JPH0746808A - Three-phase reluctance-type motor - Google Patents

Three-phase reluctance-type motor

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JPH0746808A
JPH0746808A JP5226302A JP22630293A JPH0746808A JP H0746808 A JPH0746808 A JP H0746808A JP 5226302 A JP5226302 A JP 5226302A JP 22630293 A JP22630293 A JP 22630293A JP H0746808 A JPH0746808 A JP H0746808A
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armature
phase
position detection
coil
armature coil
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Itsuki Ban
五紀 伴
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Secoh Giken Co Ltd
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Secoh Giken Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To reduce vibrations, to make the speed of a rotation high and to increase an output torque by a method wherein a rise in the energization of an armature coil is made fast, all salient poles for a rotor are made to contribute to the output torque without suspension and a device having an output torque characteristic compensating the U-shaped part of a ripple torque is added. CONSTITUTION:Three-phase armature coils are wound on slots 17a to 17f in a fixed armature 16, an attraction force is generated simultaneously at salient poles 1a, 1b for a rotor 1, and the generation of vibrations is suppressed. In addition, a diode and a capacitor are installed additionally, the current of the armature coils drops suddenly, or it is made to rise, and an output increases. In addition, an electric current is supplied to the individual armature coils at a point of time when the salient poles 1a, 1b intrude into magnetic poles 16a to 16f for the fixed armature 16 or a little before the point of time, and the energization is adjusted by taking into consideration the rotational speed, the efficiency and the output torque of the motor. In addition, a motor to which a three-phase half-wave energization whose phase is shifted by an odd integral of 60 deg.C (electrical angel) is supplied is installed in common to a shaft 5, and a composite torque curve is flattened.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】大きい出力で、しかもトルクリプ
ルが少ないので動力源として広い用途がある。例えば電
気自動車、電気自転車、クレーン、電気掃除機等に利用
できる。
[Industrial application] Since it has a large output and little torque ripple, it has a wide range of uses as a power source. For example, it can be used for electric vehicles, electric bicycles, cranes, vacuum cleaners, and the like.

【従来の技術】リラクタンス型電動機は、出力トルクの
大きい特性があるが、回転速度がおそいこと、振動が発
生すること等の欠点の為に実用化された例はない。
2. Description of the Related Art A reluctance type electric motor has a large output torque, but it has not been put into practical use due to its drawbacks such as a low rotation speed and vibration.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】第1の課題 リラクタ
ンス型の電動機の場合には、電機子コイルの磁路が、突
極と磁極の磁路が殆んど閉じられているのでインダクタ
ンスが大きく従って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。大出力の電動機と
なると上述した問題は解決することが更に困難となる。
第2の課題 図1は周知の3相片波通電のリラクタンス
型電動機の平面図である。記号16は固定電機子で、珪
素鋼板積層体で作られ、磁極16a,16b,…には電
機子コイル17a−1,17b−1,…が装着される。
回転子1は矢印A方向に回転する。記号5は回転軸であ
る。電機子コイル17b−1,17e−1が通電される
と、回転子1は矢印A方向に回転し、電気角で120度
回転すると通電が停止され、次に電機子コイル17c−
1,17f−1が通電され、電気角で120度通電する
と同じ角度回転する。上述したように、電機子コイル1
7a−1,17d−1→17b−1,17e−1→17
c−1,17f−1の順の通電により矢印A方向に回転
する。上述した回転のトルクは、突極が2個づつ関与
し、他の4個は関与しない。6個の突極が同時にトルク
を発生すればトルクは3倍となるが、これが達成できな
い問題点がある。第3の課題 電機子コイル17a−
1,17d−1が通電されると、磁極16a,16dは
突極1a,1eに径方向に吸引されるので、固定電機子
16は吸引力により変形歪曲する。回転して磁極16
b,16eと磁極16c,16fと対向突極との吸引に
より固定電機子16は変形する。かかる変形により振動
が発生する問題点がある。又突極と磁極間の空隙を一定
とすることが技術的に困難なので回転子1の受ける吸引
力は回転とともに変化して回転子1が径方向に振動す
る。従って振動音を発生し、又回転子1の回転軸の軸受
の耐用時間を少なくする問題点がある。大型で大出力の
ものとなると上述した問題点は解決が困難となる。第4
の課題 第2の課題を解決すると、図10について後述
するように大きいリプルトルクを発生する問題点があ
る。
In the case of a reluctance type electric motor, since the magnetic path of the armature coil is almost closed by the magnetic paths of the salient poles and the magnetic poles, the inductance is large. The amount of magnetic energy accumulated or released in the magnetic poles and salient poles is large, and the number of times of accumulation and emission per rotation is large. Therefore, although the output torque is large, there is a problem that the output torque is low. When the electric motor has a large output, it becomes more difficult to solve the above-mentioned problems.
Second Problem FIG. 1 is a plan view of a well-known three-phase single-wave energizing reluctance motor. Reference numeral 16 is a fixed armature, which is made of a silicon steel plate laminated body, and armature coils 17a-1, 17b-1, ... Are attached to the magnetic poles 16a, 16b ,.
The rotor 1 rotates in the direction of arrow A. Symbol 5 is a rotation axis. When the armature coils 17b-1 and 17e-1 are energized, the rotor 1 rotates in the direction of arrow A, and the energization is stopped when the armature coil rotates by 120 degrees in electrical angle, and then the armature coils 17c-
1, 17f-1 is energized, and when energized by 120 degrees in electrical angle, it rotates by the same angle. As described above, the armature coil 1
7a-1, 17d-1 → 17b-1, 17e-1 → 17
It rotates in the direction of arrow A by energization in the order of c-1 and 17f-1. Two salient poles are involved in the above-described rotation torque, and the other four are not involved. If six salient poles simultaneously generate torque, the torque will be tripled, but there is a problem that this cannot be achieved. Third subject Armature coil 17a-
When 1 and 17d-1 are energized, the magnetic poles 16a and 16d are attracted to the salient poles 1a and 1e in the radial direction, so that the fixed armature 16 is deformed and distorted by the attraction force. Rotate and magnetic pole 16
The fixed armature 16 is deformed by the attraction of b and 16e, the magnetic poles 16c and 16f, and the opposing salient poles. There is a problem that such deformation causes vibration. Further, since it is technically difficult to make the gap between the salient poles and the magnetic poles constant, the suction force received by the rotor 1 changes with rotation, and the rotor 1 vibrates in the radial direction. Therefore, there is a problem that vibration noise is generated and the service life of the bearing of the rotating shaft of the rotor 1 is shortened. If the device is large and has a large output, it is difficult to solve the above-mentioned problems. Fourth
Problem to be Solved When the second problem is solved, there is a problem that a large ripple torque is generated as described later with reference to FIG.

【0003】[0003]

