JPH10136622A - ホモポーラ型リラクタンスモータ - Google Patents
ホモポーラ型リラクタンスモータInfo
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- JPH10136622A JPH10136622A JP29204296A JP29204296A JPH10136622A JP H10136622 A JPH10136622 A JP H10136622A JP 29204296 A JP29204296 A JP 29204296A JP 29204296 A JP29204296 A JP 29204296A JP H10136622 A JPH10136622 A JP H10136622A
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- rotor
- stator
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸方向の長さの短縮された、小型のホモポー
ラ型リラクタンスモータを提供すること。 【解決手段】 ホモポーラ型リラクタンスモータにおい
て、第１の固定子及び第２の固定子の外側に、前記回転
子の突極を励磁する界磁起磁力発生手段を設けてなるこ
とを特徴とする。
ラ型リラクタンスモータを提供すること。 【解決手段】 ホモポーラ型リラクタンスモータにおい
て、第１の固定子及び第２の固定子の外側に、前記回転
子の突極を励磁する界磁起磁力発生手段を設けてなるこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はホモポーラ型リラ
クタンスモータに関し、さらに詳しくは、回転軸の長さ
を短くすることができ、危険速度の向上を図ることので
きる磁気浮上型あるいはベアリング支持型のホモポーラ
型リラクタンスモータに関する。
クタンスモータに関し、さらに詳しくは、回転軸の長さ
を短くすることができ、危険速度の向上を図ることので
きる磁気浮上型あるいはベアリング支持型のホモポーラ
型リラクタンスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のホモポーラ型リラクタンスモータ
は、突極を有する一対の回転子を所定の間隔を有して直
列に回転軸に設け、前記回転子を囲繞するように固定子
を配置し、その固定子には回転子にトルクを発生させる
ためのトルク発生用駆動コイルを設け、また、前記固定
子の間には前記突極を励磁する界磁起磁力発生手段が装
着されてなる構造を有する。
は、突極を有する一対の回転子を所定の間隔を有して直
列に回転軸に設け、前記回転子を囲繞するように固定子
を配置し、その固定子には回転子にトルクを発生させる
ためのトルク発生用駆動コイルを設け、また、前記固定
子の間には前記突極を励磁する界磁起磁力発生手段が装
着されてなる構造を有する。
【０００３】したがって、従来のホモポーラ型リラクタ
ンスモータは、一対の回転子間に起磁力発生コイルを有
する構造を有することにより、必然的に回転軸方向の長
さが大きくなる。
ンスモータは、一対の回転子間に起磁力発生コイルを有
する構造を有することにより、必然的に回転軸方向の長
さが大きくなる。
【０００４】その結果、回転軸が高速回転すると、回転
軸の半径方向の振れが大きくなるので、安全上回転軸の
危険速度を大きくすることができないという問題があ
る。すなわち、従来のホモポーラ型リラクタンスモータ
は、大型化を余儀なくされている上に危険速度が低くて
高速回転用モータとして適していないという問題があ
る。
軸の半径方向の振れが大きくなるので、安全上回転軸の
危険速度を大きくすることができないという問題があ
る。すなわち、従来のホモポーラ型リラクタンスモータ
は、大型化を余儀なくされている上に危険速度が低くて
高速回転用モータとして適していないという問題があ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、軸
方向の長さの短縮された、小型のホモポーラ型リラクタ
ンスモータを提供することにある。この発明の目的は、
危険速度の大きな、高速回転の可能なホモポーラ型リラ
クタンスモータを提供することにある。この発明の目的
は、小型で、危険速度の大きな、高速回転の可能なベア
リング支持型のホモポーラ型リラクタンスモータを提供
することにある。この発明の目的は磁気浮上により回転
軸が浮上した状態で回転することにより高速回転の可能
な、騒音の小さな小型の磁気浮上ホモポーラ型リラクタ
ンスモータを提供することにある。
方向の長さの短縮された、小型のホモポーラ型リラクタ
ンスモータを提供することにある。この発明の目的は、
危険速度の大きな、高速回転の可能なホモポーラ型リラ
クタンスモータを提供することにある。この発明の目的
は、小型で、危険速度の大きな、高速回転の可能なベア
リング支持型のホモポーラ型リラクタンスモータを提供
することにある。この発明の目的は磁気浮上により回転
軸が浮上した状態で回転することにより高速回転の可能
な、騒音の小さな小型の磁気浮上ホモポーラ型リラクタ
ンスモータを提供することにある。
【０００６】
【前記課題を解決するための手段】前記課題を解決する
ための請求項１に記載の発明は、所定の間隔を有して直
