JPH0795790A - 半波整流ブラシなし同期電動機 - Google Patents
半波整流ブラシなし同期電動機Info
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- JPH0795790A JPH0795790A JP5188814A JP18881493A JPH0795790A JP H0795790 A JPH0795790 A JP H0795790A JP 5188814 A JP5188814 A JP 5188814A JP 18881493 A JP18881493 A JP 18881493A JP H0795790 A JPH0795790 A JP H0795790A
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- synchronous motor
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- stator winding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ブラシを使わない簡単で堅牢な構造とし、し
かも低速から高速までのトルク制御が容易な同期電動機
を提供する。 【構成】 ダイオード１５で単相短絡された界磁巻線１
４を持つ回転子１７と、平衡多相固定子巻線と、前記平
衡多相固定子巻線に電流を流すＰＷＭインバータ３と、
同ＰＷＭインバータを制御する電流波形演算指令回路２
とを有し、電流波形演算指令回路２は回転子１７位置に
同期したバイアス周波数の変調波形によって振幅変調さ
れた励磁交流成分の多相交流電流５とトルク電流成分の
多相交流電流６とを前記平衡多相固定子巻線に流すよう
にＰＷＭインバータ３を制御する。
かも低速から高速までのトルク制御が容易な同期電動機
を提供する。 【構成】 ダイオード１５で単相短絡された界磁巻線１
４を持つ回転子１７と、平衡多相固定子巻線と、前記平
衡多相固定子巻線に電流を流すＰＷＭインバータ３と、
同ＰＷＭインバータを制御する電流波形演算指令回路２
とを有し、電流波形演算指令回路２は回転子１７位置に
同期したバイアス周波数の変調波形によって振幅変調さ
れた励磁交流成分の多相交流電流５とトルク電流成分の
多相交流電流６とを前記平衡多相固定子巻線に流すよう
にＰＷＭインバータ３を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半波整流ブラシを必要
としない同期電動機で、サーボ用電動機として有用な同
期電動機に関する。
としない同期電動機で、サーボ用電動機として有用な同
期電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の同期電動機は、交流が流される平
衡多相固定子巻線と、半波整流ブラシを介して界磁巻線
に直流が給電される回転子とを備えた構造である。又、
固定子巻線に直流を流し、回転子にブラシを介して交流
を流す回転電機子形もある。
衡多相固定子巻線と、半波整流ブラシを介して界磁巻線
に直流が給電される回転子とを備えた構造である。又、
固定子巻線に直流を流し、回転子にブラシを介して交流
を流す回転電機子形もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の同期電動機は、
いずれもブラシを使用して回転子に給電するものであ
り、構造が複雑で且つブラシ部分で故障を起こし、寿命
が短いという問題点があった。本発明が解決しようとす
る課題は、従来のこれらの問題点を解消し、ブラシを使
わない簡単で堅牢な構造とし、しかも低速から高速まで
のトルク制御が容易な同期電動機を提供することにあ
る。
いずれもブラシを使用して回転子に給電するものであ
り、構造が複雑で且つブラシ部分で故障を起こし、寿命
が短いという問題点があった。本発明が解決しようとす
る課題は、従来のこれらの問題点を解消し、ブラシを使
わない簡単で堅牢な構造とし、しかも低速から高速まで
のトルク制御が容易な同期電動機を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決した本
発明の要旨は、ダイオードで単相短絡された界磁巻線を
持つ回転子と、平衡多相固定子巻線と、前記平衡多相固
定子巻線に電流を流すＰＷＭインバータと、同ＰＷＭイ
ンバータを制御する電流波形演算指令回路とを有し、電
流波形演算指令回路は回転子位置に同期したバイアス周
波数の変調波形によって振幅変調された励磁交流成分の
多相交流電流とトルク電流成分の多相交流電流とを前記
平衡多相固定子巻線に流すようにＰＷＭインバータを制
御することを特徴とする半波整流ブラシなし同期電動機
にある。
発明の要旨は、ダイオードで単相短絡された界磁巻線を
持つ回転子と、平衡多相固定子巻線と、前記平衡多相固
定子巻線に電流を流すＰＷＭインバータと、同ＰＷＭイ
ンバータを制御する電流波形演算指令回路とを有し、電
流波形演算指令回路は回転子位置に同期したバイアス周
波数の変調波形によって振幅変調された励磁交流成分の
多相交流電流とトルク電流成分の多相交流電流とを前記
平衡多相固定子巻線に流すようにＰＷＭインバータを制
御することを特徴とする半波整流ブラシなし同期電動機
にある。
【０００５】
【作用】この発明では、平衡多相固定子巻線に、ロータ
リーエンコーダー等の回転子の位置検出信号によって回
転子位置と同期したバイアス周波数の変調波形によって
振幅変調した励磁交流成分と、トルク電流成分の多相交
流電流を流す。前者の振幅変調した励磁交流成分を流す
ことで、回転子の界磁巻線に鎖交する磁束を保持するよ
うに界磁電流が流れ、界磁磁束を時間的に略一定にす
