル32a,トランジスタ20a,抵抗22
a,ダイオード21hの順で行なわれるので電機子電流
の立上りが急速となる。端子42b,42e及び端子4
2c,42fの入力位置検知信号により通電制御に行な
われるブロック回路B(電機子コイル32b,32eを
含む)ブロック回路(電機子コイル32c,32fを含
む)は、上述した電機子コイル32a,32dの通電制
御回路と全く同じ構成となっている。以上の説明より理
解されるように、3相全波通電が行なわれて本発明の目
的が達成される作用効果がある。図11の実施例で説明
したように、ブロック回路Cを除去して2相全波通電の
電動機とすることができる。図11と図12の実施例に
おいて、端子40の電圧を回転速度検出信号により変更
する周知の手段により定速制御を行なうことができる。
When the transistor 20b is turned off, the magnetic energy of the armature coil 32d is charged in the capacitor 47b via the diodes 21b and 21e and held at a higher voltage. When the transistor 20a is turned on by the next position detection signal, the capacitor 47b is discharged by the armature coil 32a, the transistor 20a, and the resistor 22.
Since a and the diode 21h are performed in this order, the armature current rises rapidly. Terminals 42b, 42e and terminal 4
The block circuit B (including the armature coils 32b and 32e), which is used for energization control by the input position detection signals of 2c and 42f, includes the armature coils 32c and 32f. It has the same structure as the energization control circuit. As can be understood from the above description, there is an effect that three-phase full-wave energization is performed to achieve the object of the present invention. As described in the embodiment of FIG. 11, the block circuit C can be removed to provide a two-phase full-wave electric motor. In the embodiments of FIGS. 11 and 12, constant speed control can be performed by a known means for changing the voltage of the terminal 40 by the rotation speed detection signal.

【0041】図14は、本発明による技術をステッピン
グ電動機に適用した実施例である。本実施例は5相のリ
ラクタンス型の電動機であるが、複数相のステッピング
電動機を同じ手段により構成することもできる。端子4
2a,42b,42g,42hには5相のステッピング
電気信号が入力される。ステッピング電気信号は、パル
ス発振器の出力パルス分配器に入力して得ることができ
る。端子42aの入力信号は、所定の時間巾で互いに同
じ時間巾だけ離間した矩形波のステッピング電機信号で
ある。端子42b,42c,…の入力信号は、端子42
aの入力信号より位相が順次にパルス巾の1/5だけお
くれたステッピング電気信号となっている。アンド回路
24a,基準電圧端子40,オペアンプ40a,微分回
路40b,単安定回路28a,反転回路28bはチョッ
パ回路となり、電機子コイル32aの電流を設定値に保
持している。電機子コイル32aの通電制御回路は、図
13の電機子コイル32aのものと全く同じである。従
ってその作用効果も全く同じである。従って端子42a
の入力波形に近い通電が行なわれている。ブロック回路
59a,59b,…,59dは、基準電圧端子40が共
通で、オペアンプ40a,微分回路40bその他を含む
チョッパ回路で、アンド回路24b,24c,24g,
24h及び抵抗22b,22c,…,22hとともにチ
ョッパ回路となって、対応する電機子コイルを設定値に
保持している。端子4fには、ブロック回路4と同じ構
成の回路を介して端子42bの入力信号が入力されてい
る。SCR5b,トランジスタ4d,4eはそれぞれS
CR5a,トランジスタ4a,4bと対応する作用を行
なっているので、電機子コイル32bは端子42bの入
力ステッピング信号に対応して通電され、高速度の回転
でも電機子電流をステッピング信号の波形に近い形状と
することができる。
FIG. 14 shows an embodiment in which the technique according to the present invention is applied to a stepping motor. Although the present embodiment is a five-phase reluctance type electric motor, a plurality of phase stepping electric motors can be configured by the same means. Terminal 4
Five-phase stepping electric signals are input to 2a, 42b, 42g, and 42h. The stepping electric signal can be obtained by inputting it to the output pulse distributor of the pulse oscillator. The input signal of the terminal 42a is a rectangular wave stepping electric machine signal separated by a predetermined time width and the same time width. The input signals of the terminals 42b, 42c, ...
It is a stepping electric signal whose phase is sequentially delayed by ⅕ of the pulse width from the input signal a. The AND circuit 24a, the reference voltage terminal 40, the operational amplifier 40a, the differentiating circuit 40b, the monostable circuit 28a, and the inverting circuit 28b serve as a chopper circuit, which holds the current of the armature coil 32a at a set value. The energization control circuit for the armature coil 32a is exactly the same as that for the armature coil 32a in FIG. Therefore, the action and effect are exactly the same. Therefore, the terminal 42a
Energization is being performed close to the input waveform of. The block circuits 59a, 59b, ..., 59d are chopper circuits that have a common reference voltage terminal 40 and include an operational amplifier 40a, a differentiating circuit 40b, etc., and AND circuits 24b, 24c, 24g ,.
24h and resistors 22b, 22c, ..., 22h form a chopper circuit to hold the corresponding armature coil at the set value. The input signal of the terminal 42b is input to the terminal 4f via a circuit having the same configuration as the block circuit 4. SCR 5b and transistors 4d and 4e are S
Since the CR5a and the transistors 4a and 4b perform the corresponding actions, the armature coil 32b is energized in response to the input stepping signal at the terminal 42b, and the armature current has a shape close to the waveform of the stepping signal even at high speed rotation. Can be