列に回転軸に装着され、かつそれぞれ突極を備える２個
の回転子と、前記２個の回転子それぞれを囲繞するよう
に配置され、かつ前記回転子にトルクを発生させるトル
ク発生用駆動コイルを備えた固定子と、前記固定子の外
側に配置され、前記突極を励磁する起磁力発生手段とを
備えることを特徴とするホモポーラ型リラクタンスモー
タであり、請求項２に記載の発明は、前記回転軸がベア
リングで支持されてなる前記請求項１に記載のホモポー
ラ型リラクタンスモータであり、請求項３に記載の発明
は、前記回転軸が磁気軸受けにより支持されてなる前記
請求項１に記載のホモポーラ型リラクタンスモータであ
り、請求項４に記載の発明は、前記回転軸近傍に配置さ
れ、かつ前記回転軸に半径方向力を発生させる制御用コ
イルと、前記回転軸の偏位を検出する回転軸位置検出手
段と、前記回転軸位置検出手段により検出された回転軸
の偏位に基づいて前記偏位を解消する方向の半径方向力
を発生させるように、前記制御用コイルに通電する電流
を制御する制御手段とを備えてなり、磁気浮上型である
前記請求項１に記載のホモポーラ型リラクタンスモータ
である。
ための請求項１に記載の発明は、所定の間隔を有して直
列に回転軸に装着され、かつそれぞれ突極を備える２個
の回転子と、前記２個の回転子それぞれを囲繞するよう
に配置され、かつ前記回転子にトルクを発生させるトル
ク発生用駆動コイルを備えた固定子と、前記固定子の外
側に配置され、前記突極を励磁する起磁力発生手段とを
備えることを特徴とするホモポーラ型リラクタンスモー
タであり、請求項２に記載の発明は、前記回転軸がベア
リングで支持されてなる前記請求項１に記載のホモポー
ラ型リラクタンスモータであり、請求項３に記載の発明
は、前記回転軸が磁気軸受けにより支持されてなる前記
請求項１に記載のホモポーラ型リラクタンスモータであ
り、請求項４に記載の発明は、前記回転軸近傍に配置さ
れ、かつ前記回転軸に半径方向力を発生させる制御用コ
イルと、前記回転軸の偏位を検出する回転軸位置検出手
段と、前記回転軸位置検出手段により検出された回転軸
の偏位に基づいて前記偏位を解消する方向の半径方向力
を発生させるように、前記制御用コイルに通電する電流
を制御する制御手段とを備えてなり、磁気浮上型である
前記請求項１に記載のホモポーラ型リラクタンスモータ
である。
【０００７】
（実施例１）図１は、この発明の一実施例であり、ベア
リング軸受けで回転軸が支持されたホモポーラ型リラク
タンスモータを示す断面図である。
リング軸受けで回転軸が支持されたホモポーラ型リラク
タンスモータを示す断面図である。
【０００８】図１に示されるように、このホモポーラ型
リラクタンスモータ１は、２個の回転子２Ａ，２Ｂと、
トルク発生用駆動コイル３を備えた２個の固定子４Ａ，
４Ｂと、界磁起磁力発生手段である界磁コイル５とを有
する。
リラクタンスモータ１は、２個の回転子２Ａ，２Ｂと、
トルク発生用駆動コイル３を備えた２個の固定子４Ａ，
４Ｂと、界磁起磁力発生手段である界磁コイル５とを有
する。
【０００９】前記２個の回転子２Ａ，２Ｂは、モータケ
ース６に回転可能に挿通配置された回転軸７に、所定の
間隔を有して直列に取り付けられる。２個の回転子２
Ａ，２Ｂそれぞれの外周面には、図２に示すように、回
転子２Ａ，２Ｂの軸線に沿って突出してなる突極８が、
隣接する突極８が互いに９０度の機械角をなすように、
４個設けられる。２個の回転子２Ａ，２Ｂに設けられて
いるそれぞれの突極８は、一方の回転子２Ａにおける突
極８間に他方の回転子２Ｂの突極８が位置するように、
４５度ずらして設けられる。換言すると、２個の回転子
２Ａ，２Ｂは、一方の回転子２Ａの突極８間に他方の回
転子２Ｂの突極８が位置するように、回転軸７に装着さ
れてなる。これら回転子２Ａ，２Ｂは、鉄板を積層して
なる積層鉄心により形成される。
ース６に回転可能に挿通配置された回転軸７に、所定の
間隔を有して直列に取り付けられる。２個の回転子２
Ａ，２Ｂそれぞれの外周面には、図２に示すように、回
転子２Ａ，２Ｂの軸線に沿って突出してなる突極８が、
隣接する突極８が互いに９０度の機械角をなすように、
４個設けられる。２個の回転子２Ａ，２Ｂに設けられて
いるそれぞれの突極８は、一方の回転子２Ａにおける突
極８間に他方の回転子２Ｂの突極８が位置するように、
４５度ずらして設けられる。換言すると、２個の回転子
２Ａ，２Ｂは、一方の回転子２Ａの突極８間に他方の回
転子２Ｂの突極８が位置するように、回転軸７に装着さ
れてなる。これら回転子２Ａ，２Ｂは、鉄板を積層して
なる積層鉄心により形成される。
【００１０】回転子２Ａ，２Ｂそれぞれの外側には、こ
れら回転子２Ａ，２Ｂを囲繞するように、筒状に固定子
４Ａ，４Ｂが配置される。この固定子４Ａ，４Ｂには、
通電することにより前記回転子２Ａ，２Ｂにトルクを発
生させるトルク発生用駆動コイル３が倦回される。な
お、このホモポーラ型リラクタンスモータ１の軸方向長
さをできるだけ短くするために、２個の固定子４Ａ，４
Ｂは、前記トルク発生用駆動コイル３ができるだけ近接
するように配置され、したがってこの２個の固定子４
Ａ，４Ｂに対応するように、所定間隔をもって２個の回
転子２Ａ，２Ｂが直列に回転軸７に装着される。
れら回転子２Ａ，２Ｂを囲繞するように、筒状に固定子
４Ａ，４Ｂが配置される。この固定子４Ａ，４Ｂには、
通電することにより前記回転子２Ａ，２Ｂにトルクを発
