JPS6122747A - 3-phase reluctance type semiconductor motor - Google Patents

3-phase reluctance type semiconductor motor

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JPS6122747A
JPS6122747A JP59139153A JP13915384A JPS6122747A JP S6122747 A JPS6122747 A JP S6122747A JP 59139153 A JP59139153 A JP 59139153A JP 13915384 A JP13915384 A JP 13915384A JP S6122747 A JPS6122747 A JP S6122747A
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JP
Japan
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rotor
position detection
coil
magnetic
excitation
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JP59139153A
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Itsuki Ban
伴 五紀
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Sekoh Giken KK
Secoh Giken Co Ltd
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Sekoh Giken KK
Secoh Giken Co Ltd
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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
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices

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

Abstract

PURPOSE:To obtain a large output torque by providing salient poles at the prescribed open angle on the rotary surface of a rotor, arranging a stationary armature along the rotary surface of the salient poles, detecting the position of the rotor to sequentially flow a current to the first-sixth exciting coils. CONSTITUTION:A center of a rotor 2 formed by punching a silicon steel plate in the shape having salient poles 2a, 2b and laminating them is secured to a rotational shaft 1. U-shaped cores 3a-3c are disposed on the rotary periphery of the rotor 2 to become a stationary armature, and exciting coils 4a-4c are wound in the recess. Currents flow to the coils 4a-4c are controlled by the output of a position detector for detecting the position of the rotor 2.

Description

【発明の詳細な説明】 く、駆動回転力を得る可変リラクタンス半導体電動機に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a variable reluctance semiconductor motor that obtains driving rotational force.

リラクタンスの変化によシ駆動力をイGるステッピング
モータは周知である。しかし可変リラクタンス型の半導
体電動機については、実用化された例はない。
Stepping motors that increase driving force by changing reluctance are well known. However, there are no examples of variable reluctance type semiconductor motors being put to practical use.

この理由は、次の諸点に問題があるからである。The reason for this is that there are problems in the following points.

t(S 、に、回転子と固定子の磁気吸引力(径方向)
がバランスし々い為に機械音の発生が大きいことである
t(S, magnetic attraction force of rotor and stator (radial direction)
The problem is that the mechanical noise is loud because the balance is not good.

第二に、上記した理由の為に軸承が+Q傷される。Secondly, the bearing is damaged +Q due to the reasons mentioned above.

ns 3に、固51[子の励磁による磁束が、回転子の
他の究極をY(挿する為に反トルクを発生して効率及び
出力トルクを低下せしめる。
In ns 3, the magnetic flux due to the excitation of the fixed element causes the other end of the rotor to be inserted into the rotor, which generates a counter torque and reduces the efficiency and output torque.

上書]〕シブこ恢が欠点となる為に、界4?4マグネッ
トが不91″と々す、しかも大きい出力トルクがイII
ら才する長所があるにもかかわらず実用化が困難とゾr
っている。
[Above]] Due to the disadvantage of the Shibuko, the Kai 4-4 magnet is 91", and the output torque is large.
Although it has many advantages, it is difficult to put it into practical use.
ing.

本発[1j’l 、1旧)? (d、上ト己した欠点を
除去し、長所の、、71−を利用できるこの種の3相の
半導体電動機がイ°;られることに特徴を有するもので
ある。
The original [1j'l, 1 old)? (d) This type of three-phase semiconductor motor is characterized in that it can eliminate the above disadvantages and utilize the advantages .

次に第1図以下について、その詳細を説明する。Next, the details of FIG. 1 and subsequent figures will be explained.

第1図は、3相のりラフタンス型の電動機の回転原理を
示すものである。第1図において、回転軸/は、図示し
ない軸承により、本体に回動自在に丈長され、珪素鋼板
を、突tg、2a、、2hを有する形状に打抜いて第4
層した回転子ユの中心部が回転軸/に固定されている。
FIG. 1 shows the principle of rotation of a three-phase glue roughtance type electric motor. In FIG. 1, the rotating shaft / is rotatably extended to the main body by a shaft bearing (not shown), and a fourth
The center of the layered rotor unit is fixed to the rotating shaft.

回転軸lが出力軸となるものである。The rotation axis l serves as the output axis.

コ型の磁心3α、3h、3c(r:k、回転子スの回転
円周面に配設されて固定電機子となるものであるが、3
個ともに同じ構成なので、その1つの磁心3cの詳細を
第一回(a)につき次にハ))、明する。
U-shaped magnetic cores 3α, 3h, 3c (r:k, which are arranged on the rotating circumferential surface of the rotor and serve as a fixed armature,
Since both have the same configuration, the details of one magnetic core 3c will be explained in the first part (a) and next in c)).

珪素鋼板を積層するか、若しくは、軟鋼粉末をプラスチ
ック体で成型して、渦流枦失を小さくして、f’f5.
1図(a)に示すようにコ型の磁心を構成する。
Laminate silicon steel plates or mold mild steel powder into a plastic body to reduce vortex loss, f'f5.
A U-shaped magnetic core is constructed as shown in Figure 1(a).

記号Sで示す四部は、同一記号で第1図に図示されてい
る。又凹部kにば、曲線Eで示す、ように励磁コイルが
捲着され、従って、励磁開放端(磁極面)7(1,7h
は、励磁コイルの通電によりN、S磁極となる。磁路開
放端’)a、7bic+曲ぽ11とされ、該曲向け、第
1図の突不ili +2 rt 。
The four parts designated by the symbol S are illustrated in FIG. 1 with the same symbol. In addition, an excitation coil is wound around the recess k as shown by curve E, so that the excitation open end (magnetic pole surface) 7 (1,7h
become N and S magnetic poles when the excitation coil is energized. The open end of the magnetic path is set to a, 7bic+curve 11, and the direction of the song is +2rt in Fig. 1.

