JPH08103096A - Three-phase reluctance linear motor - Google Patents

Three-phase reluctance linear motor

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Publication number
JPH08103096A
JPH08103096A JP6270108A JP27010894A JPH08103096A JP H08103096 A JPH08103096 A JP H08103096A JP 6270108 A JP6270108 A JP 6270108A JP 27010894 A JP27010894 A JP 27010894A JP H08103096 A JPH08103096 A JP H08103096A
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JP
Japan
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phase
armature
width
salient pole
position detection
Prior art date
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Pending
Application number
JP6270108A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Itsuki Ban
五紀 伴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Secoh Giken Co Ltd
Original Assignee
Secoh Giken Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Secoh Giken Co Ltd filed Critical Secoh Giken Co Ltd
Priority to JP6270108A priority Critical patent/JPH08103096A/en
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Abstract

PURPOSE: To increase the moving speed and distance of a three-phase reluctance linear motor, by making the static energy stored in its capacitor of a small capacitance flow into its armature coils simultaneously with the start of its energization, and by making the buildup of its energization sharp. CONSTITUTION: Coils 10a, 10b, 10c of a three-phase reluctance linear motor are fixed on its main body while they are opposed respectively to the side surfaces of its salient poles 1a, 1b via very small air-gaps, and are used as positional sensors for sensing the positions of the salient poles. When a soft-steel or steel plate whose partial shapes are the same as the salient poles is rotated synchronously with the motor and the coils 10a, 10b, 10c are opposed to this plate, the sensing outputs are made large. When its first-phase armature coils 9a, 9b are energized, the salient poles 1a, 1b are attracted magnetically by magnetic poles 16a, 16b, and are moved in the direction of an arrow A. When they are rotated by the width of the magnetic pole, the energization is stopped, and subsequently, when armature coils 9c, 9d (its second-phase armature coils) are energized, they are further moved right, and when they are moved by the width of the magnetic pole, the energization is stopped, and moreover, when its third-phase armature coils 9e, 9f are energized, they are further moved right.

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、しかも推力リプル
が少ないので動力源として広い用途がある。例えば、被
加工物体を移動して工作するとき、物体を設定された距
離だけ移動することに利用される。
[Industrial field of application] Since it has a large output and little thrust ripple, it has a wide range of uses as a power source. For example, it is used to move an object by a set distance when moving the object to be machined.

【従来の技術】電動機により螺子を回転し、これと螺合
する物体を移動し、これにより負荷を直線的に移動する
装置がある。レバーを回転し、その遊端部の移動により
負荷を移動する装置がある。
2. Description of the Related Art There is a device in which a screw is rotated by an electric motor and an object screwed with the screw is moved to linearly move a load. There is a device that rotates a lever and moves a load by moving a free end of the lever.

【0002】[0002]

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

第1の課題 従来の技術では、速度がおそく、又大きい
移動距離とすることが困難となる問題点がある。 第2の課題 マグネット型のブラシレス直流電動機を直
線状に展開して、回転を直線運動に転化する装置が開発
されているが、マグネットの数が増加して高価となり、
又移動する力が小さいので、実施化に問題点がある。
First Problem In the conventional technology, there are problems that the speed is slow and it is difficult to make a long moving distance. Second problem A device for developing a magnet type brushless DC motor linearly and converting the rotation into a linear motion has been developed, but the number of magnets increases and the cost becomes high.
Further, since the moving force is small, there is a problem in implementation.

【0003】[0003]