【課題を解決するための手段】第1の手段 3相両波通
電のリラクタンス型電動機において、磁性体回転子の外
周面の両側部に等しい巾と等しい離間角で配設されたn
個(nは2以上の正整数)の第1,第2の突極と、円筒
状の第1の固定電機子の内周部に等しい離間角で配設さ
れた3n個のスロットと、隣接する2個のスロットのそ
れぞれに装着された3n個の第1,第2,第3の相の電
機子コイルと、第1の固定電機子と全く同じ構成で、そ
のスロットに位相が電気角で120度づつ順次にずらし
第1第2第3の相の電機子コイルが装着された第
2の固定電機子と、第1,第2の固定電機子のスロット
の相対位置をずらして、対応する第1,第2,第3の相
の電機子コイルと第1第2第3の相の電機子コイル
の相対位置を電気角で60度の奇数倍だけずらして配設
するか若しくはこれ等を同相として、対向する第1の突
極と第2の突極の位置を60度の奇数倍だけずらして配
設する手段と、第1の突極の回転位置を検出して、電気
角で120度の巾で互いに240度離間した第1の相の
位置検知信号ならびにこれ等より位相が電気角で120
度おくれた第2の相の位置検知信号ならびにこれ等より
位相が電気角で120度おくれた第3の相の位置検知信
号ならびに第1,第2,第3の相の位置検知信号よりそ
れぞれ位相が電気角で60度の奇数倍おくれた第1
第3の相の位置検知信号が得られる位置検知装置
と、第1,第2,第3,第1第2第3の相の電機子
コイルのそれぞれに直列接続された半導体スイッチング
素子と、該電機子コイルと半導体スイッチングとの直列
接続体に供電する直流電源と、第1,第2,第3,
第2第3の相の位置検知信号を介してそれぞれ第
1,第2,第3,第1第2第3の相の電機子コイル
に直列に接続した半導体スイッチング素子を位置検知信
号の巾だけ導通して電機子コイルを通電する通電制御回
路と、半導体スイッチング素子が位置検知信号の末端で
不導通に転化したときに、該半導体スイッチング素子と
電機子コイルとの接続点より、ダイオードを介して電機
子コイルにより蓄積された磁気エネルギを小容量のコン
デンサに流入充電して保持することにより電機子コイル
の通電電流の降下を急速とする電気回路と、設定された
角度だけ磁性体回転子が回転して次に通電される電機子
コイルが位置検知信号によりその巾だけ通電されるとき
に、その通電の開始されると同時に前記した小容量のコ
ンデンサに蓄積された静電エネルギを、該電機子コイル
に流入せしめて、通電電流の立上がりを急速とする電気
回路とより構成されたものである。第2の手段 3相片
波通電のリラクタンス型電動機において、磁性体回転子
の外周面に等しい巾と等しい離間角で配設されたn個
(nは2以上の正整数)の第1の突極と、磁性体回転子
と同軸で同期回転する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3n個の第2の突極と、円
筒状の固定電機子の内周部に等しい離間角で配設された
3n個のスロットと、隣接する2個のスロットのそれぞ
れに装着された3n個の第1,第2,第3の相の電子コ
イルと、固定電機子に並置された円筒状磁性体の内周部
に等しい離間角で突出されるとともに所定の巾の少なく
ともn個の磁極ならびにこれ等に装着された励磁コイル
と、第1,第2の突極のそれぞれを僅かな空隙を介して
前記した固定電機子内周面と円筒状磁性体の磁極と対向
して保持する手段と、第1の突極の回転位置を検出し
て、電気角で120度の巾で互いに240度離間した第
1の相の位置検知信号ならびにこれ等より位相が電気角
で120度おくれた第2の相の位置検知信号ならびにこ
れ等より位相が電気角で120度おくれた第3の相の位
置検知信号が得られる位置検知装置と、第1,第2,第
3の相の電機子コイルと励磁コイルのそれぞれに直列接
続された半導体スイッチング素子と、電機子コイルと励
磁コイルのそれぞれと半導体スイッチング素子の直列接
続体に供電する直流電源と、第1,第2,第3の相の位
置検知信号を介してそれぞれ第1,第2,第3の相の電
機子コイルに直列接続した半導体スイッチング素子を位
置検知信号の巾だけ導通して電機子コイルを通電する通
電制御回路と、第2の突極の位置を検出して得られる位
置検知信号により、第2の突極に対向する磁極に該突極
が侵入する点より励磁コイルを通電し、両者が対向した
点で通電を断つ電気回路と、半導体スイッチング素子が
位置検知信号の末端で不導通に転化したときに、該半導
体スイッチング素子と電機子コイルとの接続点より、ダ
イオードを介して電機子コイルにより蓄積された磁気エ
ネルギを小容量のコンデンサに流入充電して保持するこ
とにより電機子コイルの通電電流の降下を急速とする電
気回路と、設定された角度だけ磁性体回転子が回転して
次に通電される電機子コイルが位置検知信号によりその
巾だけ通電されるときに、その通電の開始されると同時
に前記した小容量のコンデンサに蓄積された静電エネル
ギを、該電機子コイルに流入せしめて、通電電流の立上
がりを急速とする電気回路ならびに前記した励磁コイル
の通電を電機子コイルの通電電流に対応した値に保持す
る通電電流制御回路と、電機子コイルの通電による出力
トルクのリプルトルクの凹部に励磁コイルの通電による
リプルトルクの突部を合致せしめるようにトルクを発生
する部材の相対位置を調整する手段とより構成されたも
のである。
[Means for Solving the Problems] First Means In a reluctance type electric motor of three-phase double-wave conduction, n arranged at both sides of an outer peripheral surface of a magnetic rotor with equal width and equal separation angle.
(N is a positive integer of 2 or more) first and second salient poles, and 3n slots arranged at an equal spacing angle in the inner peripheral portion of the cylindrical first fixed armature, The 3n first, second, and third phase armature coils installed in each of the two slots and the first fixed armature have exactly the same configuration, and the slots have an electrical angle in phase. By sequentially shifting by 120 degrees, the relative positions of the second fixed armature on which the first , second , and third phase armature coils are mounted and the slots of the first and second fixed armatures are shifted. , The relative positions of the corresponding armature coils of the first , second , and third phases and the corresponding armature coils of the first , second , and third phases are displaced by an odd multiple of 60 electrical degrees. Alternatively, a means for disposing the positions of the first salient pole and the second salient pole facing each other by an odd multiple of 60 degrees, with these being in phase, The rotational position of the first salient pole is detected, and the position detection signal of the first phase separated from each other by 240 degrees in the width of 120 degrees in electrical angle and the phase detection signal of 120 degrees in electrical angle.
The phase detection signal of the second phase which is delayed and the phase detection signal of the third phase and the position detection signals of the first, second and third phases which are 120 degrees in electrical angle from them first, second but it was delayed odd multiple of 60 degrees in electrical angle
2, a position detection device the position detection signal of the third phase is obtained, first, second, third, first, second, semiconductor switching connected in series to each of the armature coils of the third phase An element, a DC power source for supplying power to a series connection body of the armature coil and semiconductor switching, first, second, third and third
Position the semiconductor switching elements connected in series to the armature coils of the first, second, third, first , second , and third phases via the position detection signals of the first , second , and third phases, respectively. An energization control circuit that conducts only the width of the detection signal to energize the armature coil, and when the semiconductor switching element is converted to non-conduction at the end of the position detection signal, from the connection point of the semiconductor switching element and the armature coil. , An electric circuit that rapidly reduces the current flowing through the armature coil by charging and holding the magnetic energy accumulated by the armature coil through a diode into a small-capacity capacitor, and keeps the magnetic energy at a set angle. When the body rotor is rotated and the armature coil to be energized next is energized by the width by the position detection signal, the energization is started, and at the same time, it is stored in the small capacity capacitor. The electrostatic energy thus generated is caused to flow into the armature coil, and the electric circuit is configured by an electric circuit that makes the rise of the energization current rapid. Second Means In a reluctance type electric motor of three-phase one-wave conduction, n (n is a positive integer of 2 or more) first salient poles arranged at the outer peripheral surface of the magnetic rotor at equal intervals and equal separation angles. And 3n second salient poles arranged on the outer peripheral surface of the magnetic body rotor that rotates in synchronization with the magnetic body rotor in synchronization with an equal width and an equal separation angle, and the inner periphery of the cylindrical fixed armature. To the fixed armature, and 3n slots arranged at equal spacing angles to the section, 3n first-, second-, and third-phase electronic coils installed in two adjacent slots, respectively. At least n magnetic poles having a predetermined width and protruding from the inner peripheral portions of the juxtaposed cylindrical magnetic bodies at equal spacing angles, the exciting coils mounted on these magnetic poles, and the first and second salient poles, respectively. The fixed armature inner peripheral surface and the magnetic pole of the cylindrical magnetic body through a slight gap. And a means for holding the first salient pole, and detecting the rotational position of the first salient pole to detect the position detection signal of the first phase separated from each other by 240 degrees with an electrical angle width of 120 degrees, and from these, the phase is 120 electrical degrees. A position detecting device which can obtain a position detecting signal of the second phase which is delayed and a position detecting signal of the third phase which is 120 ° in phase in terms of an electrical angle, and the first, second and third phases Semiconductor switching elements serially connected to the armature coil and the exciting coil, a DC power supply for supplying series connection of the armature coil and the exciting coil to the semiconductor switching element, and first, second, third An energization control circuit for energizing the armature coil by electrically connecting the semiconductor switching elements connected in series to the armature coils of the first, second, and third phases via the position detection signals of the respective phases by the width of the position detection signals. And the second An electric circuit that energizes the exciting coil from the point where the salient pole enters the magnetic pole facing the second salient pole by the position detection signal obtained by detecting the position of the pole, and cuts off the energization at the point where the two salient poles face each other. , When the semiconductor switching element is converted to non-conduction at the end of the position detection signal, the magnetic energy accumulated by the armature coil via the diode is transferred from the connection point between the semiconductor switching element and the armature coil to a small capacity. Position detection is performed by the electric circuit that rapidly charges the current flowing through the armature coil by charging and holding it in the capacitor, and the armature coil that is energized next by the magnetic rotor rotating by the set angle. When the signal is energized for that width, at the same time when the energization is started, the electrostatic energy accumulated in the small-capacity capacitor is caused to flow into the armature coil, In the electric circuit that makes the rise of the electric current rapid, the energization current control circuit that keeps the energization of the excitation coil at a value corresponding to the energization current of the armature coil, and the ripple torque concave portion of the output torque due to the energization of the armature coil It is configured by means for adjusting the relative position of the member that generates the torque so that the protrusions of the ripple torque due to the energization of the exciting coil are matched.

【0004】[0004]

【作用】第1の作用 リラクタンス型の電動機は、電機
子コイルの通電による電機子磁心と回転子の突極の磁路
が殆ど閉じられているので、そのインダクタンスが大き
い。従って電機子コイルの通電の初期の立上りがおそ
く、又通電が断たれたときに電流の降下が延長される。
従って高速回転が不可能となる欠点がある。大出力の電
動機とするとこの欠点は助長される。本発明装置では、
電機子コイルの通電が断たれたときに、電機子コイルの
磁気エネルギを小容量のコンデンサに充電して電流降下
を急速とし、該コンデンサの高電圧を利用して次に通電
される電機子コイルの通電の立上りを急速としている。
従って大きい出力の電動機即ち径が大きく、突極数の多
い電動機でも高速回転とすることができる。
In the reluctance type motor, the inductance is large because the magnetic paths of the armature core and the salient poles of the rotor are almost closed by the energization of the armature coil. Therefore, the initial rise of the energization of the armature coil is delayed, and the current drop is extended when the energization is cut off.
Therefore, there is a drawback that high speed rotation is impossible. This drawback is aggravated when a high-output electric motor is used. In the device of the present invention,
When the energization of the armature coil is cut off, the small-capacity capacitor is charged with the magnetic energy of the armature coil to cause a rapid current drop, and the high voltage of the capacitor is used to energize the armature coil next. The rise of electricity is rapid.
Therefore, a high-output electric motor, that is, an electric motor having a large diameter and a large number of salient poles can be rotated at high speed.

【0005】第2の作用 回転子の突極のすべてが出力
トルクに休止することなく寄与しているので、大きい出
力トルクが得られる作用がある。第3の作用 回転子の
突極のすべてが径方向に外側方向に磁気的に吸引されて
いるので振動の発生が防止される。
Second Action Since all the salient poles of the rotor contribute to the output torque without stopping, a large output torque can be obtained. Third Action Since all the salient poles of the rotor are magnetically attracted radially outward, vibration is prevented.

【0006】第4の作用 上述した第2の作用を達成す
るように構成すると次に述べる欠点を発生する。即ち図
10につき後述するように磁極巾に対応した大きいリプ
ルトルクを発生する。本発明装置では、リプルトルクの
凹部の位置にリプルトルクの突部のある出力トルク曲線
を有する装置を付加して出力トルクを平坦として上述し
た欠点を除去する作用がある。
Fourth Action If the above-mentioned second action is constructed, the following drawback occurs. That is, as will be described later with reference to FIG. 10, a large ripple torque corresponding to the magnetic pole width is generated. In the device of the present invention, a device having an output torque curve having a protrusion of the ripple torque at the position of the recess of the ripple torque is added to flatten the output torque, thereby eliminating the above-mentioned drawbacks.

