JPS61102159A - 1-phase semiconductor motor - Google Patents

1-phase semiconductor motor

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Publication number
JPS61102159A
JPS61102159A JP59220626A JP22062684A JPS61102159A JP S61102159 A JPS61102159 A JP S61102159A JP 59220626 A JP59220626 A JP 59220626A JP 22062684 A JP22062684 A JP 22062684A JP S61102159 A JPS61102159 A JP S61102159A
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JP
Japan
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poles
magnetic
salient
pole
armature
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JP59220626A
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Japanese (ja)
Inventor
Itsuki Ban
伴 五紀
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Secoh Giken Co Ltd
Original Assignee
Secoh Giken Co Ltd
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Publication of JPS61102159A publication Critical patent/JPS61102159A/en
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/03Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To raise the efficiency and to stabilize the operation of a semiconductor motor by securing a ring having a sub salient pole group through a spacer on the salient pole of a stationary armature. CONSTITUTION:A rotational shaft 1 is supported to a ball bearing 1a press-fitted to a cylindrical support 24, and armature coils 4a, 4b, 4c, 4d... are respectively mounted on the salient poles 3a, 3b... of an armature 3. A magnet rotor 5 is composed of the poles 5a, 5b... of a ferrite magnet of 90 deg. opening angle, and secured to the inside of a rotor 5d of cup-shaped soft steel. A ring 27 having sub salient pole group is bonded through a spacer 25 to the outside of the poles 3a, 3b... of the armature 3 via a slight air gap from the poles 5a, 5b... of the rotor 5.

Description

【発明の詳細な説明】 グネット回転子を備えた直流半導体電動機に凹するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A DC semiconductor motor with a magnet rotor is recessed.

特に外転型の電動機とした梠今にはTIC動ファンとし
て好適なこの種の電動機を得ることが目的である。
In particular, the purpose of this invention is to obtain an external rotor type electric motor suitable for use as a TIC dynamic fan.

/相の半導体電動機は構成が簡素化され、廉価に作るこ
とができる特徴がある反面に、自起動する為に特殊な手
段が必要となり、従って摩擦トルクが増大したときに起
動不能となり、不測の事故を招く欠点があり、更に効率
が悪く、電磁騒音が犬、きい欠点がある。更に又、トル
クリプルがtoOSとなる為に、電磁騒音を発生し、平
坦なトルク特性が要求される駆動源として使用すること
のできない欠点がある。
/ phase semiconductor motors have a simplified configuration and can be manufactured at low cost, but on the other hand, they require special means to start automatically, and therefore cannot be started when friction torque increases, resulting in unexpected problems. It has the disadvantages of causing accidents, and further disadvantages include poor efficiency and electromagnetic noise. Furthermore, since the torque ripple is toOS, it generates electromagnetic noise and cannot be used as a drive source that requires flat torque characteristics.

かかる欠点を除去する為に、マグネット回転子のS極を
コ組とし、1つけダ極、他ばt極としたものが従来より
知られている。
In order to eliminate such drawbacks, it has been known that the S poles of the magnet rotor are set in pairs, with one set as a da pole and the other as a t pole.

本発明装置は、後者の電動機を改良するととKより、効
率を上昇し、安定な作動を行なうことができ、又電磁盾
音をより小さくすることに成功したものである。特に、
構成を簡素化し、量産性があり、廉価に製作することが
でき、併せてコギングトルクを除去するとともに、平坦
なトルク特性を保持せしめることに成功したものである
By improving the latter electric motor, the device of the present invention has succeeded in increasing efficiency, achieving stable operation, and further reducing electromagnetic shield noise. especially,
It has a simplified configuration, can be mass-produced, can be manufactured at low cost, and has succeeded in eliminating cogging torque and maintaining flat torque characteristics.

かかる特徴を有する本発明装置の詳細を実施例につき次
に説明する。
The details of the device of the present invention having such characteristics will be explained below with reference to embodiments.

第1図において、回転軸lは、軸承/a(ボールベアリ
ング)により回動自在に支持されている。
In FIG. 1, a rotating shaft l is rotatably supported by a bearing/a (ball bearing).

本体(図示せず)罠植立した円筒支持体)qに圧入され
たボールベアリングlαにより回転軸lけ支持されてい
る。又円筒支持体評には、電機子3の中央空孔が圧入固
着されている。
The rotation axis l is supported by a ball bearing lα press-fitted into the main body (not shown) (a cylindrical support with traps) q. Further, the central hole of the armature 3 is press-fitted into the cylindrical support member.

電機子3け、図示した形状の磁性体薄板C桂素頃板)を
型抜きして積層する周知の手段により作られている。以
上の手段により作られた第1図の形状のものが固定電機
子となるものである。
The three armatures are made by a well-known method of cutting out and laminating magnetic thin plates (C Katsura base plates) having the shape shown in the figure. The fixed armature made by the above method and having the shape shown in FIG. 1 is used as a fixed armature.