J、 /+の外面にイ・′2・かな空隙を介して対向し
、突極2 u 、 、2 Aにより、その磁路が閉じら
れるようになってい7)。
The magnetic path is closed by the salient poles 2 u , 2 A, which are opposed to the outer surfaces of J and /+ through a kana gap 7).

上述しプこI+il+ (做コイルは、り31図に示す
ように、伊)lj、? cl、、? b 、 3cに対
応して、それぞれML−ケ11.a、りり、’/cとし
て図示されている。
As mentioned above, I+il+ (The coil is shown in Figure 31, I)lj,? cl...? b, 3c, respectively, ML-ke 11. Illustrated as a, riri, '/c.

41克ル>3  a、  、?  /r、  3 c 
 及び励磁−コ イ ル Qa。
41 Kuru > 3 a, ,? /r, 3c
and excitation coil Qa.

/Ih、1lcil−1:、3組の電磁石となっている
ので、以降け、電磁石3a、3h、3cと呼称する。
/Ih, 1lcil-1: Since there are three sets of electromagnets, they are hereinafter referred to as electromagnets 3a, 3h, and 3c.

電磁石3σ、3h、、3cの磁極面1件、前述したよう
に、突1pF、 、2n 、 、24面にそって僅か々
空隙を介して対向し、しかも磁路がみじかくされて閉じ
t−ねているので、他の突棒に対する洩れf〕2束が(
−7を少となり、又磁束密度は枠めて大きくhす、後述
するように大きい回転1トルりを発生子る理由と六つて
いる。
As mentioned above, the magnetic pole faces of the electromagnets 3σ, 3h, , 3c face each other with a slight air gap along the protrusion 1pF, , 2n, , 24 planes, and the magnetic path is narrowed to close the t- Therefore, the leakage f]2 bundles with respect to other protruding rods are (
There are six reasons why -7 is small and the magnetic flux density is generally large, which generates a large torque per rotation as described later.

1j1;砕石、7σ、 3 /r 、 3 cけ、円筒
若しくは円環の形状となるように、プラスチック成型に
より成捜埋設されて本体に固だされ、固定電機子となっ
ている。成型体は、第1図で点線乙a。
1j1: Crushed stone, 7σ, 3/r, 3c, is buried in a cylindrical or annular shape by plastic molding and hardened into the main body to form a fixed armature. The molded body is indicated by the dotted line A in Figure 1.

Ahとして外周及び内周面が示されている。The outer circumference and inner circumference are shown as Ah.

第3図(a)に、突極2ct、、2b及び電磁石3 a
Figure 3(a) shows salient poles 2ct, 2b and electromagnet 3a.
.

3b、3cの、展開図が示されている。点線F才での角
度が360度である。突極2 a 、 2 bの巾はq
o 度、それぞれの間の角度もqo度である。
A developed view of 3b and 3c is shown. The angle at the dotted line F is 360 degrees. The width of salient poles 2a and 2b is q
o degrees, and the angle between each is also qo degrees.

電磁石3a、3b、3Cの1]はり0度で、それぞれの
間の角度は30度となっている。
The beams of the electromagnets 3a, 3b, and 3C are 0 degrees, and the angle between them is 30 degrees.

次に励磁コイルグa、りり、/Icの通電制御装置につ
き説明する。
Next, the energization control device for the excitation coils a, Riri, and /Ic will be explained.

第5図は、位置検知装置を示子ものである。FIG. 5 shows the position sensing device.

第5図(σ)において、第1図示のコイル//σをイン
ダクタンス部材として、コルピッツ若しくけハートレイ
発振回路/2が構成され、コイル//σは空11?コイ
ルで、70〜/Sタ一ン位なので数メガサイクルの発振
が行なわれ、その出力は、ダイオード及びコンデンサ/
3を含む整流平滑路により直流化され、トランジスタ/
//、/夕を介して、端子/6a 、 /A bより出
力が得られている。記号/?i、4直流正電圧端子であ
る。
In FIG. 5 (σ), a Colpitts or Hartley oscillation circuit /2 is constructed using the coil //σ shown in the first diagram as an inductance member, and the coil //σ is empty 11? Since the coil is around 70~/S, oscillation of several megacycles is performed, and its output is connected to the diode and capacitor/
The current is converted to direct current by the rectifying smoothing path including the transistor/
Output is obtained from terminals /6a and /Ab via // and /A. symbol/? i, 4 DC positive voltage terminal.

コイル//aは、第1図の突極2a、ユhに対向する毎
に、# jtF4及び渦流損の為に発振が停止される。
Every time the coil //a faces the salient poles 2a and 2h shown in FIG. 1, oscillation is stopped due to #jtF4 and eddy current loss.

従って、端子/A a 、 /A hの出力波形は矩形
波のパルス列となり、その間隙も矩形波の巾と等しくな
る。
Therefore, the output waveform of the terminals /A a and /A h is a rectangular wave pulse train, and the gap between them is also equal to the width of the rectangular wave.

コイル//h、及びコイル//cについても第左図(a
)と全く同じ発振回路が付設されているので、その出力
も矩形波パルス列となり、各コイルによる出力の位相差
は、電気角で120度となる。
Coil //h and coil //c are also shown in the figure on the left (a
), the output is also a rectangular wave pulse train, and the phase difference between the outputs from each coil is 120 degrees in electrical angle.

苅ル子/乙σ、/Ahの出力は、第り図の端子/? a
に入力されてトランジスタ10σを導通する。又コイル
// h及びコイル//cを含むり)3図(σ)と同じ
回路の出力は、それぞれ端子/? h 、 /’7 c
に入力されているので、トランジスタ/θh、10cが
導通する。
The output of Kariko /Otsuσ, /Ah is the terminal /? a
The signal is input to the transistor 10σ and the transistor 10σ becomes conductive. Also, the outputs of the same circuit as in Figure 3 (σ), including coil //h and coil //c, are respectively terminal /? h, /'7 c
Since the input signal is input to , the transistor /θh, 10c becomes conductive.