【0007】[0007]

【実施例】次に実施例につき本発明装置の詳細を説明す
る。各図面の同一記号の部材は同じ部材なので重複した
説明は省略する。図2において、外筺9の内側には、円
筒状の固定電機子16が固着されている。固定電機子1
6は、珪素鋼板を積層した周知の手段により作られてい
る。この内周面にはスロット6個が等しい離間角で配設
され、各スロットに電機子コイルが捲回して装着され
る。スロット17a,17bには電機子コイルが捲回さ
れ、電気角で120度離間した2個のスロットに装着さ
れる。以降の角度表示はすべて電気角とする。スロット
17b,17c及びスロット17c,17dにもそれぞ
れ電機子コイルが捲回される。他の電機子コイルも同様
な構成となり、隣接するスロットに捲回装着される。外
筺9の両側の軸受には回転軸5が回動自在に支持され、
これに磁性体回転子1が固定される。回転子1は固定電
機子16と同じく珪素鋼板積層体で作られている。回転
子1の外周には180度の巾で180度離間した突極1
a,1bが突出して設けられ、この外周は0.5ミリメ
ートル位の空隙を介して磁極16a,16b,…と対向
する。
EXAMPLES Next, details of the apparatus of the present invention will be described with reference to examples. Since the members with the same symbols in each drawing are the same members, duplicate description will be omitted. In FIG. 2, a cylindrical fixed armature 16 is fixed inside the outer casing 9. Fixed armature 1
6 is made by a well-known means in which silicon steel plates are laminated. Six slots are arranged on this inner peripheral surface at equal spacing angles, and an armature coil is wound and mounted in each slot. Armature coils are wound around the slots 17a and 17b, and are mounted in two slots separated by 120 electrical degrees. All subsequent angle displays shall be electrical angles. Armature coils are also wound around the slots 17b and 17c and the slots 17c and 17d, respectively. The other armature coils have the same structure and are wound and mounted in the adjacent slots. The rotating shaft 5 is rotatably supported by the bearings on both sides of the outer casing 9,
The magnetic rotor 1 is fixed to this. The rotor 1 is made of a silicon steel plate laminated body like the fixed armature 16. On the outer circumference of the rotor 1, salient poles 1 spaced 180 degrees apart with a width of 180 degrees
a and 1b are provided so as to project, and the outer circumference faces the magnetic poles 16a, 16b, ... Through a gap of about 0.5 mm.

【0008】図2の展開図を図3に示す。点線Bの左側
が図2の展開図である。回転子は記号1として固定電機
子は記号16として示される。図3において、スロット
17a,17bに捲回される電機子コイルは最下段の電
機子コイル9aとして表示できる。スロット17b,1
7cに捲回される電機子コイルは、電機子コイル9cと
して表示できる。同様に他の電機子コイルも記号9e,
9b,9d,9fとして表示できる。電機子コイル9
a,9bは直列に接続され端子8a,8dより供電され
る。電機子コイル9c,9d及び電機子コイル9e,9
fもそれぞれ直列に接続され、端子8b,8eと端子8
c,8fより供電される。各電機子コイルは120度離
間し、電機子コイル9a,9b,電機子コイル9c,9
d,電機子コイル9e,9fはそれぞれ第1,第2,第
3の相の電機子コイルとなる。回転子1が120度左方
に移動して停止しているときに、第1の相の電機子コイ
ル9a,9bに通電すると、突極1a,1bは磁極16
a,16dにより磁気的に吸引されて矢印A方向に回転
する。120度回転したときに通電を停止し、電機子コ
イル9c,9d(第2の相の電機子コイル)を通電する
と更に右方に回転し、120度回転したときに通電を停
止し、第3の相の電機子コイル9e,9fに通電すると
更に右方に回転する。上述した説明より判るように第
1,第2,第3の相の電機子コイルに120度の区間だ
け順次に通電すると、回転子1は矢印A方向に回転して
3相片波通電のリラクタンス型電動機となる。
A developed view of FIG. 2 is shown in FIG. The left side of the dotted line B is a development view of FIG. The rotor is shown as symbol 1 and the fixed armature as symbol 16. In FIG. 3, the armature coil wound around the slots 17a and 17b can be represented as the lowermost armature coil 9a. Slots 17b, 1
The armature coil wound around 7c can be represented as armature coil 9c. Similarly, the other armature coils have the symbol 9e,
It can be displayed as 9b, 9d, and 9f. Armature coil 9
a and 9b are connected in series and supplied from terminals 8a and 8d. Armature coils 9c and 9d and armature coils 9e and 9
f is also connected in series, and terminals 8b and 8e and terminal 8 are
Power is supplied from c and 8f. The armature coils are separated by 120 degrees, and the armature coils 9a and 9b and the armature coils 9c and 9 are separated.
d and armature coils 9e and 9f are armature coils of the first, second and third phases, respectively. When the rotor 1 moves to the left by 120 degrees and is stopped, when the first-phase armature coils 9a and 9b are energized, the salient poles 1a and 1b become magnetic poles 16
It is magnetically attracted by a and 16d and rotates in the direction of arrow A. When the armature coils 9c and 9d (the second-phase armature coils) are energized, the energization is stopped when rotated by 120 degrees, and the energization is further rotated to the right. When the armature coils 9e and 9f of the phase are energized, they further rotate to the right. As can be seen from the above description, when the first, second, and third phase armature coils are sequentially energized for a section of 120 degrees, the rotor 1 rotates in the direction of arrow A and is a three-phase single-wave reluctance type. Become an electric motor.

【0009】突極1cを付加して3突極とすることがで
きる。この場合には点線Bは右方に360度移動する。
突極数は2個以上複数個の突極とすることができ、比例
して出力トルクが増大する。図1の電動機の場合には、
突極1a,1b,…は6個あるが出力トルクに有効なも
のは2個である。本発明の手段によると、6個の突極よ
り出力トルクが得られるので3倍の出力トルクとなる効
果がある。従来の図1に示す電動機の場合には、突極1
a,1eにより固定電機子16は磁気吸引力を矢印4−
1,4−4の方向に受けて変形し、120度回転する
と、突極1b,1fにより矢印4−2,4−5の方向の
吸引力により変形し、次に120度回転すると、矢印4
−3,4−6の方向の吸引力により変形する。従って固
定電機子16は回転とともに変形の方向が変化して振動
を発生する欠点がある。本発明装置では、突極のすべて
に同時に吸引力が発生するので固定電機子16は同周方
向の圧縮力が発生するのみで変形がなく、従って振動の
発生が抑止される作用効果がある。電機子コイルにより
磁化される磁極の極性は、図2において軸対称の位置に
ある磁極が異極となるように磁化される。
A salient pole 1c can be added to form a three salient pole. In this case, the dotted line B moves 360 degrees to the right.
The number of salient poles can be two or more salient poles, and the output torque increases proportionally. In the case of the electric motor of FIG.
Although there are six salient poles 1a, 1b, ..., Two are effective for output torque. According to the means of the present invention, since the output torque can be obtained from the six salient poles, the output torque can be tripled. In the case of the conventional electric motor shown in FIG. 1, the salient pole 1
The fixed armature 16 applies a magnetic attraction force to the arrow 4- by a and 1e.
When it is received and deformed in the directions of 1, 4-4 and rotated by 120 degrees, it is deformed by the attraction force in the directions of arrows 4-2 and 4-5 by the salient poles 1b, 1f, and when it is rotated by 120 degrees next, the arrow 4
It is deformed by the suction force in the directions of -3 and 4-6. Therefore, the fixed armature 16 has a drawback that the direction of deformation changes with rotation and generates vibration. In the device of the present invention, since the attractive force is simultaneously generated in all the salient poles, the fixed armature 16 only produces a compressive force in the same circumferential direction and is not deformed. Therefore, there is an effect that vibration is suppressed. The polarities of the magnetic poles magnetized by the armature coil are magnetized so that the magnetic poles located at axially symmetrical positions in FIG. 2 have different polarities.

【0010】次に図3の回転子1が対向する固定電機子
16により駆動される電機子コイルの通電制御手段を説
明する。図3の電機子コイル9a,9bを電機子コイル
39a,電機子コイル9c,9d,電機子コイル9e,
9fをそれぞれ電機子コイル39b,39cと呼称す
る。図3の回転子3は回転子1と同軸で同期回転するよ
うに構成され、アルミニユームのような導体で作られ
る。突極3a,3b,3c…は180度の巾となり、図
示の相対位相で回転する。コイル10a,10b,10
cは、突極3a,3b,…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3a,3b,…の側面に空隙を介して対
向している。コイル10a,10b,10cは120度
離間している。コイルは5ミリメートル径で30ターン
位の空心のものである。図6に、コイル10a,10
b,10cより、位置検知信号を得る為の装置が示され
ている。図6において、コイル10a,抵抗15a,1
5b,15cはブリッジ回路となり、コイル10aか突
極3a,3b,…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1
2b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2メガサイクル位の発振が行なわれている。コイル1
0aが突極3a,3b,…に対向すると、銅損によりイ
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。
Next, the energization control means of the armature coil driven by the fixed armature 16 facing the rotor 1 of FIG. 3 will be described. The armature coils 9a and 9b of FIG. 3 are replaced by armature coils 39a, armature coils 9c and 9d, armature coils 9e,
9f are called armature coils 39b and 39c, respectively. The rotor 3 of FIG. 3 is configured to rotate coaxially with the rotor 1 and is made of a conductor such as aluminum. The salient poles 3a, 3b, 3c ... Have a width of 180 degrees and rotate in the illustrated relative phase. Coils 10a, 10b, 10
c is a position detecting element for detecting the positions of the salient poles 3a, 3b, ..., Fixed to the armature 16 side at the position shown in the drawing, and the coil surface has a gap on the side surface of the salient poles 3a, 3b ,. Are facing through. The coils 10a, 10b, 10c are separated by 120 degrees. The coil is an air-core coil with a diameter of 5 mm and about 30 turns. In FIG. 6, the coils 10a, 10
b and 10c, a device for obtaining a position detection signal is shown. In FIG. 6, a coil 10a, resistors 15a, 1
5b and 15c form a bridge circuit, and are adjusted so as to be balanced when not facing the coil 10a or the salient poles 3a, 3b, .... Therefore, the diode 11a, the capacitor 12a and the diode 11b, the capacitor 1
The outputs of the low-pass filters composed of 2b are equal, and the output of the operational amplifier 13 is at a low level. Reference numeral 10 is an oscillator, which oscillates about 2 megacycles. Coil 1
When 0a faces the salient poles 3a, 3b, ..., Impedance decreases due to copper loss, so that the voltage drop of the resistor 15a becomes large and the output of the operational amplifier 13 becomes high level.

