JPS63283457A - Variable reluctance motor - Google Patents
Variable reluctance motorInfo
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- JPS63283457A JPS63283457A JP11254787A JP11254787A JPS63283457A JP S63283457 A JPS63283457 A JP S63283457A JP 11254787 A JP11254787 A JP 11254787A JP 11254787 A JP11254787 A JP 11254787A JP S63283457 A JPS63283457 A JP S63283457A
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- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は可変リラクタンスモータに関し、特にロータの
回転位置に応じて通電を制御することにより、回転トル
クを低減させることなく、回転トルク変動を可及的に低
減せしめる可変リラクタンスモータに関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a variable reluctance motor, and in particular to a variable reluctance motor, in which rotational torque can be varied without reducing the rotational torque by controlling energization according to the rotational position of the rotor. The present invention relates to a variable reluctance motor that can reduce reluctance as much as possible.
ステップモータとしての可変リラクタンスモータはその
制御の簡便性から利用されてきた。然しなから従来形の
可変リラクタンスモータそのままでは回転トルク変動(
トルクリップル)が大きく、滑らかな回転を得ることは
できなかった。そこで簡便な制御特性を有した可変リラ
クタンスモータを利用して、サーボモータ並みの滑らか
さでロータを回転させるためには工夫を要する。Variable reluctance motors have been used as step motors because of their ease of control. However, if the conventional variable reluctance motor is used as it is, the rotational torque will fluctuate (
Torque ripple) was large and smooth rotation could not be obtained. Therefore, in order to use a variable reluctance motor with simple control characteristics to rotate the rotor as smoothly as a servo motor, some ingenuity is required.
依って本発明は斯る問題点の解決を図るべく、回転トル
クを低減させることなく、可及的にトルクリフプルを低
減させて、円滑な回転トルクの得られる可変リラクタン
スモータの提供を目的とする。Therefore, in order to solve these problems, it is an object of the present invention to provide a variable reluctance motor that can reduce torque ripple as much as possible without reducing rotational torque, and can obtain smooth rotational torque.
〔問題点を解決するための手段と作用〕上記発明目的に
鑑みて本発明は、可変リラクタンスモータであって、ロ
ータの各歯の歯幅が該各歯に対応する1ピッチに対して
略35%であると共にステータの各種の有するステータ
の歯の歯幅が前記1ピッチに対して略45%であるか、
又は前記ロータの歯幅が前記1ピッチに対して略45%
であると共に前記ステータの歯幅が前記1ピッチに対し
て略35%であり、前記ステータの各歯の該ステータの
各歯に対応した前記ロータの各歯に対する相対的移動量
に応じて前記各種に定電流を通電することを特徴とする
可変リラクタンスモーフを提供する。[Means and operations for solving the problems] In view of the above objects of the invention, the present invention provides a variable reluctance motor in which the tooth width of each tooth of the rotor is approximately 35 mm per pitch corresponding to each tooth. %, and the tooth width of the various stator teeth of the stator is approximately 45% of the 1 pitch,
Or the tooth width of the rotor is approximately 45% of the 1 pitch.
In addition, the tooth width of the stator is approximately 35% of the one pitch, and the various types of teeth are adjusted according to the relative movement amount of each tooth of the stator with respect to each tooth of the rotor corresponding to each tooth of the stator. Provided is a variable reluctance smorph characterized by applying a constant current to.
上記相対的移動量に応じて各種に単純な定電流を通電す
ることによりロータを所望の方向に連続的に回転するこ
とができ、しかも上記ロータの各歯及びステータの各歯
の歯幅の大きさが路上記数値の程度である場合には回転
トルクを低減させることなく可及的にトルクリップルを
低減させた可変リラクタンスモーフの提供が可能となる
。The rotor can be continuously rotated in a desired direction by applying a simple constant current to various parts according to the relative movement amount, and the tooth width of each tooth of the rotor and each tooth of the stator is large. When the value is on the order of the above numerical values, it is possible to provide a variable reluctance morph in which torque ripple is reduced as much as possible without reducing rotational torque.
(実施例)
以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳細
に説明する。第1図は可変リラクタンスモータのステー
タとロータの各歯の対応関係を示すための拡大展開図、
第2図は第1図に示したステータとロータとが相対移動
した拡大展開図、第3図は可変リラクタンスモータの一
部略示の横断面図、第4図は第3図の各種への通電タイ
ミングを示したタイミング図、第5図(a)は本発明比
率構成の歯を有した可変リラクタンスモーフにおける出
力トルク図、第5図(b)、(c)は本発明比率から離
れた比率構成の歯を有した可変リラクタンスモータにお
ける出力トルク図である。(Example) The present invention will be described in more detail below based on an example shown in the accompanying drawings. Figure 1 is an enlarged exploded view showing the correspondence between the stator and rotor teeth of a variable reluctance motor.
Figure 2 is an enlarged expanded view showing the relative movement of the stator and rotor shown in Figure 1, Figure 3 is a partially schematic cross-sectional view of the variable reluctance motor, and Figure 4 is a cross-sectional view of the various types of Figure 3. A timing diagram showing the energization timing, FIG. 5(a) is an output torque diagram for a variable reluctance smorph with teeth having the ratio according to the present invention, and FIGS. 5(b) and (c) are ratios different from the ratio according to the present invention. FIG. 4 is an output torque diagram of a variable reluctance motor with teeth of the configuration.
まず第3図を参照すると、磁性材料から成るステータ2
0には6つの極A、B、C,A、B、■が設けられてお
り、各種には2つの歯、例えばA極に対しては歯al、
a2が形成されている。このステータ20の内周側には
磁性材料から成るロータ10が設けられており、ロータ
10の外周には14個の歯R1,R2,・・・R14が
形成されている。また各種A、B、・・・、でにはコイ
ル(図示省略)が巻かれており、例えば極Aと極τには
一本のコイルにて互いに逆方向に巻かれている。即ちコ
イルに通電することによって極Aの側がN極となる場合
は、極τの側がS極となり、互いに対磁極を構成してい
る。iBと丁、Cとでも同様である。即ち第3図は三相
の可変リラクタンスモータを示しである。First, referring to FIG. 3, the stator 2 made of magnetic material
0 is provided with six poles A, B, C, A, B, ■, and each type has two teeth, for example, for the A pole, teeth al,
a2 is formed. A rotor 10 made of a magnetic material is provided on the inner circumferential side of the stator 20, and fourteen teeth R1, R2, . . . R14 are formed on the outer circumference of the rotor 10. Further, coils (not shown) are wound around the various poles A, B, . That is, when the pole A side becomes the north pole by energizing the coil, the pole τ side becomes the south pole, and they constitute opposite magnetic poles. The same is true for iB, D, and C. That is, FIG. 3 shows a three-phase variable reluctance motor.
上記第3図に示したステータ20とロータ10との対応
関係を拡大展開図として図示した第1図を参照する。ロ
ータ10の各歯間隔、即ち1ビフチをPとし、ロータの
各歯の歯幅をWl、ステータ20の各種の歯の歯幅をW
2としておく。本発明の推奨するロータの歯幅及びステ
ータの歯幅のサイズは比率(Wl/P)と比率(W2/
P)とが各々略0.35及び略0.45であるか、或い
は略0.45及び0.35である。このサイズによる効
果は第5図により後述する。第1図はステータ20の歯
a1の中心線SCと、ロータ10の歯R3の中心線RC
とが一敗した状態を示しである。ロータ10をステータ
20に対して滑らかに回転させるにはロータ10の各歯
とステータ20の各歯との対応位置関係に応じて各対4
1極Aと一λ−1Bと丁、Cとでへの通電タイミングを
制御すればよい。Refer to FIG. 1, which shows the correspondence relationship between the stator 20 and rotor 10 shown in FIG. 3 as an enlarged expanded view. Let P be the interval between each tooth of the rotor 10, that is, 1 bift, Wl be the tooth width of each tooth of the rotor, and W be the tooth width of various teeth of the stator 20.
Set it to 2. The size of the rotor tooth width and stator tooth width recommended by the present invention is the ratio (Wl/P) and the ratio (W2/
P) are approximately 0.35 and approximately 0.45, respectively, or approximately 0.45 and 0.35. The effect of this size will be described later with reference to FIG. FIG. 1 shows the center line SC of the tooth a1 of the stator 20 and the center line RC of the tooth R3 of the rotor 10.
This shows a state of defeat. In order to rotate the rotor 10 smoothly with respect to the stator 20, each pair of 4
It is sufficient to control the timing of energization of one pole A, one λ-1B, and one pole C.