生させるトルク発生用駆動コイル３が倦回される。な
お、このホモポーラ型リラクタンスモータ１の軸方向長
さをできるだけ短くするために、２個の固定子４Ａ，４
Ｂは、前記トルク発生用駆動コイル３ができるだけ近接
するように配置され、したがってこの２個の固定子４
Ａ，４Ｂに対応するように、所定間隔をもって２個の回
転子２Ａ，２Ｂが直列に回転軸７に装着される。
【００１１】前記界磁コイル５は、図１および図２に示
すように、前記２個の固定子４Ａ，４Ｂの外側に、２個
の固定子４Ａ，４Ｂを囲繞するように配置される。
すように、前記２個の固定子４Ａ，４Ｂの外側に、２個
の固定子４Ａ，４Ｂを囲繞するように配置される。
【００１２】なお、このホモポーラ型リラクタンスモー
タ１は、その回転軸７は２個の回転子２Ａ，２Ｂの外側
において、ベアリング９で支持される。
タ１は、その回転軸７は２個の回転子２Ａ，２Ｂの外側
において、ベアリング９で支持される。
【００１３】前記構成のホモポーラ型リラクタンスモー
タ１は以下のように作用する。
タ１は以下のように作用する。
【００１４】界磁コイル５に通電すると、図１および図
２に示されるように一方の回転子２Ａ，２Ｂの突極８か
ら他方の回転子２Ａ，２Ｂの突極８に通じる磁束が形成
され、図３に示されるように一方の回転子２Ａの４個の
突極８がたとえばＮ極となり、他方の回転子２Ｂの４個
の突極８がたとえばＳ極になる。その結果、このホモポ
ーラ型リラクタンスモータ１は、８極の仮想磁極を有す
る同期電動機と同等になる。
２に示されるように一方の回転子２Ａ，２Ｂの突極８か
ら他方の回転子２Ａ，２Ｂの突極８に通じる磁束が形成
され、図３に示されるように一方の回転子２Ａの４個の
突極８がたとえばＮ極となり、他方の回転子２Ｂの４個
の突極８がたとえばＳ極になる。その結果、このホモポ
ーラ型リラクタンスモータ１は、８極の仮想磁極を有す
る同期電動機と同等になる。
【００１５】また、この回転子２Ａ，２Ｂのトルクはト
ルク発生用駆動コイル３に通電することにより発生す
る。
ルク発生用駆動コイル３に通電することにより発生す
る。
【００１６】このホモポーラ型リラクタンスモータ１
は、界磁コイル５が２個の固定子４Ａ，４Ｂの外側に、
これらを囲繞するように配置されるので、２個の回転子
２Ａ，２Ｂの相互を、また２個の固定子４Ａ，４Ｂの相
互を可能な限り近接させることができる。したがって、
このホモポーラ型リラクタンスモータ１においては、回
転軸を短くすることができ、短くされた回転軸は剛性を
大きくすることができる。したがって、高速でこの回転
軸を回転させても、回転軸の両端で振れを生じることが
なく、危険速度を大きくすることができる。
は、界磁コイル５が２個の固定子４Ａ，４Ｂの外側に、
これらを囲繞するように配置されるので、２個の回転子
２Ａ，２Ｂの相互を、また２個の固定子４Ａ，４Ｂの相
互を可能な限り近接させることができる。したがって、
このホモポーラ型リラクタンスモータ１においては、回
転軸を短くすることができ、短くされた回転軸は剛性を
大きくすることができる。したがって、高速でこの回転
軸を回転させても、回転軸の両端で振れを生じることが
なく、危険速度を大きくすることができる。
【００１７】（実施例２）図４に示すように、この実施
例におけるホモポーラ型リラクタンスモータ１は磁気浮
上型である。
例におけるホモポーラ型リラクタンスモータ１は磁気浮
上型である。
【００１８】この実施例におけるホモポーラ型リラクタ
ンスモータ１は、回転軸７が磁気軸受け１０により支持
され、これにより磁気浮上型に形成されることの外は、
前記実施例２におけるホモポーラ型リラクタンスモータ
と同様の構造を有する。
ンスモータ１は、回転軸７が磁気軸受け１０により支持
され、これにより磁気浮上型に形成されることの外は、
前記実施例２におけるホモポーラ型リラクタンスモータ
と同様の構造を有する。
【００１９】この磁気浮上型のホモポーラ型リラクタン
スモータにおいても、回転軸が磁気軸受けで支持される
ことを除いて、前記実施例１におけるのと同様の作用を
有する。
スモータにおいても、回転軸が磁気軸受けで支持される
ことを除いて、前記実施例１におけるのと同様の作用を
有する。
【００２０】このホモポーラ型リラクタンスモータ１
は、回転軸が磁気浮上しているので、回転軸が機械的接
触なしに回転することとなって機械的接触による騒音の
発生が皆無である。したがって、回転軸の危険速度の向
上が達成され、しかも小型の装置とすることができる。
は、回転軸が磁気浮上しているので、回転軸が機械的接
触なしに回転することとなって機械的接触による騒音の
発生が皆無である。したがって、回転軸の危険速度の向
上が達成され、しかも小型の装置とすることができる。
【００２１】（実施例３）この実施例におけるホモポー
ラ型リラクタンスモータも磁気浮上型である。
ラ型リラクタンスモータも磁気浮上型である。
【００２２】このホモポーラ型リラクタンスモータは、
その回転軸の一端外周の近傍に配置された回転軸位置検
出手段と、前記一対の固定子それぞれに設けられたとこ
ろの、回転軸に半径方向力を与える制御用コイルと、前
記回転軸位置検出手段から出力されるデータに基づいて
回転軸に半径方向力を発生するように制御用コイルに電
流を通電する制御手段とを有し、ベアリング軸受けを有
さない外は、前記実施例１におけるホモポーラ型リラク
