JPH0767262B2 - タコジェネレータ - Google Patents
タコジェネレータInfo
- Publication number
- JPH0767262B2 JPH0767262B2 JP31453387A JP31453387A JPH0767262B2 JP H0767262 B2 JPH0767262 B2 JP H0767262B2 JP 31453387 A JP31453387 A JP 31453387A JP 31453387 A JP31453387 A JP 31453387A JP H0767262 B2 JPH0767262 B2 JP H0767262B2
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- JP
- Japan
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- phase
- winding
- rotor
- induced voltage
- windings
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- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電動機の制御を行うに必要な速度情報を得るた
めのタコジェネレータに関するものであり、特に高精
度、高感度な制御を行う低速、低回転ムラのサーボ制御
用に適するものである。
めのタコジェネレータに関するものであり、特に高精
度、高感度な制御を行う低速、低回転ムラのサーボ制御
用に適するものである。
従来の技術 一般に速度信号を発生させるタコジェネレータの具備す
べき点は下記の項目を理想とする。
べき点は下記の項目を理想とする。
（１）感度の良いこと。（低回転で高い誘起電圧） （２）ノイズの小さいこと。
（２−１）出力波形のリップルの原因になる磁気回路の
変動を構成しないこと。
変動を構成しないこと。
（２−２）電気的ノイズが出力に混入しないこと。
（３）信頼性の高いこと。
（４）本体の駆動モータの回転に影響を与えぬこと。
第３図は従来公知のブラシレスタコジェネレータの代表
例を示すもので、２極構造をしており電気角と幾何角が
一致している。多極の場合はその極対数倍の構成をな
す。１は固定子鉄心で、巻線を収納する溝を有する。2,
3は第１相の巻線で、直列に接続され電源10より分圧抵
抗r1を経て巻線２の下口より他方の上口を経て巻線３の
上口−下口を通り電子スイッチTr23を経て電源10の負極
に至る回路にて第１相が形成される。同様に固定子鉄心
１の第１相巻線2,3に対し120゜隔てて第２相コイル4,
5、240゜隔てて第３相コイル6,7がスロットに配置され
ている。第２相，第３相もそれぞれ電源10の正極より分
圧抵抗r2，r3巻線4,6の下口−上口を経て巻線5,7の上口
−下口を通って電子スイッチTr45，Tr67を経て電源10の
負極に接続され３相の星形結線構成をなしている。H1，
H2，H3は例えばホール素子のごとき回転子８の位置を検
出するセンサーでありF1，F2，F3は回転子８の回転角の
120゜の区間で電子スイッチTr23，Tr45，Tr67をON,OFF
するための切り替えスイッチ素子である。
例を示すもので、２極構造をしており電気角と幾何角が
一致している。多極の場合はその極対数倍の構成をな
す。１は固定子鉄心で、巻線を収納する溝を有する。2,
3は第１相の巻線で、直列に接続され電源10より分圧抵
抗r1を経て巻線２の下口より他方の上口を経て巻線３の
上口−下口を通り電子スイッチTr23を経て電源10の負極
に至る回路にて第１相が形成される。同様に固定子鉄心
１の第１相巻線2,3に対し120゜隔てて第２相コイル4,
5、240゜隔てて第３相コイル6,7がスロットに配置され
ている。第２相，第３相もそれぞれ電源10の正極より分
圧抵抗r2，r3巻線4,6の下口−上口を経て巻線5,7の上口
−下口を通って電子スイッチTr45，Tr67を経て電源10の
負極に接続され３相の星形結線構成をなしている。H1，
H2，H3は例えばホール素子のごとき回転子８の位置を検
出するセンサーでありF1，F2，F3は回転子８の回転角の
120゜の区間で電子スイッチTr23，Tr45，Tr67をON,OFF
するための切り替えスイッチ素子である。