る。次に、トルク電流成分が平衡多相固定子巻線に流さ
れると、上記界磁磁束との間にトルクが発生し、回転子
は回転する。
リーエンコーダー等の回転子の位置検出信号によって回
転子位置と同期したバイアス周波数の変調波形によって
振幅変調した励磁交流成分と、トルク電流成分の多相交
流電流を流す。前者の振幅変調した励磁交流成分を流す
ことで、回転子の界磁巻線に鎖交する磁束を保持するよ
うに界磁電流が流れ、界磁磁束を時間的に略一定にす
る。次に、トルク電流成分が平衡多相固定子巻線に流さ
れると、上記界磁磁束との間にトルクが発生し、回転子
は回転する。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図１は、実施例の構成図、図２は実施例における電
流・磁束・トルクの波形説明図、図３は本実施例の半波
整流ブラシなし同期電動機の原理図である。
る。図１は、実施例の構成図、図２は実施例における電
流・磁束・トルクの波形説明図、図３は本実施例の半波
整流ブラシなし同期電動機の原理図である。
【０００７】図中、１は同期電動機本体、２は電流波形
演算指令回路、３はＰＷＭインバータ、４はバイアス周
波数の変調波形、５は振幅変調された励磁電流成分の多
相交流電流、６はトルク電流成分の多相交流電流、７は
励磁電流成分の多相交流電流５とトルク電流成分の多相
交流電流６とを重畳した多相交流電流、８は界磁磁束、
９は多相交流電流５が生起する脈動起磁力、１０は界磁
巻線 に流れる界磁電流、１１は発生するトルク、１２
はｄ軸単相巻線、１３はｑ軸単相巻線、１４は回転子１
７に巻いた界磁巻線、１５は同界磁巻線を短絡するダイ
オード、１６は回転子１７に埋め込んだ永久磁石、１７
は回転子、１８は同期電動機本体１の回転子１７の回転
位置を検出するロータリーエンコーダー、１９は同ロー
タリーエンコーダーからの回転子位置信号である。
演算指令回路、３はＰＷＭインバータ、４はバイアス周
波数の変調波形、５は振幅変調された励磁電流成分の多
相交流電流、６はトルク電流成分の多相交流電流、７は
励磁電流成分の多相交流電流５とトルク電流成分の多相
交流電流６とを重畳した多相交流電流、８は界磁磁束、
９は多相交流電流５が生起する脈動起磁力、１０は界磁
巻線 に流れる界磁電流、１１は発生するトルク、１２
はｄ軸単相巻線、１３はｑ軸単相巻線、１４は回転子１
７に巻いた界磁巻線、１５は同界磁巻線を短絡するダイ
オード、１６は回転子１７に埋め込んだ永久磁石、１７
は回転子、１８は同期電動機本体１の回転子１７の回転
位置を検出するロータリーエンコーダー、１９は同ロー
タリーエンコーダーからの回転子位置信号である。
【０００８】この実施例では、回転子１７の位置はロー
タリーエンコーダー１８で検出され、その回転子位置信
号１９は電流波形演算指令回路２に入力される。同電流
波形演算指令回路２とＰＷＭインバータ３とによって、
図２に示すように、回転子位置に同期しバイアス周波数
の変調波形４によって振幅変調された多相交流電流５を
同期電動機本体１の固定子巻線に流すと、図３に示す回
転子１７に同期して回転するｄ軸単相巻線１２に交流電
流を流して得られるような脈動起磁力９が得られる。
タリーエンコーダー１８で検出され、その回転子位置信
号１９は電流波形演算指令回路２に入力される。同電流
波形演算指令回路２とＰＷＭインバータ３とによって、
図２に示すように、回転子位置に同期しバイアス周波数
の変調波形４によって振幅変調された多相交流電流５を
同期電動機本体１の固定子巻線に流すと、図３に示す回
転子１７に同期して回転するｄ軸単相巻線１２に交流電
流を流して得られるような脈動起磁力９が得られる。
【０００９】界磁巻線１４に挿入されたダイオード１５
は、界磁巻線に鎖交する磁束が増加する時にはオフとな
るが、磁束が減少しようとするとオンとなり、磁束を一
定に保つような界磁電流１０を流す。即ち、界磁巻線１
４に鎖交する磁束のピーク値を保持するように動作し、
回路のインダクタンスが十分大きい場合には界磁磁束８
は時間的にほぼ一定となる。
は、界磁巻線に鎖交する磁束が増加する時にはオフとな
るが、磁束が減少しようとするとオンとなり、磁束を一
定に保つような界磁電流１０を流す。即ち、界磁巻線１
４に鎖交する磁束のピーク値を保持するように動作し、
回路のインダクタンスが十分大きい場合には界磁磁束８
は時間的にほぼ一定となる。
【００１０】次に、トルク成分をあらわす多相交流電流
６を流すと、図３のｑ軸単相巻線１３に直流電流を流し
た場合と同様の起磁力が得られる。従って、励磁電流成
分５とトルク電流成分６を加えた多相交流電流７を固定
子巻線に流すと、界磁磁束８との間にトルク１１が発生
する。これが半波整流ブラシなし励磁方式の原理であ
る。このトルクは、バイアス周波数を基本波とする脈動
トルクを含むが、バイアス周波数を適切に選定すること
により実用上問題にはならない。尚、変調波形は任意で
あるが、三角波形を採用することにより、正弦波等に比
べて、励磁電流の実効値を減少できる、等の効果が得ら
れる。
６を流すと、図３のｑ軸単相巻線１３に直流電流を流し
た場合と同様の起磁力が得られる。従って、励磁電流成
分５とトルク電流成分６を加えた多相交流電流７を固定
子巻線に流すと、界磁磁束８との間にトルク１１が発生
する。これが半波整流ブラシなし励磁方式の原理であ
る。このトルクは、バイアス周波数を基本波とする脈動
トルクを含むが、バイアス周波数を適切に選定すること
により実用上問題にはならない。尚、変調波形は任意で
あるが、三角波形を採用することにより、正弦波等に比
べて、励磁電流の実効値を減少できる、等の効果が得ら
れる。
【００１１】
【発明の効果】以上の様に、この発明は、半波整流ブラ