【0011】ブロック回路18の入力は、図12のタイ
ムチヤートの曲線45a,45b,…となり、反転回路
13aを介する入力は、曲線45a,45b,…を反転
したものとなる。図6のブロック回路14a,14b
は、それぞれコイル10b,10cを含む上述したブロ
ック回路と同じ構成のものを示すものである。発振器1
0は共通に利用することができる。ブロック回路14a
の出力及び反転回路13bの出力は、ブロック回路18
に入力され、それらの出力信号は、図12において、曲
線46a,46b,…,及び曲線46a,46b,…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12において、曲線47a,4
7b,…及びこれを反転したものとなる。曲線45a,
45b,…に対して、曲線46a,46b,…は位相が
120度おくれ、曲線46a,46b,…に対して、曲
線47a,47b,…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12において、
それぞれ曲線49a,49b,…,曲線50a,50
b,…,曲線51a,51b,…として示されている。
端子18d,18e,18fの出力は、それぞれ曲線5
1a,51b,…,曲線52a,52b,…,曲線53
a,53b,…として示されている。タイムチヤートの
上部3段の信号より下部6段の信号を得ることができ
る。例えば曲線51a,51b,…を得る為には、次の
手段が採用される。曲線45a,45b,…と曲線47
a,47b,…を反転した曲線を2つの入力とするアン
ド回路の出力が曲線51a,51b,…となる。端子1
8aと18dの出力信号、端子18bと18eの出力信
号,端子18cと18fの出力信号の位相差は60度で
ある。又端子18a,18b,18cの出力信号は、順
次に120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。
The input of the block circuit 18 is the time chart curves 45a, 45b, ... Of FIG. 12, and the input through the inversion circuit 13a is the inversion of the curves 45a, 45b ,. 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.
, And their output signals are the inversions of the curves 46a, 46b, ... And the curves 46a, 46b ,. 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 curves 47a, 4 in FIG.
7b, ... And the reverse of this. Curve 45a,
The phases of the curves 46a, 46b, ... Are delayed by 120 degrees with respect to 45b, ..., And the phases of the curves 47a, 47b ,.
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 49a, 49b, ..., Curves 50a, 50, respectively
b, ..., Curves 51a, 51b ,.
The outputs of the terminals 18d, 18e, and 18f are the curves 5 respectively.
1a, 51b, ..., Curves 52a, 52b, ..., Curve 53
are shown as a, 53b, .... It is possible to obtain the signals of the lower six stages from the signals of the upper three stages of the time chart. For example, in order to obtain the curves 51a, 51b, ..., The following means are adopted. Curves 45a, 45b, ... And curve 47
The outputs of the AND circuit having the curves obtained by inverting a, 47b, ... As two inputs become the curves 51a, 51b ,. Terminal 1
The phase difference between the output signals of 8a and 18d, the output signals of terminals 18b and 18e, and the output signals of terminals 18c and 18f is 60 degrees. The output signals of the terminals 18a, 18b, 18c are sequentially delayed by 120 degrees, and the output signals of the terminals 18d, 18e, 18f are also sequentially delayed by 120 degrees.

【0012】電機子コイルの通電手段を図8につき次に
説明する。電機子コイル39a,39b,39cの両端
には、それぞれトランジスタ20a,20b及び20
c,20d及び20e,20fが挿入されている。トラ
ンジスタ20a,20b,20c,…は、スイッチング
素子となるもので、同じ効果のある他の半導体素子でも
よい。直流電源正負端子2a,2bより供電が行なわれ
ている。アンド回路41aの下側の入力がハイレベルの
ときに、端子42aよりハイレベルの電気信号が入力さ
れると、トランジスタ20a,20bが導通して、電機
子コイル39aが通電される。同様に端子42b,42
cよりハイレベルの電気信号が入力されると、トランジ
スタ20c,20d及びトランジスタ20e,20fが
導通して、電機子コイル39b,39cが通電される。
端子40は励磁電流を指定する為の基準電圧である。端
子40の電圧を変更することにより、出力トルクを変更
することができる。電源スイッチ(図示せず)を投入す
ると、オペアンプ40bの−端子の入力は+端子のそれ
より低いので、オペアンプ40bの出力はハイレベルと
なり、トランジスタ20a,20bが導通して、電圧が
電機子コイル39aの通電制御回路に印加される。抵抗
22aは、電機子コイル39aの励磁電流を検出する為
の抵抗である。記号30aは絶対値回路である。
The energizing means of the armature coil will be described below with reference to FIG. Transistors 20a, 20b and 20 are provided at both ends of the armature coils 39a, 39b and 39c, respectively.
c, 20d and 20e, 20f are inserted. The transistors 20a, 20b, 20c, ... Are 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. When an input signal on the lower side of the AND circuit 41a is at high level and a high-level electric signal is input from the terminal 42a, the transistors 20a and 20b become conductive and the armature coil 39a is energized. Similarly, the terminals 42b, 42
When a high-level electric signal is input from c, the transistors 20c and 20d and the transistors 20e and 20f become conductive, and the armature coils 39b and 39c are energized.
The terminal 40 is a reference voltage for designating the exciting 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 negative terminal of the operational amplifier 40b is lower than that of the positive terminal, so the output of the operational amplifier 40b becomes high level, the transistors 20a and 20b become conductive, and the voltage is changed to the armature coil. 39a is applied to the energization control circuit. The resistor 22a is a resistor for detecting the exciting current of the armature coil 39a. Symbol 30a is an absolute value circuit.

【0013】端子42aの入力信号は、図12の位置検
知信号48a,48b…又端子42b,42cの入力信
号は、位置検知信号49a,49b,…及び50a,5
0b,…となっている。上述した位置検知信号曲線の1
つが図7のタイムチヤートの1段目に曲線48aとして
示されている。この曲線48aの巾だけ電機子コイル3
9aが通電される。矢印23aは通電角120度を示し
ている。通電の初期では、電機子コイルのインダクタン
スの為に立上がりがおくれ、通電が断たれると、蓄積さ
れた磁気エネルギが、図8のダイオード49a−1が除
去されていると、ダイオード21a,21bを介して電
源に還流放電されるので、点線K−1の右側の曲線25
の後半部のように降下する。正トルクの発生する区間
は、矢印23で示す180度の区間なので、反トルクの
発生があり、出力トルクと効率を減少する。高速回転と
なるとこの現象は著しく大きくなり使用に耐えられぬも
のとなる。
The input signal of the terminal 42a is the position detection signals 48a, 48b ... In FIG. 12, and the input signal of the terminals 42b, 42c is the position detection signals 49a, 49b ,.
0b, ... 1 of the position detection signal curve described above
One is shown as a curve 48a in the first stage of the time chart of FIG. The width of this curve 48a is the armature coil 3
9a is energized. The arrow 23a indicates a conduction angle of 120 degrees. In the initial stage of energization, the rise is delayed due to the inductance of the armature coil, and when the energization is cut off, the stored magnetic energy causes the diodes 21a and 21b to turn on when the diode 49a-1 of FIG. 8 is removed. Since it is refluxed to the power supply via the
Descends like the second half of. 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.

【0014】反トルク発生の時間巾は、高速となっても
変化しないが、正トルク発生の区間23の時間巾は回転
速度に比例して小さくなるからである。他の位置検知信
号49a,50aによる電機子コイル39b,39cの
通電についても上述した事情は同様である。曲線25の
立上がりもおくれるので、出力トルクが減少する。即ち
減トルクが発生する。これは、磁極と突極により磁路が
閉じられているので大きいインダクタンスを有している
からである。リラクタンス型の電動機は大きい出力トル
クを発生する利点がある反面に回転速度を上昇せしめる
ことができない欠点があるのは、上述した反トルクと減
トルクの発生の為である。かかる欠点を除去する為の周
知の手段は、突極が磁極に侵入する以前に進相して、電
機子コイルの通電を始めることである。
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 above-mentioned circumstances are the same for the energization of the armature coils 39b, 39c by the other position detection signals 49a, 50a. 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. A well-known means for eliminating such a drawback is to advance the phase of the salient pole before entering the magnetic pole and start energizing the armature coil.

【0015】進相通電をすると、磁極のインダクタンス
が著しく小さいので、急速に立上がるが、出力トルクの
発生する点即ち突極が磁極に侵入し始めると、インダク
タンスが急速に大きくなり、電流も急速に降下する。従
って出力トルクが減少する欠点がある。正逆転の運転を
する場合には、位置検知素子の数が2倍必要となる欠点
がある。本発明装置は、図8の逆流防止用のダイオード
49a−1,49b−1,49c−1とコンデンサ47
a,47b,47cを付設することにより、上述した欠
点を除去したことに特徴を有するものである。曲線48
aの末端で通電が断たれると、電機子コイル39aに蓄
積された磁気エネルギは、逆流防止用ダイオード49a
−1により、直流電源側に還流しないでダイオード21
b,21aを介して、コンデンサ47aを図示の極性に
充電して、これを高電圧とする。従って、磁気エネルギ
は急速に消滅して電流が急速に降下する。
When the phase-advancing current is applied, the inductance of the magnetic pole is remarkably small, so that it rapidly rises. However, when the point where the output torque is generated, that is, the salient pole begins to enter the magnetic pole, the inductance rapidly increases and the current also rapidly increases. Descend to. Therefore, there is a drawback that the output torque is reduced. In the case of the forward and reverse operation, there is a drawback that the number of position detecting elements is doubled. The device of the present invention is composed of diodes 49a-1, 49b-1, 49c-1 and a capacitor 47 for preventing backflow shown in FIG.
It is characterized in that the above-mentioned drawbacks are eliminated by attaching a, 47b, 47c. Curve 48
When the energization is cut off at the end of a, the magnetic energy stored in the armature coil 39a is transferred to the backflow prevention diode 49a.
-1 prevents the diode 21 from flowing back to the DC power supply side.
The capacitor 47a is charged to the polarity shown in FIG. Therefore, the magnetic energy disappears rapidly and the current drops rapidly.

【0016】図7のタイムチヤートの1段目の曲線26
a,26b,26cは、電機子コイル39aを流れる電
流曲線でその両側の点線26−1,26−2間が120
度となっている。通電電流は曲線26bのように急速に
降下して反トルクの発生が防止され、コンデンサ47a
は高電圧に充電して保持される。次に位置信号曲線48
bにより、トランジスタ20a,20bが導通して再び
電機子コイル39aが通電されるが、このときの印加電
圧は、コンデンサ47aの充電電圧と電源電圧(端子2
a,2bの電圧)が加算されるので、電機子コイル39
aの電流の立上がりが急速となる。この現象により、曲
線26aのように急速に立上がる。以上の説明のよう
に、減トルクと反トルクの発生が除去され、又矩形波に
近い通電となるので、出力トルクが増大する。
The first stage curve 26 of the time chart of FIG.
Reference numerals a, 26b, and 26c are current curves flowing through the armature coil 39a, and 120 between the dotted lines 26-1 and 26-2 on both sides thereof.
It is a degree. The energizing current rapidly drops as shown by the curve 26b to prevent the generation of anti-torque, and the condenser 47a
Is charged and held at a high voltage. Next, the position signal curve 48
b causes the transistors 20a and 20b to conduct and the armature coil 39a to conduct again. The applied voltage at this time is the charging voltage of the capacitor 47a and the power supply voltage (terminal 2).
(voltages of a and 2b) are added, the armature coil 39
The current of a rises rapidly. This phenomenon causes a rapid rise as shown by the curve 26a. 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.