本発明では定電流を通電した場合における、円滑な回転
トルクを得るための効果的なロータの歯及びステータの
歯のサイズを提供することを目的としている。そのため
第4図においても定電流10を通電するタイミングを図
示している。またθは電気角度を示し、ロータ10が第
1図の状態から第2図に示すθ方向(即ち第2図上で右
方向)を正として第1図に示すlピッチ2分の移動を2
πとしている。実際には第2図はロータ10がステータ
20に対してπだけ移動した状態を図示している。例え
ば極A(及びA)に第1図から第2図の状態になるまで
に通電したとすると、ロータlOの歯R3とR4とはそ
れぞれステータ20の歯a1とa2とに吸引されるため
負の方向く図の左方向)に回転させられてしまう。従っ
てこの間JiA (及び−λ−)には通電しない。電気
角度θがπから2πまでの間、即ち第2図の状態(θ−
π)から極A(及び−人−)に通電すると、ロータの歯
R2とR3とがそれぞれステータの歯a1とa2とに吸
引されるため正の方向に回転する。また1!1−気角度
θがπ/3から4π/3までの間、極C(及びで)に通
電すると、ロータの歯R7とR8とはそれぞれステータ
の歯C1と02とに吸引され、また歯R1は歯C2に吸
引されて、ロータ10を正の方向に回転させる。極B及
び丁に関しては電気角度θが−π/3から2π/3まで
の間通型すると、第1図に図示の範囲の歯につき説明す
れば、ロータの歯R5とR6とはそれぞれステータの歯
biと5丁とに吸引されるためロータ10を正の方向に
回転させることができる。An object of the present invention is to provide effective sizes of rotor teeth and stator teeth for obtaining smooth rotational torque when a constant current is applied. Therefore, the timing at which the constant current 10 is applied is also illustrated in FIG. Further, θ indicates an electrical angle, and the movement of the rotor 10 from the state shown in FIG. 1 by 2 l pitches shown in FIG.
It is assumed to be π. In fact, FIG. 2 shows a state in which the rotor 10 has moved by π relative to the stator 20. For example, if the poles A (and A) are energized from the state shown in FIG. 1 to the state shown in FIG. (towards the left in the figure). Therefore, no current is applied to JiA (and -λ-) during this time. When the electrical angle θ is from π to 2π, that is, the state shown in Figure 2 (θ-
When the pole A (and -man-) is energized from π), the teeth R2 and R3 of the rotor are attracted to the teeth a1 and a2 of the stator, respectively, so that the rotor rotates in the positive direction. Furthermore, when the pole C (and) is energized while the 1!1-air angle θ is from π/3 to 4π/3, the rotor teeth R7 and R8 are attracted to the stator teeth C1 and 02, respectively. The tooth R1 is also attracted by the tooth C2, causing the rotor 10 to rotate in the positive direction. Assuming that the electrical angle θ is between -π/3 and 2π/3 for the poles B and D, the rotor teeth R5 and R6 are the stator teeth, respectively. The rotor 10 can be rotated in the positive direction because it is attracted by the teeth bi and 5 teeth.
上述の如くロータ10のステータ20に対する回転相対
位置に応じて各種への通電タイミングを制御nすれば一
定方向に回転させることができる。As described above, by controlling the timing of energization of various parts according to the rotational relative position of the rotor 10 with respect to the stator 20, it is possible to rotate the rotor 10 in a fixed direction.
然しながらロータの各歯及びステータの各歯のサイズに
よってはトルクリップルは変わり、適切なサイズが存在
し得る。これを電磁気解析に基づいて数値計算を行ない
、回転トルクを低減させることなくトルクリップルを可
及的に低減せしめるサイズを求めた。この場合、各種へ
の通電電流は前述の如く一定電流(10)である場合に
ついて計算を行なった。その結果比率(Wl/P)と比
率’(W2/P)とが各々0.35及び0.45 (又
は0.45及び0.35)である場合が回転トルクを低
減させることなくトルクリップルを可及的に低減せしめ
ることが判明した。その計算結果を第5図(a)にロー
タの機械的回転角度θを横軸にして、出力トルクTを縦
軸に示している。この計算結果との比較のため比率(W
l/P)と比率(W2/P)とが各々0.35及び0.
40 (又は0.40及び0.35)の場合を第5図(
b)に示し、比率(Wl/P)と比率(W2/P)とが
各々0.35及び0.35の場合を第5図(C)に示し
ている。これら3つのグラフ図は同一スケールで描いて
あり、本発明のケース(a)がトルクリップルが最も小
さいことが明瞭である。However, the torque ripple changes depending on the size of each tooth of the rotor and each tooth of the stator, and an appropriate size may exist. Numerical calculations were performed based on electromagnetic analysis to find a size that would reduce torque ripple as much as possible without reducing rotational torque. In this case, calculations were made for the case where the current applied to each type was a constant current (10) as described above. As a result, when the ratio (Wl/P) and the ratio '(W2/P) are 0.35 and 0.45 (or 0.45 and 0.35), respectively, the torque ripple can be suppressed without reducing the rotational torque. It has been found that this can be reduced as much as possible. The calculation results are shown in FIG. 5(a), where the mechanical rotation angle θ of the rotor is plotted on the horizontal axis and the output torque T is plotted on the vertical axis. For comparison with this calculation result, the ratio (W
l/P) and the ratio (W2/P) are 0.35 and 0.35, respectively.
40 (or 0.40 and 0.35) in Figure 5 (
FIG. 5(C) shows the case where the ratio (Wl/P) and the ratio (W2/P) are 0.35 and 0.35, respectively. These three graphs are drawn on the same scale, and it is clear that case (a) of the present invention has the smallest torque ripple.