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

第1の手段 細長形の平板の両側の側方に突出して、等
しい巾で、その巾だけ互いに離間して長手方向に配設さ
れた磁性体の第1,第2の突極と、該平板を長手方向に
直線的に滑動するように支持する支持装置と、細長型の
第1の固定電機子に突極巾の2/3の離間距離で配設さ
れた3n個(nは正整数)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
固定電機子の磁極面を突極面と僅かな空隙を介して対向
するとともに第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
位置を突極巾の1/3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,第2の突極の位置
を突極巾の1/3だけずらして第1,第2の固定電機子
を本体に固定する手段と、第1の突極の移動位置を検出
して、突極巾の2/3の巾で互いに突極巾の4/3だけ
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
相が突極巾の2/3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突極巾の2/3おくれた第3の
相の位置検知信号ならびに第2の突極の移動位置を検出
して、第1,第2,第3の位置検知信号に対応する
第2第3の相の位置検知信号を得る位置検知装置
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
距離だけ突極が移動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 細長型の平板の片側の側方に突出して、等
しい巾で、その巾だけ互いに離間して長手方向に配設さ
れた磁性体の突極と、該平板を長手方向に直線的に滑動
するように支持する支持装置と、細長型の固定電機子に
突極巾の2/3の離間距離で配設された3n個(nは正
整数)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、突極のそれぞれを僅かな空隙を介して前記し
た固定電機子の磁極面を対向して保持する手段と、突極
の移動位置を検出して突極巾の2/3の巾で互いに突極
巾の4/3だけ離間した第1の相の位置検知信号ならび
にこれ等より位相が突極巾の2/3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突極巾の2/3
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、突極の位置を検
出して得られる位置検知信号により、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、設定された距離だけ突極が移動
し、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。
First Means First and second salient poles of a magnetic body, which are laterally projecting from both sides of the elongated flat plate and are arranged in the longitudinal direction with equal widths and spaced from each other by the width, and the flat plate. 3n pieces (n is a positive integer) arranged at a distance of ⅔ of the salient pole width on the elongated first fixed armature so as to linearly slide in the longitudinal direction Slot and 3n first, second, and third mounted in each of two adjacent slots
A third phase armature coil, and a second fixed armature in which the first , second and third phase armature coils are mounted in the slots in exactly the same configuration as the first fixed armature, The magnetic pole faces of the first and second fixed armatures are opposed to the salient pole faces with a slight gap, and the relative positions of the slots of the first and second fixed armatures are shifted to correspond to the corresponding first and second The relative positions of the armature coils of the second and third phases and the armature coils of the first , second and third phases are arranged so as to be shifted by 1/3 of the salient pole width, or these are in-phase. Means for fixing the first and second fixed armatures to the main body by shifting the positions of the first and second salient poles facing each other by 1/3 of the salient pole width, and detecting the moving position of the first salient pole Then, the position detection signal of the first phase separated by 2/3 of the salient pole width and 4/3 of the salient pole width from each other, and the phase of the first phase detection signal is 2 times the salient pole width. / 3 to detect the position detection signal of the second phase and the position detection signal of the third phase lagging the phase by 2/3 of the salient pole width, and the moving position of the second salient pole. 1, the corresponding second, third position detection signal
1, a position detecting device in which the second, to obtain a position detecting signal of the third phase, the first, second, third, first, second, serially connected to the respective armature coils of the third phase A semiconductor switching element, a direct current power source for supplying a series connection of the armature coil and the 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, When the pole moves 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, the static electricity accumulated in the small-capacity capacitor described above is stored. It is configured by an electric circuit that causes electric energy to flow into the armature coil to make the rise of the energization current rapid. Second Means: A salient pole of a magnetic material, which projects laterally on one side of an elongated flat plate and is arranged in the longitudinal direction with an equal width and is separated from each other by the width, and the flat plate is linear in the longitudinal direction. A supporting device that slidably supports, 3n slots (n is a positive integer) arranged at a distance of 2/3 of the salient pole width on the elongated fixed armature, and two adjacent Holds the 3n first, second, and third phase armature coils installed in each of the slots and the salient poles with the magnetic pole faces of the fixed armature facing each other with a slight gap therebetween. Means for detecting the moving position of the salient pole and detecting the moving position of the salient pole by a position detection signal of the first phase separated by a width of 2/3 of the salient pole width and 4/3 of the salient pole width. The position detection signal of the second phase, which is 2/3 of the width, and the phase of which is 2/3 of the salient pole width.
A position detection device that obtains a delayed third-phase position detection signal, a semiconductor switching element that is serially connected to each of the armature coils and excitation coils of the first, second, and third phases, and an armature coil , A DC power supply for supplying power to the series connection body of the semiconductor switching element and the exciting coil, and electric machines of the first, second, and third phases via the position detection signals of the first, second, and third phases, respectively. The semiconductor switching element connected in series to the slave coil is connected to the salient pole by the conduction control circuit that conducts the armature coil by conducting the width of the position detection signal and the position detection signal obtained by detecting the salient pole position. An electric circuit is energized from the point where the salient pole enters the magnetic pole, and the energization coil is turned off at the point where the salient pole and the semiconductor switching element are turned off at the end of the position detection signal. From the connection point between the arming coil and the armature coil, the magnetic energy accumulated by the armature coil is charged into and held by a small-capacity capacitor via the diode, and the current flowing through the armature coil is rapidly reduced. When the salient pole is moved by a set distance 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 as the small capacity mentioned above. Of the electric circuit that causes the electrostatic energy accumulated in the capacitor to flow into the armature coil to make the rise of the energization current rapid.

【0004】[0004]

【作用】リラクタンス型の電動機の固定電機子を図2に
つき後述するように特殊な構成とすることにより、直線
状の展開を容易とし、大きい出力を保持し、推力リプル
を減少する作用がある。リラクタンス型の電動機の有す
る作用即ち大きい推力を保持でき、直線状に移動する作
動子は鉄材のみなので、細長型としても廉価に製造でき
る。電機子コイルの通電の切換を小容量のコンデンサを
利用しているので、切換え時間が極めて小さくなり、従
って高速移動を行なうことができる。
By providing the fixed armature of the reluctance type motor with a special structure as will be described later with reference to FIG. 2, there is an effect that linear expansion is facilitated, a large output is held, and thrust ripple is reduced. The action of the reluctance type electric motor, that is, a large thrust force can be retained, and since the only linearly moving actuator is iron material, it can be manufactured at low cost even as an elongated type. Since the small-capacity capacitor is used for switching the energization of the armature coil, the switching time is extremely short and therefore high-speed movement can be performed.

