JPS6192152A - 2相リラクタンス型半導体電動機 - Google Patents
2相リラクタンス型半導体電動機Info
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- JPS6192152A JPS6192152A JP59212691A JP21269184A JPS6192152A JP S6192152 A JPS6192152 A JP S6192152A JP 59212691 A JP59212691 A JP 59212691A JP 21269184 A JP21269184 A JP 21269184A JP S6192152 A JPS6192152 A JP S6192152A
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- JP
- Japan
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- magnetic
- poles
- pole
- salient
- excitation
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors 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)
- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く、駆動回転力を得るコ相の可変リラクタンス半導体電
動機に関するものである。
動機に関するものである。
リラクタンスの変化により駆動力を得るステツピングモ
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、実用化された例はあまりない。特に
大きい回転数(毎分3000回位)のものけない。
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、実用化された例はあまりない。特に
大きい回転数(毎分3000回位)のものけない。
この理由は、次の諸点・に問題があるからである。
第1に、回転子と固定子の磁気吸引力(径方向)がバラ
ンスしない為に機械音即ち電磁騒音の発生が大きいこと
である。
ンスしない為に機械音即ち電磁騒音の発生が大きいこと
である。
第一に、上記した理由の為に軸承が損傷される。
第3に、固定子の励磁による磁束が、回転子の他の突極
を貫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。
を貫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。
第ダに、回転子の突極の数が、界磁マグネットを使用す
る直流電動機に比較して著しく多くなるので、低速で高
トルクの電動機を構成することができるが、高速の電動
機とすると、励磁コイルのインダクタンスの為に通電切
換の周波数が大きくなり構成が困難となる欠点がある。
る直流電動機に比較して著しく多くなるので、低速で高
トルクの電動機を構成することができるが、高速の電動
機とすると、励磁コイルのインダクタンスの為に通電切
換の周波数が大きくなり構成が困難となる欠点がある。
上記した点が欠点となる為に、界磁マグネットが不要と
なり、しかも大きい出力トルクが得られる長所があるに
もかかわらず実用化が困難となっている。
なり、しかも大きい出力トルクが得られる長所があるに
もかかわらず実用化が困難となっている。
本発明装置は、上記した欠点を除去し、長所のみを利用
できるこの種の電動機が得られることに特徴を有するも
のである。
できるこの種の電動機が得られることに特徴を有するも
のである。
次に第1図以下について、その詳細を説明する。
第1図は、リラクタンス型の電動機の実施例を示すもの
である。第1図において、回転軸lけ、本体基板(図示
せず)に植立された円筒状支持体評に圧入されたボール
ペアリングlαにより回動自在に支持されている。
である。第1図において、回転軸lけ、本体基板(図示
せず)に植立された円筒状支持体評に圧入されたボール
ペアリングlαにより回動自在に支持されている。
電機子3け、図示した形状の磁性体薄板(珪#:鋼板)
を型抜きして積層する周知の手段により作られている。
を型抜きして積層する周知の手段により作られている。
磁極J(1,JA,、3c, 3dは互いにqo度度量
間、それぞれに励磁コイルダa,ψb,tlo。
間、それぞれに励磁コイルダa,ψb,tlo。
’Idが装着されている。又磁極3a,JfL.Jf,
JAけqo度互いに離間し、磁極3aと3aはrnn度
量間て同様な手段により作られている。
JAけqo度互いに離間し、磁極3aと3aはrnn度
量間て同様な手段により作られている。
磁極3g,3f,・・・にけ、励磁コイルダ−,μf,
・・・が装着されている。
・・・が装着されている。
回転子コには、突極コa,ユb,・・・、一f(開角は
30度若しくは、それより少し小さい角度で磁極Ja,
3h,・・・の巾と同じもの)が等しいピッチで配設さ
れている。回転子コも珪素鋼板(軟鋼板でもよい。)を
積層固化して作ることができる。カップ状の回転体Sを
軟鋼板のプレス加工により作り、その内周面に回転子コ
を圧入して作ることができる。カップ状の回転体1の底
面の中央部には、回転軸lが固着されてい為ので、突極
λα,ユb,・・・ば、僅かな空隙を介して、磁極3α
,3b,・・・に対向して回転できるようになっている
。
30度若しくは、それより少し小さい角度で磁極Ja,
3h,・・・の巾と同じもの)が等しいピッチで配設さ
れている。回転子コも珪素鋼板(軟鋼板でもよい。)を
積層固化して作ることができる。カップ状の回転体Sを
軟鋼板のプレス加工により作り、その内周面に回転子コ
を圧入して作ることができる。カップ状の回転体1の底
面の中央部には、回転軸lが固着されてい為ので、突極
λα,ユb,・・・ば、僅かな空隙を介して、磁極3α
,3b,・・・に対向して回転できるようになっている
。
次K・回転子コ及び磁極ja,..7A,・・・よりな
る固定電機子の詳細を説明する。
る固定電機子の詳細を説明する。
“第2図<b>において、円環部3mより90度の開角
で設けたアーム部・の端部には、磁極3d,3A−、J
e,3dが設けられている。かかる形状の珪素鋼板を型
抜きして、積層同化することにより、電機子が作られる
。
で設けたアーム部・の端部には、磁極3d,3A−、J
e,3dが設けられている。かかる形状の珪素鋼板を型
抜きして、積層同化することにより、電機子が作られる
。
全く同型のものが同じ手段により作られ、前述したダ個
の磁極3a,=Jf,Jg;J^が設けられて他の電機
子が作られる。
の磁極3a,=Jf,Jg;J^が設けられて他の電機
子が作られる。
磁極3IL、3h、・・・、3.^が、それぞれ各S間
離間するように、上記した2つの電機子は重ね合わせら
れるが、このときに非磁性体よりなる円環を挟持して、
接着剤により固定される。・円環状のスペーサは、円環
部3mと同形となっている。従って両者は磁気的には遮
断されている。
離間するように、上記した2つの電機子は重ね合わせら
れるが、このときに非磁性体よりなる円環を挟持して、
接着剤により固定される。・円環状のスペーサは、円環
部3mと同形となっている。従って両者は磁気的には遮
断されている。
第1図の点線Eの断面を矢印方向よりみた図が第3図(
a)に示されている。第1図と同一記号のものけ同一部
材である。
a)に示されている。第1図と同一記号のものけ同一部
材である。
回転子コの裏面には、突極6α、6h1・・・(第4図
(α)に示されている。)を有する回転子コと同形同質
の回転子が、カップ状の回転体SK圧入されている。記
号りdで示すものは1円環状の非磁性体例えばプラスチ
ックリングで。
(α)に示されている。)を有する回転子コと同形同質
の回転子が、カップ状の回転体SK圧入されている。記
号りdで示すものは1円環状の非磁性体例えばプラスチ
ックリングで。
上記した2個の回転子のスペーサとなり、両者間を磁気
的に遮断しているものである。
的に遮断しているものである。
記号7にも非磁性体円環で、前述したように、電機子3
と点線で示す電機子G(第1図の磁極3g、3f、、・
・・を有するもの)の間に介在して両者を磁気的に遮断
するものである。
と点線で示す電機子G(第1図の磁極3g、3f、、・
・・を有するもの)の間に介在して両者を磁気的に遮断
するものである。
点線Fの部分穴は、第1図の円筒支持体(非磁性体)評
が圧接する部分である。
が圧接する部分である。
次に励磁=ff イル弘α、 IIh、’It、弘d、
・・・の通電制御装置につき説明する。
・・・の通電制御装置につき説明する。
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lコが構成される。本体の1部に固定され九
ヨイル/X空心ヨイ2.で、10〜/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を含む整流平滑回路により直流
化され、トランジスタlダ、lSを介して、端子16α
、/1.Aより出力が得られている。記号gaけ直流正
電圧端子である。
・発振回路lコが構成される。本体の1部に固定され九
ヨイル/X空心ヨイ2.で、10〜/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を含む整流平滑回路により直流
化され、トランジスタlダ、lSを介して、端子16α
、/1.Aより出力が得られている。記号gaけ直流正
電圧端子である。
コイル//aけ、第1図示の位置で、本体に固定され、
突極aα、コb、ユC,ユd、・・・に対向する毎に、
鉄損及び渦流損の為に発振が停止される。従って、端子
/4 g 、’/4 hの出力波形は矩形波のパルス列
とをシ、その間隙も矩形波の巾と等しくなる。。
突極aα、コb、ユC,ユd、・・・に対向する毎に、
鉄損及び渦流損の為に発振が停止される。従って、端子
/4 g 、’/4 hの出力波形は矩形波のパルス列
とをシ、その間隙も矩形波の巾と等しくなる。。
端子16α、/4.Aの出力は4第S図(a)の端子/
7αに入力されてトランジスタ〈0αの導通を交替する
。トランジスタ10 cの導通、不導通は、トランジス
タ/θaと反対となり交替される。従って励磁コイルA
及びCの通電も交替されるd第1図の1励磁コイルqα
、Qe及び励磁コイルφb、ダdけ、それぞれ第S図の
コイルA s’ Cに相当するものである。
7αに入力されてトランジスタ〈0αの導通を交替する
。トランジスタ10 cの導通、不導通は、トランジス
タ/θaと反対となり交替される。従って励磁コイルA
及びCの通電も交替されるd第1図の1励磁コイルqα
、Qe及び励磁コイルφb、ダdけ、それぞれ第S図の
コイルA s’ Cに相当するものである。
第1図の状態で回転子コが時計方向(矢印に方向)に回
転すると、コイルl/αは、突極コdより離間するので
、η<4図の端子11= aの出力が得られ、第3図(
1)のコイルC即ち励磁コイル参り、 lIdが通電さ
れる。従って突極コA +’ J aけ、磁気誘導にま
り異極が発生し、吸引力により、回転子−は時計方向に
回転する。突極中だけ回転すると、コイル/lαけ突極
21によシ誘導常数が変化するので、第6図(、)の端
子/6aの出力は消滅し、第5図(a)のコイルメ即ち
励磁コイルダa 、lIeの通電が開始され、励磁コイ
ル’1.b、、’Adの通電が停止される。従って同じ
事情で、突極λf、コ5cは、対応する磁極に吸引され
て引続いた回転が行なわれる。
転すると、コイルl/αは、突極コdより離間するので
、η<4図の端子11= aの出力が得られ、第3図(
1)のコイルC即ち励磁コイル参り、 lIdが通電さ
れる。従って突極コA +’ J aけ、磁気誘導にま
り異極が発生し、吸引力により、回転子−は時計方向に
回転する。突極中だけ回転すると、コイル/lαけ突極
21によシ誘導常数が変化するので、第6図(、)の端
子/6aの出力は消滅し、第5図(a)のコイルメ即ち
励磁コイルダa 、lIeの通電が開始され、励磁コイ
ル’1.b、、’Adの通電が停止される。従って同じ
事情で、突極λf、コ5cは、対応する磁極に吸引され
て引続いた回転が行なわれる。
以上のよ・うK、コイル//αの位置検知出力により、
励磁、コイル第4α、’IC及び励磁コイルqA、’I
dの通電が交替されるので、l相の直流電動機として回
転する。
励磁、コイル第4α、’IC及び励磁コイルqA、’I
dの通電が交替されるので、l相の直流電動機として回
転する。
この場合に、出力トルク及び効率は、突極ユα、コロ、
・・・と磁極Jα、jb、・・・の空隙の大きさに大き
く依存する。空隙を70ミクロン位とすると、周知の稀
土属マグネットを利用する半゛ 導体冗動機に、対応す
る出力トルク及び効率が得られ、廉価で高出力・の電動
機の得られる特徴がある。
・・・と磁極Jα、jb、・・・の空隙の大きさに大き
く依存する。空隙を70ミクロン位とすると、周知の稀
土属マグネットを利用する半゛ 導体冗動機に、対応す
る出力トルク及び効率が得られ、廉価で高出力・の電動
機の得られる特徴がある。
かかる場合に、当然であるが、突極コa、コbI・・・
と磁極3α、3b、・・・の間の軸方向の磁気吸引力も
著しく大きくなる。しかし上述したように、かかる力は
軸lに対して対称的となっているので、・軸承に損傷を
与えることはない効果がある。又振動音を発生すること
も防止される。
と磁極3α、3b、・・・の間の軸方向の磁気吸引力も
著しく大きくなる。しかし上述したように、かかる力は
軸lに対して対称的となっているので、・軸承に損傷を
与えることはない効果がある。又振動音を発生すること
も防止される。
磁極3 a 、J、f、Jf、3 Aと突極ユα、コb
l・・・とのトルク発生の原理も上述した場合と全く同
様である。次にその説明をする。
l・・・とのトルク発生の原理も上述した場合と全く同
様である。次にその説明をする。
第1図のコイル//hは、゛本体に固定され、コイル/
/aと電気角で90度はなれた位置にある。
/aと電気角で90度はなれた位置にある。
コイル// Aを含む第6図(α)と同じ回路が設けら
れ、この出力により、励磁コ・イル第4a、Qf。
れ、この出力により、励磁コ・イル第4a、Qf。
・・の通電制御が行なわれている。
コイル//Aによる位置検知信号は、・コイルlノαに
よる$6図(a)と全く同じ回路により得られている。
よる$6図(a)と全く同じ回路により得られている。
この信号は、第S図(j)の端子/?hより入力され、
トランジスタ10 h”、 /(l dの導通を交替し
、従って励磁コイルB、Dの通電を交替する。
トランジスタ10 h”、 /(l dの導通を交替し
、従って励磁コイルB、Dの通電を交替する。
電機子コイルA、Cと電機子コイ゛ルE、Bの通電電流
は、電気角でqo度の位相差゛となる。
は、電気角でqo度の位相差゛となる。
第1図の励磁コイル(ダα°、ダ・−)及び(4Ib、
1Id)及び(lI4,4tj)及び・(第47,Q第
7図示の状態では、励磁コイルC1D即ち励磁コイルダ
A、’Ad、及び”f+ ダ^が通電されているので、
突極コa、−コb、コC1・・・け。
1Id)及び(lI4,4tj)及び・(第47,Q第
7図示の状態では、励磁コイルC1D即ち励磁コイルダ
A、’Ad、及び”f+ ダ^が通電されているので、
突極コa、−コb、コC1・・・け。
r鉢4工ケ第4、励磁コイールダf、ダ^の通電は停止
され、励磁コイル第4m、ダlが通電される。
され、励磁コイル第4m、ダlが通電される。
従って、突極が磁極に吸引されて同方向の駆動トルクが
得られる。
得られる。
更に73度回転すると、端子/?αの入力が消滅するの
、で、励磁コイルah、、actの通電が停止され、励
磁コイルダα、tlCが通電されるので、突極が磁極に
吸引されて引続いて同方向の駆動トルクが得られる。
、で、励磁コイルah、、actの通電が停止され、励
磁コイルダα、tlCが通電されるので、突極が磁極に
吸引されて引続いて同方向の駆動トルクが得られる。
以上の説明のように、回転子コがis度回転する毎に通
電される励磁コイルは記号(1,C−+C。
電される励磁コイルは記号(1,C−+C。
D→D、l→A、II→E、C→とサイクリックに繰返
されて、矢印に方向に回転する半導体電動機となるもの
である。
されて、矢印に方向に回転する半導体電動機となるもの
である。
かかるトルク曲線が、第7図のグラフ(タイムグーヤー
ド)に示されている。曲第4/ざa 、、 /I b、
。
ド)に示されている。曲第4/ざa 、、 /I b、
。
・・・及びI9 a +、 I9 A 、・・・けそれ
ぞれ、励磁コイルイ、C及び励磁コイルE、Dによるト
ルク曲線である。
ぞれ、励磁コイルイ、C及び励磁コイルE、Dによるト
ルク曲線である。
第5図(α)に示すように、励磁コイルイ1.C及び励
磁コイルB、Dは電源gα、ffAに対して1に狗忙接
続されている。従って励磁コイルl。
磁コイルB、Dは電源gα、ffAに対して1に狗忙接
続されている。従って励磁コイルl。
Cの逆起電力の最大のときKは、励磁コイルB。
Dのそれは零となる。又はその反対となっている。従っ
て並列接続の場合に比較して、逆起電力泳のときの過大
な、トルクに無効な電流が小さくなり、銅損を著しく減
少するので有効である。
て並列接続の場合に比較して、逆起電力泳のときの過大
な、トルクに無効な電流が小さくなり、銅損を著しく減
少するので有効である。
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、周知の界磁マグネットを利用する半導体電動
機に比較して、同形のもQの場合に、少なくとも3倍位
の出力トルクを得ることができる効果がある。
いるので、周知の界磁マグネットを利用する半導体電動
機に比較して、同形のもQの場合に、少なくとも3倍位
の出力トルクを得ることができる効果がある。
又回転中に1.界磁フェライトマグネットが、破損する
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。
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。
1.更に又、位置検知装置が、コイル// a 、 /
/ bど回転子コとなっているので、ホール素子を利用
する場合に比較して、構成が簡素化され、位置検知出力
が大きく、耐熱性のあるものが得られ2る。効果がある
。
/ bど回転子コとなっているので、ホール素子を利用
する場合に比較して、構成が簡素化され、位置検知出力
が大きく、耐熱性のあるものが得られ2る。効果がある
。
第、1図の説明より判るように、突極コα、コb、ユC
9・・・は、磁極Qa、ダb、・・・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と、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。即ち、第1図において、励磁
コイルダα、μC及び励磁コイルQh、’Idは交互に
通電されている。例えば、励磁コイルlIa。
9・・・は、磁極Qa、ダb、・・・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と、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。即ち、第1図において、励磁
コイルダα、μC及び励磁コイルQh、’Idは交互に
通電されている。例えば、励磁コイルlIa。
theによる励磁磁極による吸引力は1gO度け゛なれ
て軸対称の吸引力となっているので上記した欠点が除去
される効果がある。他の励磁コイル。
て軸対称の吸引力となっているので上記した欠点が除去
される効果がある。他の励磁コイル。
!極についても事情は全く同じである。
第7図のグラフ(タイムチャート)で判るようにJトル
ク曲線/lα、7g、・・−は非対称となっている。こ
の曲線を対称形に近づける為の手段につき説明する。
ク曲線/lα、7g、・・−は非対称となっている。こ
の曲線を対称形に近づける為の手段につき説明する。
第1図において、突極コαけ点線”f+ 24で示す区
間となり、30度よりせまくなっている。
間となり、30度よりせまくなっている。
他の突極コb、コC2・・・についても事情は全く同じ
で、点線間の巾とされている。
で、点線間の巾とされている。
磁極3α、3b、・・・の巾も突極と同一の巾となって
いる。
いる。
位置検知信号は、回転子ユが30度可回転る毎に変化す
る必要があるので、回転子−の突極ユα、、tb、・・
・の内、コイル//IIに対向する上面の7枚の珪素鋼
板だけが巾が広(30度の巾とされている。
る必要があるので、回転子−の突極ユα、、tb、・・
・の内、コイル//IIに対向する上面の7枚の珪素鋼
板だけが巾が広(30度の巾とされている。
以上の構成なので、例え・は磁極3bけ、突極、2Aと
コCの中間の位置のときに励磁が開始され、突極JAと
完全に対向したときに励磁が停止されることKなるので
、トルク曲線の立上り。
コCの中間の位置のときに励磁が開始され、突極JAと
完全に対向したときに励磁が停止されることKなるので
、トルク曲線の立上り。
部の傾斜がゆるくなり、上述したように、トルク曲線が
対称形に近くなり、第7図の曲線Jα。
対称形に近くなり、第7図の曲線Jα。
にす、・・・のようになる。磁極3a、3b、・・・の
端面の形状によっても上記したトルク曲線が変更される
ので、両者の手段を併用してトルク曲線を左右対称の形
状とすることができる。
端面の形状によっても上記したトルク曲線が変更される
ので、両者の手段を併用してトルク曲線を左右対称の形
状とすることができる。
第4図(、)は、第1図の装置の磁極3α、3b。
・・・及び突極コa、2b、・・・の展開図である。
突極コa、コb、2e、・・・及び磁極3α、3b 、
3c 、・・・及び励磁コイル/Ia、jib、・・
・け、第1図の同一記号のものである。突極2a、、2
b、・・・と突極6α、tb、・・・とけ、第3図(a
)で説明したように、同位相で、スペーサ7aを介して
分離して、回転体Sに圧入固定されている。
3c 、・・・及び励磁コイル/Ia、jib、・・
・け、第1図の同一記号のものである。突極2a、、2
b、・・・と突極6α、tb、・・・とけ、第3図(a
)で説明したように、同位相で、スペーサ7aを介して
分離して、回転体Sに圧入固定されている。
これ吟の巾は30度より少しせまく、等しいピッチで配
設されている。
設されている。
突極2α、コb、・・・を構成している珪素鋼板の内で
、コイル//α、//hに対向するものだけ(実線で示
す)は30度の巾となり、点線(例えばコ1.コA)で
示す巾が、突極の巾とな9.J0塵よりせ1く、突極6
α、6h、・・・の巾とも一致している。
、コイル//α、//hに対向するものだけ(実線で示
す)は30度の巾となり、点線(例えばコ1.コA)で
示す巾が、突極の巾とな9.J0塵よりせ1く、突極6
α、6h、・・・の巾とも一致している。
磁極3a、3h、及び磁極3.a、3f、・・・の巾も
同一で上記した突、極の巾と一致している。
同一で上記した突、極の巾と一致している。
磁11Iii3 a 、3 h 、・・・と#極J
g 、 J f+ 、 =・は。
g 、 J f+ 、 =・は。
第2図CA)につき説明したように、十字型の珪素鋼板
を積層固化し、励磁コイルを装着してから、第3図(α
)に示すように、スペーサ7hを介して重ね合わせて固
定することにより得ることができる。
を積層固化し、励磁コイルを装着してから、第3図(α
)に示すように、スペーサ7hを介して重ね合わせて固
定することにより得ることができる。
矢印に方向の駆動トルクの発生については前述した通り
である。第3図(、)のスペーサクa。
である。第3図(、)のスペーサクa。
7hが介在する為に、磁極3α、3b、3C13dが励
磁されたときに、磁極j*、3f、j1.3Aに磁束が
洩れることが抑止されている。
磁されたときに、磁極j*、3f、j1.3Aに磁束が
洩れることが抑止されている。
′若し洩れ磁束があると、反トルクが発生して出力トル
クの減少と、効率の劣化を招くことになるが、本発明装
置によると、かかる欠点が除去される効果がある。
クの減少と、効率の劣化を招くことになるが、本発明装
置によると、かかる欠点が除去される効果がある。
スペーサ7a、7bi(第3図(α)図示4)のい、ず
れか一方を除去しても効果に変りはない。
れか一方を除去しても効果に変りはない。
磁極Jg、3f、・・・Kよる磁束が、磁極3α。
3に、・・・に洩れても同じ欠点が発生するが、この欠
点もスペーサ?a、7bにより除去されるものである。
点もスペーサ?a、7bにより除去されるものである。
フェライトマグネットを界磁とする電動機では、その透
磁率が小さいので磁路が完全に閉じられることなく、又
その構成からみても、反トルクの発生は僅少である。し
かしリラクタンス型の電動機では、磁路がよく閉じられ
ているので、洩れ磁束が大きく、その為の出力トルクの
減少と効率の劣化を無視することはできない。
磁率が小さいので磁路が完全に閉じられることなく、又
その構成からみても、反トルクの発生は僅少である。し
かしリラクタンス型の電動機では、磁路がよく閉じられ
ているので、洩れ磁束が大きく、その為の出力トルクの
減少と効率の劣化を無視することはできない。
本発明装置は、上述した欠点を除去することによシ、出
力トルクの増大及び効率の上昇に効果的な手段を供与で
き、しかも量産を阻害することな〈実施でき、又更にこ
の為に電磁騒音が著しく減少せしめられる特徴を有する
ものである。
力トルクの増大及び効率の上昇に効果的な手段を供与で
き、しかも量産を阻害することな〈実施でき、又更にこ
の為に電磁騒音が著しく減少せしめられる特徴を有する
ものである。
第4図(、)において、回転子2が左方にtS度位移動
した点を考えると1.コイル//aけ、突極コaに対向
するので、励磁コイルUa、ueが通電されて、矢印に
方向のトルクが発生する。磁極3α、acがそれぞれN
、S極に励磁されていると、磁極3α、3σによる磁束
は、・それぞれ磁極11b、udを反対方向に貫挿する
ので、打消し合って無磁化の状態となる。従って反トル
クの発生が防止されている。
した点を考えると1.コイル//aけ、突極コaに対向
するので、励磁コイルUa、ueが通電されて、矢印に
方向のトルクが発生する。磁極3α、acがそれぞれN
、S極に励磁されていると、磁極3α、3σによる磁束
は、・それぞれ磁極11b、udを反対方向に貫挿する
ので、打消し合って無磁化の状態となる。従って反トル
クの発生が防止されている。
しかし、完全に平衡状態にある仁とは困難である。・従
って反トルクが発生し、又回転中に反トルクの発生量が
変化するので、電磁騒音が少し発生する。
って反トルクが発生し、又回転中に反トルクの発生量が
変化するので、電磁騒音が少し発生する。
かかる欠点を除去する手段につき次に説明する。
第2図(α)に示す形状に珪素鋼板を型抜きし、これを
積層固化して電機子を作抄、同一のものをコイ間作って
直°交して、重ね合わせて固着すると、第2図(b)と
同じものが構成できる。空孔Jin、空孔3ノに対応す
るものとなり、円環部3kが重ね合わされるものである
。
積層固化して電機子を作抄、同一のものをコイ間作って
直°交して、重ね合わせて固着すると、第2図(b)と
同じものが構成できる。空孔Jin、空孔3ノに対応す
るものとなり、円環部3kが重ね合わされるものである
。
第2図(α)の形状の電機子を更にコ個作り、?θ度ず
らして爪ね合わせると第二図1b+と回じ形状のものと
なる。、前述した’lh&子と、Q度ずらして重ね合わ
せると、第1図示のような、突極3a、Jb、・・・、
Ja、Jf、・・・を有する電機子が構成される。各ア
ーム部に励磁コイルqσ。
らして爪ね合わせると第二図1b+と回じ形状のものと
なる。、前述した’lh&子と、Q度ずらして重ね合わ
せると、第1図示のような、突極3a、Jb、・・・、
Ja、Jf、・・・を有する電機子が構成される。各ア
ーム部に励磁コイルqσ。
IIh、・・・、弘C,グf、・・・を装置して所要の
電機子を一体ることができる。
電機子を一体ることができる。
上述した構成の点線E(第1図)の断面を矢印方向より
みたものが、第3図<h>に示されている。
みたものが、第3図<h>に示されている。
回転子コの突極コα、コb、・・・け、スペーサを除去
して一体く作られている。磁@3α、3Cを有する電機
子J、磁極3b、Jetを有する電機子〃(点線)磁極
Ja、3gを有する電機子I、磁極JJ、3Aを有する