【0042】ブロック回路P,Q,Rは、電機子コイル
32a,32bと同じ通電制御回路で、ダイオード49
a,49bに対応するダイオード49c,49g,49
h及びトランジスタ20a,20bに対応するトランジ
スタ20c,20g,20hが分離して示されている。
以上の構成なので、端子42a,42b,…,42hに
5相のステッピング電気信号を入力することによりステ
ッピング電動機として駆動され、周波数の大きい例えば
数万サイクルのステッピング電気信号によっても対応す
る回転が可能となり、リラクタンス型のステッピング電
動機の長所のみを保存し、欠点を除去できる作用効果が
ある。電機子コイル32a,32b,32cのみの回路
とし、図1の構成のリラクタンス型電動機とすると、3
相のステッピング電動機を構成することができる。図1
の磁極に歯を複数個設けることにより、ステップ角の小
さいものが得られ、しかも回転数を増大することができ
る。
The block circuits P, Q and R are the same energization control circuits as the armature coils 32a and 32b, and the diode 49
diodes 49c, 49g, 49 corresponding to a, 49b
h and transistors 20c, 20g, 20h corresponding to transistors 20a, 20b are shown separately.
With the above configuration, by inputting a 5-phase stepping electric signal to the terminals 42a, 42b, ..., 42h, it is driven as a stepping electric motor, and corresponding rotation is possible even with a stepping electric signal having a large frequency, for example, tens of thousands of cycles. The advantage is that only the advantages of the reluctance type stepping motor can be preserved and defects can be eliminated. Assuming that the circuit includes only the armature coils 32a, 32b, and 32c, and the reluctance motor having the configuration of FIG.
A phase stepping motor can be constructed. Figure 1
By providing a plurality of teeth on the magnetic pole, it is possible to obtain a small step angle and increase the number of rotations.

【0043】次に本発明の手段をマグネット回転子を有
する周知の直流ブラシレス3相電動機に適用した実施例
につき説明する。図18において、、電機子コイル32
a,32dは、第1の相の磁極にバイフアラ巻きされた
電機子コイルで、一般には1個の電機子コイルとなり往
復通電が行なわれているものである。電機子コイル32
aが通電されると磁極はN極に励磁され、電機子コイル
32dが通電されるとその磁極はS極に励磁される。第
2の相の電機子コイル32b,32e及び第3の相の電
機子コイル32c,32fについても上記した事情は全
く同様である。端子42a,42dには、図22の位置
検知信号曲線36a,36b,…と曲線43a,43
b,…がそれぞれ入力される。図9の回路と同一の構成
となっているので、その作用効果も同様である。ブロッ
ク回路B,Cはそれぞれ電機子コイル32b,32eと
電機子コイル32c,32fの通電制御の為の回路で、
上述した回路と同じ構成である。コンデンサ47aの高
電圧は、端子42aに入力される位置検知信号の始端部
において導通するSCR5aを介して電機子コイル32
aに印加されて電機子電流の立上りを急速とし、又コン
デンサ47aの高電圧は、端子42dに入力される位置
検知信号の始端部において導通するSCR5bを介して
電機子コイル32dの電機子電流の立上りを急速とす
る。ブロック回路32は、SCR5a,トランジスタ4
a,4b,ブロック回路4と同じ構成のもので、端子4
2dの入力信号の始端部の電気パルスにより付勢され
て、SCR5bをその巾だけ導通するものである。チョ
ッパ回路により、コンデンサ47aをその周波数に対応
した充電を行ない、電機子コイル間を磁気エネルギが移
動するときの銅損と鉄損を補填して電機子電流をより急
速とする作用も図9と同様である。端子42b,42e
には、図22の曲線37a,37b,…と曲線44a,
44b,…の電気信号が入力され、端子42c,42f
には、曲線38a,38b,…と曲線45a,45b,
…の電気信号が入力される。以上の構成なので、図9の
場合と同様に、減トルクと反トルクの発生が高速回転で
もなく、効率の良い高速電動機が得られる。高価なパワ
素子の数が従来の手段即ち3組のトランジスタブリッジ
回路の場合の1/2となる特徴がある。
Next, an embodiment in which the means of the present invention is applied to a known DC brushless three-phase motor having a magnet rotor will be described. In FIG. 18, the armature coil 32
Reference characters a and 32d are armature coils that are bifilarly wound around the magnetic poles of the first phase, and generally become one armature coil for reciprocal energization. Armature coil 32
When a is energized, the magnetic pole is excited to N pole, and when the armature coil 32d is energized, the magnetic pole is excited to S pole. The above circumstances are exactly the same for the second-phase armature coils 32b and 32e and the third-phase armature coils 32c and 32f. The terminals 42a, 42d have position detection signal curves 36a, 36b, ... And curves 43a, 43 shown in FIG.
b, ... Are input respectively. Since it has the same configuration as the circuit of FIG. 9, the operation and effect are also the same. Block circuits B and C are circuits for controlling energization of the armature coils 32b and 32e and the armature coils 32c and 32f, respectively.
It has the same configuration as the circuit described above. The high voltage of the capacitor 47a is transmitted to the armature coil 32 via the SCR 5a that conducts at the starting end of the position detection signal input to the terminal 42a.
applied to a to make the rise of the armature current rapid, and the high voltage of the capacitor 47a causes the armature current of the armature coil 32d to pass through the SCR 5b conducted at the beginning of the position detection signal input to the terminal 42d. The rise is rapid. The block circuit 32 includes the SCR 5a and the transistor 4
a, 4b, having the same configuration as the block circuit 4, the terminal 4
It is energized by an electric pulse at the beginning of the input signal of 2d to make the SCR 5b conductive by its width. With the chopper circuit, the capacitor 47a is charged according to its frequency, and the copper loss and iron loss when magnetic energy moves between the armature coils are compensated to make the armature current faster. It is the same. Terminals 42b, 42e
22 and the curves 44a, 37b, ...
The electric signals of 44b, ... Are input and the terminals 42c, 42f are input.
, And curves 45a, 45b, ...
The electric signal of ... Is input. With the above configuration, as in the case of FIG. 9, the reduction torque and the counter torque are not generated at high speed rotation, and an efficient high speed electric motor can be obtained. It is characterized in that the number of expensive power elements is 1/2 that of the conventional means, that is, three sets of transistor bridge circuits.