かかる固定子１に対向して空隙ｇを介して回転子８はシ
ャフト９により回転自在になっている。回転子８は永久
磁石で、N,S2極に着磁され、空隙ｇ周辺の磁束分布は台
形波状に分布せしめるため異方性磁石をもって構成され
る。
ャフト９により回転自在になっている。回転子８は永久
磁石で、N,S2極に着磁され、空隙ｇ周辺の磁束分布は台
形波状に分布せしめるため異方性磁石をもって構成され
る。
なお、図は２極で構成されているが多極の場合はその極
数対倍になる。したがって電気角と幾何角との関係は一
致している。第４図は第３図における巻線2,3,4,5,6,7
が固定子１の溝中になく、内周面に貼り付けられたスロ
ットレスの構成になっていて図中の番号は第３図の構成
部と同一で対比付与されている。第３図のタコジェネレ
ータにおいて回転子８がシャフト９により回転に従って
回転子８の永久磁石の磁束分布と同形の誘起電圧が巻線
2,3,4,5,6,7に誘起する。その理由は同巻線がそれぞれ
フルピッチ（180゜）に従って巻回されているからであ
る。誘起電圧はその平坦部の120゜にわたってそれぞれ
の相はセンサＨと電子スイッチTrによりONされ分圧抵抗
ｒの端子電圧はダイオードＤに分圧電圧の出力として現
れる。これ等が第１相，第２相，第３相と順次ダイオー
ドD1D2D3として切り替えられて端子ｅには回転数に比例
した直流を取り出すことができる。第５図はそれを示
す。図においてＡは第１相の電圧、Ｂは第２相、Ｃは第
３相の電圧を示し、Ｄは120゜点よりの順次の切り替え
により端子ｅに出現する出力電圧である。
数対倍になる。したがって電気角と幾何角との関係は一
致している。第４図は第３図における巻線2,3,4,5,6,7
が固定子１の溝中になく、内周面に貼り付けられたスロ
ットレスの構成になっていて図中の番号は第３図の構成
部と同一で対比付与されている。第３図のタコジェネレ
ータにおいて回転子８がシャフト９により回転に従って
回転子８の永久磁石の磁束分布と同形の誘起電圧が巻線
2,3,4,5,6,7に誘起する。その理由は同巻線がそれぞれ
フルピッチ（180゜）に従って巻回されているからであ
る。誘起電圧はその平坦部の120゜にわたってそれぞれ
の相はセンサＨと電子スイッチTrによりONされ分圧抵抗
ｒの端子電圧はダイオードＤに分圧電圧の出力として現
れる。これ等が第１相，第２相，第３相と順次ダイオー
ドD1D2D3として切り替えられて端子ｅには回転数に比例
した直流を取り出すことができる。第５図はそれを示
す。図においてＡは第１相の電圧、Ｂは第２相、Ｃは第
３相の電圧を示し、Ｄは120゜点よりの順次の切り替え
により端子ｅに出現する出力電圧である。
発明が解決しようとする問題点 かかる構成においては前記に述べたタコジェネレータの
具備すべき理想項目の点で以下の利点と欠点が存在す
る。
具備すべき理想項目の点で以下の利点と欠点が存在す
る。
即ち、鉄心スロットを有し短い空隙ｇにすることがで
き、感度が良いと共に、刷子がないので信頼性が高く、
電気的ノイズが出力に混入しないなどの利点を有するも
のの、例えば第１相の巻線2,3の磁気交差する通路中に
他の相の巻線を収納するスロットが存在するため回転子
８の回転にしたがってスロット開口部の磁気レラクタン
ス変化による誘起電圧変化分SRが発生する。
き、感度が良いと共に、刷子がないので信頼性が高く、
電気的ノイズが出力に混入しないなどの利点を有するも
のの、例えば第１相の巻線2,3の磁気交差する通路中に
他の相の巻線を収納するスロットが存在するため回転子
８の回転にしたがってスロット開口部の磁気レラクタン
ス変化による誘起電圧変化分SRが発生する。
また溝数が磁極対当たり６であり、１回転当たりのコギ
ングトルク変動成分が大きい。
ングトルク変動成分が大きい。
次に第６図は第４図のごときスロットレスの誘起電圧を
示したもので図中、Ｅは第１相の誘起電圧、Ｆはそれぞ
れの相を順次切り替えた合成遊起出力電圧の波形を示
す。第４図のスロットレスの場合、鉄心のスロット開口
による磁気回路中のレラクタンス変化が存在しないので
第５図のSRのごとき変動成分はなく、スロットによるコ
ギングトルクが発生しないという利点を有するものの下
記の欠点を有する。
示したもので図中、Ｅは第１相の誘起電圧、Ｆはそれぞ
れの相を順次切り替えた合成遊起出力電圧の波形を示
す。第４図のスロットレスの場合、鉄心のスロット開口