タンスモータと同様の構造を有する。
その回転軸の一端外周の近傍に配置された回転軸位置検
出手段と、前記一対の固定子それぞれに設けられたとこ
ろの、回転軸に半径方向力を与える制御用コイルと、前
記回転軸位置検出手段から出力されるデータに基づいて
回転軸に半径方向力を発生するように制御用コイルに電
流を通電する制御手段とを有し、ベアリング軸受けを有
さない外は、前記実施例１におけるホモポーラ型リラク
タンスモータと同様の構造を有する。
【００２３】以下に、このホモポーラ型リラクタンスモ
ータにつき図面を参照しながら詳述する。図５は、この
発明の一実施例である磁気浮上ホモポーラ型リラクタン
スモータ２０とその制御系を示す説明図である。
ータにつき図面を参照しながら詳述する。図５は、この
発明の一実施例である磁気浮上ホモポーラ型リラクタン
スモータ２０とその制御系を示す説明図である。
【００２４】図５に示される磁気浮上ホモポーラ型リラ
クタンスモータ２０は、制御手段２１として、半径方向
位置コントローラ２２と、ゲイン補償電流指令値発生器
２３と、制御コイル用インバータ２４とを有する。
クタンスモータ２０は、制御手段２１として、半径方向
位置コントローラ２２と、ゲイン補償電流指令値発生器
２３と、制御コイル用インバータ２４とを有する。
【００２５】磁気浮上ホモポーラ型リラクタンスモータ
２０は、図５ではその回転子が示されているが、ベアリ
ングを有さないこと、制御用コイルを有することなどの
外全体的な構造は図１に示されるのと同様である。
２０は、図５ではその回転子が示されているが、ベアリ
ングを有さないこと、制御用コイルを有することなどの
外全体的な構造は図１に示されるのと同様である。
【００２６】なお、更に説明すると、磁気浮上ホモポー
ラ型リラクタンスモータ２０は、回転軸７に、第１の回
転子２Ａおよび第２の回転子２Ｂよりなる一対の回転子
を直列状態で装着している。第１の回転子２Ａおよび第
２の回転子２Ｂそれぞれは、円筒状の第１の固定子（図
示せず。図１における第１の固定子４Ａに相当する。）
および第２の固定子（図示せず。図１における第２の固
定子４Ｂに相当する。）に囲繞されている。第１の固定
子には、固定子鉄芯（図示せず。）に、駆動コイル（図
示せず。）が倦回され、かつ、制御コイルが倦回されて
いる。この第１の固定子における制御コイルは、α巻線
２５とβ巻線（図示せず。）とからなり、α巻線２５と
β巻線とは互いに直交する方向に配設されている。図５
においてはα巻線２５が模式的に示されている。第２の
固定子においても、第１の固定子と同様に、駆動コイル
および制御コイルが倦回され、制御コイルは、α巻線２
５とこれに直交する方向に倦回されたβ巻線とからな
る。
ラ型リラクタンスモータ２０は、回転軸７に、第１の回
転子２Ａおよび第２の回転子２Ｂよりなる一対の回転子
を直列状態で装着している。第１の回転子２Ａおよび第
２の回転子２Ｂそれぞれは、円筒状の第１の固定子（図
示せず。図１における第１の固定子４Ａに相当する。）
および第２の固定子（図示せず。図１における第２の固
定子４Ｂに相当する。）に囲繞されている。第１の固定
子には、固定子鉄芯（図示せず。）に、駆動コイル（図
示せず。）が倦回され、かつ、制御コイルが倦回されて
いる。この第１の固定子における制御コイルは、α巻線
２５とβ巻線（図示せず。）とからなり、α巻線２５と
β巻線とは互いに直交する方向に配設されている。図５
においてはα巻線２５が模式的に示されている。第２の
固定子においても、第１の固定子と同様に、駆動コイル
および制御コイルが倦回され、制御コイルは、α巻線２
５とこれに直交する方向に倦回されたβ巻線とからな
る。
【００２７】回転軸７の一端近傍には、回転軸７に直交
する面内においてＸ軸方向における回転軸７の偏位を検
出するＸ軸偏位検出センサ２６と、回転軸７に直交する
面内においてＹ軸方向における回転軸７の偏位を検出す
るＹ軸偏位検出センサ２７とが、設けられる。
する面内においてＸ軸方向における回転軸７の偏位を検
出するＸ軸偏位検出センサ２６と、回転軸７に直交する
面内においてＹ軸方向における回転軸７の偏位を検出す
るＹ軸偏位検出センサ２７とが、設けられる。
【００２８】前記Ｘ軸偏位検出センサ２６から出力され
るＸ軸偏位検出信号はＸ偏位比較器２８に出力され、前
記Ｙ軸偏位検出センサ２７から出力されるＹ軸偏位検出
信号はＹ軸偏位比較器２９に出力される。
るＸ軸偏位検出信号はＸ偏位比較器２８に出力され、前
記Ｙ軸偏位検出センサ２７から出力されるＹ軸偏位検出
信号はＹ軸偏位比較器２９に出力される。
【００２９】Ｘ偏位比較器２８は、回転軸７の、予め設
定されたＸ軸方向の位置を示す基準信号α* と、入力す
るＸ軸偏位検出信号とを比較して、差信号εαを求める
比較器である。Ｙ軸偏位比較器２９は、回転軸７の、予
め設定されたＹ軸方向の位置を示す基準信号β* と、入
力するＹ軸偏位検出信号とを比較して、差信号εβを求
める比較器である。このようなＸ偏位比較器２８および
Ｙ軸偏位比較器２９は、基準信号と測定された、あるい
は検出された信号とを比較するところの、従来から公知
の比較器を採用することができ、しかもそのような比較
器は当業者において自明であるから、それらの詳細な説
明が省略される。
定されたＸ軸方向の位置を示す基準信号α* と、入力す
るＸ軸偏位検出信号とを比較して、差信号εαを求める