シを使用しないで作動できるので、構造が簡単で堅牢と
なり、寿命が長いものができる。又、回転子位置に同期
して励磁電流とトルク電流を独立して制御することで静
止・低速から高速までのトルク制御が容易に行える。本
発明の同期電動機は、ポジションコントロールや比較的
低速のＡＣサーボ用電動機に適したブラシなし構造の同
期電動機を実現する。
シを使用しないで作動できるので、構造が簡単で堅牢と
なり、寿命が長いものができる。又、回転子位置に同期
して励磁電流とトルク電流を独立して制御することで静
止・低速から高速までのトルク制御が容易に行える。本
発明の同期電動機は、ポジションコントロールや比較的
低速のＡＣサーボ用電動機に適したブラシなし構造の同
期電動機を実現する。
【図１】実施例の構成図
【図２】実施例における電流・磁束・トルクの波形説明
図
図
【図３】実施例の半波整流ブラシなし同期電動機の原理
図
図
１ 同期電動機本体 ２ 電流波形演算指令回路 ３ ＰＷＭインバータ ４ 変調波形 ５ 励磁電流波形 ６ トルク電流波形 ７ 多相交流電流 ８ 界磁磁束 ９ 脈動起磁力 １０ 界磁電流 １１ トルク １２ ｄ軸単相巻線 １３ ｑ軸単相巻線 １４ 界磁巻線 １５ ダイオード １７ 回転子 １８ ロータリーエンコーダー １９ 回転子位置信号
Claims (1)
- 【請求項１】 ダイオードで単相短絡された界磁巻線を
持つ回転子と、平衡多相固定子巻線と、前記平衡多相固
定子巻線に電流を流すＰＷＭインバータと、同ＰＷＭイ
ンバータを制御する電流波形演算指令回路とを有し、 電流波形演算指令回路は回転子位置に同期したバイアス
周波数の変調波形によって振幅変調された励磁交流成分
の多相交流電流とトルク電流成分の多相交流電流とを前
記平衡多相固定子巻線に流すようにＰＷＭインバータを
制御することを特徴とする半波整流ブラシなし同期電動
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5188814A JPH07112358B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 半波整流ブラシなし同期電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5188814A JPH07112358B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 半波整流ブラシなし同期電動機 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61289969A Division JPH07118939B2 (ja) | 1986-12-04 | 1986-12-04 | 永久磁石を併用した半波整流ブラシなし同期電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0795790A true JPH0795790A (ja) | 1995-04-07 |
| JPH07112358B2 JPH07112358B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=16230285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5188814A Expired - Lifetime JPH07112358B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 半波整流ブラシなし同期電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07112358B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63144746A (ja) * | 1986-12-04 | 1988-06-16 | Jun Koyama | 永久磁石を併用した半波整流ブラシなし同期電動機 |
| JP2002272163A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-09-20 | Fuji Electric Co Ltd | ブラシレスモータの制御装置 |
| WO2007010934A1 (ja) * | 2005-07-19 | 2007-01-25 | Denso Corporation | 交流モータとその制御装置 |
| JP2008086161A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Denso Corp | 回転電機装置 |
| US7358698B2 (en) | 2005-06-28 | 2008-04-15 | Denso Corporation | Field-winding type of synchronous machine |
| JP2008109823A (ja) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Denso Corp | 回転電機装置 |
| US7880424B2 (en) | 2006-09-28 | 2011-02-01 | Denso Corporation | Rotary electric apparatus having rotor with field winding inducing current therethrough for generating magnetic field |