突極3α、3h、・・・にけ、それぞれ電機子コイルq
α、’Ah、411!、Qdが装着されている。
Salient poles 3α, 3h, ... each armature coil q
α, 'Ah, 411! , Qd are installed.

マグネット回転子5は、qo度の開角のフェライトマグ
ネットの磁極!t、!b、・・・により構成され、カッ
プ状の軟鋼部の回転子S−の内側に固定されている。回
転子ターの底面の中央部に回転41+ tが固定されて
いる。マグネット回転子Sは、リング状の形状で、その
N、Sの磁極面が、僅かな空隙を介して、突極3α、、
、7A、J、−,3dと対向している。
The magnet rotor 5 is a magnetic pole of a ferrite magnet with an opening angle of qo degrees! T,! b, . . . and is fixed inside the rotor S-, which is a cup-shaped mild steel part. A rotation 41+t is fixed at the center of the bottom of the rotor. The magnet rotor S has a ring-like shape, and its N and S magnetic pole surfaces form salient poles 3α, 3α, .
,7A,J,-,3d.

第二図(a)は、マグネット回転子5の展開図で同一記
号で示しである。第2図(、)け、マグネット回転子5
を内側よねみた図゛となっている。又第2図(A)け、
副突極7α、りb及び補極9α。
FIG. 2(a) is a developed view of the magnet rotor 5, indicated by the same symbols. Figure 2 (,), magnet rotor 5
This is an inside view. Also, see Figure 2 (A).
Sub salient pole 7α, Rib and complementary pole 9α.

96及び突極3α、3h、・・・を外側から見た展開図
で、突極、3a、JA、・・・け、空隙を介して、マグ
ネット回転子5に対向し、又副突極7α。
96 and the salient poles 3α, 3h, . . . viewed from the outside, the salient poles 3a, JA, . .

76、補極?a、デbもマグネット回転子りの磁極!;
a、!;b、・・・K僅かな空隙を介して対向している
。これ等をリングλりと呼称する。す/グコ7は、第1
図において点線の同一記号で示され、これけ突極j a
、j b 、・・・の外・側に、第6図に詳細を後述す
る手段により、スベーサムを介して貼着されている。
76, complementary pole? A and B are also magnetic poles of the magnet rotor! ;
a,! ; b, . . . K are opposed to each other with a slight gap interposed therebetween. These are called rings λ. Su/Guco 7 is the first
In the figure, these salient poles j a
, j b , . . . by means of which the details will be described later in FIG. 6 via the base thumb.

副突極7α・、7Aの巾け、磁極5α、りす。Sub salient pole 7α・, width of 7A, magnetic pole 5α, squirrel.

・・・の巾と等しいか若しくはそれより小さくされてい
る。
The width is equal to or smaller than the width of...

補極9a、94も同じく磁極!α、5bの巾より小さく
され、副突極と補極間に空隙があるように配設されてい
る。
The commutating poles 9a and 94 are also magnetic poles! The width is smaller than α and 5b, and the sub salient pole and the complementary pole are arranged so that there is a gap between them.

補極ヂαの中央部は、突極、)a、3bの中央より右方
にずれて配設されている。剣突極7b補極9kについて
も事情は同じである。副突極7a、76、補極9a、9
bば、m s図r、)図のマグネット回転子Sの点線5
fより下側の部分に対向し、突極3・、3b、・・・け
、点線夛蝙の上側に対向しているものである。
The center portion of the commutative pole α is arranged to be shifted to the right from the center of the salient poles a and 3b. The same situation applies to the sword salient pole 7b and the commutative pole 9k. Sub salient poles 7a, 76, complementary poles 9a, 9
Dotted line 5 of magnet rotor S in figure b, m, s, r,)
The salient poles 3., 3b, . . . are opposed to the portion below the dotted line.

す/グコ7の磁極7α、7b、9α、qbは各−個ずつ
であるが、これを増加し、若しくけ減少しても同じ目的
が速成できるものである。
Although the number of magnetic poles 7α, 7b, 9α, and qb of the magnetic pole 7 is - one each, the same purpose can be quickly achieved even if these numbers are increased or decreased.

第2図(A)に示すように、スベーサムの側面に突出部
//aが設けられ、この端部にホール素子(一般にホー
ルtCが利用されている。)//が固定され、マグネッ
ト回転子5の磁束がホール素子//を貫挿するように、
磁極りa、!b、・・・に空隙を介して対向している。
As shown in FIG. 2(A), a protrusion //a is provided on the side surface of the base member, a Hall element (generally a Hall tC is used) // is fixed to the end of the protrusion, and the magnet rotor So that the magnetic flux of 5 penetrates the Hall element //,
Magnetic polarity a! It faces b, . . . with a gap in between.

かかる構成なので、支持体となる突出部//αは、す/
グ=7をスペーサ、26とともに突極3α。
With such a configuration, the protrusion //α that serves as a support is
G = 7 is a spacer, and 26 is a salient pole 3α.