比較器である。Ｙ軸偏位比較器２９は、回転軸７の、予
め設定されたＹ軸方向の位置を示す基準信号β* と、入
力するＹ軸偏位検出信号とを比較して、差信号εβを求
める比較器である。このようなＸ偏位比較器２８および
Ｙ軸偏位比較器２９は、基準信号と測定された、あるい
は検出された信号とを比較するところの、従来から公知
の比較器を採用することができ、しかもそのような比較
器は当業者において自明であるから、それらの詳細な説
明が省略される。
【００３０】半径方向位置コントローラ２２は、前記Ｘ
偏位比較器２８およびＹ軸偏位比較器２９から出力され
る差信号εα、εβを入力して回転軸７の半径方向の力
を示す指令値Ｆ* α、Ｆ* βを出力する機能を有する。
この機能を実現するために、たとえば比例積分微分コン
トローラが採用されることができる。
偏位比較器２８およびＹ軸偏位比較器２９から出力され
る差信号εα、εβを入力して回転軸７の半径方向の力
を示す指令値Ｆ* α、Ｆ* βを出力する機能を有する。
この機能を実現するために、たとえば比例積分微分コン
トローラが採用されることができる。
【００３１】ゲイン補償電流指令値発生器２３は、半径
方向位置コントローラ２２から出力される指令値Ｆ*
α、Ｆ* βを入力して、制御コイルである半径方向力発
生用巻線に出力する電圧瞬時値および／または電流瞬時
値を算出して制御コイル用インバータ２４に支持信号ｉ
* α、ｉ* βを出力する機能を有する。このような機能
を有する回路構成は、当業者において自明であるからそ
の詳細な説明が省略される。
方向位置コントローラ２２から出力される指令値Ｆ*
α、Ｆ* βを入力して、制御コイルである半径方向力発
生用巻線に出力する電圧瞬時値および／または電流瞬時
値を算出して制御コイル用インバータ２４に支持信号ｉ
* α、ｉ* βを出力する機能を有する。このような機能
を有する回路構成は、当業者において自明であるからそ
の詳細な説明が省略される。
【００３２】前記制御コイル用インバータ２４は、前記
支持信号ｉ* α、ｉ* βを入力して、第１の回転子２Ａ
に対応する第１の固定子に倦回されたα巻線（半径方向
力発生用巻線α）とβ巻線（半径方向力発生用巻線β）
とに、所定の電圧瞬時値および／または電流瞬時値を有
する正負両方向の電流を供給する機能を有する。
支持信号ｉ* α、ｉ* βを入力して、第１の回転子２Ａ
に対応する第１の固定子に倦回されたα巻線（半径方向
力発生用巻線α）とβ巻線（半径方向力発生用巻線β）
とに、所定の電圧瞬時値および／または電流瞬時値を有
する正負両方向の電流を供給する機能を有する。
【００３３】したがって、Ｘ軸偏位検出センサ２６から
出力されるＸ軸偏位検出信号およびＹ軸偏位検出センサ
２７から出力されるＹ軸偏位検出信号に基づいて、α巻
線２５とβ巻線とに電流瞬時値および／または電流瞬時
値を通電供給することにより、回転軸７の偏位が是正さ
れることになる。
出力されるＸ軸偏位検出信号およびＹ軸偏位検出センサ
２７から出力されるＹ軸偏位検出信号に基づいて、α巻
線２５とβ巻線とに電流瞬時値および／または電流瞬時
値を通電供給することにより、回転軸７の偏位が是正さ
れることになる。
【００３４】この回転軸７の偏位是正は次の原理によ
る。
る。
【００３５】図６において、４は固定子鉄芯、２は回転
子鉄芯、Ｎ４は４極巻線、Ｎ２は２極巻線、Ψ4 は４極
磁束、Ψ2 は２極磁束、Ｆは半径方向力、ｎ２は２極巻
線Ｎ２に直交する２極巻線である。固定子鉄芯４にはト
ルクを発生するための４極巻線Ｎ４が施されている。
子鉄芯、Ｎ４は４極巻線、Ｎ２は２極巻線、Ψ4 は４極
磁束、Ψ2 は２極磁束、Ｆは半径方向力、ｎ２は２極巻
線Ｎ２に直交する２極巻線である。固定子鉄芯４にはト
ルクを発生するための４極巻線Ｎ４が施されている。
【００３６】いま、回転子鉄芯２が固定子鉄芯４の中心
に位置している場合、この４極巻線Ｎ４に正方向すなわ
ち図６において定義されるＮ４の方向の電流が流れると
４極の対称磁束Ψ4 が発生する。
に位置している場合、この４極巻線Ｎ４に正方向すなわ
ち図６において定義されるＮ４の方向の電流が流れると
４極の対称磁束Ψ4 が発生する。
【００３７】４極巻線Ｎ４のうち対向する二つの巻線と
これに直交する二つの巻線との間に二相交流電流を流す
ことにより４極の回転磁界が発生する。あるいは、前記
二相４極巻線Ｎ４の代わりに三相４極巻線を用い、三相
交流電流を流しても良い。
これに直交する二つの巻線との間に二相交流電流を流す
ことにより４極の回転磁界が発生する。あるいは、前記
二相４極巻線Ｎ４の代わりに三相４極巻線を用い、三相
交流電流を流しても良い。
【００３８】固定子鉄芯４にかご形巻線が施してあれば
通常のかご形誘導機として回転子にトルクが発生する。
通常のかご形誘導機として回転子にトルクが発生する。
【００３９】いま、２極巻線Ｎ２の正方向に電流を流す
と、図６に示すような２極の磁束Ψ2 が発生する。回転
子鉄芯２の紙面下部のギャップでは、４極巻線Ｎ４の電
流による磁束の方向が２極巻線Ｎ２の磁束の方向と逆で
ある。したがって、このギャップでは磁束密度が低下す
る。一方、回転子の紙面上部のギャップでは、４極巻線
Ｎ４の磁束の方向と２極巻線Ｎ２の磁束の方向が一致し
ているため磁束密度は増加する。
と、図６に示すような２極の磁束Ψ2 が発生する。回転