I・ランジスタ10 a 、 /θh 、 10 cの
導通を介して、電源正負極g a、、 g hより、励
磁コイルl。
Through the conduction of I transistors 10a, /θh, 10c, the excitation coil l is connected to the power supply positive and negative poles ga, gh.

B、Cは通電され、各通電電流は電気角で7.20度の
位相差となる。
B and C are energized, and the respective energized currents have a phase difference of 7.20 degrees in electrical angle.

励磁コイルA、B、Cば、それぞれ第7図の励磁コイル
’la、’Ib、’Icを示すものである。
Excitation coils A, B, and C represent excitation coils 'la, 'Ib, and 'Ic in FIG. 7, respectively.

第1図示の状態では、励磁コイルC2Δ即ち励磁コイル
A、、aが通電されているので、1ヵ@sh、s。4、
ヶ6.6カカ。1.7.2ヤ、ヶ1して駆動される。l
SS向回転ると、第り図の端子/7 Gの入力は消滅す
るので、励磁コイルタaの通電1d停止され、励磁コイ
ルl/cが通電されている。従って、突極2bが磁心3
cに吸引されて同方向の駆動トルクが得られる。
In the state shown in the first diagram, the excitation coil C2Δ, that is, the excitation coil A, , a is energized, so that 1 k@sh, s. 4,
6.6 kaka. 1.7.2 It is driven by 1. l
When the motor rotates in the SS direction, the input to terminal /7G in Fig. 1 disappears, so that the excitation coil 1d is stopped energizing, and the excitation coil l/c is energized. Therefore, the salient pole 2b is
c, and a driving torque in the same direction is obtained.

更に30 度回転すると、端子/?cの入力が消滅する
ので、励磁コイルーイの通電が停止され、励磁コイル1
1.bが通電されるので、突′4′f1..2aが磁心
3hに吸引されて同方向の、駆動トルクが得られる。
If you rotate it another 30 degrees, the terminal /? Since the input of c disappears, the excitation coil 1 is de-energized, and the excitation coil 1
1. b is energized, so the protrusion '4'f1. .. 2a is attracted to the magnetic core 3h, and a driving torque in the same direction is obtained.

以上の説明のように、回転子コが90度回転する毎に励
磁コイルクα、11.h、グCの通電と通電の停止が交
替して行なわれるものである。
As explained above, each time the rotor rotates 90 degrees, the excitation coil α, 11. h, energization and de-energization of G C are performed alternately.

通電される励磁コイルは、前述したように、グミー+ダ
C−+りb→の順で行なわれて駆動トルクが発生する。
As described above, the excitation coil is energized in the order of GUMMY+DAC-+RIB→, thereby generating a driving torque.

かかるトルク曲線が、第4図のグラフに示されている。Such a torque curve is shown in the graph of FIG.

曲線/g a 、 1g b 、 1g tyはそれぞ
れ、φ 励磁コイル’I椿、’Ic、4’hによるトルク曲・線
である。回転トルクは、飽和磁束密度の大きい珪素鋼板
となっているので、周知のフェライト界磁マグネットを
利用する半2、導体電動機に比較して、同形のものの」
に合に、少なくとも一倍位の出力トルクを得ることがで
きる効果かあ、る。
The curves /ga, 1gb, and 1gty are torque curves/lines by the φ excitation coils 'Itsubaki, 'Ic, and 4'h, respectively. Since the silicon steel plate has a high saturation magnetic flux density, the rotational torque is lower than that of a semi-conductor motor of the same type, which uses a well-known ferrite field magnet.
In this case, it is possible to obtain at least one times as much output torque.

又回’liバ中に、界磁フェライトマグネットが、破世
することがあるが、本発明装置では、かかる欠点が除去
される効果がある。
Also, the field ferrite magnet may break down during the cycle, but the device of the present invention has the effect of eliminating this drawback.

更に又、位置検知装置が、コイル// a 、 // 
b。
Furthermore, the position sensing device is a coil //a, //
b.

//cと回転子aと々つているので、ホール素子を利用
する場合に比較して、pi成がf7i素化され、位置検
知出力が大きく、酬熱性のあるものが得られる効果があ
る。しかし他の周知の位置検知手段によっても本発明を
実施することができる。
Since //c and rotor a are the same, compared to the case where a Hall element is used, the pi component is changed to an f7i component, and the effect is that a position detection output is large and a heat exchanger is obtained. However, the invention can also be implemented with other known position sensing means.

第1図の説明より判るように、突極2a’、、2hは、
電磁石3σ、 3b 、 3 cにより円周方向の回転
トルクが供与されるが、同時に径方向の強い吸引トルク
を受け、この力が軸対称でないので、振動を発生し、又
軸承に損傷を与える欠点がある。本発明装置では、この
欠点が除去されているが、詳細は、第7図につき後述す
る。
As can be seen from the explanation of FIG. 1, the salient poles 2a', 2h are
Rotational torque in the circumferential direction is provided by the electromagnets 3σ, 3b, and 3c, but at the same time they receive a strong suction torque in the radial direction, and since this force is not axially symmetrical, it generates vibration and damages the bearing. There is. In the device of the present invention, this drawback is eliminated, and the details will be explained later with reference to FIG.

