JPH0937591A - 複数相のリラクタンス型電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電流に対するトルク特性が直線的で、高速回
転でしかも大きい出力トルクの３相リラクタンス型電動
機を得ることが目的である。 【構成】 ｎ個（ｎは２以上の正整数）の等しい幅と等
しい離間角で配設された突極を有する回転子と、その外
周に複数相の電機子コイルの装着された磁極が対向して
設けられた固定電機子と、隣接する磁極２組が順次に励
磁されて突極を吸引することにより、すべての突極が休
止することなく出力トルクに寄与し、突極と磁極の空隙
長が１／１０ミリメートル位以下に構成された３相リラ
クタンス型の電動機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】大きい出力で、しかも耐用時間の
長い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。

【０００２】

【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。実施
化した例が少しあるが特殊な目的の為のものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

第１の課題 従来のリラクタンス型電動機より更に出力
トルクの大きい（２〜３倍）の電動機を得ることであ
る。 第２の課題 回転速度を毎分２万回転位とすることであ
る。 第３の課題 通電電流と出力トルクとの間に直線的な比
例関係がない。マグネット電動機のような電流とトルク
との関係に構成する必要がある。 第４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５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１６ｂ，１６ｅと磁極１６
ｃ，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の受ける急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。

【０００４】

【課題を解決するための手段】複数相のリラクタンス型
電動機において、軟磁性体回転子の円周面に等しい幅と
等しい離間角で配設されたｎ個（ｎは２以上の正整数）
の突極と、固定電機子の円周面に等しい離間角で配設さ
れたｍｎ個（ｍは３以上の正整数）の磁極及びスロット
と、隣接するスロットのそれぞれに装着されたｍｎ個の
第１，第２，第３，…の相の電機子コイルと、僅少な空
隙を介して前記した突極と固定電機子磁極の対向面を保
持して軟磁性体回転子を回転する装置と、前記した突極
の回転位置を検出して、所定の幅で順次に所定の幅だけ
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，…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、電機子コイル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、前記したスロット間
の磁極を第１，第２，第３，…の磁極と呼称したとき
に、第１，第２，第３，…の位置検知信号により半導体
スイッチング素子の導通を制御して、対応して（第１，
第２），（第２，第３），（第３，第４），…の２個１
組の電機子コイルをサイクリックに通電して磁極をＮ，
Ｓ極に励磁する通電制御回路と、２個１組の内の１個の
電機子コイルの磁極を通過する磁束により他の１個の電
機子コイルの磁極と突極間のトルクに有効な洩れ磁束を
増大せしめて大きい出力トルクを得る手段とにより構成
されたものである。

【０００５】

【作用】

第１の作用 隣接する磁極をＮ，Ｓ極に同時に順次に励
磁して突極を吸引して出力トルクを発生しているので従
来の手段の２〜３倍の出力トルクが得られる。 第２の作用 電機子磁極と回転子突極との間の空隙が１
／１０ミリメートル以内なので、電流と出力トルクの関
係が直線的に比例し、飽和することがないので大きい出
力トルクが得られる。 第３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。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。

【０００６】

【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。角度表示はすべて電気角とする。スロット１７
ｂ，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
に軟磁性体回転子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の外周には電気角で２４０度の幅で１２０度離間した
突極１ａ，１ｂが突出して設けられ、この外周は０．１
ミリメートル位の空隙を介して磁極１６ａ，１６ｂ，…
と対向する。

【０００７】図２の展開図を図４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２，図４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１７
ｂ，１７ｃ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９ａ，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９
ｅ，９ｆもそれぞれ直列に接続され、端子８ｂ，８ｅと
端子８ｃ，８ｆより供電される。各電機子コイルは１２
０度離間し、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１６ａ，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。

【０００８】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ように構成できるので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１ａ，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、１
２０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。突極を３個以上
とすることにより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。

【０００９】上述した手段の１部は、同じ出願人により
平成６年特許願第１３４７９７号として出願されたもの
である。本発明装置は突極の幅を２４０度とし、離間角
を１２０度とし、隣接する磁極を２個づつ着磁すること
により出力トルクを３倍以上としたものである。次にそ
の詳細を説明する。図２が平面図で、図４がその展開図
である。両者につき詳細を説明する。

【００１０】記号１は回転子で、これと同軸同形で同期
回転する位置検知用回転子３（導体で作られる）が設け
られる。本体に固定された位置検知用のコイル１ａ，１
ｂ，１ｃのコイル面が空隙を介して回転子３の面に対向
する。コイル１ａ，１ｂ，１ｃは１０〜２０ターンで径
が数ミリメートルのコイルである。各コイルの離間角は
１２０度で図示の位置に装着される。各コイルは空心の
ものである。突極１ａ，３ａと突極１ｂ，３ｂの幅は２
４０度で互いに１２０度離間している。コイル１０ａ，
１０ｂ，１０ｃのコイル面は突極３ａ，３ｂ面に対向し
ている。