【0005】[0005]

【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一部材なので重複した
説明は省略する。図1において、V字型の溝を有する案
内輪4a,4b,…,4a4b,…は本体に設けた支
軸により回動自在に支持され、外周のV字型の溝により
金属平板4を左右に滑動できるように保持している。細
長型の平板4の上には平板状の作動子1が載置固着され
る。作動子1は珪素鋼板の積層体を使用する。
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. 1, the guide wheels 4a, 4b, ..., 4a , 4b , ... Having V-shaped grooves are rotatably supported by a support shaft provided in the main body, and the metal flat plate 4 is supported by the V-shaped grooves on the outer periphery. Is held so that it can slide to the left and right. On the elongated flat plate 4, the flat plate-shaped actuator 1 is placed and fixed. The operator 1 uses a laminated body of silicon steel plates.

【0006】案内輪5a,5b,…は本体に設けた支軸
により回動自在に支持され、外周が平板4の裏面に接し
ている。作動子1上に移動すべき物体を載置するが、こ
の重量が大きいときに案内輪5a,5b,…,5a
,…が使用されるもので必ずしも必要なものではな
い。作動子1の両側には所定の巾の突極1a,1b,1
c,…と突極1a1b1c,…が突出して設けら
れ、各突極面と対向して固定電機子C,Dが本体に固定
して設けられる。固定電機子の詳細は図2において説明
する。作動子1は矢印A若しくはB方向に駆動される
が、駆動力について図2につき次に説明する。
The guide wheels 5a, 5b, ... Are rotatably supported by a support shaft provided in the main body, and the outer circumference is in contact with the back surface of the flat plate 4. An object to be moved is placed on the operator 1. When the weight is large, the guide wheels 5a, 5b, ..., 5a , 5
b, ... it is not always necessary in what is used. The salient poles 1a, 1b, 1 having a predetermined width are provided on both sides of the operator 1.
, and salient poles 1a , 1b , 1c , ... are provided so as to project, and fixed armatures C, D are provided so as to be fixed to the main body so as to face each salient pole surface. Details of the fixed armature will be described with reference to FIG. The actuator 1 is driven in the direction of arrow A or B, and the driving force will be described below with reference to FIG.

【0007】図2は、突極1a,1b,…,1a
,…と固定電機子16(図1で記号Cとして示したも
の)と固定電機子16(図1で記号Dとして示したも
の)を同一面上に同位相で並置展開して示したものであ
る。突極1a,1b,…と突極1a1b,…は作動子
1の両側に突出して設けられているものであるが、図2
では突極部のみが分離して示してある。突極1a,1
b,…と突極1a1b,…は突極巾の1/3だけの位
相差がある。固定電機子16には6個の磁極16a,1
6b,…が装着され、磁極巾は突極1a,1b,…の2
/3の巾となっている。スロット17a,17b,…に
は電機子コイルが装着され、磁極16aには電機子コイ
ル9aが捲回して装着される。他の磁極16b,16
c,…にもそれぞれ電機子コイル9c,9e,…が捲回
して装着され、これ等の電機子コイルの展開図が最下段
に示される。電機子コイル9a,9b、電機子コイル9
c,9d、電機子コイル9e,9fはそれぞれ直列に接
続され、その端子が記号8a,8b,8c,…として示
される。
FIG. 2 shows salient poles 1a, 1b, ..., 1a , 1
b , ..., and the fixed armature 16 (shown as symbol C in FIG. 1) and the fixed armature 16 (shown as symbol D in FIG. 1) side by side in the same phase on the same plane. Is. The salient poles 1a, 1b, ... And the salient poles 1a , 1b ,.
In the figure, only the salient pole portion is shown separately. Salient poles 1a, 1
The salient poles 1a , 1b , ... Have a phase difference of only 1/3 of the salient pole width. The fixed armature 16 has six magnetic poles 16a, 1
6b are attached, and the magnetic pole width is 2 of salient poles 1a, 1b ,.
The width is / 3. Armature coils are mounted in the slots 17a, 17b, ... And armature coils 9a are wound and mounted in the magnetic poles 16a. Other magnetic poles 16b, 16
The armature coils 9c, 9e, ... Are also wound and mounted on c, ..., respectively, and a development view of these armature coils is shown at the bottom. Armature coils 9a and 9b, armature coil 9
c, 9d and armature coils 9e, 9f are connected in series, and their terminals are shown as symbols 8a, 8b, 8c, ....