による磁気回路中のレラクタンス変化が存在しないので
第５図のSRのごとき変動成分はなく、スロットによるコ
ギングトルクが発生しないという利点を有するものの下
記の欠点を有する。
即ち、長い空隙ｇを有することにより出力誘起電圧が小
さい。また、前記のごときレラクタンス変化は存在しな
いが空隙長が長いため誘起電圧波形の肩部SHがダレる。
さらに巻線の上口部と下口部との磁束鎖交量が異なり図
Ｅに示すごとく肩部の誘起電圧にAU,ADにて示す差異に
発生する。したがって合成出力誘起電圧はＦのごときリ
ップルを発生する。
さい。また、前記のごときレラクタンス変化は存在しな
いが空隙長が長いため誘起電圧波形の肩部SHがダレる。
さらに巻線の上口部と下口部との磁束鎖交量が異なり図
Ｅに示すごとく肩部の誘起電圧にAU,ADにて示す差異に
発生する。したがって合成出力誘起電圧はＦのごときリ
ップルを発生する。
前記のごとき従来の問題点に鑑みてなされたもので、高
感度、低リップルの出力誘起電圧を得ることを目的とす
るものである。
感度、低リップルの出力誘起電圧を得ることを目的とす
るものである。
問題点を解決するための手段 そこで本発明のタコジェネレータは、回転子の磁極対を
ｍ＋１（但しｍは巻線相数）とし、その磁極に空隙を介
して対向して電気角180゜elフルピッチの巻線を固定子
に配し、かつ前記磁極対に対応した巻線をもって一相を
構成し、全対の相配置を の間隔で配置してｍ相の構成をなしたものである。
ｍ＋１（但しｍは巻線相数）とし、その磁極に空隙を介
して対向して電気角180゜elフルピッチの巻線を固定子
に配し、かつ前記磁極対に対応した巻線をもって一相を
構成し、全対の相配置を の間隔で配置してｍ相の構成をなしたものである。
作用 このような構成にすればそれぞれの相の巻線フルピッチ
（180゜el）内に他の相の巻線のためのスロットを設け
ることがなく、回転子の着磁がラジアル方向に異方性に
着磁されていれば短い空隙をもって大きな矩形波状に近
い誘起電圧を得ることができる。
（180゜el）内に他の相の巻線のためのスロットを設け
ることがなく、回転子の着磁がラジアル方向に異方性に
着磁されていれば短い空隙をもって大きな矩形波状に近
い誘起電圧を得ることができる。
実施例 第１図は本発明の一実施例を示したものである。図にお
いて11は固定子鉄心、12,13は第１相の巻線で、分圧抵
抗r1より図の矢視方向で巻線12より巻線13を経て電子ス
イッチTr12,13に接続されTr12,13を経て電源20の負極に
達し第１相の回路は構成される。同様に第２相は分圧抵
抗r2−巻線14,15−電子スイッチTr14,15−電源20の負極
の回路で構成され、第３相は分圧抵抗r3−巻線16,17−
電子スイッチTr16,17−電源20の負極の回路で構成され
る。
いて11は固定子鉄心、12,13は第１相の巻線で、分圧抵
抗r1より図の矢視方向で巻線12より巻線13を経て電子ス
イッチTr12,13に接続されTr12,13を経て電源20の負極に
達し第１相の回路は構成される。同様に第２相は分圧抵
抗r2−巻線14,15−電子スイッチTr14,15−電源20の負極
の回路で構成され、第３相は分圧抵抗r3−巻線16,17−
電子スイッチTr16,17−電源20の負極の回路で構成され
る。
第１相，第２相，第３相の巻線はそれぞれ電気角で120
゜el隔てて配置し、また各相の巻線12,13,14,15,16,17
は電気角でフルピッチ180゜elに巻回されている。固定
子鉄心11に対して空隙ｇを隔てて回転子18があり、シャ
フト19により回転自在となっている。回転子18は永久磁
石より成り、その磁極ピッチは180゜elをなしていてこ
れ等をもって幾何角の360゜を形成している。
゜el隔てて配置し、また各相の巻線12,13,14,15,16,17
は電気角でフルピッチ180゜elに巻回されている。固定
子鉄心11に対して空隙ｇを隔てて回転子18があり、シャ
フト19により回転自在となっている。回転子18は永久磁
石より成り、その磁極ピッチは180゜elをなしていてこ
れ等をもって幾何角の360゜を形成している。
以上の関係を幾何角で表示したものが第１図で示す角度
である。すなわち巻線のピッチは45゜，各相間は30゜の
間隔で配置され、回転子18は８極構成となる。回転子18
の回転による各相巻線の誘起電圧の導通区間120゜elは