第1図において、第1図の位置より、回転子ユが、矢印
Gか奥弊方向即ち°時計方向にlSS度目回転た状態を
考えると、電磁石3Cより得られろ磁束は、第2図に示
す構成より理解されるように、磁路開放端7a’、7h
に対向する突極2hにより閉じられる。電磁石3a、3
bについても事情は全く同様で壱る。磁路がみじかい為
に磁界が強くなり、大きい出力トルクが得られる効果が
ある。
In Fig. 1, if we consider that the rotor has rotated lSS times in the direction of arrow G, i.e., clockwise, from the position shown in Fig. 1, the magnetic flux obtained from electromagnet 3C is as shown in Fig. 2. As understood from the configuration shown, the magnetic path open ends 7a', 7h
It is closed by the salient pole 2h facing the . Electromagnet 3a, 3
The situation is exactly the same for b. Because the magnetic path is small, the magnetic field becomes stronger, which has the effect of producing large output torque.

若し周知の手段のように、即ち磁心3C(第2図(a)
のものであるが、以降は電磁石を磁心と呼称する)の四
部Sの部分を除去し、7a、7bで示す部分が1個の曲
面となるように構成し、励磁コイルを曲線にで示すよう
に捲着すると、これにより得られる磁界は、突極2b、
磁心3h及び突枠、 、2 c 、磁+l’73cを介
して閉じられる。
If known means are used, i.e. the magnetic core 3C (Fig. 2(a)
The four parts S of the electromagnet (hereinafter referred to as the magnetic core) were removed, and the parts 7a and 7b were constructed as one curved surface, and the exciting coil was constructed as shown in the curved line. When wrapped around the salient poles 2b and 2b, the resulting magnetic field is
It is closed via the magnetic core 3h and the projecting frame, , 2c, and the magnetic +l'73c.

このとき磁rJ3a、、3h、3cけ共通の磁路により
、その外周部で閉じられる周知手段が使用されるもので
ある。
At this time, a well-known means is used in which the magnetic rJ3a, 3h, and 3c are closed at their outer peripheries by a common magnetic path.

磁心3cの磁極がN極で他の磁心は励磁されないとする
と、突極、2bによる矢印G方向のトルクは減少し、突
極、2h、磁心3hによるトルクは反トルクとなる。以
上の説明のように、常に回転トルクを減少するトルク成
分が発生する欠点がある。本発明によるffl、’ 2
図(、)のような磁心の形状とすると、磁界が他の磁心
、突極を通過し々いので一ヒ配した欠点が除去される効
果がある。又前述したように発生する(!η束密度を大
きくできる効果がある。
Assuming that the magnetic pole of the magnetic core 3c is the N pole and the other magnetic cores are not excited, the torque in the direction of arrow G due to the salient pole 2b decreases, and the torque due to the salient pole 2h and the magnetic core 3h becomes a counter torque. As explained above, there is a drawback that a torque component that always reduces the rotational torque is generated. ffl according to the invention, '2
When the magnetic core is shaped as shown in the figure (,), the magnetic field tends to pass through other magnetic cores and salient poles, which has the effect of eliminating some defects. Also, as mentioned above, it has the effect of increasing the flux density (!η).

又−ヒ記した状態において、突fliユCと磁心3Cと
の磁気吸引力は非常に大きい。又か/・る吸引力d:、
回転子コの回転とともに大きさと方向が変化するので、
回転軸/とその軸承に周期的な、方向と大きさの異なる
側圧の変化を力えることとj(す、この為に騒音を発生
し、軸承の損傷を引起す欠点がある。かかる欠点を除去
するとともに前述した長所を有する本発明装置が、第7
図に示されている。
In addition, in the state described above, the magnetic attraction force between the protrusion C and the magnetic core 3C is extremely large. Mataka/・ru suction force d:,
The size and direction change as the rotor rotates, so
Applying periodic lateral pressure changes of different directions and magnitudes to the rotating shaft/and its bearings has the drawback of generating noise and causing damage to the bearings. The device of the present invention, which eliminates the problem and has the above-mentioned advantages, is the seventh
As shown in the figure.

第7図に示す装置は、第1図の突極、2a、、2bの数
を2倍とし、記号2c、2dの突極が付加されている。
In the device shown in FIG. 7, the number of salient poles 2a, 2b in FIG. 1 is doubled, and salient poles 2c and 2d are added.

磁心3a、3h、”3oもユ倍の数とされ、記号3d、
3a、3fの磁心が付加されている。
The magnetic cores 3a, 3h, and 3o are also multiplied by Y, and the symbols 3d,
Magnetic cores 3a and 3f are added.

他の部材で第1図と同一記号のものは同一部材である。Other members with the same symbols as in FIG. 1 are the same members.

かかる付加突極、付加磁心け、第3図(/、)の展開図
に同一記号で示されている。
Such additional salient poles and additional magnetic cores are shown with the same symbols in the developed view of FIG. 3 (/,).

コイル// a 、 // b 、 // cは、電気
角で/)、0度離間し、これによる第9図の制御回路も
全く同様に作動される。ただし、第を図の励磁コイルl
ば、磁心3α、3dの励磁コイル、励磁コイルB、Cけ
それぞれ磁心36,3g及び磁心3c、3fの励磁コイ
ルとなっている。各磁心の励磁コイルは、第1.−図と
同様な手段で捲着されているが省略して図示していない
The coils // a , // b , // c are separated by 0 degrees in electrical angle, and the control circuit of FIG. 9 is operated in exactly the same way. However, excitation coil l in Fig.
For example, the excitation coils for the magnetic cores 3α and 3d and the excitation coils B and C serve as excitation coils for the magnetic cores 36 and 3g and the magnetic cores 3c and 3f, respectively. The excitation coil of each magnetic core is the first. - It is wrapped by the same means as shown in the figure, but is not shown in the figure.

又コイル//ct、、//h、//cけ、突極、2a。Also coil //ct, //h, //c, salient pole, 2a.