3b、・・・に貼着するときに、リングコアと突極3a
、3h、・・・の相対位置を規制する為の案内部材を兼
ねることができる効果がある。又ホール素子//を最も
強い磁束が貫挿することとなるので、安定確実な位置検
知出力の得られる効果がある。第3図(α)において、
ホールIC(ホール素子でもよい。)//け、第1図の
点線/lで示す位置において、本体側に固定されている
。例えば、第2図(b)に同一記号//で示されるよう
に、前述した手段により固定されている。
When attaching to 3b,..., ring core and salient pole 3a
, 3h, . Furthermore, since the strongest magnetic flux penetrates the Hall element //, there is an effect that a stable and reliable position detection output can be obtained. In Figure 3 (α),
A Hall IC (a Hall element may be used) is fixed to the main body at a position indicated by a dotted line /l in FIG. For example, as shown by the same symbol // in FIG. 2(b), it is fixed by the means described above.

ホールIC//け、S極の磁界下にあると、正の出力が
あるように、構成されているので、トランジスタ10 
aが導通して、電機子コイ/l/ A カ、直流電源負
極gα、ざbより通電される。
Since the Hall IC is configured so that it has a positive output when it is under the magnetic field of the S pole, the transistor 10
A becomes conductive, and electricity is supplied from the armature coil /l/A, DC power supply negative electrode gα, and zab.

このときに、トランジスタ10 bけ小樽、1jl)と
なるので、電機子コイルBは通電されない。
At this time, the armature coil B is not energized because the transistor 10 is turned on.

ホールIC/lがN極の磁界下にあり、その出力がロー
レベルとなると、トランジスタ10α。
When the Hall IC/l is under the N-pole magnetic field and its output becomes low level, the transistor 10α.

10 Aの導通が交替して、TI1機子根子ルBのみが
通電される。点線記号10 dけ増巾回路で、必璧あれ
ば付加されるものである。
The conduction of 10 A is alternated, and only the TI1 machine root B is energized. Dotted line symbol 10 d width amplification circuit, which may be added if necessary.

電機子コイルl、Bは、それぞれ第1図の′、イ「根子
コイルダa、ダC及び電機子コイル&A。
The armature coils l and B are the root coils a, da C and armature coil &A in Figure 1, respectively.

ダdを示すもので、電機子コイル’In、1b。This shows the armature coil 'In, 1b.

・・・の通電により、突極3α、jb、・・・け対応し
てN極となるように構成されている。
When energized, the salient poles 3α, jb, . . . correspond to N poles.

第9図に示すものけ、第1図示の突棒及び磁極のトルク
発生を説明する為の展開国である。
Monoke shown in FIG. 9 is a developed country for explaining the torque generation of the protruding rod and magnetic pole shown in FIG. 1.

第を図(α)の状態は、第1図における突極と再給の相
対位置を示し、りS弘図(b)の状態は、マグネット回
転子!が矢印に方向Kqo度回転した場合を示している
The state in Figure 1 (α) shows the relative position of the salient pole and refeed in Figure 1, and the state in Figure 1 (b) shows the magnetic rotor! is rotated by Kqo degrees in the direction of the arrow.

第を図(α)において、ホールIc//が、磁極5b(
S極)に侵入し始めた点と考えられるので、電機子コイ
ルダa、ぐeが通電されて、図示のように、突極3a、
2eけN極、突極3b、3dけ誘導磁極S極が発生する
In figure (α), the hole Ic// is located at the magnetic pole 5b (
This is thought to be the point where the armature coils a and ge are energized, and the salient poles 3a and 3e are energized as shown in the figure.
2e N poles, 3b salient poles, and 3d S poles are generated.

又同時に、副突極9a、94と磁極sb、sdとの吸引
力により、マグネット回転子5は、矢印に方向のトルク
が発生して、同方向に回転する。マグネット回転子3が
UU、j度回転すると、上述したトルクは反トルクに転
化するが、このときに磁極3α、&A、・・・と突極3
a、3b、・・・との間の大きい吸引1反撥力によるト
ルクが、矢印に方向に発生しているので、マグネット回
転子3け更に同方向に駆動され、第9図(、)の状態よ
ね90度回転すると、―近弊噂琴零零、第9図(A)の
状態となる。
At the same time, due to the attractive force between the sub salient poles 9a and 94 and the magnetic poles sb and sd, torque in the direction of the arrow is generated in the magnet rotor 5, and the magnet rotor 5 rotates in the same direction. When the magnet rotor 3 rotates by UU, j degrees, the above-mentioned torque is converted into a counter-torque, but at this time, the magnetic poles 3α, &A, . . . and the salient poles 3
Since the torque due to the large repulsion force between the magnets a, 3b, and so on is generated in the direction of the arrow, the magnet rotor 3 is also driven in the same direction, resulting in the state shown in Fig. 9 (,). When it is rotated 90 degrees, it becomes the state shown in Figure 9 (A).

即ち第1図忙おいて、矢印に方向に90度回転するもの
である。
That is, it is rotated 90 degrees in the direction of the arrow in FIG.