【0008】固定電機子16も固定電機子16と同じ構
成となっている。磁極1個のみが示してあるが他の5個
の磁極も同じ構成で点線で略示してある。小径で30タ
ーン位のコイル10a,10b,10cは突極1a,1
bの側面に僅かな空隙を介して対向して本体に固定さ
れ、突極の位置を検知する位置検知素子となる。突極に
対向するとインダクタンスが変化することが利用されて
いる。突極と同形の軟鋼板若しくは鋼板を同期回転し、
これにコイル10a,10b,10cを対向すると検出
出力は大きくなる。次に作動子1の矢印A若しくはB方
向に移動するモードの説明をする。電機子コイル9a,
9b,電機子コイル9c,9d,電機子コイル9e,9
fはそれぞれ第1,第2,第3の相の電機子コイルとな
る。作動子1が磁極巾だけ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16a,16dにより磁気的
に吸引されて矢印A方向に移動する。磁極巾だけ回転し
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移動し、
磁極巾だけ移動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移動す
る。上述した説明より判るように第1,第2,第3の相
の電機子コイルに磁極巾の区間だけ順次に通電すると、
作動子1は矢印A方向に移動して3相片波通電のリラク
タンス型リニヤ電動機となる。
The fixed armature 16 also has the same structure as the fixed armature 16. Although only one magnetic pole is shown, the other five magnetic poles have the same structure and are also shown by dotted lines. The coils 10a, 10b, 10c having a small diameter and about 30 turns are salient poles 1a, 1
It is fixed to the main body so as to face the side surface of b through a slight gap, and serves as a position detection element for detecting the position of the salient pole. It is used that the inductance changes when facing the salient pole. Synchronous rotation of mild steel plate or steel plate of the same shape as the salient pole,
When the coils 10a, 10b, 10c are opposed to this, the detection output becomes large. Next, the mode in which the actuator 1 moves in the direction of arrow A or B will be described. Armature coil 9a,
9b, armature coils 9c and 9d, armature coils 9e and 9
f is the armature coils of the first, second, and third phases, respectively. When the actuator 1 is moved to the left by the magnetic pole width to the left and stopped, when the first-phase armature coils 9a and 9b are energized, the salient poles 1a and 1b are magnetically attracted by the magnetic poles 16a and 16d. Then, it moves in the direction of arrow A. When the magnetic pole width is rotated, the energization is stopped and the armature coils 9c and 9d (second
When the armature coil of the phase is energized, it moves further to the right,
When the magnetic pole width is moved, the energization is stopped, and when the third-phase armature coils 9e and 9f are energized, the energization further moves to the right. As can be seen from the above description, when the armature coils of the first, second, and third phases are sequentially energized for the magnetic pole width section,
The actuator 1 moves in the direction of arrow A to become a reluctance type linear electric motor of three-phase one-wave current conduction.

【0009】固定電機子16の磁極に対向する作動子の
突極1a1b1c,…と固定電機子16により同じ
原理で矢印A方向の移動する推力を得ることができる。
この場合の電機子コイルの通電の位相は磁極巾の1/2
だけおくれて通電される。作動子の突極1a,1b,…
と突極1a1b,…を同位相としても本発明を実施で
きる。又突極1a1b,…を設けた作動子を除去して
も本発明を実施できる。前者の場合は移動力のリプルが
大きくなり、後者の場合は移動力が小さくなる。固定電
機子16,16の位相を磁極巾の1/2だけづらして、
両側の作動子の突極の位相を同位相としても本発明を実
施することができる。次に図2の作動子の各突極が対向
する固定電機子16により駆動されるがその電機子コイ
ルの通電制御手段を説明する。図2の電機子コイル9
a,9bを電機子コイル39a,電機子コイル9c,9
d,電機子コイル9e,9fをそれぞれ電機子コイル3
9b,39cと呼称する。コイル10a,10b,10
cは、突極1a,1b,…の位置を検出する為の位置検
知素子で、図示の位置で固定電機子16の側に固定さ
れ、コイル面は、突極1a,1b,…の側面に空隙を介
して対向している。コイル10a,10b,10cは磁
極巾だけ離間している。図3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3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1a,1b,…に対向していないときには平衡するよ
うに調整されている。従って、ダイオード11a,コン
デンサ12aならびにダイオード11b,コンデンサ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1a,1b,…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。
[0009] can be obtained salient poles 1a of the operating element facing the magnetic poles of the fixed armature 16, 1b, 1c, ... and the moving thrust in the direction of arrow A by the fixed armature 16 on the same principle.
In this case, the phase of energization of the armature coil is 1/2 of the pole width.
It is energized later. The salient poles 1a, 1b of the actuator, ...
The present invention can be implemented even when the salient poles 1a 1 , 1b 2 , ... Have the same phase. Further, the present invention can be practiced by removing the actuator provided with the salient poles 1a , 1b , .... In the former case, the ripple of the moving force is large, and in the latter case, the moving force is small. The phases of the fixed armatures 16 and 16 are divided by 1/2 of the magnetic pole width,
The present invention can be implemented even when the salient poles of the actuators on both sides have the same phase. The salient poles of the actuator shown in FIG. 2 are driven by the fixed armature 16 facing each other, and the energization control means of the armature coil will be described. The armature coil 9 of FIG.
a and 9b are armature coils 39a and armature coils 9c and 9
d, armature coils 9e and 9f, respectively.
9b and 39c. Coils 10a, 10b, 10
c is a position detecting element for detecting the positions of the salient poles 1a, 1b, ..., Fixed to the fixed armature 16 side at the position shown, and the coil surface is on the side surface of the salient poles 1a, 1b ,. Opposed through a gap. The coils 10a, 10b, 10c are separated by the magnetic pole width. In FIG. 3, the coils 10a, 10
b and 10c, a device for obtaining a position detection signal is shown. In FIG. 3, 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 1a, 1b, .... 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 salient poles 1a, 1b, ..., Impedance decreases due to copper loss, the voltage drop of the resistor 15a increases, and the output of the operational amplifier 13 becomes high level.

【0010】ブロック回路18の入力は、図9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3のブロック回路14a,14b
は、それぞれコイル10b,10cを含む上述した電気
回路と同じ構成のものを示すものである。発振器10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9において、曲線46
a,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9において、曲線47a,47b,…
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,…は位相が磁極巾だ
けおくれ、曲線46a,46b,…に対して、曲線47
a,47b,…は位相が磁極巾だけおくれている。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より磁極巾の矩形
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9において、それぞれ曲線
48a,48b,…,曲線49a,49b,…,曲線5
0a,50b,…として示されている。端子18d,1
8e,18fの出力は、それぞれ曲線51a,51b,
…,曲線52a,52b,…,曲線53a,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5
1a,51b,…を得る為には、次の手段が採用され
る。曲線45a,45b,…と曲線47a,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。
The input of the block circuit 18 is the time chart curves 45a, 45b, ... Of FIG. 9, and the input through the inverting circuit 13a is the curve 45a, 45b ,. Block circuits 14a and 14b of FIG.
Shows the same configuration as the above-mentioned electric circuit including the coils 10b and 10c, respectively. The oscillator 10 can be commonly used. The output of the block circuit 14a and the output of the inverting circuit 13b are input to the block circuit 18, and their output signals are shown by the curve 46 in FIG.
a, 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, and their output signals are shown by the curves 47a, 47b, ... In FIG.
And this is the reverse of this. Curves 45a, 45b,
, The phases of the curves 46a, 46b, ... Are delayed by the magnetic pole width, and the curves 47a, 46b ,.
The phases of a, 47b, ... Are delayed by the magnetic pole width. The block circuit 18 is a circuit commonly used in a control circuit of a three-phase Y-type semiconductor motor, and a rectangular wave electric signal having a magnetic pole width is obtained from the terminals 18a, 18b, ..., 18f by inputting the position detection signal described above. It is a logic circuit. Terminal 18a,
The outputs of 18b and 18c are the curves 48a, 48b, ..., Curves 49a, 49b ,.
It is shown as 0a, 50b, .... Terminals 18d, 1
The outputs of 8e and 18f are curves 51a, 51b, and
..., curves 52a, 52b, ..., curves 53a, 53b, ...
As shown. 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 curve 5
In order to obtain 1a, 51b, ..., The following means are adopted. The curves 45a, 45b, ... And the curves 47a, 47b ,.
The outputs of the AND circuit having the two inversion curves as the inputs become the curves 51a, 51b, ....

【0011】電機子コイルの通電手段を図5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は電機子電流を指定する為の基準雷圧である。
端子40の電圧を変更することにより、電機子電流を変
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の電機子電流を検出す
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.
Terminal 40 is a reference lightning pressure for designating the armature current.
By changing the voltage at terminal 40, the armature current can be changed. 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 armature current of the armature coil 39a. Symbol 30a is an absolute value circuit.

【0012】端子42aの入力信号は、図9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,50
b,…となっている。上述した位置検知信号曲線の1つ
が図4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39
aが通電される。矢印23aは通電角磁極巾を示してい
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5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で示す突極巾の区間なので、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. 9, and the input signal of the terminals 42b, 42c is the position detection signals 49a, 49b ,.
b, ... One of the position detection signal curves described above 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 39
a is energized. The arrow 23a indicates the energization angle magnetic pole width. 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 accumulated magnetic energy causes the diodes 21a and 21b to turn on when the diode 49a-1 of FIG. 5 is removed. Since it is reflux-discharged to the power supply via the power source, it drops like the latter half of the curve 25 on the right side of the dotted line K-1. Since the section where the positive torque is generated is the section of the salient pole width shown 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.

【0013】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。リラクタンス型のリニヤ電動機は大きい推
力を発生する利点がある反面に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 linear motor has an advantage of generating a large thrust, but has the drawback of not being able to increase the speed because of the above-described anti-torque and reduction torque. A well-known means for eliminating such drawbacks is to advance the phase of the salient poles before entering the magnetic poles and start energizing the armature coil.

【0014】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5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 comprises 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.

【0015】図4のタイムチヤートの曲線26a,26
b,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間が磁極巾となって
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48b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2a,2bの
電圧)が加算されるので、電機子コイル39a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 time chart curves 26a, 26 of FIG.
b and 26c are current curves flowing through the armature coil 39a, and the magnetic pole width is between the dotted lines 26-1 and 26-2 on both sides thereof. The energizing current rapidly drops as shown by the curve 26b to prevent the generation of anti-torque, and the capacitor 47a is charged to a high voltage and held. Next, with the position signal curve 48b,
The transistors 20a and 20b are turned on and the armature coil 39a is turned on again, but the charging voltage of the capacitor 47a and the power supply voltage (voltages of the terminals 2a and 2b) are added to the armature coil 39a. The current of the coil 39a 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.

【0016】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、電
機子電流が減少する。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,2
0bを導通して電機子電流が増大する。かかるサイクル
を繰返して、電機子電流は設定値に保持される。図4の
曲線26c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5の電機子コイル39bは、端
子42bより入力される位置検知信号曲線49a,49
b,…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22
b,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9の位置検知信号曲線50
a,50b,…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30c,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 armature current is reduced. 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 the predetermined value, and the transistors 20a, 2
0b is conducted to increase the armature current. By repeating this cycle, the armature current is held at the set value. The section indicated by the curve 26c in FIG. 4 is the section where the 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 in FIG. 5 has position detection signal curves 49a, 49 input from the terminal 42b.
By b, ..., the transistors 20c, 20d corresponding to the width
Is energized by conduction of the operational amplifier 40c and the resistor 22.
b, the absolute value circuit 30b, and the AND circuit 41b perform chopper control. The effects of the diode 49b-1 and the capacitor 47b are similar to those of the armature coil 39a. The above-mentioned circumstances are exactly the same for the armature coil 39c, and the position detection signal curve 50 of FIG.
, 50b, ... 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 30c, diode 49c-1, capacitor 47c.
The effect of the above is exactly the same as that described above.

【0017】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、出力となる推力を考慮して調整し、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
推力と高速移動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。しかし出力にリプルがあるので使
用目的により問題が残る。3相両波通電とすることによ
り上述した問題を解決することができる。
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 thrust as output, and the positions of the coils 10a, 10b, 10c serving as position detection elements fixed to the fixed armature side are changed. As can be understood from the above description, a large thrust and high speed movement 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 ripples in the output, problems remain depending on the purpose of use. The above-mentioned problems can be solved by using the three-phase dual-wave power supply.

【0018】図7は、3相通電の場合の出力曲線で、よ
こ軸は作動子の移動距離、たて軸は推力を示している。
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。よこ軸は移動する距離で示してある。リプルは7
0%位となる。推力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の左端では出力
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8につき後述するように大きい
出力が得られる反面に上述した欠点がある。従って3相
全波通電の手段により点線曲線33で示す出力が得られ
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8は出力曲
線で、よこ軸は電機子電流、たて軸は推力である。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。一般のマグネット電動機の場合には、点線43aの
点で磁束が飽和して点線43a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推力が増大するの
で、同型の他のマグネット電動機の7倍位の出力トルク
が得られる特徴がある。
FIG. 7 is an output curve in the case of three-phase energization, where the horizontal axis shows the movement distance of the actuator and the vertical axis shows the thrust.
Curves 27a, 27b and 27c have armature currents of 1 each
The cases of amperes, 1.5 amps and 2 amps are shown. The horizontal axis is shown by the distance traveled. 7 ripples
It will be about 0%. The concave portion of the thrust curve is the point where the end of the salient pole enters the slot. The output is small at the left end of the curve 27c. 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 can be obtained as described later with reference to FIG. 8, it has the above-mentioned drawbacks. Therefore, the above-mentioned drawbacks are eliminated by adding a device capable of obtaining the output shown by the dotted curve 33 by means of the three-phase full-wave energization. This is one purpose of the present invention. FIG. 8 is an output curve, where the horizontal axis is the armature current and the vertical axis is the thrust. The curve 43 initially has a square curve, and thereafter has a square curve. In the case of a general magnet motor, the magnetic flux is saturated at the point of the dotted line 43a and the output torque becomes equal to or less than the dotted line 43a. Since the thrust of the device of the present invention increases linearly thereafter, there is a feature that an output torque that is about seven times that of another magnet electric motor of the same type can be obtained.

【0019】図7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突極巾の1/3ずれた
3相片波通電の固定電機子若しくは作動子とすればよ
い。この実施例は図2につき前述したことで明らかであ
る。図5においては、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6につきその説明をする。図6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,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。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 order to add the torque indicated by the dotted line 33 in FIG. 7, a fixed armature or an actuator of three-phase single-wave conduction in which the phases of the salient poles or slots are shifted by ⅓ of the salient pole width may be used. This embodiment is apparent from what has been described above with reference to FIG. In FIG. 5, the energization control is performed 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. In FIG. 6, transistors 20a, 20b and 20c are inserted at the lower ends of the armature coils 39a, 39b and 39c, respectively. Transistors 20a, 20b, 20c
Is a switching element and may be another semiconductor element having the same effect. Power is supplied from the DC power source positive / negative terminals 2a and 2b. In this embodiment, since the transistors 20a, 20b, 20c are located at the lower end of the armature coil, that is, the power supply negative electrode side, the input circuit for conduction control thereof is characterized by being simplified.

【0020】次に図2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6に
より説明する。図6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9の曲線
48a,48b,…,曲線49a,49b,…,曲線5
0a,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, the details of the armature coil energization control circuit of the device of the present invention by the three-phase full-wave energization explained in FIG. 2 will be explained with reference to FIG. In FIG. 6, terminals 42a, 42b, 4
The position detection signals input from 2c are curves 48a, 48b, ..., Curves 49a, 49b ,.
0a, 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.

【0021】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。
By inputting the terminal 42b, 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 beginning 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.

【0022】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9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の通電による出力は位相が磁極巾の1/2だ
けおくれているので、図2,図7につき前述したよう
に、リプルが除去される作用効果が得られる。図9にお
いて、曲線45a,45b,…,曲線46a,46b,
…、曲線47a,47b,…より点線で示す位置検知信
号曲線54a,54b,…、55a,55b,…、56
a,56b,…を得ることができる。曲線54a,54
b,…を例として説明すると、曲線45a,45b,…
を反転回路で反転し、これに曲線46a,46b,…を
アンド回路により加算することにより曲線54a,54
b,…を得ることができる。曲線54a,54b,…、
曲線55a,55b,…、曲線56a,56b,…はそ
れぞれ第1,第2,第3の相の位置検知信号となり、こ
れ等により第1,第2,第3の相の電機子コイルの通電
制御を行なうことにより電動機の作動子を逆方向に進行
することができる。
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 due to energization of e and 39f is delayed in phase by 1/2 of the magnetic pole width, the effect of removing the ripple can be obtained as described above with reference to FIGS. In FIG. 9, curves 45a, 45b, ..., Curves 46a, 46b,
..., the position detection signal curves 54a, 54b, ..., 55a, 55b, ..., 56 indicated by dotted lines from the curves 47a, 47b, ...
a, 56b, ... Can be obtained. Curves 54a, 54
.. will be described as an example, the curves 45a, 45b ,.
Are inverted by an inverting circuit, and the curves 46a, 46b, ...
b, ... Can be obtained. The curves 54a, 54b, ...
The curves 55a, 55b, ..., The curves 56a, 56b, ... serve as position detection signals for the first, second, and third phases, respectively, and the energization of the armature coils for the first, second, and third phases is thereby performed. By performing the control, the actuator of the electric motor can be moved in the reverse direction.

【0023】[0023]

【発明の効果】マグネット型のリニヤ直流電動機と比較
して、同じ大きさで推力が数倍となり、推力の飽和がな
いので、1時的であれば電機子コイルが熱破損しない範
囲で電機子電流に比例した大きい推力を得ることがで
き、マグネットがないので廉価に作ることができる。
As compared with the magnet type linear DC motor, the thrust force is several times the same size and the thrust force is not saturated. Therefore, if it is temporary, the armature coil will not be damaged due to heat. A large thrust force proportional to the current can be obtained, and since there is no magnet, it can be manufactured at low cost.

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

【図1】本発明による3相リラクタンス型リニヤ電動機
の固定電機子と作動子の説明図
FIG. 1 is an explanatory view of a fixed armature and an actuator of a three-phase reluctance type linear electric motor according to the present invention.

【図2】本発明による3相リラクタンス型リニヤ電動機
の作動子、固定電機子、電機子コイルの展開図
FIG. 2 is a development view of an actuator, a fixed armature, and an armature coil of a three-phase reluctance type linear electric motor according to the present invention.

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

【図4】位置検知信号と対応する推力のグラフFIG. 4 is a graph of thrust corresponding to a position detection signal.

【図5】3相リラクタンス型リニヤ電動機の通電制御回
路図
FIG. 5: Energization control circuit diagram of three-phase reluctance type linear motor

【図6】3相リラクタンス型リニヤ電動機の通電制御回
路の他の実施例の回路図
FIG. 6 is a circuit diagram of another embodiment of the energization control circuit of the three-phase reluctance type linear motor.

【図7】3相リラクタンス型リニヤ電動機の出力曲線の
グラフ
FIG. 7 is a graph of an output curve of a three-phase reluctance type linear motor.

【図8】リラクタンス型リニヤ電動機の通電電流と出力
のグラフ
FIG. 8 is a graph of current and output of a reluctance type linear motor.

【図9】3相リラクタンス型リニヤ電動機の位置検知信
号曲線のタイムチヤート
FIG. 9: Time chart of position detection signal curve of three-phase reluctance type linear motor

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1b,…、1a1b,… 作動子と突極 4a,4b,…、5a,5b,… 案内輪 C,D,16,16, 固定電機子 16a,16b,… 磁極 9a,9b,…,39a,39b,… 電機子コイル 17a,17b,… スロット 10a,10b,10c 位置検知コイル 10 発振器 18,14a,14b ブロック回路 30a,30b,30c 絶対値回路 40 基準電圧端子1, 1a, 1b, ..., 1a , 1b , ... Actuator and salient poles 4a, 4b, ..., 5a, 5b, ... Guide wheels C, D, 16, 16 , Fixed armatures 16a, 16b, ... Magnetic poles 9a, 9b, ..., 39a, 39b, ... Armature coil 17a, 17b, ... Slot 10a, 10b, 10c Position detection coil 10 Oscillator 18, 14a, 14b Block circuit 30a, 30b, 30c Absolute value circuit 40 Reference voltage terminal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】細長形の平板の両側の側方に突出して、等
しい巾で、その巾だけ互いに離間して長手方向に配設さ
れた磁性体の第1,第2の突極と、該平板を長手方向に
直線的に滑動するように支持する支持装置と、細長型の
第1の固定電機子に突極巾の2/3の離間距離で配設さ
れた3n個(nは正整数)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
固定電機子の磁極面を突極面と僅かな空隙を介して対向
するとともに第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
位置を突極巾の1/3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,第2の突極の位置
を突極巾の1/3だけずらして第1,第2の固定電機子
を本体に固定する手段と、第1の突極の移動位置を検出
して、突極巾の2/3の巾で互いに突極巾の4/3だけ
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
相が突極巾の2/3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突極巾の2/3おくれた第3の
相の位置検知信号ならびに第2の突極の移動位置を検出
して、第1,第2,第3の位置検知信号に対応する
第2第3の相の位置検知信号を得る位置検知装置
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
距離だけ突極が移動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相リラクタンス型リニ
ヤ電動機。
1. A first and a second salient poles of a magnetic material, which project laterally on both sides of an elongated flat plate and are arranged in the longitudinal direction with an equal width and spaced from each other by the width, A support device that supports the flat plate so as to linearly slide in the longitudinal direction, and 3n pieces (n is a positive integer) arranged at a distance of 2/3 of the salient pole width on the elongated first fixed armature. ) A slot and 3n first, second, and third mounted in each of two adjacent slots
A third phase armature coil, and a second fixed armature in which the first , second and third phase armature coils are mounted in the slots in exactly the same configuration as the first fixed armature, The magnetic pole faces of the first and second fixed armatures are opposed to the salient pole faces with a slight gap, and the relative positions of the slots of the first and second fixed armatures are shifted to correspond to the corresponding first and second The relative positions of the armature coils of the second and third phases and the armature coils of the first , second and third phases are arranged so as to be shifted by 1/3 of the salient pole width, or these are in-phase. Means for fixing the first and second fixed armatures to the main body by shifting the positions of the first and second salient poles facing each other by 1/3 of the salient pole width, and detecting the moving position of the first salient pole Then, the position detection signal of the first phase separated by 2/3 of the salient pole width and 4/3 of the salient pole width from each other, and the phase of the first phase detection signal is 2 times the salient pole width. / 3 to detect the position detection signal of the second phase and the position detection signal of the third phase lagging the phase by 2/3 of the salient pole width, and the moving position of the second salient pole. 1, the corresponding second, third position detection signal
1, a position detecting device in which the second, to obtain a position detecting signal of the third phase, the first, second, third, first, second, serially connected to the respective armature coils of the third phase A semiconductor switching element, a direct current power source for supplying a series connection of the armature coil and the 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, When the pole moves 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, the static electricity accumulated in the small-capacity capacitor described above is stored. A three-phase reluctance type linear electric motor, which is configured by an electric circuit that causes electric energy to flow into the armature coil to make a rising of a conduction current rapid.
【請求項2】細長型の平板の片側の側方に突出して、等
しい巾で、その巾だけ互いに離間して長手方向に配設さ
れた磁性体の突極と、該平板を長手方向に直線的に滑動
するように支持する支持装置と、細長型の固定電機子に
突極巾の2/3の離間距離で配設された3n個(nは正
整数)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、突極のそれぞれを僅かな空隙を介して前記し
た固定電機子の磁極面を対向して保持する手段と、突極
の移動位置を検出して突極巾の2/3の巾で互いに突極
巾の4/3だけ離間した第1の相の位置検知信号ならび
にこれ等より位相が突極巾の2/3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突極巾の2/3
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、突極の位置を検
出して得られる位置検知信号により、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、設定された距離だけ突極が移動
し、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相リラクタンス型リニヤ電動機。
2. A salient pole of a magnetic body, which projects laterally on one side of an elongated flat plate and is arranged in the longitudinal direction with an equal width and spaced from each other by the width, and the flat plate in the longitudinal direction. Supporting device for slidingly sliding, 3n slots (n is a positive integer) arranged in the elongated fixed armature at a distance of 2/3 of the salient pole width, and two adjacent slots The 3n first, second, and third phase armature coils mounted in the respective slots, and the salient poles facing the magnetic pole faces of the fixed armature with slight gaps therebetween. The holding means and the position detection signal of the first phase which detects the moving position of the salient pole and is separated by 4/3 of the salient pole width from each other by a width of 2/3 of the salient pole width, and the phase from these signals. The position detection signal of the second phase, which is 2/3 of the pole width, and the phase of which is 2/3 of the salient pole width.
A position detection device that obtains a delayed third-phase position detection signal, a semiconductor switching element that is serially connected to each of the armature coils and excitation coils of the first, second, and third phases, and an armature coil , A DC power supply for supplying power to the series connection body of the semiconductor switching element and the exciting coil, and electric machines of the first, second, and third phases via the position detection signals of the first, second, and third phases, respectively. The semiconductor switching element connected in series to the slave coil is connected to the salient pole by the conduction control circuit that conducts the armature coil by conducting the width of the position detection signal and the position detection signal obtained by detecting the salient pole position. An electric circuit is energized from the point where the salient pole enters the magnetic pole, and the energization coil is turned off at the point where the salient pole and the semiconductor switching element are turned off at the end of the position detection signal. From the connection point between the arming coil and the armature coil, the magnetic energy accumulated by the armature coil is charged into and held by a small-capacity capacitor via the diode, and the current flowing through the armature coil is rapidly reduced. When the salient pole is moved by a set distance 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 as the small capacity mentioned above. A three-phase reluctance type linear electric motor comprising: an electric circuit for causing the electrostatic energy accumulated in the capacitor of (1) to flow into the armature coil to make the rise of the energization current rapid.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104578652A (en) * 2013-10-28 2015-04-29 Up电机有限公司 Single-pole coil motor

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CN104578652A (en) * 2013-10-28 2015-04-29 Up电机有限公司 Single-pole coil motor

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