、2h、・・・に対向しているが同形の軟@何板を回転
軸に別設し、この突出部にコイル//σ、//b。
, 2h, ... A soft plate of the same shape is separately installed on the rotating shaft, and a coil //σ, //b is attached to this protrusion.

度へだてられ、回転軸lに関して対称の位置にあるもの
が励磁されるので、回転子ユに対する磁心による磁気吸
引力は、常に・(ランスする。
Since the parts that are oriented at a symmetrical position with respect to the rotation axis l are excited, the magnetic attraction force exerted by the magnetic core on the rotor unit always lances.

従って軸承に刻する1111圧が除去され、前う水した
欠点が除去される効果がある。回転トルり発生の原理は
、第1図の゛場合と全く同様である。
Therefore, the 1111 pressure applied to the bearing is removed, and the defects caused by water build-up are removed. The principle of rotational torque generation is exactly the same as in the case shown in FIG.

第g図に示す実施例は、第7図のものを外転型に変更し
た例である。グSg図(cL)において、磁心2.’i
 n 、バh、・・・、君fを有する電機子、29は、
本体に固定されている。電機子ユ、ダは、工圭素ぐ有板
をオ・1層17て作られている。一般のこの塾千の電動
機の電機子とルへ1.なるのは、磁心ス5−a、スsh
、・・・の形状で、すべて同一の形状なので、磁rll
) 2.’;。
The embodiment shown in FIG. g is an example in which the embodiment shown in FIG. 7 is changed to an abduction type. In the figure Sg (cL), magnetic core 2. 'i
The armature 29 with n, bh, ..., you f is,
Fixed to the main body. The armature parts are made of 17 layers of industrial wood board. 1. To the general armature of a thousand electric motors. The magnetic cores 5-a and 5-a are
,... Since they are all the same shape, the magnetic rll
) 2. ';.

を例として2117g図(b)について次に説明する。Taking 2117g as an example, FIG. 2117g (b) will be explained next.

C◇ノ1ツユ3aは、その裏側即ち図面の上方に全く同
じ形状の突出部ユ、9ノが設けらgている。
C◇No. 1 Tsuyu 3a is provided with a protruding portion No. 9 having exactly the same shape on its back side, that is, above the drawing.

磁心コ!; a 、 23 jの突出端部が磁路開放端
となり、僅かな空隙を介して、回転子評の突極2?a。
Magnetic core! ; The protruding ends of a and 23j become magnetic path open ends, and through a slight gap, the salient pole 2 of the rotor is connected. a.

2Qb、・・・に対向している。He is facing 2Qb,...

励磁コイル2Aαは、磁心ユダaに捲着され、ている。The excitation coil 2Aα is wound around the magnetic core a.

励磁コイル2tσは磁心jノに設けても、又両者に2個
捲着してもよい。
The excitation coil 2tσ may be provided on the magnetic core j, or two excitation coils may be wound around both.

磁心君a 、 、2!;ノは突極2ケ°σ、 、!/7
 b 、・・・により、その磁路が閉じられ、又磁路が
みじかいので、強い磁界を発生して、大きい回転トルり
を発生する。
Magnetic Core-kun a, , 2! ;No has 2 salient poles °σ, ,! /7
b, . . . closes the magnetic path, and since the magnetic path is small, a strong magnetic field is generated and a large rotational torque is generated.

第7図の電機子に比較して、本実施例のものは畳産性が
あり廉価に構成できる特徴がある。
Compared to the armature shown in FIG. 7, the armature of this embodiment has the advantage of being able to be produced on tatami mats and can be constructed at a low cost.

即ち、励磁コイルユ6σは、自動巻線機により作られた
ものを磁心君aに上方より挿入固定すればよいからであ
る。又自動巻線機により直接に捲着することもできるか
らである。又図示の突出部を有する断面の珪素鋼板と、
点線〃で示す径の円形の珪素鋼板を積層することにより
、従来の量産技術により大量に廉価に磁tll)を作る
ことのできる特徴がある。
That is, the excitation coil unit 6σ can be manufactured by an automatic winding machine and inserted and fixed into the magnetic core a from above. Moreover, it is also possible to wind the wire directly using an automatic winding machine. Further, a silicon steel plate having a cross section having the protrusion shown in the figure,
By laminating circular silicon steel plates having the diameter shown by the dotted line, the magnet tll) can be produced in large quantities at low cost using conventional mass production techniques.

より装着されている。It is more installed.

円筒軟鋼J(11の回転子23の底面に1は、回転軸l
が1・1iI定され、回転軸/は、電(幾子乃に固定し
た+Il+承/aに回動自在に支持されている。
Cylindrical mild steel J (1 on the bottom of the rotor 23 of 11 is the rotation axis l
is determined as 1.1iI, and the rotating shaft / is rotatably supported by +Il + support /a fixed to the electric wire.

珪素鋼板を積層して、突棒:2’i a 、 、2/I
−h 、・・・。
By laminating silicon steel plates, protruding rods: 2'ia, , 2/I
-h,...

、2’/ dを(iiiiえた回転子、2ケは、円筒λ
3の内側に固定奮れている。
, 2'/d (iii) rotor, 2 pieces are cylinder λ
It is fixed on the inside of 3.

crn心ノケσ、 、”、、’; h 、・・及ヒgD
 枠2ケa、]llh 、・・・の配設角度(d: 、
 ’、’i′! 7図の対応する部材と全く同じ、であ
る。
crn heart noke σ, ,”,,’; h,...andhi gD
Arrangement angle of frame 2 a,]llh,... (d: ,
', 'i'! This is exactly the same as the corresponding member in Figure 7.

/7iJI (t’skコイル、2/=σ、 )/、 
h 、・・・も第7図の対応する励磁コイルと全く同じ
通釈が、第〈1図への制御回路により行なわれる。コイ
ル// a 、 // h 。
/7iJI (t'sk coil, 2/=σ, )/,
h, . . . are interpreted in exactly the same way as the corresponding excitation coils in FIG. 7 by means of the control circuit in FIG. Coil // a, // h.