【0017】次にチョッパ回路について説明する。電機
子コイル39aの電流が増大して、その検出の為の抵抗
22aの電圧降下が増大し、基準電圧端子40の電圧
(オペアンプ40bの+端子の入力電圧)を越えると、
アンド回路41aの下側の入力がローレベルとなるの
で、トランジスタ20a,20bは不導通に転化し、励
磁電流が減少する。オペアンプ40bのヒステリシス特
性により、所定値の減少により、オペアンプ40bの出
力はハイレベルに復帰して、トランジスタ20a,20
bを導通して励磁電流が増大する。かかるサイクルを繰
返して、励磁電流は設定値に保持される。図7の曲線2
6cで示す区間がチョッパ制御の行なわれている区間で
ある。曲線26cの高さは基準電圧端子40の電圧によ
り規制される。図8の電機子コイル39bは、端子42
bより入力される位置検知信号曲線49a,49b,…
により、その巾だけトランジスタ20c,20dの導通
により通電され、オペアンプ40c,抵抗22b,絶対
値回路30b,アンド回路41bによりチョッパ制御が
行なわれる。ダイオード49b−1,コンデンサ47b
の作用効果も電機子コイル39aの場合と同様である。
電機子コイル39cについても上述した事情は全く同様
で、端子42cに図12の位置検知信号曲線50a,5
0b,…が入力されて電機子コイル39cの通電制御が
行なわれる。トランジスタ20e,20f,アンド回路
41c,オペアンプ40d,抵抗22c,絶対値回路3
0c,ダイオード49c−1,コンデンサ47cの作用
効果も前述した場合と全く同様である。
Next, the chopper circuit will be described. When the current of the armature coil 39a increases and the voltage drop of the resistor 22a for detecting it increases and exceeds the voltage of the reference voltage terminal 40 (the input voltage of the + terminal of the operational amplifier 40b),
Since the input on the lower side of the AND circuit 41a becomes low level, the transistors 20a and 20b are turned off and the exciting current decreases. Due to the hysteresis characteristic of the operational amplifier 40b, the output of the operational amplifier 40b returns to the high level due to the decrease of a predetermined value, and the transistors 20a, 20
The exciting current is increased by conducting b. By repeating this cycle, the exciting current is maintained at the set value. Curve 2 in FIG.
A section indicated by 6c is a section where chopper control is performed. The height of the curve 26c is regulated by the voltage of the reference voltage terminal 40. The armature coil 39b of FIG.
Position detection signal curves 49a, 49b, ...
As a result, the transistors 20c and 20d are turned on by that width, and the operational amplifier 40c, the resistor 22b, the absolute value circuit 30b, and the AND circuit 41b perform chopper control. Diode 49b-1, capacitor 47b
The effect of is also similar to that of the armature coil 39a.
The above-mentioned circumstances are exactly the same for the armature coil 39c, and the position detection signal curves 50a, 5a of FIG.
0b, ... Are input to control the energization of the armature coil 39c. Transistors 20e, 20f, AND circuit 41c, operational amplifier 40d, resistor 22c, absolute value circuit 3
0c, the diode 49c-1, and the capacitor 47c have the same effect as the above-mentioned case.

【0018】各電機子コイルの通電は、突極が磁極に侵
入する点若しくは少し前の点のいずれでもよい。回転速
度、効率、出力トルクを考慮して調整し、位置検知素子
となるコイル10a,10b,10cの固定電機子側に
固定する位置を変更する。以上の説明より理解されるよ
うに3相片波通電の電動機として効率良く、大きい出力
と高速回転を行なうことができるので本発明の1つの目
的が達成される。しかし出力トルクに大きいリプルがあ
るので使用目的により問題が残る。本発明は3相両波通
電とすることにより上述した問題を解決したことに特徴
を有するものである。
The energization of each armature coil may be performed either at the point where the salient pole enters the magnetic pole or at a point slightly before. 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 to the fixed armature side are changed. As can be understood from the above description, a large output and high-speed rotation can be efficiently performed as a three-phase single-wave electric motor, so that one object of the present invention is achieved. However, since there are large ripples in the output torque, problems remain depending on the purpose of use. The present invention is characterized in that the above-mentioned problems are solved by using the three-phase dual-wave power supply.

【0019】図10は、3相片波通電の場合のトルク曲
線で、よこ軸は回転子の回転角度たて軸は出力トルクを
示している。曲線27a,27b,27cは電機子電流
がそれぞれ1アンペア、1.5アンペア、2アンペアの
場合を示している。回転子の径が22ミリメートル、固
定電機子の外径が50ミリメートル、その長さも同じく
50ミリメートルの場合である。よこ軸は回転する角度
で示してある。リプルトルクは70%位となる。トルク
曲線の凹部は突極の端部がスロットに侵入した点となっ
ている。曲線27cの左端即ち零度の点では出力トルク
が小さい。従って電源投入時に突極が上記した位置にあ
ると起動困難となる。図11につき後述するように大き
い出力トルクが得られる反面に上述した欠点がある。従
って3相全波通電若しくは他の手段により点線曲線33
若しくは33aで示す出力トルクが得られる装置を付加
することにより、上述した欠点が除去される。これが本
件発明の1つの目的である。図11は出力トルク曲線
で、よこ軸は電機子電流、たて軸はトルクである。この
電動機は前述した構成のものである。曲線43の初期は
2乗曲線となり、その後は1乗曲線となる。一般の電動
機の場合には、点線43aの点で磁束が飽和して点線4
3a以下の出力トルクとなる。本発明装置ではその後も
リニヤにトルクが増大するので、同型の他の電動機の7
倍位の出力トルクが得られる特徴がある。
FIG. 10 is a torque curve in the case of three-phase single wave energization. The horizontal axis shows the rotation angle of the rotor and the vertical axis shows the output torque. Curves 27a, 27b and 27c show the cases where the armature current is 1 amp, 1.5 amp and 2 amp respectively. The rotor diameter is 22 mm, the fixed armature outer diameter is 50 mm, and the length is also 50 mm. The horizontal axis is shown as the angle of rotation. The ripple torque is about 70%. The concave portion of the torque curve is the point where the end of the salient pole enters the slot. The output torque is small at the left end of the curve 27c, that is, at the point of zero degree. Therefore, when the salient pole is in the above position when the power is turned on, it becomes difficult to start. Although a large output torque can be obtained as described later with reference to FIG. 11, it has the above-mentioned drawbacks. Therefore, the three-phase full-wave energization or other means is used for the dotted curve 33.
Alternatively, by adding a device capable of obtaining the output torque indicated by 33a, the above-mentioned drawbacks are eliminated. This is one purpose of the present invention. FIG. 11 is an output torque curve, where the horizontal axis is the armature current and the vertical axis is the torque. This electric motor has the structure described above. The curve 43 initially has a square curve, and thereafter has a square curve. In the case of a general electric motor, the magnetic flux is saturated at the dotted line 43a and the
The output torque is 3a or less. In the device of the present invention, since the torque increases linearly thereafter, the torque of the other motor of the same type is
It has the characteristic that doubled output torque can be obtained.

【0020】図10の点線33で示すトルクを付加する
には突極若しくはスロットの位相が60度の奇数倍ずれ
た3相片波通電の電動機を回転軸を共通として付設すれ
ばよい。次にその手段を説明する。図5は全体の構成を
示す断面図である。図5において、金属製の外筺(円筒
状)25−1の右側には円形の側板25−2の外周折曲
部が嵌着され、両側の中央部に設けたボール軸受29
a,29bには回転軸5が回動自在に支持される。回転
軸5には回転子1が支持体5−1を介して固定される。
回転子1の突極(図示せず)は、図2の回転子1の突極
と同じ構成となっている。突極に磁極が対向すね固定電
機子Cは外筺25−1の内側に固定され、その構成は図
2,図3の固定電機子16と同じ構成となっている。回
転子1の右側面には同形の外周部の突出部を有するアル
ミニユーム製の回転子3が固着し回転子1と同期回転す
る。外周部にはコイル10a,10b,10cが対向し
ているので、図6で前述したように図12に示される位
置検知信号を得ることができる。
In order to apply the torque indicated by the dotted line 33 in FIG. 10, a three-phase single-wave electric motor in which the phases of the salient poles or slots are shifted by an odd multiple of 60 degrees may be attached with a common rotating shaft. Next, the means will be described. FIG. 5 is a sectional view showing the overall structure. In FIG. 5, the outer peripheral bent portion of the circular side plate 25-2 is fitted to the right side of the metal outer casing (cylindrical) 25-1, and the ball bearings 29 provided at the central portions on both sides are fitted.
The rotary shaft 5 is rotatably supported on the a and 29b. The rotor 1 is fixed to the rotating shaft 5 via a support 5-1.
The salient poles (not shown) of the rotor 1 have the same structure as the salient poles of the rotor 1 of FIG. The shin fixed armature C whose magnetic pole faces the salient pole is fixed inside the outer casing 25-1 and has the same structure as the fixed armature 16 of FIGS. 2 and 3. On the right side surface of the rotor 1, a rotor 3 made of aluminum having a protrusion of the same outer peripheral portion is fixed and rotates in synchronization with the rotor 1. Since the coils 10a, 10b, 10c are opposed to each other on the outer peripheral portion, the position detection signal shown in FIG. 12 can be obtained as described above with reference to FIG.

【0021】固定電機子CとC−1は同じ位相で外筺2
5−1に固定され、回転子は回転子1と同じ構成で位
相を回転子1の突極に対して相対的に60度ずらして
(軸方向のまわりに60度回転する)同期回転する。固
定電機子C,C−1の磁極は回転子の外周突極と空隙を
介して対向する。固定電機子C−1の磁極の電機子コイ
ルは3相となり、これ等を電機子コイル39d,39
e,39fと呼称する。電機子コイル39d,39e,
39fを図8と同様な電気回路により、図12の位置検
知信号51a,51b,…,52a,52b,…,53
a,53b,…を介して電機子コイル39d,39e,
39fの通電制御を行なうことにより3相片波通電の電
動機として運転することができる。固定電機子C,C−
1の両者により3相両波通電の電動機となる。
The fixed armatures C and C-1 are in the same phase and the outer casing 2
The rotor 1 is fixed to 5-1 and has the same configuration as the rotor 1 and is synchronously rotated by shifting the phase relative to the salient poles of the rotor 1 by 60 degrees (rotating by 60 degrees around the axial direction). . The magnetic poles of the stationary armatures C and C-1 face the outer circumferential salient poles of the rotor via a gap. The armature coils of the magnetic poles of the fixed armature C-1 have three phases.
e, 39f. Armature coils 39d, 39e,
The position detection signals 51a, 51b, ..., 52a, 52b ,.
a, 53b, ... through armature coils 39d, 39e,
By controlling the energization of 39f, the motor can be operated as a three-phase single-wave energization motor. Fixed armature C, C-
By both of the above, the motor becomes a three-phase, dual-wave energization motor.

【0022】前述した固定電機子C−1は図3において
記号16として示され、回転子は記号として、その突
極は記号1a1b1c,…として示されている。突
1a1b1c,…は突極1a,1b,1c,…に
対して位相が60度ずれて同期回転する。各突極を同相
として固定電機子16と16の位相を60度ずらしても
同じ目的が達成できる。固定電機子16の構成は固定電
機子16と同じ構成なので点線で略示してある。突極の
数が3個以上の場合には、固定電機子も点線Bの右側に
対応して延長される。以上の説明のように3相両波通電
を行なうことにより、図10の出力トルク曲線27cの
凹部のそれぞれに曲線33で示すトルクが付加されるの
で合成トルク曲線は平坦化され欠点が除去される。曲線
27cと33の位相差は60度となっている。
The above-mentioned fixed armature C-1 is shown as symbol 16 in FIG. 3, the rotor is shown as symbol 1 , and the salient poles are shown as symbols 1a , 1b , 1c , .... The salient poles 1a , 1b , 1c , ... Rotate in synchronization with the salient poles 1a, 1b, 1c ,. Even if the salient poles are in phase with each other and the phases of the fixed armatures 16 and 16 are shifted by 60 degrees, the same purpose can be achieved. Since the fixed armature 16 has the same structure as the fixed armature 16, the fixed armature 16 is shown by dotted lines. When the number of salient poles is three or more, the fixed armature is also extended corresponding to the right side of the dotted line B. By performing the three-phase full-wave energization as described above, the torque shown by the curve 33 is added to each of the concave portions of the output torque curve 27c in FIG. 10, so that the combined torque curve is flattened and the defects are eliminated. . The phase difference between the curves 27c and 33 is 60 degrees.

【0023】次に図4につきリプルトルクを除去する他
の手段を説明する。図3と同じ記号のものは同じ部材で
作用効果も同じなので説明を省略する。異なっているの
は電機子16、1個のみの3相片波通電となり、回転子
も1個で記号1として示されている。回転子4は磁性体
で作られ、回転子1と同軸で同期回転するように構成さ
れ、外側に突極4a,4b,…が突出して設けられ、突
極の巾は48度で72度離間している。固定電機子6は
固定電機子16と同軸で隣接して外筺内側に固定され
る。固定電機子6の内側には磁極6a,6bが突出さ
れ、突極4a,4b,…と空隙を介して対向する。固定
電機子6と回転子4は珪素鋼板積層体で作られている。
磁極6a,6bには励磁コイル6−1,6−2が捲着さ
れ互いに異極となるように励磁される。磁極6a,6b
の巾は60度で、突極1a,1b,…の数と同じであ
る。又突極1a,1bの2倍の数としてもよい。
Next, another means for removing the ripple torque will be described with reference to FIG. Items having the same symbols as those in FIG. The only difference is that only one armature 16 and three-phase single-wave conduction are used, and one rotor is also designated by the symbol 1. The rotor 4 is made of a magnetic material and is configured to rotate coaxially with the rotor 1. The salient poles 4a, 4b, ... Are provided so as to project outward, and the salient poles are 48 degrees wide and 72 degrees apart. is doing. The fixed armature 6 is coaxially adjacent to the fixed armature 16 and is fixed inside the outer casing. Magnetic poles 6a, 6b are projected inside the fixed armature 6 and face the salient poles 4a, 4b, ... Through a gap. The stationary armature 6 and the rotor 4 are made of a silicon steel plate laminated body.
Exciting coils 6-1 and 6-2 are wound around the magnetic poles 6a and 6b and excited so that they have different polarities. Magnetic poles 6a, 6b
Has a width of 60 degrees, which is the same as the number of salient poles 1a, 1b, .... Further, the number may be twice as many as the salient poles 1a and 1b.

【0024】前実施例と同様に点線Bの右側に延長して
突極1a,1bの数を増加し、又対応して突極4a,4
b,…と磁極6a,6bの数を増加しても実施すること
ができる。固定電機子16と回転子1による出力トルク
曲線は前述したように図10の曲線27cに示すものと
なりリプルトルクがある。図4の突極4a,4b,…に
よるトルク曲線は点線曲線33aで示すように、曲線2
7cの凹部に突出部があり従って出力トルクが平坦とな
る作用効果がある。図4の突極1a,1b,…と突極4
a,4b,…と磁極6a,6bと固定電機子16との相
対位相は上述したリプルトルクを除去できる条件を満足
するように設定する必要がある。磁極6a,6bの中間
に更に2個づつの磁極を配設することができる。この場
合には図10の曲線33aで示すトルクのピーク値が大
きくなるので、磁極6a,6b,…の回転軸方向の長さ
を1/2位とすることができる。従って電動機の長さを
短くできる効果がある。例えば図5の固定電機子C−1
を図4の固定電機子6とし、回転子を図4の回転子4
とすると、矢印29dの巾は矢印29cの巾の1/2位
となるので、回転軸5の方向の長さを短くすることがで
きる。励磁コイル6−1,6−2のアンペアターンを大
きくすると更に長さを短くできる効果がある。
As in the previous embodiment, the number of salient poles 1a, 1b is increased by extending to the right of the dotted line B, and correspondingly, salient poles 4a, 4 are also provided.
.. and the number of magnetic poles 6a, 6b can be increased. The output torque curve of the fixed armature 16 and the rotor 1 becomes the curve 27c of FIG. 10 as described above, and there is a ripple torque. The torque curve formed by the salient poles 4a, 4b, ... In FIG. 4 is a curve 2 as shown by a dotted curve 33a.
Since there is a protrusion in the concave portion of 7c, the output torque is flattened. Salient poles 1a, 1b, ... And salient pole 4 in FIG.
The relative phases of a, 4b, ..., Magnetic poles 6a, 6b, and fixed armature 16 must be set so as to satisfy the conditions for removing the above-described ripple torque. Two magnetic poles can be arranged in the middle of the magnetic poles 6a and 6b. In this case, since the peak value of the torque shown by the curve 33a in FIG. 10 becomes large, the length of the magnetic poles 6a, 6b, ... Therefore, there is an effect that the length of the electric motor can be shortened. For example, the fixed armature C-1 of FIG.
Is the fixed armature 6 of FIG. 4, and the rotor 1 is the rotor 4 of FIG.
Then, the width of the arrow 29d is half of the width of the arrow 29c, so that the length in the direction of the rotary shaft 5 can be shortened. Increasing the ampere turns of the exciting coils 6-1 and 6-2 has the effect of further shortening the length.

【0025】図8につき励磁コイル6−1,6−2の通
電制御手段を説明する。図8において、励磁コイル6−
1,6−2は直列若しくは並列に接続され、この両端に
はトランジスタ20g,20h,ダイオード49d−1
が接続される。抵抗22d,絶対値回路30d,オペア
ンプ40e,コンデンサ47dはそれぞれ前述した電機
子コイル39a,39b,39cの通電制御と同じ構成
となり作用効果も同じである。ブロック回路Dは、図4
の突極4a,4b,…の位置検知装置で、小さい径の位
置検知用のコイル10dが突極4a,4b,…の側面に
対向し、対向したときに鉄損によりインピーダンスが変
化するように構成されている。従って図6の回路と同じ
構成で、オペアンプ13に対応するオペアンプの出力の
巾は突極4a,4b,…の巾となり、この出力が図8の
アンド回路41dの入力となる。他の1つの入力はオペ
アンプ40eの出力なので、基準電圧源40の電圧に対
応した励磁コイル6−1,6−2の通電電流となる。か
かる通電電流によるトルク曲線のピーク値即ち図10の
点線33aのピーク値は曲線27cの凹部を除去するよ
うに調整することがよい。
The energization control means for the exciting coils 6-1 and 6-2 will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the exciting coil 6-
1, 6-2 are connected in series or in parallel, and transistors 20g, 20h and a diode 49d-1 are provided at both ends thereof.
Are connected. The resistor 22d, the absolute value circuit 30d, the operational amplifier 40e, and the capacitor 47d have the same configuration as that of the energization control of the armature coils 39a, 39b, and 39c described above, respectively, and the same effects. The block circuit D is shown in FIG.
In the position detecting device for salient poles 4a, 4b, ..., A coil 10d for position detection having a small diameter faces the side surfaces of salient poles 4a, 4b ,. It is configured. Therefore, with the same configuration as the circuit of FIG. 6, the width of the output of the operational amplifier corresponding to the operational amplifier 13 becomes the width of the salient poles 4a, 4b, ... And this output becomes the input of the AND circuit 41d of FIG. Since the other one input is the output of the operational amplifier 40e, it becomes the energizing current of the exciting coils 6-1 and 6-2 corresponding to the voltage of the reference voltage source 40. The peak value of the torque curve due to the applied current, that is, the peak value of the dotted line 33a in FIG. 10 may be adjusted so as to remove the concave portion of the curve 27c.

【0026】図8では、電機子コイルの両端に設けたト
ランジスタにより通電制御が行なわれているが、電機子
コイルの負電圧側にトランジスタを1個のみ使用しても
本発明を実施できる。図9につきその説明をする。図9
において、電機子コイル39a,39b,39cの下端
には、それぞれトランジスタ20a,20b及び20c
が挿入されている。トランジスタ20a,20b,20
cは、スイッチング素子となるもので、同じ効果のある
他の半導体素子でもよい。直流電源正負端子2a,2b
より供電が行なわれている。本実施例では、トランジス
タ20a,20b,20cは電機子コイルの下端即ち電
源負極側にあるので、その導通制御の入力回路は簡素化
される特徴がある。
In FIG. 8, energization is controlled by the transistors provided at both ends of the armature coil, but the present invention can be implemented by using only one transistor on the negative voltage side of the armature coil. This will be described with reference to FIG. Figure 9
At the lower ends of the armature coils 39a, 39b and 39c, the transistors 20a, 20b and 20c are respectively provided.
Has been inserted. Transistors 20a, 20b, 20
c is a switching element and may be another semiconductor element having the same effect. DC power supply positive / negative terminals 2a, 2b
More power is being supplied. 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.