子鉄芯２の紙面下部のギャップでは、４極巻線Ｎ４の電
流による磁束の方向が２極巻線Ｎ２の磁束の方向と逆で
ある。したがって、このギャップでは磁束密度が低下す
る。一方、回転子の紙面上部のギャップでは、４極巻線
Ｎ４の磁束の方向と２極巻線Ｎ２の磁束の方向が一致し
ているため磁束密度は増加する。
【００４０】このように磁束分布が不平衡になると、回
転子鉄芯２に紙面上方向へ作用する半径方向の力Ｆが生
じる（図６参照）。この半径方向の力Ｆの大きさは２極
巻線Ｎ２を流れる電流の大きさを制御することにより調
整できる。また、半径方向の力Ｆの方向を逆にするため
には、２極巻線Ｎ２の電流の方向を反転すればよい。
転子鉄芯２に紙面上方向へ作用する半径方向の力Ｆが生
じる（図６参照）。この半径方向の力Ｆの大きさは２極
巻線Ｎ２を流れる電流の大きさを制御することにより調
整できる。また、半径方向の力Ｆの方向を逆にするため
には、２極巻線Ｎ２の電流の方向を反転すればよい。
【００４１】一方、紙面横方向の力を発生するために
は、２極巻線Ｎ２と直交する２極巻線ｎ２を施し、その
電流を調整すればよい。このように直交した２極巻線ｎ
２の電流の大きさ、方向を調整することにより所望の大
きさを有する所望の半径方向の力を発生させることがで
きる。
は、２極巻線Ｎ２と直交する２極巻線ｎ２を施し、その
電流を調整すればよい。このように直交した２極巻線ｎ
２の電流の大きさ、方向を調整することにより所望の大
きさを有する所望の半径方向の力を発生させることがで
きる。
【００４２】この実施例における磁気浮上ホモポーラ型
リラクタンスモータ２０は、前記第１の回転子２Ａおよ
びこれを囲繞する固定子と前記第２の回転子２Ｂおよび
これを囲繞する固定子とが、回転軸７を磁気浮上させる
一対の磁気軸受けと同等の作用を有する。
リラクタンスモータ２０は、前記第１の回転子２Ａおよ
びこれを囲繞する固定子と前記第２の回転子２Ｂおよび
これを囲繞する固定子とが、回転軸７を磁気浮上させる
一対の磁気軸受けと同等の作用を有する。
【００４３】また、この実施例における磁気浮上ホモポ
ーラ型リラクタンスモータ２０は、前記実施例１および
２に示されるホモポーラ型リラクタンスモータにおける
のと同様に、界磁コイルが固定子の外側に設けられてい
るので、回転軸７の軸長をそれだけ短くすることがで
き、モータ全体の軸長さを短縮することができる。
ーラ型リラクタンスモータ２０は、前記実施例１および
２に示されるホモポーラ型リラクタンスモータにおける
のと同様に、界磁コイルが固定子の外側に設けられてい
るので、回転軸７の軸長をそれだけ短くすることがで
き、モータ全体の軸長さを短縮することができる。
【００４４】
【発明の効果】この発明によると、軸方向の長さの短縮
された、小型のホモポーラ型リラクタンスモータを提供
することができる。この発明によると、危険速度の大き
な、高速回転の可能なホモポーラ型リラクタンスモータ
を提供することができる。この発明によると、小型で、
危険速度の大きな、高速回転の可能なベアリング支持型
のホモポーラ型リラクタンスモータを提供することがで
きる。この発明の目的は磁気浮上により回転軸が浮上し
た状態で回転することにより高速回転の可能な、騒音の
小さな小型の磁気浮上ホモポーラ型リラクタンスモータ
を提供することができる。
された、小型のホモポーラ型リラクタンスモータを提供
することができる。この発明によると、危険速度の大き
な、高速回転の可能なホモポーラ型リラクタンスモータ
を提供することができる。この発明によると、小型で、
危険速度の大きな、高速回転の可能なベアリング支持型
のホモポーラ型リラクタンスモータを提供することがで
きる。この発明の目的は磁気浮上により回転軸が浮上し
た状態で回転することにより高速回転の可能な、騒音の
小さな小型の磁気浮上ホモポーラ型リラクタンスモータ
を提供することができる。
【図１】図１は、この発明の一実施例であり、ベアリン
グで回転軸の支持されたホモポーラ型リラクタンスモー
タを示す概略説明図である。
グで回転軸の支持されたホモポーラ型リラクタンスモー
タを示す概略説明図である。
【図２】図２は、図１に示されるホモポーラ型リラクタ
ンスモータを示す概略断面斜視図である。
ンスモータを示す概略断面斜視図である。
【図３】図３は、図１に示されるホモポーラ型リラクタ
ンスモータにおける第１の回転子と第２の回転子とを軸
方向に見たときの概略説明図である。
ンスモータにおける第１の回転子と第２の回転子とを軸
方向に見たときの概略説明図である。
【図４】図４は、この発明の一実施例であり、磁気軸受
で回転軸の支持されたホモポーラ型リラクタンスモータ
を示す概略説明図である。
で回転軸の支持されたホモポーラ型リラクタンスモータ
を示す概略説明図である。
【図５】図５は、この発明の一実施例であり、半径方向
力発生用の制御コイルにより発生する磁気力で回転軸が
磁気浮上支持されたホモポーラ型リラクタンスモータを
示す概略説明図である。
力発生用の制御コイルにより発生する磁気力で回転軸が
磁気浮上支持されたホモポーラ型リラクタンスモータを
示す概略説明図である。
【図６】図６は、この発明のホモポーラ型リラクタンス
モータにおいて半径方向力を発生させる原理を示す概念
説明図である。
モータにおいて半径方向力を発生させる原理を示す概念
説明図である。
１・・・ホモポーラ型リラクタンスモータ、２Ａ・・・