// Cの作用も第7図の場合と同様なので、第7図と
同じ作用効果を有する半導体電動機となるものである。
// Since the action of C is the same as that shown in FIG. 7, the semiconductor motor has the same action and effect as shown in FIG. 7.

第5図の構成の電機子を備えた内転型の電動機も同じ手
段により得ることができることは明らかである。
It is clear that an internal rotor electric motor with an armature of the configuration shown in FIG. 5 can also be obtained by the same means.

第5図(b)に示す電気回路は、コイル// a 、 
//h 、 // cより位置検知信号を得る為の他の
実施例である。
The electric circuit shown in FIG. 5(b) consists of a coil //a,
This is another embodiment for obtaining a position detection signal from //h and //c.

第5図(h)において、記号/、2 aは、数メガザイ
クルの発振回路で、その出力はコイル//aを介して、
抵抗スθa K Mi電圧降下発生する。この電圧降下
は、ダイオード及びコンデンサ2/ aを含む整流平滑
回路により直流化されて端子、2.2 aより出力が得
られる。この出力は、frs 4(図の端子/?aの入
力となっている。
In FIG. 5(h), the symbol /,2a is an oscillation circuit of several megacycles, and its output is passed through the coil //a,
Resistance θa K Mi voltage drop occurs. This voltage drop is converted into direct current by a rectifying and smoothing circuit including a diode and a capacitor 2/a, and an output is obtained from a terminal 2.2a. This output is input to frs 4 (terminal /?a in the figure).

コイル//nが、第7.g図の突枠スa、)h。Coil //n is the 7th. Projected frames a,) h in figure g.

・・・若しくは突極;V a 、 2Q b 、・・・
に対向すると、銅損及び鉄損により、インピーダンスが
低下するので、端子〃aの出力が増大する。
... or salient pole; Va, 2Q b, ...
When opposed to , the impedance decreases due to copper loss and iron loss, so the output of terminal a increases.

従ってl相の矩形波よりなる位置検知信号が得られる。Therefore, a position detection signal consisting of an l-phase rectangular wave is obtained.

同様な事情でコイル// h 、 // c 、抵抗2
0 +8..2θC1整流回路(ダイオード及びコンデ
ンサ、!/ b 、 、2/ c)により、端子2.2
 b 、 2.2 cより、電気角で/20度位相差を
有する位置検知信号が得られる。この信号は、ff3り
図の端子/7t。
Under similar circumstances, coil // h , // c , resistance 2
0 +8. .. The 2θC1 rectifier circuit (diodes and capacitors, !/b, , 2/c) connects terminals 2.2
From b and 2.2c, a position detection signal having a phase difference of /20 electrical degrees is obtained. This signal is at terminal /7t in the ff3 diagram.

/7 c Vl入力さ、1する。/7 c Vl input, 1.

端子2ノσの出力は、(σ)図の端子/A a 、 /
A hの出力と等価なので第q、g図の電動機を1枢動
する位置検知信号となるものである。端子シh。
The output of terminal 2 σ is (σ) terminal /A a, /
Since it is equivalent to the output of A h, it becomes a position detection signal that rotates the electric motor in the qth and gth diagrams by one rotation. Terminal h.

、2.2 cの出力1件、第り図の端子/7 /+ 、
 /’7 cに入力されているので、前実施例と同じ作
用効果がある。
, 2.2 1 output of c, terminal /7 /+ in Fig.
/'7c, so it has the same effect as the previous embodiment.

第5図(c)に示す回路において、第り図<b>の端子
、2.2rr 、 、、2.2 h 、 、:22 c
の出力は、端子+)9a、、19h。
In the circuit shown in FIG. 5(c), the terminals in FIG.
The outputs are from terminals +) 9a, , 19h.

2qcに入力される。記号−g 、 29 、30は比
較回路で、端イユ9(規私電圧端子となっている。)の
入力電圧より、端子)、qa 、 29 b 、 、2
9 cの入力電圧が大きいときのみに、端子2g a 
、μl) 、 、2g Cより正の出力が得られる。従
って、第7図(b)の端子2.2 a 、 22 b 
、 、2.2cの出力を位置検知信号として利用する代
りに、端子2g a、 、 、2g h 、 2g c
の出力を位置検知信号として利用する場合の方が′3N
比が良好となる。
Input to 2qc. Symbols -g, 29, 30 are comparison circuits, and from the input voltage of terminal 9 (which is a standard voltage terminal), terminals), qa, 29b, , 2
9 Only when the input voltage of c is large, terminal 2g a
, μl) , , 2g A positive output is obtained from C. Therefore, the terminals 2.2 a and 22 b in FIG. 7(b)
, , 2.Instead of using the output of 2.2c as a position detection signal, the terminals 2g a, , 2g h, 2g c
It is '3N when using the output as a position detection signal.
The ratio becomes better.

第2図(、i)において、対称的な突出部22σ、コア
hを有する軟鋼回転子27が、回転1IIllIlに固
定されている。位置検知用のコイル// a 、 //
 h 、 //Cの相対的な位置は、第1図の実施例の
同一記号のものと全く同じで、本体に固定されている。
In FIG. 2(,i), a mild steel rotor 27 with symmetrical projections 22σ, core h is fixed at rotation 1IIllIl. Coil for position detection //a, //
The relative positions of h and //C are exactly the same as those with the same symbols in the embodiment of FIG. 1, and are fixed to the main body.

突出部27 a 、 −+7 bの巾は、第1図の突極
コα。
The widths of the protrusions 27a and -+7b are the salient poles α in FIG.