【００１１】図６に、コイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃよ
り、位置検知信号を得る為の装置が示されている。図６
において、コイル１０ａ，抵抗１５ａ，１５ｂ，１５ｃ
はブリッジ回路となり、コイル１０ａが突極３ａ，３
ｂ，…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１２
ａならびにダイオード１１ｂ，コンデンサ１２ｂよりな
るローパスフイルタの出力は等しく、オペアンプ１３の
出力はローレベルとなる。記号１０は発振器で２メガサ
イクル位の発振が行なわれている。コイル１０ａが突極
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。

【００１２】ブロック回路１８の入力は、図１０のタイ
ムチヤートの曲線４５ａ，４５ｂ，…となり、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の出力は、ブロック回路１８
に入力され、それらの出力信号は、図１０において、曲
線４６ａ，４６ｂ，…，となる。ブロック回路１４ｂ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１０において、曲線４７ａ，４７ｂ，…とな
る。曲線４５ａ，４５ｂ，…に対して、曲線４６ａ，４
６ｂ，…は位相が１２０度おくれ、曲線４６ａ，４６
ｂ，…に対して、曲線４７ａ，４７ｂ，…は位相が１２
０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，１８
ｃより２４０度の幅の矩形波の電気信号が得られる論理
回路である。

【００１３】図４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を電機子コイル３
９ｂ、電機子コイル９ｅ，９ｆを電機子コイル３９ｃと
呼称する。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２０ｃ，
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，４２ｃ
よりハイレベルの電気信号が入力されると、トランジス
タ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雷圧である。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２
２ａ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。

【００１４】端子４２ａの入力信号は、図１０の位置検
知信号４５ａ，４５ｂ…又端子４２ｂ，４２ｃの入力信
号は、位置検知信号４６ａ，４６ｂ，…及び４７ａ，４
７ｂ，…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４５ａとして
示されている。この曲線４５ａの幅だけ電機子コイル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２３ａで示す１２０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。反トルク発生の時間幅は、高速となっても
変化しないが、正トルク発生の区間２３ａの時間幅は回
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４６ａ，４７ａ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。

【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。

【００１６】図７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４５ｂ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，２
ｂ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２６
ａ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。

【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４
０ｂの出力はハイレベルに復帰して、トランジスタ２０
ａ，２０ｂ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
の点線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。点線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４２ｂより入力される図１０の位置検知信号曲線４
６ａ，４６ｂ，…により、その幅だけトランジスタ２０
ｃ，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１０の位置検知信
号曲線４７ａ，４７ｂ，…が入力されて電機子コイル３
９ｃの通電制御が行なわれる。トランジスタ２０ｅ，２
０ｆ，アンド回路４１ｃ，オペアンプ４０ｄ，抵抗２２
ｃ，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。

【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。３相片波通電なので出力トルクにリプ
ルが発生する。この欠点を除去するには３相両波通電と
することがよい。

【００１９】図１０の曲線４５ａ，４５ｂ，…，曲線４
６ａ，４６ｂ，…，曲線４７ａ，４７ｂ，…の区間だけ
電機子コイル３９ａ，３９ｂ，３９ｃが通電される。ト
ルク発生のモードは同一なので、図５につき磁極１６
ｆ，１６ａと突極１ａについてトルク発生の説明をす
る。図５の磁極と突極の相対位置は、図４の回転子１が
左方向に１００度位移動したときを表示している。この
とき磁極１６ｆ，１６ａの電機子コイルは、それぞれ図
１０の曲線４７ａ，４７ｂ，…，曲線４５ａ，４５ｂ，
…の幅だけ順次に通電される。従って、矢印Ｄ，Ｅの幅
だけ電機子コイル３９ｃ，３９ａは同時に通電される。
このときの初期のモードが図５に示されている。

【００２０】図５において、突極１ａの端面１ｄと磁極
１６ｆの端面６ｆ対向面の磁束は矢印２３ａ，２３ｂ，
…となり、空隙長が０．１ミリメートル位となると端面
に垂直となりトルクに寄与しない。両端部の磁束は矢印
２４ａ，２４ｂとなりトルクは相殺されて出力トルクに
寄与しない。突極１ａと磁極１６ａの間の磁束は矢印２
５ａで示す洩れ磁束が発生し矢印Ａ方向のトルクを発生
する。従って矢印Ａ方に回転子１を駆動するトルクを発
生する。図４の突極１ｂと磁極１６ｄとの関係も全く同
じで矢印Ａ方向のトルクを発生する。突極が３個以上の
場合には、記号３ｃ，１ｃで示すように左方に突極が延
長して設けられ、対応して磁極数も増加して設けられ
る。点線Ｂは本実施例の場合で機械角で３６０度の線を
示している。

【００２１】以上の説明より理解されるように本発明装
置では、図１０の曲線４５ａ，４５ｂ，…の幅だけ電機
子コイル３９ａが通電され、曲線４６ａ，４６ｂ，…と
曲線４７ａ，４７ｂ，…の幅だけ電機子コイル３９ｂ，
３９ｃがそれぞれ通電される。従って各電機子コイルは
１２０度の幅だけ順次に隣接する２個が同時に通電され
る。上述した手段により大きい出力トルクが発生するも
のであるが、その詳細を次に説明する。

【００２２】図５において、磁極１６ｆ，１６ａの電機
子コイルが同時に通電され磁極１６ｆがＮ極，磁極１６
ａがＳ極に励磁されると、磁束は点線Ｆで示すように還
流する。突極１ａと磁極１６ｆの対向面積は大きいので
磁気抵抗が小さく大きい磁束量となる。従ってトルクに
有効な洩れ磁束２５ａも対応して増大して大きいトルク
を発生する。本発明装置が大きい出力トルクとなるのは
上述した理由によるものである。 図３に示すように磁
極と突極数を増大（２倍とする）すると対応して大きい
出力トルクを得ることができる。

【００２３】図３において、スロット１７ａ，１７ｂ，
…，１７１には図２のスロットと同じく電機子コイルが
装着され３相の電機子コイルの通電が行なわれて、回転
子１の突極１ａ，１ｂ，…１ｄを吸引して矢印Ａ方向に
回転する。このときに電機子１６を吸引する力の方向は
矢印９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの方向となるので、電機子
１６を歪曲する力はバランスして消滅する。従って図２
の実施例のように突極１ａ，１ｂに電機子１６が吸引さ
れて歪曲する欠点が除去される。

【００２４】図１０につき前述したように、電機子コイ
ルの通電により出力トルクの発生する区間は、各電機子
コイルの通電が同時に行なわれている区間となるので、
電機子コイル３９ａの通電により出力トルクの得られる
のは曲線４８ａ，４８ｂ，…の区間となり、電機子コイ
ル３９ｂ，３９ｃにより出力トルクの得られるのは曲線
４９ａ，４９ｂ，…，曲線５０ａ，５０ｂ，…の区間と
なる。それぞれの幅は１２０度となる。以上の説明は３
相片波通電の場合であるが、両波通電とすることもでき
る。又４相の通電とすることもできる。この場合の通電
区間は９０度となる。

【００２５】従来のリラクタンス型の電動機のトルクと
通電電流の曲線は図９の曲線３３のようになり、初期は
次乗曲線となっている。従来のマグネット電動機では、
マグネットの磁界以上に磁極を励磁できないので点線３
３ａの点でトルクが飽和して、この点以上のトルクは得
られない。本発明装置では洩れ磁束により出力トルクが
得られるので、リニヤ特性となり曲線３３ｂとなり有効
な手段を得るとができる。洩れ磁束の量は電流に比例す
ることが上述した特性が得られる理由である。

【００２６】

【発明の効果】第１の効果 従来のリラクタンス型電動
機の１つの欠点である振動を防止し、出力トルクが３倍
位となる。又毎分２万回転の高速度とすることもでき
る。第２の効果 トルクと電流との関係を直線的にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【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

【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

【図３】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、固定電機子の断面図

【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、電気子コイルの展開図

【図５】回転トルク発生の説明図

【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

【図７】位置検知信号と対応する通電電流のグラフ

【図８】３相リラクタンス型電動機の通電制御回路図

【図９】電流と出力トルクのグラフ

【図１０】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

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，… 回転子と突極 ５ 回転軸 ９ 外筺 １６ 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 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，３０ｄ 絶対値回路 ４０ 基準電圧端子 ３３，４３ｂ トルク曲線 ４５ａ，４５ｂ，…，４６ａ，４６ｂ，…，４７ａ，４
７ｂ，… 位置検知信号曲線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数相のリラクタンス型電動機において、
   軟磁性体回転子の円周面に等しい幅と等しい離間角で配
   設されたｎ個（ｎは２以上の正整数）の突極と、固定電
   機子の円周面に等しい離間角で配設されたｍｎ個（ｍは
   ３以上の正整数）の磁極及びスロットと、隣接するスロ
   ットのそれぞれに装着されたｍｎ個の第１，第２，第
   ３，…の相の電機子コイルと、僅少な空隙を介して前記
   した突極と固定電機子磁極の対向面を保持して軟磁性体
   回転子を回転する装置と、前記した突極の回転位置を検
   出して、所定の幅で順次に所定の幅だけおくれた第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，…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、電
   機子コイル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、前記したスロット間の磁極を第１，
   第２，第３，…の磁極と呼称したときに、第１，第２，
   第３，…の位置検知信号により半導体スイッチング素子
   の導通を制御して、対応して（第１，第２），（第２，
   第３），（第３，第４），…の２個１組の電機子コイル
   をサイクリックに通電して磁極をＮ，Ｓ極に励磁する通
   電制御回路と、２個１組の内の１個の電機子コイルの磁
   極を通過する磁束により他の１個の電機子コイルの磁極
   と突極間のトルクに有効な洩れ磁束を増大せしめて大き
   い出力トルクを得る手段とにより構成されたことを特徴
   とする複数相のリラクタンス型電動機。