電機子Jけ、それぞれスペーサ7e、7d、7 g(非
磁性体よりなる円環)を挟持して一体に固定されている
。
して一体く作られている。磁@3α、3Cを有する電機
子J、磁極3b、Jetを有する電機子〃(点線)磁極
Ja、3gを有する電機子I、磁極JJ、3Aを有する
電機子Jけ、それぞれスペーサ7e、7d、7 g(非
磁性体よりなる円環)を挟持して一体に固定されている
。
上記した各磁極の端面は、僅かな空隙を介して、共通の
突極・2m、2h、・・・と対向している。
突極・2m、2h、・・・と対向している。
磁極Ja、’3b、・・・及び突極コa、、2A’、・
・・及び励磁コイルダαl ”l・・・及びコイル/l
α。
・・及び励磁コイルダαl ”l・・・及びコイル/l
α。
//bの展開図が第グ図(A)に示されている。
この展開図よシ判るように、第9図(a)と全く同じ原
理により矢印に方向に回転子コが回転する電動機となり
、作用効果も又同様である。
理により矢印に方向に回転子コが回転する電動機となり
、作用効果も又同様である。
しかし、磁極−個を有する電機子J、II、I。
Jけ、スペーサ7c、7d、7 gにより磁気的に分離
遮断されているので、相互間の磁束の洩れがなく、反ト
ルクの発生が完全に抑止される効果がある。回転子λに
3個のスペーサを介在せしめ、スペーサ7a、りd、7
1を除去しても同じ効果がある。又回転子コと電機子の
スペーサを併用するとより効果がある。
遮断されているので、相互間の磁束の洩れがなく、反ト
ルクの発生が完全に抑止される効果がある。回転子λに
3個のスペーサを介在せしめ、スペーサ7a、りd、7
1を除去しても同じ効果がある。又回転子コと電機子の
スペーサを併用するとより効果がある。
突極の数が6@なので、回転数を大きくしても、励磁コ
イルの通電の切換周波数が大きくならない。従って回転
数の大きい電動機が得られる特徴がある。
イルの通電の切換周波数が大きくならない。従って回転
数の大きい電動機が得られる特徴がある。
リラクタンス型の電動機は、界磁マグネットの型のもの
に比較して、磁束がよく閉じられた状態で励磁コイルの
通電が断たれるので、・第″3図(α)の各励磁コイル
に並列に設けられたダイオードを介する磁気エネルギー
による通電電流の消、数時間が長くなる。かかる通電に
よるトルク゛は反トルクとなり、′出力トルクを減少す
る欠点となる。
に比較して、磁束がよく閉じられた状態で励磁コイルの
通電が断たれるので、・第″3図(α)の各励磁コイル
に並列に設けられたダイオードを介する磁気エネルギー
による通電電流の消、数時間が長くなる。かかる通電に
よるトルク゛は反トルクとなり、′出力トルクを減少す
る欠点となる。
又励磁コイルの通電の初期及び末期では、リラクタンス
の変化が小さいので逆起電力が小さく、トルクに無効な
、しかも過大な通電が行なわれ、これけ銅損を増大して
効率を劣化せしめる原因となる。
の変化が小さいので逆起電力が小さく、トルクに無効な
、しかも過大な通電が行なわれ、これけ銅損を増大して
効率を劣化せしめる原因となる。
次に上述した欠点を除去する手段について説明する。
位置検知装置としては、第6図(b)のものが使用され
る。
る。
第6図(b)において、記号/2 aは数メガサイクル
の発振出力を有する発振回路で、その出力1屯コイル/
La 、l/ b 、抵抗2/ C、2/ dを介して
通電されている。
の発振出力を有する発振回路で、その出力1屯コイル/
La 、l/ b 、抵抗2/ C、2/ dを介して
通電されている。
コイル//α、//bけ、第9図の展開図において、同
一記号で示されているもので、コイルl/αと// b
は、?iL気角で90歴(図示の場合は、 /、10
度+90度となっている。)離間して固定されている。
一記号で示されているもので、コイルl/αと// b
は、?iL気角で90歴(図示の場合は、 /、10
度+90度となっている。)離間して固定されている。
コイル// a 、 //bが、突極J a 、 −L
b 、・・・に対向すると、そのイノピーダンスが低
下するので、抵抗λ/ c 、 2/ dの電流が増大
する。従ってタイ牙−ド及びコンデンサ2/α、、 2
/ hで整流平滑化された出力が端子2コα、」コbよ
り出力される。この出力は基準電圧と比較して得ること
がよい。
b 、・・・に対向すると、そのイノピーダンスが低
下するので、抵抗λ/ c 、 2/ dの電流が増大
する。従ってタイ牙−ド及びコンデンサ2/α、、 2
/ hで整流平滑化された出力が端子2コα、」コbよ
り出力される。この出力は基準電圧と比較して得ること
がよい。
端子2.2α、 、lu bの出力け、それぞれ第S図
(b)の端子/りα、/りbに入力されて、トランジス
タ10 a 、 /θC及びトランジスタ10b、10
dの導通。
(b)の端子/りα、/りbに入力されて、トランジス
タ10 a 、 /θC及びトランジスタ10b、10
dの導通。
不導辿を交替している。この場合には、励磁コイルCけ
励磁コイルイとなり、励磁コイルAは、励磁コイルCと
なるものである。
励磁コイルイとなり、励磁コイルAは、励磁コイルCと
なるものである。
励磁コイルE、Dについても事情は同じで、励磁コイル
B、Dは入れ替るものである。コイル// a 、 /
/ bによる位置検知信号により、各励磁コイルの通電
は、回転子コのaoh鼾角に対応して正確に行なわれる
ことがよい。しかし大きいインダクタンスの為に通電の
立上りは急峻でなく、又降下部も急峻でなく、従って反
トルクを発生する欠点がある。第5図(α)のダイオー
ドで磁気エネルギーを消滅しても上記した欠点は除去さ
れない。
B、Dは入れ替るものである。コイル// a 、 /
/ bによる位置検知信号により、各励磁コイルの通電