λbの巾の2/3となり、即ち60度となっている。It is 2/3 of the width of λb, that is, 60 degrees.

かかるコイル// a 、 // h 、 // cば
、突出部コアα、−2kに近接する七、誘導常数が変化
されるので、第1図の場合と全く同様な手段により、位
置検知出力を得ることができる。しかし得られた位置検
知出力により通電される励磁コイル3a、3.h、3c
の通電曲線fd、’Flj気角で7.20度となるので
、各励磁コイルによる出力トルク曲線の両端部の重畳は
除去される。
Since the induction constant of such coils //a, //h, //c is changed in the vicinity of the protrusion core α, -2k, the position detection output can be obtained by the same means as in the case of FIG. can be obtained. However, the exciting coils 3a, 3. are energized by the obtained position detection output. h, 3c
Since the energization curves fd and 'Flj are 7.20 degrees in air angle, the superimposition of both ends of the output torque curves due to each exciting coil is removed.

第9図に示すグラフ(タイムチャート)の曲線3θa、
3θb、、30tyは、上述した位置検知出力を示すも
のである。
Curve 3θa of the graph (time chart) shown in FIG.
3θb, 30ty represent the position detection outputs described above.

曲線3/け、トルク曲線である。曲線30 aの後縁部
32 aと曲線、30 bの前縁部3.2bけ、少し重
畳することが必要である。
Curve 3 is the torque curve. It is necessary that the trailing edge 32a of the curve 30a and the leading edge 3.2b of the curve 30b overlap slightly.

かかる条件がないと起動しない回転子コの位置を発生す
るからである。曲線、30 、h 、 、30 cの記
Q 3.2 c; 3.2dの部分についても事情は全
く同様である。
This is because, without such conditions, the rotor will be in a position where it will not start. The situation is exactly the same for the portions of curves 30, h, 30c, Q3.2c; 3.2d.

前述しメこ重畳を避け、しかも起動を完全とするには、
次に示す手段を採用する。即ち曲線30a 、 30 
h 、 J/) cの形状を曲m3.?’a 、 J、
? h 、 、?、? cて示すものと在るように位置
検知出力を変形して得る装置とする。−この為には、例
えば、第左図(h’)の7Pi気回路を採用し、コイル
//σ、 // h 。
In order to avoid the above-mentioned mechanism overlap and to ensure complete startup,
The following measures will be adopted. That is, the curves 30a, 30
h, J/) The shape of c is curved m3. ? 'a, J,
? h, ,? ,? The device obtains the position detection output by modifying it as shown in c. - For this purpose, for example, the 7Pi circuit shown in the left figure (h') is adopted, and the coils //σ, //h are used.

//cの径を大きくし、又第1図<h)の突出部、27
σ。
//The diameter of c is increased, and the protrusion in Fig. 1<h), 27
σ.

)りhの巾を若干拡げることにより、士述した形状の位
置(全知出力が得られる。この3つの出力を、?差押1
同路を利用して、3つの出力を得ると、曲線30 a 
、 30 h 、 、30 cと同じ位置検知イ6号が
得られ、しかも重畳が避けられるものである。
) By slightly increasing the width of h, the position (omniscience output) of the shape described above can be obtained.
Using the same path to obtain three outputs, curve 30 a
, 30h, , 30c, the same position detection A6 can be obtained, and superimposition can be avoided.

第2図(/l)について説明した手段は、B゛157 
、 g[ツ]の実ノ・(l!例についても全く同様に・
・j用できる。
The means described in FIG. 2 (/l) are B゛157
, The truth of g [tsu] (l! The same is true for the example)
・Can be used for j.

この場合には、第一図(h)の突出部はり個となり、そ
れぞれの開角は90度となる。突出部の巾(叶第7、g
図の突(11[この1]の4/3となる。又コイル//
 a 、 // b 、 // cの位置Vx、fjs
q、g図と同じ位置となるものである。
In this case, there will be multiple protrusions as shown in FIG. 1(h), and each opening angle will be 90 degrees. Width of the protrusion (Kano No. 7, g
The projection in the figure (11 [this 1] is 4/3. Also, the coil //
a, // b, // c position Vx, fjs
This is the same position as in figures q and g.

コイル// a 、 // b 、 // cを3個使
用する代りに、1個の位置検知素子により本発明装置を
運転することができる。この手段の詳細は、同一発明者
による特公昭57−’lA3/7号に記載されているの
で省略する。
Instead of using three coils //a, //b, //c, the device according to the invention can be operated with one position sensing element. The details of this means are described in Japanese Patent Publication No. 57-'1A3/7 by the same inventor, and will therefore be omitted.

本発明電動機を逆転する為には、コイル//σ。In order to reverse the electric motor of the present invention, the coil //σ is used.

/fh 、//cによる位16.検知出力を反転回路を
使用して反転してから、第り図の対応するトランジスタ
10a 、’10h 、10cのベース入力とすればよ
い。
/fh, //c position 16. After the detection output is inverted using an inverting circuit, it can be used as the base input of the corresponding transistors 10a, '10h, and 10c in FIG.

以上の各実施例による説明より理解されるように、本発
明装置によれば、冒頭において述べた目的が達成されて
効果著しきものである。
As can be understood from the description of each of the embodiments above, the apparatus of the present invention achieves the object stated at the beginning and is highly effective.