以上のことはステータの歯の数に関係なく、ステータの
歯が各種に対して1個でも、また3個以上の場合でも成
り立つ。相数をn、各極毎の歯の数をmとすると、ステ
ータ側の極間ピッチは(m+1/n)P (Pはロータ
側の歯間隔)とすればよい。The above is true regardless of the number of stator teeth, whether the stator has one tooth for each type or three or more teeth. If the number of phases is n and the number of teeth for each pole is m, then the pitch between the poles on the stator side may be (m+1/n)P (P is the tooth spacing on the rotor side).
以上の説明から明らかなように本発明によれば、出力回
転トルクを低減させることなく可及的にトルクリップル
を低減させ、円滑な回転の得られる可変リラクタンスモ
ータの提供が可能となる。As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to provide a variable reluctance motor that can reduce torque ripple as much as possible without reducing output rotational torque and can provide smooth rotation.
第1図は可変リラクタンスモーフのステータとロータの
各歯の対応関係を示すための拡大展開図、第2図は第1
図に示したステータとロータとが相対移動した場合の拡
大展開図、第3図は可変リラクタンスモータの一部略示
の横断面図、第4図は第3図のモータの各種への通電タ
イミングを示したタイミング図、第5図(a)は本発明
比率構成の歯を有した可変リラクタンスモータにおける
出力トルク図、第5図(b)、(c)は本発明比率から
離れた比率構成の歯を有した可変リラクタンスモータに
おける出力トルク図。
10・・・ロータ、 20・・・ステータ、
A、A、B、B、C,で・・・極、
al、a2.al、丁T、bl、b2.玉]\T’T
、 c 1 、 c 2 、 c 1 、τT・・・ス
テータの歯、P・・・ロータ歯間隔、
R1,R2,・・・、R14・・・ロータの歯、Wl・
・・ロータの歯幅、
W2・・・ステータの歯幅。Figure 1 is an enlarged expanded view showing the correspondence between the stator and rotor teeth of the variable reluctance smorph, and Figure 2 is an expanded view of the variable reluctance smorph.
An enlarged expanded view of the case where the stator and rotor shown in the figure move relative to each other, Figure 3 is a partially schematic cross-sectional view of the variable reluctance motor, and Figure 4 is the timing of energization of various types of motors in Figure 3. FIG. 5(a) is a timing diagram showing the output torque of a variable reluctance motor with teeth having a ratio configuration according to the present invention, and FIGS. The output torque diagram of a variable reluctance motor with teeth. 10... Rotor, 20... Stator,
A, A, B, B, C,...pole, al, a2. al, Ding T, bl, b2. Ball】\T'T
, c 1 , c 2 , c 1 , τT... Stator teeth, P... Rotor tooth spacing, R1, R2,..., R14... Rotor teeth, Wl.
... Rotor tooth width, W2... Stator tooth width.
Claims (1)
歯幅が該各歯に対応する1ピッチに対して略35%であ
ると共にステータの各極の有するステータの歯の歯幅が
前記1ピッチに対して略45%であるか、又は前記ロー
タの歯幅が前記1ピッチに対して略45%であると共に
前記ステータの歯幅が前記1ピッチに対して略35%で
あり、前記ステータの各歯の該ステータの各歯に対応し
た前記ロータの各歯に対する相対的移動量に応じて前記
各極に定電流を通電することを特徴とする可変リラクタ
ンスモータ。1. A variable reluctance motor, in which the tooth width of each tooth of the rotor is approximately 35% of the 1 pitch corresponding to each tooth, and the tooth width of the stator teeth of each pole of the stator is approximately 35% of the 1 pitch corresponding to the tooth. or the tooth width of the rotor is approximately 45% of the one pitch, and the tooth width of the stator is approximately 35% of the one pitch, and the tooth width of the stator is approximately 45% of the one pitch. A variable reluctance motor characterized in that a constant current is applied to each of the poles in accordance with the amount of relative movement of each tooth with respect to each tooth of the rotor corresponding to each tooth of the stator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11254787A JPS63283457A (en) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | Variable reluctance motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11254787A JPS63283457A (en) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | Variable reluctance motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63283457A true JPS63283457A (en) | 1988-11-21 |
Family
ID=14589387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11254787A Pending JPS63283457A (en) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | Variable reluctance motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63283457A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5015903A (en) * | 1988-08-15 | 1991-05-14 | Pacific Scientific Company | Electronically commutated reluctance motor |
US6236132B1 (en) | 1999-02-24 | 2001-05-22 | Denso Corporation | Reluctance type motor |
-
1987
- 1987-05-11 JP JP11254787A patent/JPS63283457A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5015903A (en) * | 1988-08-15 | 1991-05-14 | Pacific Scientific Company | Electronically commutated reluctance motor |
US6236132B1 (en) | 1999-02-24 | 2001-05-22 | Denso Corporation | Reluctance type motor |
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