| US8049458B2 (en) | 2007-09-18 | 2011-11-01 | Denso Corporation | Field winding type of synchronous rotary electric machine |
| JP2011223792A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Aisan Ind Co Ltd | 回転電機 |
| JP2012165585A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Toshiba Corp | 同期電動機駆動システム |
| JP2017118603A (ja) * | 2015-12-21 | 2017-06-29 | 株式会社デンソー | 界磁巻線型同期機駆動システム |
| US11218065B2 (en) | 2019-05-22 | 2022-01-04 | Denso Corporation | Field coil type rotating electric machine |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63144746A (ja) * | 1986-12-04 | 1988-06-16 | Jun Koyama | 永久磁石を併用した半波整流ブラシなし同期電動機 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP5188814A patent/JPH07112358B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63144746A (ja) * | 1986-12-04 | 1988-06-16 | Jun Koyama | 永久磁石を併用した半波整流ブラシなし同期電動機 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH07118939B2 (ja) * | 1986-12-04 | 1995-12-18 | 小山 純 | 永久磁石を併用した半波整流ブラシなし同期電動機 |
| JPS63144746A (ja) * | 1986-12-04 | 1988-06-16 | Jun Koyama | 永久磁石を併用した半波整流ブラシなし同期電動機 |
| JP2002272163A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-09-20 | Fuji Electric Co Ltd | ブラシレスモータの制御装置 |
| DE102006029459B4 (de) * | 2005-06-28 | 2016-11-24 | Denso Corporation | Synchronmaschine mit einer Rotorwicklung als Feldwicklung und einem Stromsperrmittel, welches an die Feldwicklung angeschlossen ist |
| US7358698B2 (en) | 2005-06-28 | 2008-04-15 | Denso Corporation | Field-winding type of synchronous machine |
| WO2007010934A1 (ja) * | 2005-07-19 | 2007-01-25 | Denso Corporation | 交流モータとその制御装置 |
| JP2008086161A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Denso Corp | 回転電機装置 |
| US7880424B2 (en) | 2006-09-28 | 2011-02-01 | Denso Corporation | Rotary electric apparatus having rotor with field winding inducing current therethrough for generating magnetic field |
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| US8049458B2 (en) | 2007-09-18 | 2011-11-01 | Denso Corporation | Field winding type of synchronous rotary electric machine |
| JP2011223792A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Aisan Ind Co Ltd | 回転電機 |
| JP2012165585A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Toshiba Corp | 同期電動機駆動システム |
| JP2017118603A (ja) * | 2015-12-21 | 2017-06-29 | 株式会社デンソー | 界磁巻線型同期機駆動システム |
| US11218065B2 (en) | 2019-05-22 | 2022-01-04 | Denso Corporation | Field coil type rotating electric machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07112358B2 (ja) | 1995-11-29 |
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