を図面のfill単な説明 第1図は、本発明装置の原理の説明図、第1図は同じく
その要部の説明図、第3図は、同じくその突極及び電磁
石の展開図、第1図は、励イ第コイルの通電制御回路図
、第3」ヅ1は、位置検知装置の説明図、第6図は、ト
ルり曲線のグラフ、第7図、第3図は、本発明装置の異
なる実′M11例の説明図、第7図は、位置検知出力及
びトルク曲ff0Jiのグラフをそれぞれ示す。
A simple explanation of the drawings: Fig. 1 is an explanatory diagram of the principle of the device of the present invention, Fig. 1 is an explanatory diagram of its main parts, Fig. 3 is a developed view of its salient poles and electromagnets, and Fig. 1 is an explanatory diagram of the principle of the device of the present invention. Fig. 3 is an energization control circuit diagram of the excitation coil, Fig. 3 is an explanatory diagram of the position detection device, Fig. 6 is a graph of the torrent curve, Figs. FIG. 7 is an explanatory diagram of an actual example of M11 with different values, and FIG. 7 shows graphs of the position detection output and the torque curve ff0Ji, respectively.

!・・・回転軸、   /a・・・軸承、   2a、
2h、・・・、ユd・・・突極、   3σ、3b、−
,3f ・・・電磁石、  //、o、 、 ’I h
 、 ・= 、 ’i’ f −励磁コイノt、   
7σ、りh・・・磁極、   3・・・凹部、// a
、 // Ir 、 // r−コイル、  10ti
、/θb。
! ...rotating shaft, /a...bearing, 2a,
2h, ..., Yud... salient pole, 3σ, 3b, -
,3f...Electromagnet, //,o, ,'Ih
, ・= , 'i' f - excitation Koinot,
7σ, rih...magnetic pole, 3...recess, //a
, //Ir, //r-coil, 10ti
, /θb.

’Oc + ’u v /J・・・トランジスタ、  
 イ、R,C−−・l+rl+ (1”+コイル、  
 g a 、 g h 、 /7・−・jFz流Fr1
〒、源、/、2./、2n・・・発振回路、  /gσ
、 1g h 、 1g c・・・l・ルク曲貯、  
 Aa、Ah・・・プラスチック成ハリ体、  −5?
・・・軟鋼円筒、   ス、 211・・・回転子5.
2+/σ、 、2Qb 、・・・、)Qd・・・突極、
  ス、ダσ、λsb。
'Oc + 'u v /J...transistor,
A, R, C--・l+rl+ (1"+ coil,
g a , g h , /7・-・jFz style Fr1
〒、source、/、2. /, 2n... oscillation circuit, /gσ
, 1g h, 1g c...l・rk song storage,
Aa, Ah...Plastic material, -5?
... Mild steel cylinder, S, 211 ... Rotor 5.
2+/σ, ,2Qb,...,)Qd...salient pole,
s, da σ, λsb.

・・・、バf・・・電磁石、  バ・・・電機子、  
24α。
..., B...electromagnet, B...armature,
24α.

2/、 b 、・・・、’、2/、/・・・励磁コイル
、  271回転子、コア。 、27 h・・・突出部
、  2g、 、 29 、30・・・比較回路、  
30 a 、 30 b 、 、30 c 、 3.?
 a 、 3.1 h 、 3.? c−・・位置検知
信号曲線、  3/・・・トルり曲線。
2/, b,...,',2/,/...excitation coil, 271 rotor, core. , 27h... protrusion, 2g, , 29, 30... comparison circuit,
30 a, 30 b, , 30 c, 3. ?
a, 3.1 h, 3. ? c-... position detection signal curve, 3/... torque curve.

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た円柱
状の回転子と、該回転子の回転面に45度の開角で、等
しいピッチで配設された磁性体よりなる4個の突極と、
コ型の磁心及びこれに捲着された励磁コイルを備えた6
個の電磁石と、該電磁石の磁路開放端の長手方向が前記
した突極の回転面にそって、しかも僅かな空隙を介して
対向し、長手方向の巾が突極の巾と同一の45度の開角
で、突極の回転面にそって等しいピッチで配設され、6
個の電磁石が保持部材により保持されて本体に固定され
た固定電機子と、前記した突極に対向して本体の所定の
位置に固定されるとともに、前記した回転子の位置を検
出して、互いに電気角で120度の位相差のある第1、
第2、第3の3相の位置検知信号を発生する位置検知装
置と、前記した励磁コイルを円周面にそって順次に第1
、第2、…、第6の励磁コイルと呼称したときに、第1
の位置検知信号により第1、第4の励磁コイルを通電し
、第2の位置検知信号により、第2、第5の励磁コイル
を通電し、第3の位置検知信号により第3、第6の励磁
コイルを通電して、1方向の駆動トルクを得る通電制御
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
ス型半導体電動機。
A cylindrical rotor rotatably supported on the main body by a rotating shaft and a bearing, and four protrusions made of magnetic material arranged at equal pitches at an opening angle of 45 degrees on the rotating surface of the rotor. pole and
6 with a U-shaped magnetic core and an excitation coil wound around it
electromagnets, and the longitudinal direction of the open end of the magnetic path of the electromagnets is opposed along the rotating surface of the salient pole with a slight gap in between, and the width in the longitudinal direction is 45 mm, which is the same as the width of the salient pole. They are arranged at equal pitches along the rotational surface of the salient poles with an opening angle of 6 degrees.
electromagnets are fixed at predetermined positions on the main body facing the fixed armature held by the holding member and fixed to the main body, and the above-mentioned salient poles, and detecting the position of the above-mentioned rotor, The first one has a phase difference of 120 electrical degrees from each other,
A position detection device that generates second and third three-phase position detection signals and the above-mentioned excitation coil are sequentially connected to the first
, second,..., sixth excitation coil, the first
The position detection signal energizes the first and fourth excitation coils, the second position detection signal energizes the second and fifth excitation coils, and the third position detection signal energizes the third and sixth excitation coils. A three-phase reluctance semiconductor motor characterized by comprising an energization control circuit that energizes an excitation coil to obtain driving torque in one direction.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015226462A (en) * 2014-05-28 2015-12-14 尹萍 許 Rotating driving device

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