【0027】次に図3で説明した3相全波通電による本
発明装置の電機子コイルの通電制御回路の詳細を図9に
より説明する。図9において、端子42a,42b,4
2cより入力される位置検知信号はそれぞれ図12の曲
線48a,48b,…,曲線49a,49b,…,曲線
50a,50b,…である。端子42aより入力がある
と、アンド回路41aを介してトランジスタ20aが導
通して電機子コイル39aの通電が開始され、その後は
抵抗22,絶対値回路30a,オペアンプ40bによる
チョッパ作用により、端子40の基準電圧に対応した通
電電流値に制御される。端子42aの入力が消滅する
と、トランジスタ20aは不導通に転化し、電機子コイ
ル39aの磁気エネルギはダイオード21a,33aを
介してコンデンサ47aを充電して高電圧とする。前述
したチョッパ作用のあるときにも小量づつコンデンサ4
7aが充電されているので、その磁気エネルギが付加さ
れてコンデンサ47aの充電電圧を上昇する。この電圧
は使用するトランジスタの耐電圧により調整する必要が
ある。
Next, details of the armature coil energization control circuit of the device of the present invention by the three-phase full-wave energization described in FIG. 3 will be described with reference to FIG. In FIG. 9, terminals 42a, 42b, 4
Position detection signals input from 2c are curves 48a, 48b, ..., Curves 49a, 49b, ..., Curves 50a, 50b ,. When there is an input from the terminal 42a, the transistor 20a becomes conductive through the AND circuit 41a and the energization of the armature coil 39a is started. After that, the resistor 22, the absolute value circuit 30a, and the operational amplifier 40b act as a chopper to operate the terminal 40. The energizing current value corresponding to the reference voltage is controlled. When the input to the terminal 42a disappears, the transistor 20a is turned off, and the magnetic energy of the armature coil 39a charges the capacitor 47a via the diodes 21a and 33a to a high voltage. Even when there is a chopper action as described above, the condenser 4
Since 7a is charged, its magnetic energy is added to raise the charging voltage of the capacitor 47a. This voltage must be adjusted according to the withstand voltage of the transistor used.

【0028】端子42bの入力により、トランジスタ2
0bが導通したときもチョッパ作用により通電制御が行
なわれ、不導通に転化すると、電機子コイル39bの磁
気エネルギは、ダイオード21b,33bを介してコン
デンサ47bを高電圧に充電する。端子42cの入力に
より、トランジスタ20cが導通したときにも、チョッ
パ作用により通電制御が行なわれ、不導通に転化する
と、電機子コイル39cの磁気エネルギは、ダイオード
21c,33cを介してコンデンサ47cを高電圧に充
電する。端子42cの入力の初期で、ブロック回路4
(微分パルスを介する単安定回路を含む回路)の出力を
介して、トランジスタ34b,34a,SCR19aが
導通するので、コンデンサ47aの高電圧が電機子コイ
ル39cに印加されて電流の立上りを急速とする。端子
19d,19eにはそれぞれ端子42a,42bの入力
の初期に得られる電気パルスが同様な手段で入力され
る。従ってコンデンサ47b,47cの高電圧が電機子
コイル39a,39bに印加されて、通電の立上りを急
速とする。以上の説明より判るように、前実施例と同様
に高速で反トルクと減トルクの発生のない高効率の電動
機を得ることができる。
The input of the terminal 42b causes the transistor 2
Even when 0b is turned on, energization control is performed by the chopper action, and when it is turned off, the magnetic energy of the armature coil 39b charges the capacitor 47b to a high voltage via the diodes 21b and 33b. Even when the transistor 20c is turned on by the input of the terminal 42c, energization control is performed by the chopper action, and when the transistor 20c is turned off, the magnetic energy of the armature coil 39c increases the capacitor 47c via the diodes 21c and 33c. Charge to voltage. At the initial stage of the input of the terminal 42c, the block circuit 4
Since the transistors 34b, 34a and the SCR 19a are conducted through the output of (the circuit including the monostable circuit via the differential pulse), the high voltage of the capacitor 47a is applied to the armature coil 39c to make the rise of the current rapid. . The electric pulses obtained at the initial stage of the input of the terminals 42a and 42b are input to the terminals 19d and 19e by the same means. Therefore, the high voltage of the capacitors 47b and 47c is applied to the armature coils 39a and 39b, and the rise of energization is made rapid. As can be understood from the above description, it is possible to obtain a high-efficiency electric motor that is free from the occurrence of counter torque and torque reduction as in the previous embodiment.

【0029】電機子コイル39d,39e,39fは図
3の固定電機子16に装着された第1,第2,第3の相
の電機子コイルで、ブロック回路39は電機子コイル3
9a,39b,39cと全く同じ構成の電気回路とな
り、端子42d,42e,42fの位置検知入力により
通電制御が行なわれる。端子42d,42e,42fの
入力は、それぞれ図12の曲線51a,51b,…,曲
線52a,52b,…,曲線53a,53b,…となっ
ているので、対応する電機子コイルの3相片波通電が行
なわれる。電機子コイル39a,39b,39cの通電
による出力トルクに対して、電機子コイル39d,39
e,39fの通電による出力トルクは位相が60度おく
れているので、図3,図10につき前述したように、リ
プルトルクが除去される作用効果が得られる。図3の突
極1a,1bの巾は120度〜180度の巾でも本発明
の目的が達成される。図8において、切換スイッチ40
aを設け、ブロック回路40−1の出力に切換えると次
の作用を行なうことができる。ブロック回路40−1は
電動機の回転速度が設定値のときに所要の出力電圧が得
られ、設定値より上昇し若しくは降下すると対応して出
力電圧が減少若しくは上昇して設定された回転速度を保
持する周知の回路である。従って定速制御を行なうこと
ができる。
The armature coils 39d, 39e, 39f are the armature coils of the first, second and third phases mounted on the fixed armature 16 of FIG. 3, and the block circuit 39 is the armature coil 3
The electric circuit has exactly the same configuration as 9a, 39b, 39c, and energization control is performed by the position detection input of terminals 42d, 42e, 42f. The inputs of the terminals 42d, 42e, 42f are the curves 51a, 51b, ..., The curves 52a, 52b, ..., The curves 53a, 53b ,. Is performed. The armature coils 39d, 39d, 39c,
Since the output torques due to the energization of e and 39f have a phase difference of 60 degrees, as described above with reference to FIGS. 3 and 10, the effect of removing the ripple torque can be obtained. The width of the salient poles 1a and 1b in FIG. 3 is 120 to 180 degrees, and the object of the present invention is achieved. In FIG. 8, the changeover switch 40
By providing a and switching to the output of the block circuit 40-1, the following operation can be performed. The block circuit 40-1 obtains a required output voltage when the rotation speed of the electric motor is a set value, and when the rotation speed of the electric motor rises or falls below the set value, the output voltage correspondingly decreases or rises and holds the set rotation speed. It is a well-known circuit that Therefore, constant speed control can be performed.

【0030】[0030]

【発明の効果】第1の効果 同形の誘導電動機と比較し
て出力トルクが10倍位となり、必要により毎分2万回
転位までの回転速度が得られる。図1に示す周知のリラ
クタンス型の電動機と比較して振動が減少し回転が円滑
となる。第2の効果 出力トルク特性が平坦となる。
EFFECT OF THE INVENTION First Effect The output torque is about 10 times as high as that of the induction motor of the same shape, and a rotation speed of up to about 20,000 revolutions per minute can be obtained if necessary. As compared with the well-known reluctance type electric motor shown in FIG. 1, vibration is reduced and rotation is smooth. Second effect The output torque characteristic becomes flat.

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

【図1】従来のリラクタンス型電動機の固定電機子と回
転子の断面図
FIG. 1 is a sectional view of a fixed armature and a rotor of a conventional reluctance motor.

【図2】本発明による3相リラクタンス型電動機の固定
電機子と回転子の断面図
FIG. 2 is a sectional view of a fixed armature and a rotor of a three-phase reluctance motor according to the present invention.

【図3】本発明による3相リラクタンス型電動機の回転
子、固定電機子、電機子コイルの展開図
FIG. 3 is a development view of a rotor, a fixed armature, and an armature coil of a three-phase reluctance motor according to the present invention.

【図4】本発明による3相リラクタンス型電動機の他の
実施例の回転子、固定電機子、、電機子コイルの展開図
FIG. 4 is a development view of a rotor, a fixed armature, and an armature coil of another embodiment of a three-phase reluctance motor according to the present invention.

【図5】本発明装置の横断面図FIG. 5 is a cross-sectional view of the device of the present invention.

【図6】3相リラクタンス型電動機の位置検知信号を得
る電気回路図
FIG. 6 is an electric circuit diagram for obtaining a position detection signal of a three-phase reluctance motor.

【図7】位置検知信号と対応するトルクのグラフFIG. 7 is a graph of torque corresponding to a position detection signal.

【図8】3相リラクタンス型電動機の通電制御回路図FIG. 8: Energization control circuit diagram of three-phase reluctance type motor

【図9】3相リラクタンス型電動機の通電制御回路の他
の実施例の回路図
FIG. 9 is a circuit diagram of another embodiment of an energization control circuit for a three-phase reluctance motor.

【図10】3相リラクタンス型電動機の出力トルク曲線
のグラフ
FIG. 10 is a graph of an output torque curve of a three-phase reluctance motor.

【図11】リラクタンス型電動機の通電電流と出力トル
クのグラフ
FIG. 11 is a graph of current flowing and output torque of the reluctance motor.

【図12】3相リラクタンス型電動機の位置検知信号曲
線のタイムチヤート
FIG. 12: Time chart of position detection signal curve of three-phase reluctance type electric motor