【0044】図19は、図11のリラクタンス型3相全
波通電の電動機の通電制御手段をマグネット回転子を有
する3相直流電動機に適用した実施例である。作用効果
は図11の場合と全く同様なので説明を省略する。図2
0は、図12のリラクタンス型3相全波通電の電動機の
通電制御手段をマグネット回転子を有する3相直流電動
機に適用した実施例である。作用効果は図12の場合と
全く同様なので説明を省略する。図19,図20の通電
制御回路により本発明の目的が達成されることは明らか
である。図15,16,17に示す通電制御手段をマグ
ネット回転子を有する直流電動機に適用しても本発明を
実施することができる。
FIG. 19 shows an embodiment in which the energization control means of the reluctance type three-phase full-wave motor of FIG. 11 is applied to a three-phase DC motor having a magnet rotor. The function and effect are exactly the same as in the case of FIG. Figure 2
0 is an embodiment in which the energization control means of the reluctance type three-phase full-wave electric motor of FIG. 12 is applied to a three-phase DC electric motor having a magnet rotor. Since the function and effect are exactly the same as those in the case of FIG. 12, description thereof will be omitted. It is obvious that the object of the present invention can be achieved by the energization control circuits of FIGS. The present invention can also be implemented by applying the energization control means shown in FIGS. 15, 16 and 17 to a DC motor having a magnet rotor.

【0045】[0045]

【発明の効果】【The invention's effect】

第1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2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。
ステッピング電動機の場合には、高い周波数のステッピ
ング電気信号に対応して駆動することができ、このとき
にも出力トルクの減少がなく、乱調が防止される。1つ
の電機子コイルの通電が停止されたときに、その蓄積磁
気エネルギをコンデンサの静電エネルギとして転化し、
それを次に通電すべき電機子コイルの磁気エネルギに転
化している。従って、該コンデンサの容量を変更するこ
とにより、通電電流の立上がりと降下を必要な速さで制
御できるので、高速回転で効率の良い電動機を得ること
ができる。 第3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インダクタンスコイルに蓄
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
立上が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。
First effect Only one power element for controlling the energization of the armature coil is provided on the negative electrode side of the power supply, resulting in low cost. Second effect A high-speed motor (up to 100,000 rpm) can be obtained. Effective technology can be obtained because neither torque reduction nor anti-torque is generated even at high speed rotation.
In the case of the stepping electric motor, the stepping electric motor can be driven in response to the high frequency stepping electric signal, and even at this time, the output torque is not reduced and the disturbance is prevented. When energization of one armature coil is stopped, the stored magnetic energy is converted into electrostatic energy of the capacitor,
It is converted into the magnetic energy of the armature coil to be energized next. Therefore, by changing the capacity of the capacitor, rise and fall of the energizing current can be controlled at a required speed, so that an efficient electric motor can be obtained at high speed rotation. Third Effect The chopper circuit can hold the armature current at a set value or perform constant speed control, and the magnetic energy stored in the inductance coils by utilizing the chopper action causes magnetic energy to flow between the armature coils. Compensating for the copper loss of the armature coil and the iron loss of the magnetic core when moving. Therefore, the rise and fall of the current flowing through the armature coil can be made extremely rapid,
An electric motor with high output torque and high output torque can be obtained. It can also be driven by a low voltage power supply.

【0046】[0046]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による3相片波リラクタンス型電動機の
平面図
FIG. 1 is a plan view of a three-phase single-wave reluctance motor according to the present invention.

【図2】本発明による3相全波リラクタンス型電動機の
平面図
FIG. 2 is a plan view of a three-phase full-wave reluctance motor according to the present invention.

【図3】図1の電動機の電機子と回転子の展開図3 is a development view of an armature and a rotor of the electric motor of FIG.

【図4】図2の電動機の電機子と回転子の展開図4 is a development view of an armature and a rotor of the electric motor of FIG.

【図5】2相全波通電のリラクタンス型電動機の電機子
と回転子の展開図
FIG. 5 is an exploded view of an armature and a rotor of a two-phase full-wave reluctance type electric motor

【図6】2相の位置検知装置の電気回路図FIG. 6 is an electric circuit diagram of a two-phase position detection device.

【図7】3相の位置検知装置の電気回路図FIG. 7 is an electric circuit diagram of a three-phase position detection device.

【図8】従来の電機子コイルの通電制御回路図FIG. 8 is a conventional armature coil energization control circuit diagram.

【図9】3相全波通電のリラクタンス型電動機の電機子
コイルの通電制御回路図
FIG. 9 is an energization control circuit diagram of an armature coil of a three-phase full-wave energizing reluctance motor.

【図10】2相全波通電のリラクタンス型電動機の電機
子コイルの通電制御回路図
FIG. 10 is an energization control circuit diagram of an armature coil of a reluctance type electric motor with two-phase full-wave energization.

【図11】3相全波通電のリラクタンス型電動機の電機
子コイルの通電制御回路の他の実施例の回路図
FIG. 11 is a circuit diagram of another embodiment of an energization control circuit for an armature coil of a reluctance type electric motor with three-phase full-wave energization.

【図12】図11の通電制御回路の他の実施例の回路図12 is a circuit diagram of another embodiment of the energization control circuit of FIG.

【図13】3相全波通電のリラクタンス型電動機の通電
制御回路図の他の実施例の回路図
FIG. 13 is a circuit diagram of another embodiment of an energization control circuit diagram of a three-phase full-wave energizing reluctance motor.

【図14】5相ステッピング電動機の電機子コイルの通
電制御回路図
FIG. 14 is a circuit diagram of an energization control of an armature coil of a 5-phase stepping motor.

【図15】3相片波若しくは全波のリラクタンス型電動
機の電機子コイルの通電制御回路図
FIG. 15 is an energization control circuit diagram of an armature coil of a three-phase single-wave or full-wave reluctance motor.

【図16】図15の通電制御回路の他の実施例の回路図16 is a circuit diagram of another embodiment of the energization control circuit of FIG.

【図17】図15の通電制御回路の更に他の実施例の回
路図
FIG. 17 is a circuit diagram of yet another embodiment of the energization control circuit of FIG.

【図18】マグネット回転子を有する3相直流電動機の
電機子コイルの通電制御回路図
FIG. 18 is an energization control circuit diagram of an armature coil of a three-phase DC motor having a magnet rotor.

【図19】図18の通電制御回路の他の実施例の回路図19 is a circuit diagram of another embodiment of the energization control circuit of FIG.

【図20】図18の通電制御回路の更に他の実施例の回
路図
FIG. 20 is a circuit diagram of still another embodiment of the energization control circuit of FIG.

【図21】位置検知信号と電機子電流のタイムチャートFIG. 21 is a time chart of a position detection signal and an armature current.

【図22】3相のリラクタンス型電動機の位置検知信号
のタイムチャート
FIG. 22 is a time chart of a position detection signal of a three-phase reluctance motor.

【図23】2相のリラクタンス型電動機の位置検知信号
のタイムチャート
FIG. 23 is a time chart of a position detection signal of a two-phase reluctance motor.

【0047】[0047]

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1b,…、3,3a,3b,… 回転子と突
極 5 回転軸 16,16a,16b,… 電機子と磁極 17a,17b,…、6a,6b 電機子イル 9 外筺 10a,10b,10c,10d,10e,10d
0e…位置検知コイル 32a,32b,…,32f 電機子コイル K,L,M,N 電機子コイル B,C,D,F,G,H,I,P,Q,R,S,T,
電機子コイルの通電制御をするブロック回路 4,32 ブロック回路 40 基準電圧端子 2a,2b 直流電源端子 40b 微分回路 28a 単安定回路 59a,59b,…,59d チョッパ作用を有するブ
ロック回路 8a,8b,8c 位置検知信号を得るブロック回路 9a,9b,9c… トルク曲線 25,26a,26b,26c,27,27a,27
b,27c,28a,28b,…、29a,29b,
…、30a,30b,…、31a,31b,… 電機子
コイルの通電曲線
1, 1a, 1b, ..., 3, 3a, 3b, ... Rotor and salient pole 5 Rotating shafts 16, 16a, 16b, ... Armature and magnetic poles 17a, 17b, ..., 6a, 6b Armature il 9 Outer housing 10a , 10b, 10c, 10d, 10e, 10d , 1
0e ... Position detection coils 32a, 32b, ..., 32f Armature coils K, L, M, N Armature coils B, C, D, F, G, H, I, P, Q, R, S, T,
Block circuit for controlling energization of armature coil 4,32 Block circuit 40 Reference voltage terminals 2a, 2b DC power supply terminal 40b Differentiating circuit 28a Monostable circuit 59a, 59b, ..., 59d Block circuit 8a, 8b, 8c having chopper action Block circuits for obtaining position detection signals 9a, 9b, 9c ... Torque curves 25, 26a, 26b, 26c, 27, 27a, 27
b, 27c, 28a, 28b, ..., 29a, 29b,
..., 30a, 30b, ..., 31a, 31b, ... energization curve of armature coil

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年2月5日[Submission date] February 5, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0022[Name of item to be corrected] 0022

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0022】次に図9の実施例につき、3相全波通電の
電動機につき説明する。図9において、端子42a,4
2dより、位置検知信号曲線36a,36b,…と曲線
43a,43b,…の電気信号が入力される。従って電
機子コイル32aと32dには120度の巾で180度
の位相差のある通電が行なわれる。基準電圧端子40、
オペアンプ40a,微分回路40b,単安定回路28
a,反転回路28b,アンド回路24a,24bは図1
3の場合と同様にチョッパ回路となり、電機子電流を設
定値に保持している。電機子コイル32aの通電が断た
れると蓄積磁気エネルギはダイオード21a,21dを
介して小容量のコンデンサ47aに流入充電されてこれ
を高電圧に保持する。回転子が60度回転すると、電機
子コイル32dの通電が開始されるが、このときに、S
CR5a,トランジスタ4a,4bが導通するので、コ
ンデンサ47aの高電圧が印加されて通電電流の立上り
を急速とする。電機子コイル32dの通電が断たれる
と、蓄積磁気エネルギは、コンデンサ47aにダイオー
ド21b,21eを介して流入充電して保持され、次に
電機子コイル32aの通電が開始されたときに、コンデ
ンサ47aの高電圧がブロック回路32を介して電機子
コイル32aの通電の立上りを急速とする。ブロック回
路4は、図13の同一記号のものと同じ回路なので、ト
ランジスタ20bが導通して電機子コイル32dの通電
が開始されたときに所定の巾だけトランジスタ4a,4
b,SCR5aを導通し、コンデンサ47aの放電を行
ない通電電流の立上りを急速とすることができる。ブロ
ック回路32は、SCR5a,トランジスタ4a,4b
の回路と全く同じ構成の回路で、端子42aの入力信号
により付勢され、トランジスタ20aが導通したとき
に、所定のみじかい時間導通して、コンデンサ47aを
電機子コイル32aを通って放電して通電電流の立上り
を急速とする。従って反トルクと減トルクの発生が防止
される作用効果がある。
Next, a three-phase full-wave energizing motor will be described with reference to the embodiment shown in FIG. In FIG. 9, terminals 42a, 4
From 2d, the electric signals of the position detection signal curves 36a, 36b, ... And the curves 43a, 43b ,. Therefore, the armature coils 32a and 32d are energized with a width of 120 degrees and a phase difference of 180 degrees. Reference voltage terminal 40,
Operational amplifier 40a, differentiating circuit 40b, monostable circuit 28
a, the inverting circuit 28b, and the AND circuits 24a and 24b are shown in FIG.
Similar to the case of 3, the circuit becomes a chopper circuit and holds the armature current at the set value. When the energization of the armature coil 32a is cut off, the stored magnetic energy flows into the small-capacity capacitor 47a via the diodes 21a and 21d and is charged and held at a high voltage. When the rotor rotates 60 degrees, the energization of the armature coil 32d starts, but at this time, S
Since the CR 5a and the transistors 4a and 4b become conductive, the high voltage of the capacitor 47a is applied to make the rising of the energization current rapid. When the energization of the armature coil 32d is cut off, the stored magnetic energy is held by being charged and stored in the capacitor 47a through the diodes 21b and 21e, and when the energization of the armature coil 32a is started next, The high voltage of 47a causes the rise of the energization of the armature coil 32a via the block circuit 32 to be rapid. Since the block circuit 4 is the same circuit as the one with the same symbol in FIG. 13, when the transistor 20b is turned on and the energization of the armature coil 32d is started, the transistors 4a, 4 have a predetermined width.
b, the SCR 5a is conducted, the capacitor 47a is discharged, and the rise of the energizing current can be made rapid. The block circuit 32 includes an SCR 5a, transistors 4a and 4b.
When the transistor 20a is energized by the input signal of the terminal 42a and the transistor 20a is energized, the circuit is energized by discharging the capacitor 47a through the armature coil 32a. The current rises rapidly. Therefore, there is an effect that the generation of the counter torque and the reduction torque is prevented.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0027[Name of item to be corrected] 0027

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0027】コンデンサ47a,47b,47cを除去
して点線で接続されたコンデンサ46a,46b,46
cを設けても同じ目的が達成される。コンデンサ46
a,46b,46cの負極側にはSCR23a,23
b,23c及びダイオード21g,21h,21iで示
す回路と同じ作用を行なう回路が挿入されるが省略して
図示しない。前述した他の実施例も同様であるが、ダイ
オード49a,49b,49cは、コンデンサ47a,
47b,47cの高電圧により電源側に通電されること
を防止する為のものである。3相両波通電の場合には、
ブロック回路Dが付加される。ブロック回路Dは電機子
コイル32d,32e,32fの通電制御をする前述し
た回路と同じ構成のものである。端子42d,42e,
42fには、それぞれ図22の位置検知信号曲線43
a,43b,…とその下段の2系列の曲線の電気信号が
入力され、各電機子コイルに120度の巾の通電を行な
うように構成されている。チョッパ回路も独立に付設さ
れている。以上の構成なので発明の目的が達成される3
相全波通電のリラクタンス型電動機が得られる。
Capacitors 46a, 46b, 46 connected by dotted lines by removing capacitors 47a, 47b, 47c
The same purpose is achieved by providing c. Capacitor 46
SCRs 23a, 23 are provided on the negative side of a, 46b, 46c.
Circuits that perform the same operations as the circuits shown by b, 23c and the diodes 21g, 21h, 21i are inserted, but not shown. The same applies to the other embodiments described above, but the diodes 49a, 49b and 49c are the same as the capacitors 47a,
This is to prevent the power supply side from being energized by the high voltage of 47b and 47c. In the case of 3-phase dual wave energization,
A block circuit D is added. The block circuit D has the same configuration as the above-mentioned circuit for controlling the energization of the armature coils 32d, 32e, 32f. Terminals 42d, 42e,
42f shows the position detection signal curve 43 of FIG.
, and the electric signals of the two series of curves in the lower stage thereof are input, and each armature coil is energized with a width of 120 degrees. The chopper circuit is also attached independently. With the above configuration, the object of the invention can be achieved. 3
A reluctance type electric motor of full-wave phase conduction can be obtained.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0032[Name of item to be corrected] 0032

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0032】図6は上述したコイルより位置検知信号を
得る電気回路である。発振器10,コイル10d,抵抗
15a,15b,…,オペアンプ13等は、図7の同一
記号のものと同じ部材である。従って端子7aより、1
20度の巾の突出部3a,3b,…と同じ巾と位相差を
有する矩形波の電気信号が得られる。コイル10dより
得られる位置検知信号が図23のタイムチヤートにおい
て、曲線50a,50b,…として示されている。コイ
ル10eを含む同じ構成のブロック回路8a,コイル
0d10eを含む同じ構成のブロック回路8b,8c
の端子7b,7c,7dより位置検知信号が得られる。
端子7bの出力信号は、図23において曲線52a,5
2b,…として示され、端子7c,7dの出力信号は,
それぞれ曲線51a,51b,…及び曲線53a,53
b,…として示されている。各曲線の巾は120度で、
順次に位相が90度おくれている。図5の突出部3a,
3b,…の巾を90度に変更すると、コイル10d,1
0e,10d10eより得られる位置検知信号は図2
3のタイムチヤートにおいて、曲線54a,54b,
…,曲線55a,55b,…,曲線56a,56b,
…,曲線57a,57b,…として示されている。各曲
線の巾は90度で、順次に位相が90度おくれている。
矢印50は180度の区間を示している。
FIG. 6 shows an electric circuit for obtaining a position detection signal from the above-mentioned coil. The oscillator 10, the coil 10d, the resistors 15a, 15b, ..., The operational amplifier 13 and the like are the same members as those having the same symbols in FIG. Therefore, from terminal 7a, 1
A rectangular wave electric signal having the same width and phase difference as the protrusions 3a, 3b, ... The position detection signal obtained from the coil 10d is shown as curves 50a, 50b, ... In the time chart of FIG. Block circuit 8a having the same configuration including coil 10e and coil 1
Block circuits 8b and 8c having the same configuration including 0d and 10e
A position detection signal is obtained from the terminals 7b, 7c, 7d of.
The output signal of the terminal 7b is the curves 52a, 5a in FIG.
2b, ..., and the output signals at terminals 7c, 7d are
Curves 51a, 51b, ... And curves 53a, 53, respectively
It is shown as b, ... The width of each curve is 120 degrees,
The phases are sequentially delayed by 90 degrees. The protrusion 3a of FIG.
When the width of 3b, ... Is changed to 90 degrees, the coils 10d, 1
The position detection signals obtained from 0e, 10d , and 10e are shown in FIG.
In the time chart of 3, the curves 54a, 54b,
..., curves 55a, 55b, ..., curves 56a, 56b,
..., curves 57a, 57b, ... are shown. The width of each curve is 90 degrees, and the phases are sequentially delayed by 90 degrees.
An arrow 50 indicates a section of 180 degrees.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0041[Correction target item name] 0041

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0041】図14は、本発明による技術をステッピン
グ電動機に適用した実施例である。本実施例は5相のリ
ラクタンス型の電動機であるが、複数相のステッピング
電動機を同じ手段により構成することもできる。端子4
2a,42b,42c,42g,42hには5相のステ
ッピング電気信号が入力される。ステッピング電気信号
は、パルス発振器の出力パルス分配器に入力して得るこ
とができる。端子42aの入力信号は、所定の時間巾で
互いに同じ時間巾だけ離間した矩形波のステッピング電
気信号である。端子42b,42c,…の入力信号は、
端子42aの入力信号より位相が順次にパルス巾の1/
5だけおくれたステッピング電気信号となっている。ア
ンド回路24a,基準電圧端子40,オペアンプ40
a,微分回路40b,単安定回路28a,反転回路28
bはチョッパ回路となり、電機子コイル32aの電流を
設定値に保持している。電機子コイル32aの通電制御
回路は、図13の電機子コイル32aのものと全く同じ
である。従ってその作用効果も全く同じである。従って
端子42aの入力波形に近い通電が行なわれている。ブ
ロック回路59a,59b,…,59dは、基準電圧端
子40が共通で、オペアンプ40a,微分回路40bそ
の他を含むチョッパ回路で、アンド回路24b,24
c,24g,24h及び抵抗22b,22c,…,22
hとともにチョッパ回路となって、対応する電機子コイ
ルを設定値に保持している。端子4fには、ブロック回
路4と同じ構成の回路を介して端子42bの入力信号が
入力されている。SCR5b,トランジスタ4d,4e
はそれぞれSCR5a,トランジスタ4a,4bと対応
する作用を行なっているので、電機子コイル32bは端
子42bの入力ステッピング信号に対応して通電され、
高速度の回転でも電機子電流をステッピング信号の波形
に近い形状とすることができる。
FIG. 14 shows an embodiment in which the technique according to the present invention is applied to a stepping motor. Although the present embodiment is a five-phase reluctance type electric motor, a plurality of phase stepping electric motors can be configured by the same means. Terminal 4
Five-phase stepping electric signals are input to 2a, 42b, 42c, 42g, and 42h. The stepping electric signal can be obtained by inputting it to the output pulse distributor of the pulse oscillator. The input signal of the terminal 42a is a rectangular wave stepping electric signal separated by the same time width from each other in a predetermined time width. The input signals of the terminals 42b, 42c, ...
From the input signal of the terminal 42a, the phase is sequentially 1 / of the pulse width.
It is a stepping electric signal delayed by 5. AND circuit 24a, reference voltage terminal 40, operational amplifier 40
a, differentiating circuit 40b, monostable circuit 28a, inverting circuit 28
b is a chopper circuit, which holds the current of the armature coil 32a at a set value. The energization control circuit for the armature coil 32a is exactly the same as that for the armature coil 32a in FIG. Therefore, the action and effect are exactly the same. Therefore, energization close to the input waveform of the terminal 42a is performed. , 59d are chopper circuits that have a common reference voltage terminal 40 and include an operational amplifier 40a, a differentiating circuit 40b, etc., and AND circuits 24b, 24.
c, 24g, 24h and resistors 22b, 22c, ..., 22
Together with h, it becomes a chopper circuit and holds the corresponding armature coil at the set value. The input signal of the terminal 42b is input to the terminal 4f via a circuit having the same configuration as the block circuit 4. SCR 5b, transistors 4d, 4e
Respectively perform the operations corresponding to the SCR 5a and the transistors 4a and 4b, so that the armature coil 32b is energized in response to the input stepping signal at the terminal 42b,
Even at high speed rotation, the armature current can have a shape close to the waveform of the stepping signal.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図4[Name of item to be corrected] Figure 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図4】 [Figure 4]

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図13[Name of item to be corrected] Fig. 13

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図13】 [Fig. 13]

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図14[Name of item to be corrected] Fig. 14

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図14】 FIG. 14

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】固定電機子と磁性体回転子を備えた複数相
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複数個の突極
と、固定電機子の内周面より突出され、軸対称の位置に
ある磁極が同相となり、突極と僅かな空隙を介して対向
し、等しいピッチで配設されるとともに、電機子コイル
の装着される磁極の円周方向の巾が電気角で120度よ
り180度までの巾の2n個(nは3以上の正整数)の
磁極と、該磁極に装着された複数相の電機子コイルと、
突極の回転位置を検知して、複数相の位置検知信号を得
る位置検知装置と、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、複数相の位置検知信
号によりそれぞれ対応する複数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
電機子コイルに通電して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機信号を得る検出回路と、
該検出電機信号により該電機子コイルに接続されたスイ
ッチング素子を不導通に転化し、所定時間後に導通せし
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、該チョッパ回路の作動中において、スイッチング
素子が不導通に転化したときに、第2のダイオードを介
して小容量のコンデンサに磁気エネルギを流入して静電
エネルギをチョッパ周波数に対応して順次に充電して保
持する電気回路とより構成されたことを特徴とする高速
電動機。
1. A multi-phase reluctance motor comprising a fixed armature and a magnetic rotor, and a plurality of salient poles arranged on the outer peripheral surface of the magnetic rotor at equal widths and at equal spacing angles. The magnetic poles projecting from the inner peripheral surface of the fixed armature and located at axially symmetrical positions have the same phase, face the salient poles with a slight gap, are arranged at equal pitches, and are equipped with armature coils. 2n (n is a positive integer of 3 or more) magnetic poles having a width in the circumferential direction of the magnetic poles of 120 to 180 degrees in electrical angle, and a plurality of phase armature coils attached to the magnetic poles,
A position detection device that detects a rotational position of a salient pole to obtain position detection signals of a plurality of phases, one switching element that is inserted in a power supply negative electrode side of each armature coil, and a power supply positive electrode side of each armature coil. One first diode inserted in the forward direction, a DC power supply for supplying power to a series connection body of the diode, the armature coil, and the switching element, and a plurality of phase electric machines corresponding to a plurality of phase detection signals. An energization control circuit that conducts the switching element connected to the child coil by the width of the position detection signal to energize the armature coil to obtain the output torque, and when the switching element is converted to non-conduction at the end of the position detection signal, From the connection point between the switching element and the armature coil, the magnetic energy accumulated in the armature coil through the second diode flows into a small-capacity capacitor for charging and holding, The electric circuit that makes the current flowing through the armature coil drop rapidly, and the magnetic rotor rotates by a set angle, and the armature coil is energized via the switching element that is conducted by the position detection signal. When
The electrostatic energy accumulated in the small-capacitance capacitor is introduced from the connection point between the first diode and the armature coil through the semiconductor element that is turned on in synchronization with the turn-on of the switching element, and the energization current is reduced. An electric circuit that makes the rise rapid, and a detection circuit that detects that the energizing current of the armature coil has increased beyond a predetermined value to obtain a detection electric signal,
A chopper circuit that holds a conduction current at a predetermined value by converting a switching element connected to the armature coil to a non-conduction state by the detection electric machine signal and making it conductive after a predetermined time, and switching during operation of the chopper circuit. When an element is converted to non-conduction, it is composed of an electric circuit for injecting magnetic energy into a small-capacity capacitor through a second diode and sequentially charging and holding electrostatic energy corresponding to a chopper frequency. A high-speed electric motor that has been characterized.
【請求項2】固定電機子とマグネット回転子を備えた複
数相の直流電動機において、マグネット回転子の外周面
に等しい巾でN,S磁極が交互に配設された複数個の
N,S磁極と、該N,S磁極と僅かな空隙を介して対向
し、等しいピッチで配設されるとともに、電機子コイル
の装着される磁極の円周方向の巾が電気角で120度よ
り180度までの巾の3n個(nは正整数)の界磁磁極
と、該磁極に装着された複数相のバイフアラ巻きされた
電機子コイルと、N,S磁極の回転位置を検知して、電
気角で120度の巾で360度の位相差のある矩形波の
第1の相の位置検知信号ならびに第1の相の位置検知信
号と同じ波形と位相差を有し、第1の相の位置検知信号
よりそれぞれ位相が順次に電気角で120度おくれた第
2,第3の相の位置検知信号が得られる複数個の位置検
知素子を含む位置検知装置と、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接続された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の相の位置位置検知信号によりそれぞれ対応す
る第1,第2,第3の相のバイフアラ巻きされた電機子
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に通電して出力トルクを得る
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、マグネット回転子が設定
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に接続さ
れたスイッチング素子を不導通に転化し、所定時間後に
導通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、該チョッパ回路の作動中において、スイ
ッチング素子が不導通に転化したときに、第2のダイオ
ードを介して小容量のコンデンサに磁気エネルギを流入
して静電エネルギをチョッパ周波数に対応して順次に充
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
する高速電動機。
2. A multi-phase DC motor having a fixed armature and a magnet rotor, wherein a plurality of N, S magnetic poles are alternately arranged with an equal width on the outer peripheral surface of the magnet rotor. And facing the N and S magnetic poles with a slight air gap and arranged at equal pitches, and the circumferential width of the magnetic poles on which the armature coils are mounted are 120 degrees to 180 degrees in electrical angle. 