第１の回転子、２Ｂ・・・第２の回転子、３・・・トル
ク発生用駆動コイル３、４ａ・・・第１の固定子、４Ｂ
・・・第２固定子、５・・・界磁コイル５、６・・・モ
ータケース、７・・・回転軸、８・・・突極、９・・・
ベアリング、２０・・・磁気浮上ホモポーラ型リラクタ
ンスモータ、２１・・・制御手段、２２・・・半径方向
位置コントローラ、２３・・・ゲイン補償電流指令値発
生器、２４・・・制御コイル用インバータ、２５・・・
α巻線、２６・・・Ｘ軸偏位検出センサ、２７・・・Ｙ
軸偏位検出センサ、２８・・・Ｘ偏位比較器、２９・・
・Ｙ軸偏位比較器。
第１の回転子、２Ｂ・・・第２の回転子、３・・・トル
ク発生用駆動コイル３、４ａ・・・第１の固定子、４Ｂ
・・・第２固定子、５・・・界磁コイル５、６・・・モ
ータケース、７・・・回転軸、８・・・突極、９・・・
ベアリング、２０・・・磁気浮上ホモポーラ型リラクタ
ンスモータ、２１・・・制御手段、２２・・・半径方向
位置コントローラ、２３・・・ゲイン補償電流指令値発
生器、２４・・・制御コイル用インバータ、２５・・・
α巻線、２６・・・Ｘ軸偏位検出センサ、２７・・・Ｙ
軸偏位検出センサ、２８・・・Ｘ偏位比較器、２９・・
・Ｙ軸偏位比較器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000226242 日機装株式会社 東京都渋谷区恵比寿３丁目43番２号 (72)発明者 小西 義昭 東京都渋谷区恵比寿３−43−２ 日機装株 式会社内 (72)発明者 和田 義彦 東京都東村山市野口町２−16−２ 日機装 株式会社東村山製作所内
Claims (4)
- 【請求項１】 所定の間隔を有して直列に回転軸に装着
され、かつそれぞれ突極を備える２個の回転子と、前記
２個の回転子それぞれを囲繞するように配置され、かつ
前記回転子にトルクを発生させるトルク発生用駆動コイ
ルを備えた固定子と、前記固定子の外側に配置され、前
記突極を励磁する界磁起磁力発生手段とを備えることを
特徴とするホモポーラ型リラクタンスモータ。 - 【請求項２】 前記回転軸がベアリングで支持されてな
る前記請求項１に記載のホモポーラ型リラクタンスモー
タ。 - 【請求項３】 前記回転軸が磁気軸受けにより支持され
てなる前記請求項１に記載のホモポーラ型リラクタンス
モータ。 - 【請求項４】 前記回転軸近傍に配置され、かつ前記回
転軸に半径方向力を発生させる制御用コイルと、前記回
転軸の偏位を検出する回転軸位置検出手段と、前記回転
軸位置検出手段により検出された回転軸の偏位に基づい
て前記偏位を解消する方向の半径方向力を発生させるよ
うに、前記制御用コイルに通電する電流を制御する制御
手段とを備えてなり、磁気浮上型である前記請求項１に
記載のホモポーラ型リラクタンスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29204296A JP3742697B2 (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | ホモポーラ型リラクタンスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29204296A JP3742697B2 (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | ホモポーラ型リラクタンスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10136622A true JPH10136622A (ja) | 1998-05-22 |
| JP3742697B2 JP3742697B2 (ja) | 2006-02-08 |
Family
ID=17776789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29204296A Expired - Fee Related JP3742697B2 (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | ホモポーラ型リラクタンスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3742697B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100350807B1 (ko) * | 1999-12-08 | 2002-09-05 | 삼성광주전자 주식회사 | 자기 여자형 릴럭턴스 모터 |
| US6489700B1 (en) * | 2000-04-26 | 2002-12-03 | General Atomics | Homopolar machine with shaft axial thrust compensation for reduced thrust bearing wear and noise |
| US6856062B2 (en) | 2000-04-26 | 2005-02-15 | General Atomics | Homopolar machine with shaft axial thrust compensation for reduced thrust bearing wear and noise |