は、回転子コのaoh鼾角に対応して正確に行なわれる
ことがよい。しかし大きいインダクタンスの為に通電の
立上りは急峻でなく、又降下部も急峻でなく、従って反
トルクを発生する欠点がある。第5図(α)のダイオー
ドで磁気エネルギーを消滅しても上記した欠点は除去さ
れない。
かかる欠点を除去する為に、第S図(b)のダイオ、−
ド39α、 39 b 、・・・が使用される。
ド39α、 39 b 、・・・が使用される。
第S図(h)のダイオード39 hを例として、上述し
た作用の説明をする。第5図(h)において、トランジ
スタ10 a 、 10 dが導通していると、励磁コ
イルC,Dが通電されている。次にトランジスタ10
cl 、 10 cが導通すると、励磁コイルCに蓄積
された磁気エネルギーは、ダイオードj9 b及び励磁
コイルD及びトランジスタ10 dを通って消費される
ので、励磁コイルDの通電電流を増加し、励磁コイルC
の通電を停止させる時間を早くする効果が・ある。従っ
て効率と出力トルクを増大せしめる効果がある。
た作用の説明をする。第5図(h)において、トランジ
スタ10 a 、 10 dが導通していると、励磁コ
イルC,Dが通電されている。次にトランジスタ10
cl 、 10 cが導通すると、励磁コイルCに蓄積
された磁気エネルギーは、ダイオードj9 b及び励磁
コイルD及びトランジスタ10 dを通って消費される
ので、励磁コイルDの通電電流を増加し、励磁コイルC
の通電を停止させる時間を早くする効果が・ある。従っ
て効率と出力トルクを増大せしめる効果がある。
他のダイ゛オードJ9 a 、 j9 c 、 39
dの作用効果も又同様である。
dの作用効果も又同様である。
第5図に示す装置は、ホール素子を用いた位置検知装置
の例である。
の例である。
第5図(II)において、プラステラ・クマグネット3
Aは、等しいピッチでN、S極72個が磁化され、回転
子コに貼着されている。
Aは、等しいピッチでN、S極72個が磁化され、回転
子コに貼着されている。
ホール素子37は、上記した磁極に対向するように1本
体に固定されている。
体に固定されている。
第S図(A)は、ホール素子37の出力をトランジスタ
3gα、 Jg Aにより導出する回路で、ホール素子
37がN極の磁界下にあるときには端子39 Aより正
の出力が、又S極の磁界下にあるときには、端子J9
aより正の出力が得られる。
3gα、 Jg Aにより導出する回路で、ホール素子
37がN極の磁界下にあるときには端子39 Aより正
の出力が、又S極の磁界下にあるときには、端子J9
aより正の出力が得られる。
又ダイオードqθa 、 ’ln hの為に、端子39
a。
a。
j9 Aの出力のある区間は、(11)図の各磁極中よ
り小さく々る。
り小さく々る。
端子39α、39bの出力を、第S図(α)の端子/′
tα、/りCの人力とすると、トランジスタ/θa。
tα、/りCの人力とすると、トランジスタ/θa。
10 cの導通による励磁コイルC,イの通電区間は、
前記しだコイル//α、//々による励磁コイルの通電
より巾がせまくなるので、零磁界の点における通電が阻
止される。従って効率の上昇に役立つものである。
前記しだコイル//α、//々による励磁コイルの通電
より巾がせまくなるので、零磁界の点における通電が阻
止される。従って効率の上昇に役立つものである。
第を図のホール素子3りαけ、ホール素子j7と電気角
で90度はなれて設けられているので、その出力を第5
図(A)と全く同じ手段により得て、この出力により、
第S図(α)の端子/7 b 、 /7 dに入力せし
めることにより同じ作用効果が得られる。
で90度はなれて設けられているので、その出力を第5
図(A)と全く同じ手段により得て、この出力により、
第S図(α)の端子/7 b 、 /7 dに入力せし
めることにより同じ作用効果が得られる。
尚上述した場合には、第3図(α)の抵抗ユSα。
、2j A 、 26α、 21 bけ除去されるもの
である。
である。
第7図の実施例は、外転刑のものとして説明したが、全
く同じ思想により内転型のこの種の電動機を構成できる
ことは明らかであろう第1図の実施例より判るように、
突極の数が少々いので、励磁電流の切換周波数が小さく
なり、しかも電磁鳴音が少なく、又反トルクの混入のな
い効率の良好な比較的高速度で運転できるこの種の電動
機の得られる特徴がある。
く同じ思想により内転型のこの種の電動機を構成できる
ことは明らかであろう第1図の実施例より判るように、
突極の数が少々いので、励磁電流の切換周波数が小さく
なり、しかも電磁鳴音が少なく、又反トルクの混入のな
い効率の良好な比較的高速度で運転できるこの種の電動
機の得られる特徴がある。
従って、フロッピデスク駆動電動機、ノ・−ドデスク駆
動′、11′動機、ファン用の薯」1(動11i rf
ih機、ビデオのリールの直接、駆動電動機として利用
することができる。
動′、11′動機、ファン用の薯」1(動11i rf
ih機、ビデオのリールの直接、駆動電動機として利用
することができる。
又偏平で大きいトルクが得られるので、研磨用のグライ
ンダを直接駆動して空転時の大きい騒音を除去できるも
のである。
ンダを直接駆動して空転時の大きい騒音を除去できるも
のである。
第1図は、本発明装置の説明図、第2図は、磁極+!キ
成の説明図、第3図は、磁極及び突極の断面図、第第4
qは、磁極及び突極の展開図、第5図はI励磁コイルの
5′F¥1?I!制御回路図、第6図は。 位置検知装置の説明図、第り図は、トルク曲線のタイム
チャート、 qr、g図は、ホール素子による位置検知
装置の説明図をそれぞれ示す。 l・・・回転軸、 lα・・・軸承、 ユα、コ
b、・・・+ 2f・・・突極、 3α、3b、・
・・、3h・・・磁極、 lla、ダb、・・・、