このときに、ホールIC/iけ、N極の磁界下に侵入す
るので、その出力はローレベルとなり、電機子フイルダ
b、ダdが通電されるので、突極、3b、3d#′iN
極、他の突極はすべてS極に転化する。
At this time, the Hall IC/i enters under the magnetic field of the N pole, so its output becomes a low level, and armature fields b and d are energized, so the salient poles, 3b and 3d#'iN
pole, all other salient poles are converted to S poles.

前述した場合と全く同じ理由で、l’fll突綺7α。For exactly the same reason as in the case mentioned above, l'flll tuki 7α.

7b及び突極3α、3h、・・・と磁極夕a、s;b。7b and salient poles 3α, 3h, . . . and magnetic poles a, s; b.

・・・間の吸引1反撥力により、マグネット回転子Sは
、矢印に方向の駆動トルクを受けて同方向に引続いた回
転が行なわれろものである。
Due to the attraction and repulsion forces between the two, the magnet rotor S receives a driving torque in the direction of the arrow and continues to rotate in the same direction.

@5図のタイムチャートは、上述したトルク曲線を示す
ものである。
The time chart in Figure @5 shows the torque curve mentioned above.

グは図において、曲線/gσ、 11 b 、・・・は
、第弘図(cl)の磁極!α、sb、・・・と突極Jσ
、、3A。
In the figure, the curve /gσ, 11 b, ... are the magnetic poles of Fig. 1 (cl)! α, sb, ... and salient pole Jσ
,,3A.

・・・による回転トルクで、1回転Kq伺のピーク値と
死点を有している。当然であるが、これのみでは自起動
できなく、又大きいりプルトルクにより1.II!磁騒
音発生の原因となっているっ)/’/Ilt1M咥は、
第4図(1)の磁極りn、sb。
The rotational torque due to ... has a peak value and a dead center of 1 rotation Kq. Of course, this alone will not allow self-start, and due to large pull torque, 1. II! It is the cause of magnetic noise)/'/Ilt1M mouth is
Magnetic pole n, sb in Fig. 4 (1).

・・・と副突極7a、りbとの吸引9反撥によりトルク
を示すもので、トルク曲i/ざα、 1g b 、・・
・の零点(死点)の位置がピーク値となっている。
It shows the torque by the attraction 9 repulsion between ... and the sub salient poles 7a and rib, and the torque curve i/za α, 1g b ,...
・The position of the zero point (dead center) is the peak value.

従って、合成トルク曲線は、記号21で示すものとなる
。トルク曲4117のピーク(rttを、トルクlI’
fJ線/l a 、 1g b 、 −のビ〜りi+に
の′/コ  とした場合が理想的な条件となり、図示の
ように、最も平滑化された回転トルクが得られる。しか
し、トルク曲線−〇には、反トルクが含まれているので
、渦流及び鉄損を増加する。これを小さくする為にけ、
トルクI(II線Jのピーク値を173位とスルコとK
より効率を上昇せしめることがよい。
Therefore, the resultant torque curve is shown by symbol 21. Peak of torque song 4117 (rtt, torque lI'
The ideal condition is the case where fJ line /l a , 1g b , -'s beam i+'/co is set, and as shown in the figure, the most smoothed rotational torque can be obtained. However, since the torque curve -0 includes counter torque, it increases eddy current and iron loss. In order to make this smaller,
Torque I (Peak value of II line J is 173rd and Surco and K
It is better to increase the efficiency even more.

かかるトルクのピーク値の調整は、第2図(A)の矢印
Qtαと86の長さの比を変更することにより行なうこ
とができる。  ・−・ 又は、副突極りa、74の回転方向の巾を調整してもよ
く、両者を同時に調整して、トルク曲線〃のピーク値を
調整することができる。しかし、副突極りc、7bの巾
ば、磁wLりα、りす、・・・の巾を超えることけでき
ない。本発明装置の特徴は、上述したように、トルク曲
線語のピーク値を必要に応じて自由に変更できる点にあ
る。
The peak value of the torque can be adjusted by changing the ratio of the length of the arrow Qtα and 86 in FIG. 2(A). ...Alternatively, the width of the sub salient pole a, 74 in the rotational direction may be adjusted, and by adjusting both at the same time, the peak value of the torque curve can be adjusted. However, the width of the sub-salient pole c, 7b cannot exceed the width of the magnetic wL, α, ris, . As mentioned above, the feature of the device of the present invention is that the peak value of the torque curve word can be changed freely as necessary.

以上の構成なので、自起動できることは勿論トルクリプ
ルが小さくなり、電磁騒音も少なくなる##徴がある。
With the above configuration, not only can the engine be started automatically, but torque ripple is also reduced, and electromagnetic noise is also reduced.

又本発明装j4け、第11シ1において外転型の電動機
の構成としたが、内転型のものとすることもできる。
Further, in the device of the present invention, an external rotor type electric motor is used in the eleventh example, but an internal rotor type electric motor can also be used.