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1b,… 回転子と突極 5 回転軸 9,25−1,25−2 外筺 16,16,6 固定電機子 16a,16b,… 磁極 17a−1,17a−2,…,9a,9b,…,39
a,39b,… 電機子コイル 17a,17b,… スロット 3,,4,3a,3b,…,1a1b,…,4a,
4b,… 回転子と突極 10a,10b,10c 位置検知コイル 6,6a,6b 固定電機子と磁極 C,C−1 固定電機子 10 発振器 18,14a,14b ブロック回路 30a,30b,30c,30d 絶対値回路 40−1,D,39 ブロック回路 6−1,6−2 励磁コイル 40 基準電圧端子
1, 1a, 1b, ... Rotor and salient poles 5 Rotating shafts 9, 25-1, 25-2 Outer housing 16, 16 , 6 Fixed armatures 16a, 16b, ... Magnetic poles 17a-1, 17a-2 ,. 9a, 9b, ..., 39
a, 39b, ... armature coils 17a, 17b, ... slots 3, 1 , 4, 3a, 3b, ..., 1a , 1b , ..., 4a,
4b, ... Rotor and salient pole 10a, 10b, 10c Position detection coil 6,6a, 6b Fixed armature and magnetic pole C, C-1 Fixed armature 10 Oscillator 18, 14a, 14b Block circuit 30a, 30b, 30c, 30d Absolute value circuit 40-1, D, 39 Block circuit 6-1, 6-2 Excitation coil 40 Reference voltage terminal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】3相両波通電のリラクタンス型電動機にお
いて、磁性体回転子の外周面の両側部に等しい巾と等し
い離間角で配設されたn個(nは2以上の正整数)の第
1,第2の突極と、円筒状の第1の固定電機子の内周部
に等しい離間角で配設された3n個のスロットと、隣接
する2個のスロットのそれぞれに装着された3n個の第
1,第2,第3の相の電機子コイルと、第1の固定電機
子と全く同じ構成で、そのスロットに位相が電気角で1
20度づつ順次にずらして第1第2第3の相の電機
子コイルが装着された第2の固定電機子と、第1,第2
の固定電機子のスロットの相対位置をずらして、対応す
る第1,第2,第3の相の電機子コイルと第1第2
第3の相の電機子コイルの相対位置を電気角で60度の
奇数倍だけずらして配設するか若しくはこれ等を同相と
して、対向する第1の突極と第2の突極の位置を60度
の奇数倍だけずらして配設する手段と、第1の突極の回
転位置を検出して、電気角で120度の巾で互いに24
0度離間した第1の相の位置検知信号ならびにこれ等よ
り位相が電気角で120度おくれた第2の相の位置検知
信号ならびにこれ等より位相が電気角で120度おくれ
た第3の相の位置検知信号ならびに第1,第2,第3の
相の位置検知信号よりそれぞれ位相が電気角で60度の
奇数倍おくれた第1第2第3の相の位置検知信号が
得られる位置検知装置と、第1,第2,第3,第1
第3の相の電機子コイルのそれぞれに直列接続され
た半導体スイッチング素子と、該電機子コイルと半導体
スイッチングとの直列接続体に供電する直流電源と、第
1,第2,第3,第1第2第3の相の位置検知信号
を介してそれぞれ第1,第2,第3,第1第2第3
の相の電機子コイルに直列に接続した半導体スイッチン
グ素子を位置検知信号の巾だけ導通して電機子コイルを
通電する通電制御回路と、半導体スイッチング素子が位
置検知信号の末端で不導通に転化したときに、該半導体
スイッチング素子と電機子コイルとの接続点より、ダイ
オードを介して電機子コイルにより蓄積された磁気エネ
ルギを小容量のコンデンサに流入充電して保持すること
により電機子コイルの通電電流の降下を急速とする電気
回路と、設定された角度だけ磁性体回転子が回転して次
に通電される電機子コイルが位置検知信号によりその巾
だけ通電されるときに、その通電の開始されると同時に
前記した小容量のコンデンサに蓄積された静電エネルギ
を、該電機子コイルに流入せしめて、通電電流の立上が
りを急速とする電気回路とより構成されたことを特徴と
する3相リラクタンス型電動機。
1. In a reluctance type electric motor of three-phase dual-wave conduction, n (n is a positive integer of 2 or more) arranged at both sides of an outer peripheral surface of a magnetic rotor with an equal width and an equal separation angle. The first and second salient poles, the 3n slots arranged at an equal spacing angle on the inner peripheral portion of the cylindrical first fixed armature, and the two adjacent slots are mounted respectively. The 3n first, second, and third phase armature coils and the first fixed armature have exactly the same configuration, and the slot has a phase of an electrical angle of 1
A second fixed armature to which armature coils of the first , second , and third phases are attached, which are sequentially shifted by 20 degrees, and first and second
By shifting the relative positions of the slots of the fixed armature of the first, second, and third phase armature coils and the corresponding first , second ,
The relative positions of the armature coils of the third phase are arranged so as to be shifted by an odd multiple of 60 degrees in electrical angle, or these are in phase and the positions of the first salient pole and the second salient pole facing each other are set. The means arranged to be displaced by an odd multiple of 60 degrees and the rotational position of the first salient pole are detected to have an electrical angle of 120 degrees in a mutual range of 24 degrees.
A position detection signal of the first phase separated by 0 degree, a position detection signal of the second phase whose phase is 120 degrees away from these by an electrical angle, and a third phase phase detection signal which is 120 degrees away from this by a phase of electrical angle Position detection signals and phase detection signals of the first, second, and third phases whose phase is an odd multiple of 60 electrical degrees, respectively, can be obtained from the position detection signals of 1st , 2nd , and 3rd phases. Position detection device, first, second, third, first , first
2 , a semiconductor switching element connected in series to each of the armature coils of the third phase, a DC power supply for supplying the series connection body of the armature coil and the semiconductor switching, first, second, third, first, second, first via respective position detection signals of the third phase, the second, third, first, second, third
An energization control circuit that energizes the armature coil by energizing the armature coil by conducting the semiconductor switching element connected in series to the armature coil of phase No. 1 and the semiconductor switching element is turned off at the end of the position detection signal. At this time, from the connection point between the semiconductor switching element and the armature coil, the magnetic energy accumulated by the armature coil is charged into and held by the small-capacity capacitor via the diode, and the current is supplied to the armature coil. When the magnetic rotor rotates by the set angle and the armature coil to be energized next time is energized by the width by the position detection signal, the energization is started. At the same time, the electrostatic energy stored in the above-mentioned small-capacity capacitor is made to flow into the armature coil to make the rise of the energizing current rapid. 3-phase reluctance type motor characterized in that it is more configuration and circuit.
【請求項2】3相片波通電のリラクタンス型電動機にお
いて、磁性体回転子の外周面に等しい巾と等しい離間角
で配設されたn個(nは2以上の正整数)の第1の突極
と、磁性体回転子と同軸で同期回転する磁性体回転子の
外周面に等しい巾と等しい離間角で配設された3n個の
第2の突極と、円筒状の固定電機子の内周部に等しい離
間角で配設された3n個のスロットと、隣接する2個の
スロットのそれぞれに装着された3n個の第1,第2,
第3の相の電機子コイルと、固定電機子に並置された円
筒状磁性体の内周部に等しい離間角で突出されるととも
に所定の巾の少なくともn個の磁極ならびにこれ等に装
着された励磁コイルと、第1,第2の突極のそれぞれを
僅かな空隙を介して前記した固定電機子内周面と円筒状
磁性体の磁極と対向して保持する手段と、第1の突極の
回転位置を検出して、電気角で120度の巾で互いに2
40度離間した第1の相の位置検知信号ならびにこれ等
より位相が電気角で120度おくれた第2の相の位置検
知信号ならびにこれ等より位相が電気角で120度おく
れた第3の相の位置検知信号が得られる位置検知装置
と、第1,第2,第3の相の電機子コイルと励磁コイル
のそれぞれに直列接続された半導体スイッチング素子
と、電機子コイルと励磁コイルのそれぞれと半導体スイ
ッチング素子の直列接続体に供電する直流電源と、第
1,第2,第3の相の位置検知信号を介してそれぞれ第
1,第2,第3の相の電機子コイルに直列接続した半導
体スイッチング素子を位置検知信号の巾だけ導通して電
機子コイルを通電する通電制御回路と、第2の突極の位
置を検出して得られる位置検知信号により、第2の突極
に対向する磁極に該突極が侵入する点より励磁コイルを
通電し、両者が対向した点で通電を断つ電気回路と、半
導体スイッチング素子が位置検知信号の末端で不導通に
転化したときに、該半導体スイッチング素子と電機子コ
イルとの接続点より、ダイオードを介して電機子コイル
により蓄積された磁気エネルギを小容量のコンデンサに
流入充電して保持することにより電機子コイルの通電電
流の降下を急速とする電気回路と、設定された角度だけ
磁性体回転子が回転して次に通電される電機子コイルが
位置検知信号によりその巾だけ通電されるときに、その
通電の開始されると同時に前記した小容量のコンデンサ
に蓄積された静電エネルギを、該電機子コイルに流入せ
しめて、通電電流の立上がりを急速とする電気回路なら
びに前記した励磁コイルの通電を電機子コイルの通電電
流に対応した値に保持する通電電流制御回路と、電機子
コイルの通電による出力トルクのリプルトルクの凹部に
励磁コイルの通電によるリプルトルクの突部を合致せし
めるようにトルクを発生する部材の相対位置を調整する
手段とより構成されたことを特徴とする3相リラクタン
ス型電動機。
2. In a reluctance type electric motor of three-phase single-wave energization, n first protrusions (n is a positive integer of 2 or more) arranged on the outer peripheral surface of the magnetic rotor with an equal width and an equal separation angle. Of the pole, the 3n second salient poles arranged at the same angle as the outer periphery of the magnetic rotor that rotates in synchronization with the magnetic rotor, and the cylindrical fixed armature. 3n slots arranged at equal intervals around the circumference, and 3n first, second, and third slots mounted in two adjacent slots, respectively.
The third-phase armature coil and at least n magnetic poles of a predetermined width and attached to the inner circumference of the cylindrical magnetic body juxtaposed to the fixed armature are projected at equal spacing angles. An exciting coil, a means for holding each of the first and second salient poles so as to face the inner peripheral surface of the fixed armature and the magnetic pole of the cylindrical magnetic body through a slight gap, and a first salient pole. The rotation position of each of them is detected, and they are separated from each other by 120 degrees in electrical angle.
The position detection signal of the first phase separated by 40 degrees, the position detection signal of the second phase which is 120 degrees in electrical angle behind them, and the third phase which is 120 degrees in electrical angle behind them Position detection device that obtains the position detection signal, a semiconductor switching element connected in series to each of the first, second, and third phase armature coils and the excitation coil, and each of the armature coil and the excitation coil. A DC power supply for supplying power to the series connection body of the semiconductor switching elements and series connection to the armature coils of the first, second and third phases respectively via the position detection signals of the first, second and third phases. The semiconductor switching element is opposed to the second salient pole by an energization control circuit that conducts the armature coil by energizing the armature coil for the width of the position detection signal and a position detection signal obtained by detecting the position of the second salient pole. The salient pole on the magnetic pole An electric circuit that energizes the exciting coil from the point of intrusion and cuts off the energization at a point where they both face each other, and when the semiconductor switching element is converted to non-conduction at the end of the position detection signal, the semiconductor switching element and the armature coil From the connection point of, the electric energy accumulated by the armature coil via the diode flows into the small-capacity capacitor and is charged and held, thereby setting the electric circuit that makes the current flowing through the armature coil drop rapidly. When the magnetic rotor rotates by a certain angle and the armature coil to be energized next time is energized for that width by the position detection signal, the energization is started and at the same time it is accumulated in the above-mentioned small capacity capacitor. The electrostatic energy that flows into the armature coil to make the rise of the energizing current rapid and the energization of the exciting coil described above. Of a member that generates torque so that the concave portion of the ripple torque of the output torque due to the energization of the armature coil matches the protrusion of the ripple torque due to the energization of the excitation coil. A three-phase reluctance type electric motor comprising a means for adjusting a relative position.
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