幾何角に対しては30゜になりセンサH1，H2，H3が配置さ
れている。F1，F2，F3は各相巻線の導通切り替えスイッ
チである。このような構成にすればそれぞれの相の巻線
フルピッチ（180゜el）内に他の相の巻線のためのスロ
ットを設けることがなく、回転子18の着磁がラジアル方
向に異方性に着磁されていれば短い空隙ｇをもって大き
な矩形波状に近い誘起電圧を得る事が可能である。第２
図A,B,Cはそれぞれ第１相，第２相，第３相の第１図に
おける分圧抵抗ｒの端子電圧を示している。回転子が電
気角360゜el、すなわち1/4回転の内、センサＨによりそ
の誘起電圧の平坦部120゜el（30゜）にわたり順次ダイ
オードD1，D2，D3を介して端子ｅに第２図Ｄのごとき直
流が誘起する。次にスロット数は６であり、磁極対数は
４であるから極対数当たり となるのでスロット開口部における磁気レラクタンス変
動の基本波成分によるコギングトルクは発生しない。そ
の他の調波成分によるコギングトルクも除くことが可能
である。以上は回転子18の極数が８極で構成された場合
について記述したがその整数倍の構成でも可能である。
例えば回転子18の磁極数を２倍にして16極にして回転子
巻線の各担の巻線を対応する磁極数のフルピッチ（180
゜el）に巻回したものを２倍の巻線コイル数で対応しそ
れを接線して１つの相を形成することが可能である。す
なわち第１図の８極構成を単位として整数倍の構成にす
ることにより製造組み立ての偏心誤差による誘起電圧の
変動を補正することができる。例えば16極にした場合、
２極対でそれに対向する２コイル対で１相を形成するの
で１コイル対ずつ幾何角で180゜対向した位置に配置し
て１相巻線が構成されるので各巻線対の誘起電圧は補正
される。さらに本例は３相巻線の構成で説明したが一般
にｍ相迄拡張することができる。ｍ相巻線の場合、回転
子着磁極数は（ｍ＋１）極対で構成され、巻線の巻回ピ
ッチは をもって180゜elフルピッチとして着磁極対に対応して
２コイル１対とする。各相巻線は の間隔で配置する。溝開口の角度巾は上記相巻線コイル
対に対応して開口する。さらに各相巻線のコイル対の中
央部にコイル対を構成するそれぞれのコイルの１辺を収
納する狭い開口部を有する溝を設ける。すなわち全溝数
は2mとなり内,mケの溝開口巾は と残りのｍケの溝開口巾は出来得るかぎり小開口巾とす
るものである。以上を単位としてｍ相でその整数倍の極
構成にすることができる。
である。すなわち巻線のピッチは45゜，各相間は30゜の
間隔で配置され、回転子18は８極構成となる。回転子18
の回転による各相巻線の誘起電圧の導通区間120゜elは
幾何角に対しては30゜になりセンサH1，H2，H3が配置さ
れている。F1，F2，F3は各相巻線の導通切り替えスイッ
チである。このような構成にすればそれぞれの相の巻線
フルピッチ（180゜el）内に他の相の巻線のためのスロ
ットを設けることがなく、回転子18の着磁がラジアル方
向に異方性に着磁されていれば短い空隙ｇをもって大き
な矩形波状に近い誘起電圧を得る事が可能である。第２
図A,B,Cはそれぞれ第１相，第２相，第３相の第１図に
おける分圧抵抗ｒの端子電圧を示している。回転子が電
気角360゜el、すなわち1/4回転の内、センサＨによりそ
の誘起電圧の平坦部120゜el（30゜）にわたり順次ダイ
オードD1，D2，D3を介して端子ｅに第２図Ｄのごとき直
流が誘起する。次にスロット数は６であり、磁極対数は
４であるから極対数当たり となるのでスロット開口部における磁気レラクタンス変
動の基本波成分によるコギングトルクは発生しない。そ
の他の調波成分によるコギングトルクも除くことが可能
である。以上は回転子18の極数が８極で構成された場合
について記述したがその整数倍の構成でも可能である。
例えば回転子18の磁極数を２倍にして16極にして回転子
巻線の各担の巻線を対応する磁極数のフルピッチ（180
゜el）に巻回したものを２倍の巻線コイル数で対応しそ
れを接線して１つの相を形成することが可能である。す
なわち第１図の８極構成を単位として整数倍の構成にす
ることにより製造組み立ての偏心誤差による誘起電圧の
変動を補正することができる。例えば16極にした場合、
２極対でそれに対向する２コイル対で１相を形成するの
で１コイル対ずつ幾何角で180゜対向した位置に配置し