又第を図(α)、(A)において説明したように、電機
子コイルlα、ah、・・・により励69される磁極け
N極となる場合を説明したがS極に励磁しても同じ目的
が達成できるものである5本発明の利点は、又次の点に
ある。即ちり/グ27に、第11り図示のように、補極
7α、りbを付加することにより、コギングトルクを小
さくできて、第3図の出力トルク曲線2/に対する擾乱
を防止できることである。
Also, as explained in Figures (α) and (A), we have explained the case where the magnetic poles excited by the armature coils lα, ah, . . . become N poles. The advantages of the present invention, which can achieve the same object, are as follows. In other words, by adding the cogging poles 7α and rib to the dust/gage 27 as shown in the 11th diagram, the cogging torque can be reduced and disturbances to the output torque curve 2/ in Fig. 3 can be prevented. .

次にその説明をする。Next, I will explain it.

突Q、7a、Jb、・・・とマグネット回転子りとによ
りゴギングが発生する。かかるコギングトルク曲線が、
第3図において曲線λ、?として示されている。l相の
電動機においては特にコギングトルクが大きくなり、出
力トルクリグルを増加し、を磁騒音の原因となる欠点が
ある。一般の手段によると、突極3α、3b、・・・の
中間に補極を突出せしめて、コギングトルクを減少せし
めているが、その構成よりみて完全に除去することば困
難となり、又補極の存在の為に、突極3σ、3h、・・
・に電機子コイルqα、 4(A。
Gogging occurs due to the projections Q, 7a, Jb, etc. and the magnet rotor. This cogging torque curve is
In Fig. 3, the curve λ, ? It is shown as. In an I-phase electric motor, the cogging torque becomes especially large, which increases output torque ripple and causes magnetic noise. According to the general method, the cogging torque is reduced by making the cogging pole protrude between the salient poles 3α, 3b, . For existence, salient pole 3σ, 3h,...
- Armature coil qα, 4 (A.

・・・を装着するときに手数がかかり、量産を阻害する
欠点がある。本発明装置によれば、かかる欠点が除去さ
れる効果がある。次にその説明をする。
It takes a lot of effort to install ..., which has the disadvantage of hindering mass production. The device of the present invention has the effect of eliminating such drawbacks. Next, I will explain it.

第q図の磁極!;a、!・b、・・・と補極りα、りb
との間の反撥吸引力によるトルク曲線は、第5図の曲饅
−のようKなり1曲線2Jと位相が110度異なるので
、両者の合成トルクは零となり、コギングトルクは完全
に消滅する。第二図(h)に示すようK、補極9αの中
央部点線Mは、突極3α、3hの空隙の中央部と一致し
ている。
Magnetic poles in figure q! ;a,!・b, ... and complementary poles α, ri b
Since the torque curve due to the repulsion and attraction force between the two is 110 degrees different in phase from the K-1 curve 2J as shown in Fig. 5, the combined torque of both becomes zero and the cogging torque completely disappears. As shown in FIG. 2(h), the center dotted line M of the commutative pole 9α coincides with the center of the gap between the salient poles 3α and 3h.

補極9bについても全く同じ事情にある。曲線−λのピ
ーク値を曲線コ3のピーク値と等しくする線ムα、ムb
で示す点で、電機子電流を断つ装置を付加すると、逆起
電力が零若しくは小さい点における電機子コイル’16
.lidの;Ih 電が行なわれなくなるので、銅損を
減少して効率の上昇にを効な手段となる。当然であるが
、点fteiabσと211 Aの巾は、トルク曲線m
の半サイクルの巾φ位がよい。他のトルク曲Ragα、
’/re。
The same situation applies to the commutative pole 9b. Lines α and b that make the peak value of curve −λ equal to the peak value of curve C3
If a device is added to cut off the armature current at the point shown in , the armature coil '16 at the point where the back electromotive force is zero or small
.. Since no current is generated in the lid, this is an effective means for reducing copper loss and increasing efficiency. Of course, the width of the point fteiabσ and 211 A is the torque curve m
The width of half a cycle of φ is good. Other torque songs Ragα,
'/re.

/I dについても点線で示す間のJl ftのみ行な
わレルヨうに構成される。
/Id is also constructed in such a way that only Jlft is performed between the dotted lines.

かかる目的を達する為の手段は周知のいかなる手段でも
よい。例えばホールlcl/の代わりに、4I端子のホ
ール素子を利用し、そのブE右のN、S磁界による出力
をダイオードを介してとり出し、この出力により、第3
図(a)のトラ/ジス110a、10hの制御を行なう
と、ダイオードのシフト電圧の為に点!9ムα、ムb間
の■f機子コイルの通電のみを行なうことができる。
Any means known in the art may be used to achieve this purpose. For example, instead of the Hall lcl/, use the Hall element at the 4I terminal, take out the output from the N and S magnetic fields on the right side of the block E through the diode, and use this output to
When controlling the transistors 110a and 10h shown in Figure (a), a point! is caused by the shift voltage of the diode! 9) Only the energization of the armature coil can be carried out between 9 and 9 and m and b.