弘h・・・励磁コイル、 評・・・円筒支持体、
コ・・・回転子、S・・回転体、 lla、//h
’、 ・・コイル、10 a 、 10 b 、 /
4’ 、 /、!i −トランジスタ、 イ。 n、C,D・・・励磁コイル、 ga、gb・・・
直流電源、 lコ、/コα・・・発振回路、 3
.G。 H,I、l−・・電機子、 7a、7h、7c。 りd、グー・・・スペーサ、 乙σ、Ah、・・・
。 4 / ・・・突極、 lla、/gh、=・、/9
a、/9b。 ・・・、 /9 d 、 20α、 l A 、・・・
、20d・・・トルク曲線、37α、 J7・・・ホー
ル素子、 3A・・・円環状プラスチックマグネット
、 31σ、Jlb・・・トランジスタ。
成の説明図、第3図は、磁極及び突極の断面図、第第4
qは、磁極及び突極の展開図、第5図はI励磁コイルの
5′F¥1?I!制御回路図、第6図は。 位置検知装置の説明図、第り図は、トルク曲線のタイム
チャート、 qr、g図は、ホール素子による位置検知
装置の説明図をそれぞれ示す。 l・・・回転軸、 lα・・・軸承、 ユα、コ
b、・・・+ 2f・・・突極、 3α、3b、・
・・、3h・・・磁極、 lla、ダb、・・・、
弘h・・・励磁コイル、 評・・・円筒支持体、
コ・・・回転子、S・・回転体、 lla、//h
’、 ・・コイル、10 a 、 10 b 、 /
4’ 、 /、!i −トランジスタ、 イ。 n、C,D・・・励磁コイル、 ga、gb・・・
直流電源、 lコ、/コα・・・発振回路、 3
.G。 H,I、l−・・電機子、 7a、7h、7c。 りd、グー・・・スペーサ、 乙σ、Ah、・・・
。 4 / ・・・突極、 lla、/gh、=・、/9
a、/9b。 ・・・、 /9 d 、 20α、 l A 、・・・
、20d・・・トルク曲線、37α、 J7・・・ホー
ル素子、 3A・・・円環状プラスチックマグネット
、 31σ、Jlb・・・トランジスタ。
Claims (1)
- 回転軸及び軸承により本体に回動自在に支持された回転
子と、該回転子の回転面に軸対称の位置において、それ
ぞれの周方向の巾が30度若しくは、これより小さい角
度で、等しいピッチで同位相の位置に複数列に配設され
た6個の磁性体突極と、軸対称の位置にある2個1組の
第1、第2、第3、第4の磁極が円周面にそって各組が
等しいピッチで配設され、該磁極の磁路開放端の磁極面
が、前記した突極の回転面に僅かな空隙を介して対向し
、前記した磁極の巾が突極の回転方向の巾とほぼ同一と
されるとともに突極の回転面にそって配設されるように
、磁性体板を積層して作成した固定電機子と、軸対称の
位置にある2個1組の第1の磁極のそれぞれに装着され
て、互いに反対の極性に磁化する第1の励磁コイルと、
第1の磁極より90度離間して軸対称の位置にある2個
1組の第2の磁極のそれぞれに装着されて、互いに反対
の極性に磁化する第2の励磁コイルと、第1の磁極より
45度離間して軸対称の位置にある2個1組の第3の磁
極のそれぞれに装着されて、互いに反対の極性に磁化す
る第3の励磁コイルと、第1の磁極より45度だけ第3
の磁極の反対側に離間して軸対称の位置にある2個1組
の第4の磁極のそれぞれに装着されて、互いに反対の極
性に磁化する第4の励磁コイルと、第1、第2の磁極が
突極に対向し始めたときに、それぞれ第1、第2の励磁
コイルの通電を開始し、完全に対向したとき若しくはそ
れ以前に通電を停止せしめる第1の位置検知装置を含む
第1の通電制御回路と、第3、第4の磁極が突極に対向
し始めたときに、それぞれ第3、第4の励磁コイルの通
電を開始し、完全に対向したとき若しくはそれ以前に通
電を停止せしめる第2の位置検知装置を含む第2の通電
制御回路と、電源に対して第1、第2の通電制御回路を
直列に接続して供電する手段と、第1、第2、第3、第
4の励磁コイルの通電により、第1、第2、第3、第4
のそれぞれの1組の磁極を通る磁束が、対向する突極に
よりのみ閉じられ、他の突極及び対向する磁極を介する
洩れ磁束を抑止する手段とより構成されたことを特徴と
する2相のリラクタンス型半導体電動機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59212691A JPS6192152A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 2相リラクタンス型半導体電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59212691A JPS6192152A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 2相リラクタンス型半導体電動機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6192152A true JPS6192152A (ja) | 1986-05-10 |
Family
ID=16626826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59212691A Pending JPS6192152A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 2相リラクタンス型半導体電動機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6192152A (ja) |
-
1984
- 1984-10-12 JP JP59212691A patent/JPS6192152A/ja active Pending
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