3n (n is a positive integer) field magnetic poles having a width of 1, the armature coils mounted on the magnetic poles and having the biphasic winding, and the rotational positions of the N and S magnetic poles are detected, and the electrical angle is detected. A first phase position detection signal of a rectangular wave having a width of 120 degrees and a phase difference of 360 degrees, and a position detection signal of the first phase having the same waveform and phase difference as the position detection signal of the first phase. The positions of the second and third phases, each of which is sequentially 120 degrees apart in electrical angle. A position detection device including a plurality of position detection elements capable of obtaining a known signal, one switching element inserted in the power supply negative electrode side of each armature coil, and a forward connection to the power supply positive electrode side of each armature coil The above-mentioned one first diode, the DC power supply for supplying the diode, the armature coil, and the switching element connected in series, and the position detection signals of the first, second, and third phases correspond to each other. An energization control circuit that energizes the armature coil to energize the armature coil by energizing the switching element connected to the armature coil wound with the first, second, and third phases by the width of the position detection signal, and switching. When the element is turned off at the end of the position detection signal, the magnetic energy accumulated in the armature coil from the connection point between the switching element and the armature coil via the second diode. An electric circuit that charges and holds a small-capacity capacitor by inflowing it and makes the current flowing through the armature coil rapid, and a switching element that rotates the magnet rotor by a set angle and conducts it according to a position detection signal. When the energization of the armature coil is started via the, the small-capacity capacitor described above from the connection point of the first diode and the armature coil via the semiconductor element which is conducted in synchronization with the switching element. An electric circuit for making the rise of the energizing current flow rapidly by inflowing the electrostatic energy accumulated in, and a detecting circuit for detecting that the energizing current of the armature coil has increased beyond a predetermined value to obtain a detected electric signal, The switching element connected to the armature coil is converted to non-conduction by the detected electric signal and is made conductive after a predetermined time so that the conduction current is held at a predetermined value. During the operation of the chopper circuit and the chopper circuit, when the switching element is turned into non-conduction, magnetic energy flows into the small-capacity capacitor through the second diode, and electrostatic energy corresponds to the chopper frequency. A high-speed electric motor comprising an electric circuit for sequentially charging and holding the electric power.
【請求項3】固定電機子と磁性体回転子を備えた複数相
のリラクタンス型のステッピング電動機において、磁性
体回転子の外周面に等しい巾と等しいピッチで配設され
た複数個の突極と、固定電機子の内周面より突出され、
軸対称の位置にある。磁極が同相となり、突極と僅かな
空隙を介して対向するとともに、電機子コイルの装着さ
れる磁極の円周方面の巾が電気角で180度の巾の2n
個(nは3以上の正整数)の磁極と、該磁極に装着され
た複数相の電機子コイルと、所定の時間巾で、互いに同
じ時間巾だけ離間した電気信号とこれより所定の位相差
で配設された電気信号よりなる複数相のステッピング電
気信号を発生するパルス発振器及びパルス分配器と、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、複数相のステッピング電気信号によりそれ
ぞれ対応する複数相の電機子コイルに接続したスイッチ
ング素子をステッピング電気信号の巾だけ導通して電機
子コイルに通電し、ステッピングトルクを得る通電制御
回路と、スイッチング素子がステッピング電気信号の末
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、次に到来するステッピン
グ電気信号により該電機子コイルに接続されたスイッチ
ング素子が導通されて通電が開始されたときに、該スイ
ッチング素子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された静電エネルギを
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に接続されたスイッチン
グ素子を不導通に転化し、所定時間後に導通せしめるこ
とにより通電電流を所定値に保持するチョッパ回路と、
該チョッパ回路の作動中において、スイッチング素子が
不導通に転化したときに、第2のダイオードを介して小
容量のコンデンサに磁気エネルギを流入して静電エネル
ギをチョッパ周波数に対応して順次に充電して保持する
電気回路とより構成されたことを特徴とする高速電動
機。
3. A multi-phase reluctance type stepping motor having a fixed armature and a magnetic rotor, wherein a plurality of salient poles are provided on the outer peripheral surface of the magnetic rotor at equal intervals and pitches. , Is projected from the inner peripheral surface of the fixed armature,
Axisymmetric position. The magnetic poles are in phase, face the salient poles through a slight air gap, and the width of the circumferential surface of the magnetic pole on which the armature coil is mounted is 180 degrees in electrical angle, 2n.
(N is a positive integer of 3 or more) magnetic poles, a plurality of phase armature coils mounted on the magnetic poles, an electric signal separated by the same time width and a predetermined phase difference from each other for a predetermined time width. A pulse oscillator and a pulse distributor that generate a multi-phase stepping electric signal composed of electric signals, one switching element inserted on the negative electrode side of each armature coil, and each armature coil. One first diode inserted in the forward direction on the positive electrode side of the power source, a DC power source for supplying the diode, the armature coil, and the switching element in series connection, and a plurality of corresponding plurality of stepping electrical signals. An energization control circuit for obtaining a stepping torque by energizing the armature coil by energizing the switching element connected to the phase armature coil by the width of the stepping electric signal, and a switch When the switching element is converted into non-conduction at the end of the stepping electric signal, the magnetic energy accumulated in the armature coil via the second diode from the connection point between the switching element and the armature coil is converted into a small-capacity capacitor. The electrical circuit that charges the armature coil by inflow and holds it rapidly, and the switching element connected to the armature coil is turned on by the next stepping electric signal to start energization. When this happens, the electrostatic energy accumulated in the small-capacity capacitor is introduced from the connection point between the first diode and the armature coil through the semiconductor element that is conducted in synchronization with the switching element. An electric circuit that makes the rise of the energization current rapid, and a detection that the energization current of the armature coil has increased beyond a specified value to obtain a detection electrical signal And road, a switching element connected to the armature coil to convert the non-conductive by the detection electric signal, and a chopper circuit for holding the energizing current to a predetermined value by allowed to conduct after a predetermined time,
During the operation of the chopper circuit, when the switching element is turned into non-conduction, magnetic energy flows into the small-capacity capacitor through the second diode to sequentially charge the electrostatic energy corresponding to the chopper frequency. A high-speed electric motor characterized by being configured with an electric circuit for holding the same.
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