| JP2009005572A (ja) * | 2007-05-24 | 2009-01-08 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気誘導子形同期回転機およびそれを用いた自動車用過給機 |
| JP2010514399A (ja) * | 2006-12-19 | 2010-04-30 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 電気機械 |
| WO2012085438A2 (fr) * | 2010-12-21 | 2012-06-28 | Federal Mogul Sintertech | Machine electrique tournante a structure homopolaire dite double. |
| US9083225B2 (en) | 2011-03-02 | 2015-07-14 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Rotary electric machine |
| WO2016138159A1 (en) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | Infinirel Corporation | Homopolar energy conversion machine |
| KR20190026811A (ko) * | 2016-06-30 | 2019-03-13 | 앰버 카이네틱스, 인크. | 플라이휠 에너지 저장 시스템에 대한 호모폴라 모터 |
-
1996
- 1996-11-01 JP JP29204296A patent/JP3742697B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100350807B1 (ko) * | 1999-12-08 | 2002-09-05 | 삼성광주전자 주식회사 | 자기 여자형 릴럭턴스 모터 |
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| US6628033B1 (en) | 2000-04-26 | 2003-09-30 | General Atomics | Reduction of induced magnetic forces on current collectors in homopolar machines having high magnetic fields |
| US6856062B2 (en) | 2000-04-26 | 2005-02-15 | General Atomics | Homopolar machine with shaft axial thrust compensation for reduced thrust bearing wear and noise |
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| JP2009005572A (ja) * | 2007-05-24 | 2009-01-08 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気誘導子形同期回転機およびそれを用いた自動車用過給機 |
| WO2012085438A2 (fr) * | 2010-12-21 | 2012-06-28 | Federal Mogul Sintertech | Machine electrique tournante a structure homopolaire dite double. |
| WO2012085438A3 (fr) * | 2010-12-21 | 2013-12-27 | Sintertech | Machine electrique tournante a structure homopolaire dite double. |
| CN103703660A (zh) * | 2010-12-21 | 2014-04-02 | 新特太奇公司 | 采用“双”单极结构的旋转电机 |
| US9083225B2 (en) | 2011-03-02 | 2015-07-14 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Rotary electric machine |
| WO2016138159A1 (en) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | Infinirel Corporation | Homopolar energy conversion machine |
| KR20190026811A (ko) * | 2016-06-30 | 2019-03-13 | 앰버 카이네틱스, 인크. | 플라이휠 에너지 저장 시스템에 대한 호모폴라 모터 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3742697B2 (ja) | 2006-02-08 |
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