又本実施例では、前述した周知の補極が不労となるので
、突極3α、3b、・・・の巾ヲqor5Vc近くする
ことができる。従って出力トルクと効率を増大すること
ができる特徴がある。
In addition, in this embodiment, since the well-known interpolation mentioned above becomes useless, the width of the salient poles 3α, 3b, . . . can be made close to 5Vc. Therefore, it has the feature of increasing output torque and efficiency.

しかし、突極3α、3b、・・・のそれぞれの間に、周
知の補極を使用して、コギングトルクを減少する手段を
採用しても本発明は実施できる。この場合には、リング
2りより補極9a、9には除去される。この場合にけ、
す/グλ7に補極9a。
However, the present invention can also be implemented by employing means for reducing cogging torque by using known interpolation poles between each of the salient poles 3α, 3b, . . . . In this case, the ring 2 is removed from the commutating poles 9a and 9. In this case,
A commutative pole 9a is connected to the main pole λ7.

qbを設けた場合に比較しで、特性の劣化は避けられな
い。
Compared to the case where qb is provided, deterioration in characteristics is unavoidable.

次に第6図につき、リングコアの詳細を説明する。Next, details of the ring core will be explained with reference to FIG.

第6図(α)において、図示の形状の珪素鋼板を型抜き
して、これをterP4固化して、所定の厚さとする。
In FIG. 6(α), a silicon steel plate having the shape shown in the figure is die-cut and solidified to terP4 to a predetermined thickness.

次にプラスチック成型によね、リング26を作る。リン
グムには、突出部コ9a、コ9bが設けられ、(α)図
の部材と(1)図の部材は重ねて接着されるが、このと
きに1突出部コタα、29bけ、(α)図の切欠部に1
・λ・大して、相対位置が正確にされ、プラスチックリ
ングムは、スペーサとなって、第1図示の点線、27の
ように、突極3a、3b。
Next, the ring 26 is made by plastic molding. The ring is provided with protrusions 9a and 9b, and the member in figure (α) and the member in figure (1) are overlaid and glued together. )1 in the notch in the figure.
・λ・The relative positions are made very accurate, and the plastic ring acts as a spacer, as shown by the dotted line 27 in the first diagram, to form the salient poles 3a and 3b.

・・・の外側に、It機根子イルqα、ah、・・・の
装着後に貼着される。かかる貼着時にも、所5−の位置
とする必要があるが、前述したように、ホール素子//
の支持体//α(第2図(b)図示)を案内部材として
位置指定をすることができる。
It is pasted on the outside of the It machine root qα, ah, . . . after installation. When pasting in this manner, it is necessary to place the hole element in the position 5-, but as mentioned above, the Hall element //
The position can be specified using the support body //α (shown in FIG. 2(b)) as a guide member.

副突極りα、りb及び補極9a、9bけ、第コ、41図
に示す同一記号の部材である。
Sub-salient poles α and b and copolymers 9a and 9b are members with the same symbols as shown in FIG. 41.

(α)図のリング27を作って後に、これをプラスチッ
ク成型により埋設して、(7−)図のリングムを同時に
成型することもできる。
It is also possible to make the ring 27 shown in (α) and then embed it by plastic molding, and mold the ring 27 shown in (7-) at the same time.

スペーサ2乙は、非磁性体で作られ、突棒3α。Spacer 2 O is made of non-magnetic material and has protruding rod 3 α.

JA、・・・と副突極7α、7b、補極9り、?A間の
洩れ磁束を遮断する為のものである。
JA,... and sub salient poles 7α, 7b, complementary poles 9ri, ? This is to block leakage magnetic flux between A and A.

第6図(b)に示すものけ、リング−7の別の定1へ例
である。打点部7α、7b及び9α、qhu、それぞれ
副突極及び補極となる部分で、こね7等の部分には、珪
素鋼の粉末の焼結体で構成されている。
This is an example of another constant 1 of the ring-7 shown in FIG. 6(b). The striking points 7α, 7b, 9α, and qhu are portions that serve as sub salient poles and commutating poles, respectively, and portions such as the kneading portion 7 are made of a sintered body of silicon steel powder.

上記した形状の焼結体を埋設して、プラスチック成型で
作ることができる。図示していないが、リング=7の裏
面には、スペーサムとなるべきプラスチック部が成型時
に構成されているっリング27を突極3α、3b、・・
・の外側に貼着することにより、第6図(a)、(ぐ)
のリング27 、24と同じ目的が達成されるものであ
る。
It can be made by embedding a sintered body having the shape described above and plastic molding. Although not shown, on the back side of the ring 7, a plastic part that is to become a spacer is formed during molding.
・By pasting it on the outside of the
The same purpose as the rings 27 and 24 is achieved.

第9図示のものは、突極3α、Jb、・・・及び磁探5
α、りす、・・がl/個の場合であるが、実用的には、
二個若しくは6個若しくけg個のものを構成することが
同様な手段によりできる。
The ones shown in Figure 9 are salient poles 3α, Jb, ... and magnetic probe 5.
This is the case where α, squirrel,... are l/pieces, but in practical terms,
It is possible to construct two or six or more by similar means.

一般的な表現をすると、磁極数をル(偶数)とすると、
磁極中は3 A O/3度となるものであるう当然であ
るが対応して、副突極、補極の数も増減する。磁極数が
6個若しくけg個となっても、副突極と補極の数け、そ
れぞれ二個ずつでも同じ目的が達成される。
In general terms, if the number of magnetic poles is an even number, then
It goes without saying that the inside of the magnetic pole is 3 A O/3 degrees, but the number of sub salient poles and commutative poles is also increased or decreased accordingly. Even if the number of magnetic poles is 6 or 5, the same objective can be achieved even if the number of sub salient poles and complementary poles is 2 each.

第3図(b)に示す回路は、ホールIC//、増巾回路
10 d 、 10 I:の出力に゛より、トランジス
タ10α、104を制御して、電機子コイルA、Rの通
電制御を行なうときに、各電機子コイルに蓄積された磁
気エネルギーを出力トルクに有効に利用して効率が上昇
する効果を有するものである。
The circuit shown in FIG. 3(b) controls energization of armature coils A and R by controlling transistors 10α and 104 based on the outputs of Hall IC // and amplifier circuits 10 d and 10 I:. When this is done, the magnetic energy stored in each armature coil is effectively utilized for output torque, thereby increasing efficiency.

又トランジスタ/Qα、 IOAを保巧する効果を有す
るものである。
It also has the effect of protecting the transistor/Qα and IOA.

ホールIC/lの正の出力のあるときには、トランジス
タ10 aが導通して、電機子コイル/Iが通電される
。このときに、ホール/C//の出力は増巾回路106
 Kより、電源i′F電圧の電圧まで上昇しているので
、トランジスタ10 bは不導通に保持されている。
When there is a positive output of Hall IC/l, transistor 10a is conductive and armature coil/I is energized. At this time, the output of Hall /C// is amplified by the amplifier circuit 106.
Since the voltage has increased from K to the voltage of the power supply i'F, the transistor 10b is kept non-conductive.

ホールtciiの出力が、ローレベルとなると、トラン
ジスタ10αけ不導通に、トランジスタlObけ導通し
て励磁コイルBが通可貞り、る。
When the output of the hall tcii becomes low level, the transistor 10α becomes non-conducting and the transistor 1Ob becomes conductive, so that the excitation coil B becomes conductive.

例えば、トランジスタ10αが導1由して、電機子コイ
ルAが通電され1次にトランジスタio 。
For example, the armature coil A is energized through the transistor 10α and the primary transistor io.

が不導通に転化したとすると、矢印り方向の蓄積磁気エ
ネルギーによる電圧は、双方向バリスタ3.2を介して
、電機子コイルRをF方向に涌7斤し、トランジスタ1
0 Aの導通による励磁コイルBの通電の立上りを助け
て、急速な通電を可能とする効果がある。
If it turns into non-conducting, the voltage due to the stored magnetic energy in the direction of the arrow will flow across the armature coil R in the F direction via the bidirectional varistor 3.2, and the transistor 1
This has the effect of helping the start of energization of the excitation coil B due to the conduction of 0 A, and enabling rapid energization.

又電機子コイルlの蓄積磁気エネルギーは、電機子コイ
ルBの蓄積磁気エネルギーと出力トルクに転換するので
、励磁コイルlの通電は急速に停止されて、効率の上昇
及び電機子コイルイの通電の停止がおくれて、反トルク
を発生して、効率の劣化せしめる現象を防止できる効果
がある。
In addition, the accumulated magnetic energy of armature coil I is converted into the accumulated magnetic energy and output torque of armature coil B, so that the energization of excitation coil I is rapidly stopped, increasing the efficiency and stopping the energization of armature coil I. This has the effect of preventing the phenomenon in which the torque is delayed and counter torque is generated, resulting in deterioration of efficiency.

以上の説明より判るように、本発明装置によれば、従来
周知のこの種の電動機の特性の改善に役立ち実用上の効
果著しきものである。
As can be seen from the above description, the device of the present invention helps improve the characteristics of this type of electric motor, which is known in the art, and has a significant practical effect.

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

第1図は、本発明装置の説明図、第2図は、同じくその
突極及び磁極の説明図、第3図は、電機子コイルの通電
制御回路図、第9図は、突極及び磁極の展開図、第3図
は、出力トルク曲線のタイムチャート、第6図は、副突
極、補極を設けたリング26.コクの説明図をそれぞれ
示す。 l・・・回転軸、   111・・・軸承、   3α
、3b、・・・、Jet・・・突極、   qα、tt
b、−゛・、弘d・・・電機子コイル、  評・・・円
筒支持体、!、りα、りす、! c、りd・・・マグネ
ット回Φ七子、   タe・・・カップ状の回転子、 
 −6・・・スペーサ、  27・・・リング、   
7α、7b・・・副突極、   ヂα、94・・・補極
、  // a・・・支持体、  l/・・・ホールI
C11,II・・・π)神子コイル、   10α、1
04・・・トラ/ンスタ、10 d 、 10 、!・
・・増巾回路、  3コ・・・双方向バリスタ、  g
a、Irb・・・直流ルナ源正負鱈子、/fa、/ff
A、/ffC,/ffd、2o、!/、jj、u、?−
トルク曲線、  コブα、29b・・・突出部。
Fig. 1 is an explanatory diagram of the device of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of its salient poles and magnetic poles, Fig. 3 is an energization control circuit diagram of the armature coil, and Fig. 9 is an explanatory diagram of the salient poles and magnetic poles. 3 is a time chart of the output torque curve, and FIG. 6 is a developed view of the ring 26. An explanatory diagram of the richness is shown. l...Rotating shaft, 111... Bearing, 3α
, 3b, ..., Jet... salient pole, qα, tt
b, -゛・, Hiro d...armature coil, review...cylindrical support,! , Riα, Risu,! c, ri d...magnetic rotor Φnanako, tae... cup-shaped rotor,
-6...Spacer, 27...Ring,
7α, 7b...Sub salient pole, もα, 94...Commuting pole, // a...Support, l/...Hole I
C11, II...π) Miko coil, 10α, 1
04...Tra/Insta, 10 d, 10,!・
・・Width increasing circuit, 3 pieces・・Bidirectional varistor, g
a, Irb...DC Luna source positive and negative cod, /fa, /ff
A, /ffC, /ffd, 2o,! /,jj,u,? −
Torque curve, Cob α, 29b... protrusion.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 回転軸及び軸承により本体に回動自在に支持されるとと
もに回転外周面にそつて、等しいピッチのNS磁極がn
(nは偶数)個配設されたマグネット回転子と、突極が
円周面にそつて、360/n度離間してn個配設され、
該突極の磁路開放端の突極面が、前記したマグネット回
転子の磁極の回転面に僅かな空隙を介して対向し、上記
した突極の巾が360/n度より小さくされるように、
磁性体薄板を積層して作成した突極型の固定電機子と、
該固定電機子の突極に非磁性体よりなるスペーサを介し
て並置固着するとともに、固定電機子の突極の中央部よ
り、マグネット回転子の磁極巾の1/4だけずれて、端
面の巾が磁極巾に等しいか若しくは小さくされて、磁極
面に僅かな空隙を介して対向する副突極群を備えたリン
グと、突極の中間において、磁極と僅かな空隙を介して
対向しているコギング除去の為の補極群と、固定電機子
の奇数番目の突極を同一の極性となるように励磁する第
1の電機子コイルと、偶数番目の突極を同一の極性とな
るように励磁する第2の電機子コイルと、マグネット回
転子のN、Sの磁極の位置を検出して、それぞれ第1、
第2の位置検知信号を得る位置検知装置と、第1、第2
の位置検知信号により、それぞれ第1、第2の電機子コ
イルに直列に接続された半導体スイッチング素子を付勢
して、直流電源より、第1、第2の電機子コイルを交互
に通電せしめる通電制御回路とより構成されたことを特
徴とする1相の半導体電動機。
It is rotatably supported on the main body by a rotating shaft and a bearing, and NS magnetic poles with equal pitches are arranged along the rotating outer peripheral surface.
(n is an even number) magnet rotors are arranged, and n salient poles are arranged along the circumferential surface at a distance of 360/n degrees,
The salient pole surface at the open end of the magnetic path of the salient pole faces the rotating surface of the magnetic pole of the magnet rotor with a slight gap therebetween, and the width of the salient pole is made smaller than 360/n degrees. To,
A salient pole type fixed armature made by laminating magnetic thin plates,
The salient poles of the fixed armature are fixed in parallel with each other through a spacer made of a non-magnetic material, and are offset from the center of the salient poles of the fixed armature by 1/4 of the magnetic pole width of the magnet rotor, and have a width of the end face. is equal to or smaller than the magnetic pole width, and is provided with a group of sub-salient poles facing the magnetic pole face with a slight air gap; A commutating pole group for eliminating cogging, a first armature coil that excites the odd-numbered salient poles of the fixed armature so that they have the same polarity, and a first armature coil that excites the even-numbered salient poles so that they have the same polarity. The positions of the second armature coil to be excited and the N and S magnetic poles of the magnet rotor are detected, and the positions of the first and S magnetic poles are detected, respectively.
a position detection device that obtains a second position detection signal;
The position detection signal energizes the semiconductor switching elements connected in series to the first and second armature coils, respectively, so that the first and second armature coils are alternately energized from the DC power supply. A one-phase semiconductor motor characterized by comprising a control circuit.
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