て１相巻線が構成されるので各巻線対の誘起電圧は補正
される。さらに本例は３相巻線の構成で説明したが一般
にｍ相迄拡張することができる。ｍ相巻線の場合、回転
子着磁極数は（ｍ＋１）極対で構成され、巻線の巻回ピ
ッチは をもって180゜elフルピッチとして着磁極対に対応して
２コイル１対とする。各相巻線は の間隔で配置する。溝開口の角度巾は上記相巻線コイル
対に対応して開口する。さらに各相巻線のコイル対の中
央部にコイル対を構成するそれぞれのコイルの１辺を収
納する狭い開口部を有する溝を設ける。すなわち全溝数
は2mとなり内,mケの溝開口巾は と残りのｍケの溝開口巾は出来得るかぎり小開口巾とす
るものである。以上を単位としてｍ相でその整数倍の極
構成にすることができる。
発明の効果 以上の説明から明らかな如く本発明によれば、高感度、
低リップルの出力誘起電圧を得ることができる。
低リップルの出力誘起電圧を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例における構成の断面説明図、
第２図は第１図における端子ｅにおける出力誘起電圧波
形図、第３図は従来における構成の断面図、第４図は従
来例における本体構成を溝なし（スロットレス）にした
構成説明図、第５図と第６図は第３図及び第４図におけ
るそれぞれの端子ｅにおける誘起電圧波形図である。 11……固定子鉄心、12,13,14,15,16,17……巻線、18…
…回転子、ｇ……空隙。
第２図は第１図における端子ｅにおける出力誘起電圧波
形図、第３図は従来における構成の断面図、第４図は従
来例における本体構成を溝なし（スロットレス）にした
構成説明図、第５図と第６図は第３図及び第４図におけ
るそれぞれの端子ｅにおける誘起電圧波形図である。 11……固定子鉄心、12,13,14,15,16,17……巻線、18…
…回転子、ｇ……空隙。
Claims (1)
- 【請求項１】永久磁石回転子に空隙を介して対向する固
定子鉄心に出力誘起電圧を発生せしめる巻線を収納し、
前記回転子の位置により順次スイッチにて誘起電圧を切
り替えて出力を得るタコジェネレータにおいて、回転子
の磁極対をｍ＋１（但しｍは巻線相数）とし、その磁極
に空隙を介して対向して電気角180゜elフルピッチの巻
線を固定子に配し、かつ前記磁極対に対応した巻線をも
って一相を構成し、全対の相配置を の間隔で配置してｍ相の構成をなしたタコジェネレー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31453387A JPH0767262B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | タコジェネレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31453387A JPH0767262B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | タコジェネレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01157254A JPH01157254A (ja) | 1989-06-20 |
| JPH0767262B2 true JPH0767262B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=18054435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31453387A Expired - Fee Related JPH0767262B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | タコジェネレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0767262B2 (ja) |
-
1987
- 1987-12-11 JP JP31453387A patent/JPH0767262B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01157254A (ja) | 1989-06-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |