JPS63503414A - 主軸と追従軸との間の角位置及び力を遠隔伝達する装置 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 主軸と追従軸との間の角位置及び力を遠隔伝達する装置肢」口辷丘 本発明は電動機に関し、特に、主軸と追従軸との間の角位置及び力を遠隔伝達す る装置に関する。

背ＪＬＬ街 現在知られてりるマスター・スレーブマニプレータは、基本的に、オペレータに 危険のある極端な状況で使用される。

従って、マスター・スレーブマニプレータのアクチュエータの位置を制御するた めにマ°スター・スレーブマニプレータのそれぞれのリンクに動的に結合される 入力軸から出力軸への角位置及び作用力を遠隔伝達する装置に非常に厳しい要件 が設定されるのは全く当然のことである。これらの要件は高い信頼性、耐久性、 及び相当の適応能力を有するオペレータの行動に対する良好な応答性を含む。特 に、このような装置は、角位置伝達の静的誤差や、入力軸への力伝達における比 較的低い精度を、それらのパラメータが人間の能力の範囲内にある限りは許容す る。しかし、出力軸に加わる荷重は実際には気づかないほどの荷重から明らかに 軸の物理的能力を越える荷重に至るまで極めて広い範囲にわたり変化することに 留意すべきである。出力軸にかかる荷重が広い範囲で変化する状Ｍでオペレータ ・マニブレークシステムを実用的なものにするために、入力軸へ伝達される力の 倍率はシステム動作を妨害せずに変化することができるべきである。

当該技術分野においては、入力軸及び出力軸と動的に結合され、巻線が増幅器の 出力端子に結合されている直流整流子電動機と、第１の比較素子の入力端子に接 続される電動機軸位１　センサと、トルク変換器であって、一方の前記トルク変 換器は第２の比較素子の入力端子に接続され、第２のトルク変換器は、整定入力 端子を有する比例信号制御のための変換器を介して、第２の比較素子の他方の入 力端子に接続されるものとを具備する、主軸と追従軸との間の角位置及び力を遠 隔伝達する装置が知られている。第２の比較素子の出力端子は主電動機の増幅器 の入力端子に接続され、一方、第１の比較素子の出力端子はアクチュエータ電動 機の増幅器の入力端子に接続される（１．Ｎ、　Ｅｇｏｒｏｖ他、ｒＰｒｏ−ｅ ｋｔｉｒｏｖａｎｉｅ　５ｌｅｄｉ−ａｓｃｈｉｋｈ　ｓｉｓｔｅｍ　ｄｖｕｓ ｔｏｒｏｎｎｅｇｏ　ｄｅｉｓｔｖｉｙａＪ　、１９８０年、モスクワ、Ｍａｓ ｈｉｎｏｓｔｒｏｅｎｉｅ　Ｐｕｂｌ１５３〜５８ページ）。

この装置においては、第１の比較素子と、位置センサと、増幅器を有するアクチ ュエータ電動機との組合せが角位置の遠隔伝達を確保する一方で、第２の比較素 子と、トルク変換器と、増幅器を有する主電動機は入力軸への動力の伝達を確保 する。オペレータは、必要に応じて、変換器の利得係数をそのセ−／　）入力端 子において変化させれば良い。変換器の利得係数は、荷重トルク変換器の信号に 対する乗数である。比較素子は、オペレータにより発生されるトルクに対応する 信号と、変換器の出力信号との差に等しい信号を発生する。従って、主電動機に より発生されるトルクは、入力軸へ伝達される動力の倍率の変化に対応して、オ ペレータにより指定された荷重トルクの一部として、追従軸へ伝達される。

しかしながら、従来技術の装置は、特に苛酷な条件では非常に速く摩耗するブラ シアセンブリを含んでいるため、信頼性及び耐久性に欠ける整流子電動機を利用 しているという点で欠陥を有する。トルク変換器は装置の信頼性をさらに低下さ せて、装置を一層複雑にすると共に、故障を起こりやすくする。

上述の欠点のうちい（つかは、入力軸及び出力軸に動的に結合される主同期電動 機及び追従同期電動機と、入力端子が同期電動機の巻線に電流を発生する装置の 制御入力端子に接続された比較素子の入力端子に出力端子が接続されている軸位 置センサとを具備する、入力軸と出力軸との間の角位置及び作力を遠隔伝達する 装置において排除される。同期電動機のそれぞれの巻線は互いに接続されると共 に、電流発生装置の出力端子に接続される。追従同期電動機の軸位置センサの出 力端子は、主同期電動機及び追従同期電動機の巻線に電流を発生する装置のセッ ト入力端子に接続される（ＳＯ，Ａ、１１７６４２５）。

この装置は、ブラシー整流子ユニットをもたない同期電動機の使用によって、前 述の装置に比べてはるかに高い信頼性及び耐久性を有し、はるかに苛酷な条件に 耐えることができる。トルク変換器がないことも、この装置の信頼性を高めてい る。しかしながら、この装置は、主軸に伝達される力の倍率が荷重によって決ま り、オペレータはアクチュエータ軸に加わる作用力を推定するという難題をかか えるという点で不十分である。さらに、オペレータはこの装置の動作中は倍率を 調整することができず、これは追従軸の荷重の変動に対する重大な制限である。

また、当該技術分野においては、軸が主軸及び追従軸にそれぞれ結合されている 主同期電動機及び追従同期電動機を具備し、主同期電動機及び追従同期電動機に は、主同期電動機及び追従間Ｍ電動機の固定子の磁界の方向を設定する入力端子 と、主同期電動機及び追従同期電動機の固定子の磁界の振幅を設定する装置の情 報入力端子とに電気的に接続される位置センサが設けられ、振幅設定装置の出力 端子は主同期電動機及び追従同期電動機の巻線に電流を発生する装置の制御入力 端子に電気的に接続され、前記電流発生装置のセット入力端子は主同期電動機及 び追従同期電動機の磁界の方向を設定する装置の出力端子に接続され、その入力 端子は主同期電動機及び追従同期電動機のそれぞれの巻線に電気的に接続される ような、主軸と追従軸との間の角位置及び力の遠隔伝達のためのシステムも知ら れている（ＳＯ，Ａ、１２５７６９０）。

この装置においては、固定子磁界の振幅を設定する装置は比較素子を中心として 構成される。固定子磁界の方向を指定する装置は、入力端子が方向指定装置の入 力端子である加算器を具備し、加算器の出力端子は、出力端子が方向指定装置の 出力端子となっている２回路の入力端子に接続される。

この装置は、主軸に伝達される力の倍率が動作サイクル中は不変のままであるよ うに設計されている。このようにして、追従軸の荷重変動範囲は、倍率が荷重に 伴なって変化する前述の装置に比べて幾分広くなる。しかしながら、追従軸にお いて利用可能な荷重変動範囲は、極端な条件での動作のために設計されたマスタ ー・スレーブマニプレータにこの装置を使用するにはまだ不十分である。さらに 、主電動機とアクチュエータ電動機との軸の不整合は、依然として、オペレータ 及び荷重により発生されるトルクによって左右され、これは軸の角位置伝達の精 度に影響を及ぼす。

発ｍ木 本発明の目的は、遠隔伝達装置が動作している間に、主同期電動機の軸に伝達さ れる力の倍率を変化させることが可能になるように、主同期電動機及び追従同期 電動機の固定子磁界の振幅を指定する装置を具備する、主軸とアクチュエータ軸 との間の角位置及び作用力を遠隔伝達する装置を提供することである。

これは、主同期電動機及びアクチュエータ同期電動機を具備し、それらの軸は主 軸及びアクチュエータ軸にそれぞれ結合されると共に、主同期電動機及びアクチ ュエータ同期電動機の固定子磁界の方向を指定する装置の入力端子と、主同期電 動機及びアクチュエータ同期電動機の固定子磁界の振幅を指定する装置の情報入 力端子とに電気的に接続される位置センサを具備し、主同期電動機及びアクチュ エータ同期電動機の固定子磁界の振幅を指定する装置の出力端子は主同期電動機 及びアクチュエータ同期電動機の巻線に電流を発生する装置の制御入力端子に電 気的に接続され、前記電流発生装置のセント入力端子は主同期電動機及びアクチ ュエータ同期電動機の固定子磁界の方向を指定する装置の出力端子に接続され、 一方、その出力端子は主同期電動機及びアクチュエータ同期電動機のそれぞれの 巻線に電気的に結合される、主軸とアクチュエータ軸との間の角位置及び作用力 を遠隔伝達する装置において、本発明によれば、主同期電動機及びアクチュエー タ同期電動機の固定子磁界の振幅を指定する装置は主同期電動機及びアクチュエ ータ同期電動機の軸の指定される不整合を決定する装置を具備し、この装置は、 主同期電動機の軸に伝達される作用力の倍率に対応する信号が印加されるセット 入力端子と、主同期電動機及びアクチュエータ同期電動機の固定子磁界の振幅を 指定する装置の情報入力端子として機能する情報入力端子とを有し、その出力端 子は、情報入力端子が主同期電動機及びアクチュエータ同期電動機の軸の指定さ れる不整合を決定する装置の情報入力端子に接続されている比較装置のセット入 力端子に接続され、一方、比較装置の出力端子は主同期電動機及びアクチュエー タ同期電動機の固定子磁界の振幅を指定する装置の出力端子であることにより達 成される。

主軸とアクチュエータ軸との間の角位置及び作用力を遠隔伝達する装置は、入力 端子が主同期電動機及びアクチュエータ同期電動機の固定子磁界の振幅を指定す る装置の出力端子に接続されており、出力端子が主同期電動機及びアクチュエー タ同期電動機の巻線に電流を発生ずる装置の制御入力端子に接続される修正装置 を具備するのが適切である。

遠隔伝達装置は、情報入力端子が主同期電動機及びアクチュエータ同期電動機の 軸位置センサに接続されているスイッチング装置と、一方の入力端子が主電動機 及びアクチュエータ電動機の軸の指定される不整合を決定する装置のセント入力 端子に接続され、他方の入力端子が主同期電動機と追従同期電動機の始動トルク の比に対応する信号を受信し、出力端子が、出力端子が主同期電動機及び追従同 期電動機の固定子磁界の方向を指定する装置の入力端子に接続されているスイッ チング装置の制御入力端子と、主同期電動機及びアクチュエータ同期電動機の固 定子磁界の振幅を指定する装置の情報入力端子とに接続される、誤差信号の極性 を決定する回路とを具備することは有用である。

遠隔伝達装置において、主同期電動機及び追従同期電動機の固定子磁界の方向を 指定する装置は、入力端子が主同期電動機及び追従同期電動機の固定子磁界の方 向を指定する装置の入力端子として機能し、且つ主同期電動機及び追従同期電動 機の軸子整合信号の極性を決定する回路と、極性決定回路に直列に接続され、主 同期電動機又は追従同期電動機の回転子と固定子の磁界が成す角度に対応する信 号が印加されるセット入力端子を有する乗算器と、乗算器に直列に接続され、一 方の入力端子が乗算器の出力端子に接続され、他方の入力端子が主同期電動機及 び追従同期電動機の軸の不整合信号の極性を決定する回路の入力端子の一方に接 続され、出力端子が主電動機及び追従電動機の固定子磁界の方向を指定する装置 の出力端子としである加算器とを具備していると有利である。

遠隔伝達装置において、主同期電動機及び追従同期電動機の軸の指定される不整 合を決定する装置は、動力倍率を主同期電動機又は追従同期電動機の回転子と固 定子の磁界が成す角度に変換する変換器と、第１の入力端子が動力倍率を主同期 電動機又は追従同期電動機の回転子と固定子の磁界が成す角度に変換する変換器 の出力端子と電気的に接続されている乗算器と、出力端子が乗算器の第２の入力 端子に接続され、且つ主同期電動機及び追従同期電動機の軸子整合信号の極性を 決定する回路と、一方の入力端子が乗算器の出力端子に接続され、他方の入力端 子が、主同期電動機及び追従同期電動機の軸の指定される不整合を決定する装置 の情報入力端子であり、且つ主同期電動機及び追従同期電動機の軸子整合信号の 極性を決定する回路の入力端子の一方に接続され、出力端子が主同期電動機及び 追従同期電動機の軸の指定される不整合を決定する装置の出力端子として機能す る加算器とを具備しているのが有効である。

また、遠隔伝達装置において、主同期電動機及び追従同期電動機の軸の指定され る不整合を決定する装置は、一方の入力端子が動力倍率を主同期電動機及び追従 同期電動機の回転子と固定子の磁界が成す角度に変換する変換器の出力端子に接 続され、他方の入力端子には、主同期電動機又は追従同期電動機の固定子磁界の ９０°の回転角に対応する信号が印加され、出力端子が第１の乗算器に接続され ている加算器をさらに具備しているのが適切である。

遠隔伝達装置において、修正装置は、積分器と、入力端子が積分器の出力端子に 接続されている信号絶対値決定回路と、第１の入力端子が信号絶対値決定回路の 出力端子に接続されており、第２の入力端子が主同期電動機及び追従同期電動機 の軸の不整合信号の極性に対応する信号を受信する乗算器と、第１の回路が乗算 器の出力端子に接続され、第２の入力端子が積分器の入力端子に接続され、その 接続点は修正装置の入力端子である比較回路で、比較回路の出力端子は修正装置 の出力端子であるものとを具備しているのが適切である。

遠隔伝達装置において、修正装置の乗算器の第２の入力端子は、主同期電動機及 び追従同期電動機の固定子磁界の方向を指定する装置の主同期電動機及び追従同 期電動機の軸の不整合信号の極性を決定する回路の出力端子に接続されるのが有 用である。

遠隔伝達装置において、修正装置の乗算器の第２の入力端子は、主同期電動機及 び追従同期電動機の指定される軸不整合を決定する装置の主同期電動機及び追従 同期電動機の軸子整合信号の極性を決定する回路の出力端子に接続されるのが有 効である。

主軸と追従軸との間の角位置及び作用力を遠隔伝達する装置は、主軸へ伝達され る作力の倍率を制御することを可能にし、それにより、生物工学的オペレータ・ マニブレークシステムが動作可能である追従軸における荷重の変動範囲を拡張す ることができる。この荷重制御範囲内で、オペレータははるかに快適な作業環境 にいることがわかり、疲労への対処もしやすくなる。さらに、角位置遠隔伝達の 精度がはるかに高くなるので、１つの作業の長さは短縮される。性能の質も向上 され、システムの適用範囲ははるかに広げられる。

凹皿■斑華笠脱所 以下、本発明をその特定の実施例及び添付の図面を参照してさらに詳細に説明す るが、図面において、第１図は、本発明による主軸から追従軸への角位置及び作 用力を遠隔伝達する装置の機能ブロック線図を示し、第２図は、本発明に従って 、当該装置が修正装置と、スイッチング装置と、不整合信号の極性を決定する回 路とを具備する場合の第１図の機能ブロック線図を示し、第３図は、主同期電動 機及び追従同期電動機の巻線に電流を発生する装置と、主同期電動機及び追従同 期電動機の指定される軸不整合を決定する装置と、主同期電動機及び追従同期電 動機の固定子の磁界の方向を指定する装置との本発明に従った機能線図を特徴と する第２図の機能ブロック線図を示し、 第４図は、主同期電動機及び追従同期電動機の固定子の磁界の方向を指定する装 置と、主同期電動機及び追従同期電動機の軸の指定される不整合を決定する装置 と、前記２つの装置により共用される、主同期電動機及び追従同期電動機の軸子 整合信号の極性を決定する回路と、修正装置との本発明に従った機能線図を特徴 とする第２図の機能ブロック線図を示し、 第５ａ図、第５ｂ図、第５Ｃ図、第５ｄ図、第５ｅ図、第５ｆ図は、電動機巻線 が逆向きに接続されているときの、様々な動作モードにおける主同期電動機及び 追従同期電動機の固定子と回転子の磁界のベクトル線図を示し、第６ａ図、第６ ｂ図、第６Ｃ図、第６ｄ図、第６ｅ図、第６ｆ１９は、主同期電動機及び追従同 期電動機の電動機巻線が補助接続されているときの第５図に示されるベクトル線 図を示し、 第７ａ図、第７ｂ図、第７Ｃ図、第７ｄ図、第７ｅ図、第７ｆ図は、主同期電動 機及び追従同期電動機の回転子と固定子の磁界が成す角度が９０°未満であると きの第６図のベクトル線図である。

■を　るための　のノビ 入力軸と出力軸との間の角位置及び作用力を遠隔伝達する装置は、本実施例にお いてはカップリング７及び８を介して主軸５及び追従軸６にそれぞれ結合される 主同期軸３及び追従同期軸４を有する主同期電動ｍ１及び追従同期電動機２（第 １図）を具備する。主同期電動機１及び追従同期電動機２を減速するために、そ れらの軸３及び４は減速歯車装置（図示せず）を介して主軸５及び追従軸６に結 合される。位置センサ９及び１０は同期電動機１及び２の軸３及び４に取付けら れ、主同期電動機１及び追従同期電動機２の固定子の磁界の方向を指定する装置 １３の入力端子１１及び１２に電気的に接続される。本発明のこの実施例におい ては、位置センサ９及び１０は方向指定装置１３の入力端子１１及び１２に直接 接続される。位置センサ９及び１０の出力端子は、主同期電動機及び追従同期電 動機の固定子磁界の振幅を指定する装置１６の情報入力端子１４及び１５にも接 続される。これらの情報入力端子１４及び１５は、主同期電動機及び追従同期電 動機の軸の指定される不整合を決定する装置１７と、セット入力端子１９が指定 される軸の不整合を決定する装置１７の出力端子に接続されている′比較装置１ ８とのそれぞれの情報入力端子となっている。指定される軸の不整合を決定する 装置１７は、主同期電動機１の軸３に伝達される力の倍率ｎに対応する信号が印 加されるセント入力端子２０を有する。比較装置１８の出力端子は、固定子磁界 の振幅を指定する装置１６の出力端子として機能し、主同期電動機及び追従同期 電動機の巻線に電流を発生する装置２２の制御入力端子２１に電気的に接続され る。装置２２のセット入力端子２３は、固定子磁界の方向を指定する装置１３の 出力端子に接続される。この実施例においては、比較装置１８の出力端子は、巻 線に電流を発生する装置２２の制御入力端子２１に直接接続される。電流発生装 置２２の数は各同期電動機１及び２の巻線の数と等しく、その出力端子は前記同 期電動機１及び２の巻線に接続されるか、それぞれの巻線は互いに接続されてい る。同期電動機１の巻線の数は同期電動機２の巻線の数と等しく、種類の異なる 同期電動機は異なる数のそのような巻線を具備しているので、第１図には巻線は 示されていない。

電流発生装置２２と巻線との接続及び巻線間の電気的接続は従来通り１本の線と して示されている。

主軸５と追従軸６との間の角位置及び力のより正確な伝達を達成するために、比 較装置１８の出力端子は、出力端子が巻線に電流を発生する装置２２の制御入力 端子２１に接続されている修正装置２４（第２図）の入力端子に接続される。

位置センサ９及び１０の出力端子は、制御入力端子２８が不整合信号の極性を決 定する回路２９の出力端子に接続されているスイッチング装置２７の情報入力端 子２５及び２６に接続される。不整合信号極性決定回路２９の一方の入力端子は 、軸の指定される不整合を決定する装置１７のセット入力端子２０に接続され、 その他方の入力端子３０は、主電動機１及び追従電動機２の始動トルクの比Ｍ、 ｉ／Ｍ□に比例する信号を受信する。

固定子磁界の方向を指定する装置１３は、主同期電動機及び追従同期電動機の軸 の不整合信号の極性を決定する回路３１　（第３図）を具備する。この実施例に おいては、この回路３１は、入力端子が方向指定装置１３の入力端子１１及び１ ２となっている比較要素３２と、入力端子が比較要素３２の出力端子に接続され ている継電器要素３３とを中心として構成される。継電器要素３３は、その入力 端子に正信号が印加されたときの出力信号は「−Ｉ」であり、その入力端子に負 信号が印加されたときの出力信号は「＋１」であるように構成される。継電器要 素３３の出力端子は不整合信号の極性を決定する回路３１の出力端子であり、乗 算器３４の特定の入力端子に接続される。主同期電動機１又は追従同期電動機２ の回転子と固定子の磁界が成す、この実施例では９０’に等しい角度に比例する 信号は乗算器３４のセット入力端子に供給され、乗算器３４の出力端子は加算器 ３５の特定の一方の入力端子に接続されるが、加算器３５の他方の入力端子は極 性決定回路３１の、すなわち比較要素３２の特定の一方の入力端子に接続され、 その出力端子は固定子の磁界の方向を指定する装置１３の出力端子となっている 。

指定される軸不整合を決定する装置１７は、力倍率を主同期電動機又は追従同期 電動機の回転子と固定子の磁界が成す角度に変換する変換器３６を具備し、その 入力端子は指定される軸不整合を決定する装置１７のセント入力端子２０であり 、その出力端子は乗算器３７の特定の一方の入力端子に電気的に接続される。こ の実施例においては、装置１７の出力端子は乗算器３７に直接接続されており、 乗算器３７の他方の入力端子は主同期電動機及び追従同期電動機の軸の不整合信 号の極性を決定する回路３８の出力端子に接続される。回路３８の入力端子は、 指定される軸不整合を決定する装置１７の情報入力端子である。軸不整合信号の 極性を決定する回路３８は回路３１と同様に構成される。乗算器３７の出力端子 は加算器３９の特定の一方の入力端子に接続され、その他方の入力端子は軸不整 合信号の極性を決定する回路３８の特定の一方の入力端子に接続される。この実 施例においては、加算器３９の入力端子は、極性決定回路３８の入力端子に接続 され、固定子磁界の振幅を指定する装置１６の情報入力端子１４として機能する 。加算器３９の出力端子は指定される軸不整合を決定する装置１７の出力端子で ある。指定される軸不整合を決定する装置１７のこの実施例においては、比較装 置１８は、一方の入力端子が、固定子磁界の振幅を指定する装置１６の情報入力 端子１５である、軸不整合信号の極性を決定する装置３８の入力端子に接続され ている比較要素を中心として構成される。

軸不整合信号の極性を決定する回路２９は回路３１及び３８と同様に構成されて おり、直列に接続された比較要素４０と、継電器要素４１とを具備する。

指定される軸不整合を決定する装置１７の構造は、主同期電動機１及び追従同期 電動機２のそれぞれの巻線の接続の種類によって決定される。この実施例におい ては、同期電動機１及び２のそれぞれの巻線は、第３図に示されるように、逆の 向きに接続される。この接続は並列接続又は直列接続のいずれであっても良い。

さらに、第３図は、それぞれが３つの巻線を有する三相同期電動機が使用される ことを示している。

巻線に電流を発生する装置２２の構造は、第３図に示されるように、同期電動機 １及び２の固定子の磁界の振幅及び方向に関する情報がコードとして装置２２の 制御入力端子２１及びセット入力端子２３に供給されるということにより示唆さ れる。

巻線に電流を発生する装置２２のセント入力端子２３は永久的な記憶装置４２の アドレス入力端子であり、この記憶装置には、同期電動機１及び２の巻線に対す る供給パルスの持続時間及び極性のコードが記憶されている。永久的な記憶装置 ４２の出力線は、各同期電動機ｌ及び２の巻線の数と等しい数のコード／パルス 持続時間変換器４４の制御入力端子４３に接続される。本発明のこの実施例にお いては、それぞれの変換器４４は、セット入力端子が変換器４４の制御入力端子 ４３となっているダウンカウンタ４５と、出力端子がダウンカウンタ４５の減算 入力端子４７に接続されている２人力ＡＮＤ論理素子４６とを具備する。減算（ ダウン）カウンタ４５の反転借り（ｂｏｒｒｏｗ）出力端子は論理ＡＮＤ素子４ ６の入力端子４８に接続されると共に、変換器４４の出力端子である。簡略にす るために、第３図の、巻線に電流を発生する装置２２のブロック線図には、唯一 つの変換器４４の概略図が示されている。

全ての変換器４４の出力端子は、各同期電動機１又は２の巻線の数と等しい数の スイッチング装置５０のパルスの持続時間を指定する入力端子４９に接続される 。本発明のこの実施例においては、各スイッチング装置５０は、第１の入力端子 が一体に接合され且つスイッチング装置５０の入力端子４９として機能する２つ の２人力ＡＮＤ素子５１及び５２を具備する。ＡＮＤ素子５１の第２の入力端子 は、インバータ５４の入力端子にも接続される排他的ＯＲ素子５３の出力端子に 接続される。インバータ５４の出力端子はＡＮＤ素子５２の第２の入力端子に接 続される。ＡＮＤ論理素子５１及び５２の出力端子は、電力入力端子が電源５７ に接続されているスイッチ５５及び５６の制御入力端子に接続され、スイッチ５ ５及び５６の出力端子は一体に接合されており、前述のように主同期電動機１及 び追従同期電動機２のそれぞれの巻線に接続されるスイッチング装置５０の出力 端子として機能する。

排他的ＯＲ素子５３の第１の入力端子はスイッチング装置５０のパルスの極性を 指定する入力端子であって、永久的な記憶装置４２のそれぞれ対応する出力端子 に接続され、その第２の入力端子は制御信号の極性を決定する回路６ｏの出力端 子に接続されるセット入力端子５９である。回路６ｏの入力端子は、制御信号の 絶対値を決定する回路６１の入力端子に接続される。回路６０及び６１の接合さ れた入力端子は巻線に電流を発生する装置ｆｆ１２２の制御入力端子２１である 。全てのスイッチング装置５０の入力端子５９は一体に接合される。簡略にする ために、第３図は、装置２２のブロック線図の中に唯一つのスイッチング装Ｗ５ ０の概略図を示す。

制御信号のモジュラス（絶対値）を決定する回路６１の出力端子は、借り出力端 子がコード／パルス持続時間変換器４４の記録入力端子及びパルス周波数設定入 力端子６４に接続されている減算カウンタ６３のセット入力端子６２に接続され る。入力端子６４はＡＮＤ素子４６の第２の入力端子である。減算カウンタ６３ の減算入力端子６５ば、分周器６７の入力端子にも接続される主発生器６６の出 力端子に接続される。分周器６７の出力端子は変換器４４の記録入力端子６８に 接続される。

主同期電動機１及び追従同期電動機２の巻線が直列又は並列補助状態で接続され ている場合、指定される軸不整合を決定する装置１７は、一方の特定の入力端子 が力倍率を主同期電動機又は追従同期電動機の回転子と固定子の磁界が成す角度 に変換する変換器３６の出力端子に接続されており、その他方の入力端子に印加 される信号は主同期電動機１又は追従同期電動機２の固定子の磁界の９０°の回 転角に比例するような加算器６９　（第４図）を具備し、装置１７の出力端子は 乗算器３７の入力端子に接続される。

主軸から追従軸への角位置及び力を遠隔伝達する装置は、固定子磁界の方向を指 定する装置１３及び指定される軸不整合を決定する装置１７に、主同期電動機及 び追従同期電動機の軸子整合信号の極性を決定する共通の回路７０を設けること により、さらに簡単に形成することができる。この回路７０は、極性を決定する 回路３１（第３図）及び３８と同様に形成される。

第４図に示される遠隔伝達装置においては、力倍率を主同期電動機又は追従同期 電動機の回転子と固定子の磁界が成す角度に変換する変換器３６の出力端子は乗 算器３４の前記セット入力端子に接続される。

修正装置２４（第４図）は、出力端子が信号の絶対値を決定する回路７２の入力 端子に接続されている積分器７１を具備する。回路７２の出力端子は乗算器７３ の第１の入力端子に接続され、乗算器７３の第２の入力端子は、主同期電動機１ 及び追従同期電動機２の軸３及び４の不整合信号の極性に対応する信号を受信す る。この実施例においては、乗算器７３の第２の入力端子は不整合信号の極性を 決定する回路７０の出力端子に接続される。乗算器７３の出力端子は比較回路７ ４の第１の入力端子に接続され、比較回路７４の第２の入力端子は積分器７１の 入力端子に接続されており、それらの接続点は修正装置２４の入力端子である。

比較回路７４の出力端子は修正装置２４の出力端子である。

他の実施例においては、乗算器７３の第２の入力端子は不整合信号の極性を決定 する回路３１　（第３図）の出力端子に接続されるか、又は不整合信号の極性を 決定する回路３８の出力端子に接続される（これらの接続は図面には示されてい ない）。

主軸と追従軸との間の角位置及び力を遠隔伝達する装置の動作をより十分に理解 するために、第５図、第６図及び第７図は、遠隔伝達装置の異なる動作モードに おける主同期電動機及び追従同期電動機それぞれの回転子磁界Φ、及びφＰｉと 、主同期電動機及び追従同期電動機それぞれの固定子磁界φ。

及びΦ１とのベクトル線図ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆを示す。

本発明によれば、主軸と追従軸との間の角位置及び力の遠隔伝達のためのシステ ムは次のように動作する。

オペレータは、オペレータにより主軸５　（第１図）に加えられるモーメントＭ ０と、荷重により追従軸６に加えられるモーメントＭ、との比の逆数である量に 等しい特定の力倍率ｎを設定する。主同期電動機及び追従同期電動機の固定子磁 界の方向を指定する装置１３は、位置センサ９及び１０の信号に従って動作し、 主同期電動機１及び追従同期電動機２の固定子の磁界型□及び４）ｌｉの方向を 、数量ｎが一定であるとき、一方の回転子磁界型□又はＯｒ　ｉとそれぞれの固 定子磁界型□又は不１とが成す角度が一定に保持されるが、又は同期電動機１及 び２の電磁時定数により決定される範囲内で変化されるように決定する。これは 、たとえば、同期電動機１及び２の巻線に、ベクトル和が小、と又は不、と一定 の角度を成すような電圧を発生することにより達成できる。この角度は、たとえ ば、９０°に等しくても良い。固定子巻線が逆の向きで並列に接続されている場 合“、同期電動機１及び２の回転子及び固定子の起こりうる磁界の方向は第５図 （ａｒ　ｂ　＋ｃ、ｄ、ｅ、ｆ）に示される通りであろう。主同期電動機１及び 追従同期電動機２の回転モーメント（すなわちトルク）Ｍ、及びＭ２は： により表わされ、式中、Ｋ１及びに２は同期電動機１及び２の構成により、特定 していえば、同期電動機の回転子及び固定子の形状、エアギャップ幅、同期電動 機の寸法により決定される。回転子磁界Φｒ□及びΦｒｉの振幅が一定であると 仮定し且つ固定子時間Φｓ２及びφ１．の比が一定に保持されるーこれは、同期 電動機ｌ及び２の軸３及び４の回転速度がゼロに等しいときに可能である一場合 、同期電動機１及び２の回転子と固定子の磁界が成す角度を変化させることによ り、（１）式に示されるように、Ｍ２対Ｍ１のどのような比をも得ることができ る。軸３及び４の回転に対抗するトルクを無視すれば、このＭ　ｚ　／　Ｍ　ｌ 比を力位率と等しいと考えることができる。

そのような対抗モーメントはカップリング７及び８において発生しうる。

主同期電動機１及び追従同期電動機２の回転子と固定子の磁界が成す角度の正弦 の所望の比は、主同期電動機１及び追従同期電動機２の固定子磁界の振幅を指定 する装ｗ１６によって達成することができる。この場合、主同期電動機及び追従 同期電動機の指定される軸子整合を決定する装置１７は、倍率ｎと、主同期電動 機１及び追従同期電動機２の実際の角度α、及びα盈とを考慮に入れて、同期電 動機１及び２の軸３及び４の指定不整合を計算する。この不整合はｎに等しいＭ ｉ対Ｍ０の比を与えるものでなければならない。軸３及び４の指定される不整合 に対応する信号は比較装置１８のセット入力端子１９に印加され、比較装置１８ はこの信号を実際の不整合（α２−αｉ）に対応する信号と比較する。全体の差 信号は主同期電動機１及び追従同期電動機２の巻線に電流を発生する装置２２の 制御入力端子２１に供給される。値Φｓｇ及びΦ、、は、比Ｍｉ／Ｍ、が力位率 ｎにより近接されるように変化される。このように、方向及び磁界を指定する装 置１３と、磁界の振幅を指定する装置１６との協調動作により、主軸５と追従軸 ６との間の角位置（回転角）及び力の遠隔両方向伝達を実行することが可能にな る。この場合、不、□と不、は等しい速度で回転し、角度（３ｒ□、Φ５□）又 は角度（Ｏｒｉ＋０ｓｉ）がゼロから９０°まで増加するとき、Ｍ、及びＭ２の 量は式（１）に従って増加する。

修正装置２４（第２図）は、角位置及び力の伝達をより正確にするために当該装 置に挿入される。修正装置２４の入力信号は、軸３及び４の実際の不整合の、比 較袋ｗ１８の出力端子において得られる指定値からの偏差に対応する信号である 。当該装置のこの実施例においては、修正装置２４は、比較装置１８の出力信号 がゼロになったとき、すなわち、？５ｒ。

不□及びＯｒｉ　＋　Ｏ％ｉの方向が次の比：ｎ＝Ｍ盈／Ｍ、　（２＞ に従っているときにのみ平衡状態が成立するように構成される。

修正装置２４を多様な妨害を相殺することができる積分器又は継電器を中心とし て構成した場合、修正装置を非常に簡単にすることができる。

式（１）によれば、Ｍ　Ｚ　／　Ｍ　Ｉ比を次のように表わすことが角度（Φ、 、Φ、五）又は角度（不、、ΦＳ□）の一方を９０゜に等しくすれば、係数ｎ′ の範囲は次の通りとなる。

式中、Φｓ８及びΦ、ｉは一定であると仮定する。同期電動機の回転子と固定子 の磁界が成す角度の一方を９０°に等しくなるように保持することは経済的に見 て有利であるので、係数ｎ′の範囲（３）をより広くすることができる。主軸５ 及び追従軸６の回転に対する抵抗を無視すれば、この係数ｎ′を力位率ｎ（２） と等しくとることができる。このために、主電動機１又は追従電動機２のいずれ か一方における回転子及び固定子の磁界は、弐（４）に従って互いに垂直に配置 されるべきである。主電動機１又は追従電動機２のいずれを選択するかは、装置 １７のセット入力端子２０に供給される値ｎと、同期電動機２及び１の始動トル クの比Ｍｐｉ／ＭＰ、との差によって決まる不整合信号の極性を決定する回路２ ９により制御されるスイッチング装置２７により決定される。値Φ８１及びΦＳ 、が最大であり且つ軸３及び４の回転速度がゼロであ続又は補助接続のいずれか 一方で並列又は直列に接続されている場合及び軸３及び４の回転速度がゼロであ る場合には、比Φ□／Φ、２は選択された２つの同期電動機１及び２について一 定である。従って、角位置及び力の遠隔伝達のための実際の装置においては、式 （４）の中の磁界の振幅の比を始動トルクの比と置換えることができる。さらに 、式（４）において、回転子と固定子の磁界が垂直である状態で動作する同期電 動機１又は２を選択することができる。この場合、スイッチング装置２７は位置 センサ９の出力端子を磁界の方向を指定する装置１３の入力端子１１又は１２と 、磁界の振幅を指定する装置１６の入力端子１５又は１４とにそれぞれ接続する 。同時に、位置センサ１０の出力端子は磁界の方向を指定する装置１３の入力端 子１２又は１１と、磁界の振幅を指定する装置１６の入力端子１４又は１５とに 接続される。

第２図に示される角位置及び力を遠隔伝達する装置の動作は、同期電動機１及び ２の固定子巻線が逆向きに接続されている場合には、第５図のベクトル線図によ り説明できる。力位率ｎがα１−α。で式（２）に従うように設定されるものと 仮定しよう（第５ａ図）。この場合、角度（（り、、、ΦｓＪは９０°に等しい ので、式（４）の第１の条件に適合する。そこで、式（３）を次のように書き改 めることができる：軸の回転に対する抵抗を無視し且つｎ’−ｎと仮定すれば、 回転子及び固定子の磁界ΦｒｆｎΦ１が成す角度αについて、ｎ’＝ｎのとき、 式（５）から： を得ることができる。これは、指定される不整合Δαが（９０°−α）に等しく 、実際の不整合は（α、−αｉ）であり、比較装置１８（第２図）の出力は（９ ０°−α−α２＋α）に等しい差信号であることを表わす。ｎ’＝ｎを達成する ために得るべき方向Ｏｒｉはα。とじて示される。修正装置２４によって、振幅 ΦＨ１φ１は、角度（Φ８．Φｓｆ）が式（１）に従って新たな均衡に至るまで 増加するが、ただし、角度（Φ目、Φ！＋）＝αである。Ｍ、は一定であり、Ｍ Ｚ＝Ｍｉ特表昭６３−５０３４１４　（９） の均衡は追従同期電動機２の固定子の磁界のΦ′□がより大きくなったときに、 すなわち、式（１）に従ってＭｌが大きくなったときに達成できると仮定する。

このように、当初にくつがえされた均衡ｎ′−ｎ（第５ａ図に示される通り）は 、暫時のうちに均衡状態ｎ′−ｎに回復する。主軸５　（第２図）を静止位置に 保持するためには、オペレータはトルクＭ０を増加させなければならない。

追従同期電動機２の磁界の方向型ｒｆ＋不、が第５ａ図に点線により示されるよ うに配置されたと仮定しよう。追従軸６に加えられる荷重が増加すると、すなわ ち、トルクＭｉが増加すると、追従同期電動機２の軸４は反時計回りに回転され 、不１は同じ線図に実線で示されるような向きとなる。これは、追従同期電動機 ２の回転子と固定子の磁界が成す角度がαがらα１に増加し、その結果、Ｍ、が 式（１）に従って増加したことを表わす。比較装置１８は増大してゆく不整合に 対応する信号を発生するが、この不整合は、同期電動機１及び２の固定子巻線が 電気的に接続されているために、前述の遷移プロセスにより、角度（Ｏｒ＋、Φ ｓｆ）を最終的にはゼロに等しくする結果となり、ただし、このとき、振幅４） 　ｓｉはより大きくなっている。要約すれば、Ｍ、が増加すると、その結果、Ｍ ｌ、従ってＭｏが増加する。すなわち、追従軸６に加えられる力が主軸５に伝達 されたことになる。

トルクＭ、の方向が変化すると、遷移過程の後の磁界の形状は第５ｂ図に示され るように変化する。追従同期電動機２の回転子及び固定子の磁界の当初の形状は 、点線により示される（ベクトル（り、４　、４）、ｆ）ようなものであると仮 定する。

ここで、Ｍｌが減少したと仮定しよう。Ｍ２はＭｉより大きくなる。Φ５８は一 定のままであり、その結果、Ｏｒ　ｉは反時計回りに回転するので、位置向６を とる。前述の理由により、比較装置１８は不整合信号を発生し、修正語？１ｆ２ ４はΦ５□及びΦ１を減少させるが、これは、式（１）に従ったＭｌ及びＭ２の 減少を意味する。追従電動機２の軸４は、角度（不、ｉ。

４）’、ｉ）　＝αとなるまで、トルクＭ、により時計回りに回転される。オペ レータが力位率ｎを増加させたと仮定しよう。スイッチング装置２７は前述のよ うに動作し、不整合信号の極性を決定する回路２９の出力信号が力位率ｎの変化 によって変化したことにより、位置センサ９及び１０の出力端子を切換える。異 なる動作モードにおけるこの構成に関する磁界の形状は第５ｃ図、第５ｄ図、第 ５ｅ図、第５ｆ図に示されている。

第５ｃ図は、オペレータにより発生されるトルクＭ０が減少したとき又は主軸５ が回転したときの同期電動機１及び２の磁界の変化後の形状を示す。同期電動機 １及び２の磁界の当初の形状は第５ｃ図に点線により示されている；これは改ｒ ｚ　＋　Ｏ’＄ｌｌ　ｒ　Ｏ’ｒｉ　＋　Ｏ’ｓｉに関するものである。主軸５ は、同期電動機１の回転子磁界がその位置を不′１．から実線により示されるＯ 　ｒ　＋に変化させるように反時計回りに回転したと仮定される。Ｏｓｘの方向 は当初は同じであるので、角度（ｏｒｇｘ蚤５オ）は小さくなる。比較装置１８ の出力不整合信号は変化し、その結果、主同期電動機１及び追従間Ｍ電動機２の 固定子の磁界は減少する。荷重トルクＭ１は変化しないままであり、トルクＭ２ は減少するので、モーメントＭ、は追従軸６を反時計回りに回転させ、（１）’ ｒｉが実線により示される（１）　ｒｉに対してその位置を変える間、磁界型′ 、及びＯ’、、は正、及び不、□に対してそれぞれ変化する。追従軸６がこの位 置に係止された場合、第５ａ図、第５ｂ図に関して説明したのと同様の遷移過程 の後に均衡が成立し、同期電動機１及び２の磁界の方向は次のようになる：　Ｏ ’ｒｌｌ　＋　ＯＳＩＥ　＋小、、不、。

このようにして、主軸５０角位置は追従軸６に伝達される。

磁界の当初の位置が破線により示される位置であると仮定し、たとえば、トルク Ｍ、が増加することにより、追従軸６が反時計回りに方向に回転すると仮定した 場合、主軸５は前述の遷移過程と同様の遷移過程の後に反時計回りに同じ角度だ け回転すべきであることがわかる。これは、追従軸６から主軸５へ角位置の遠隔 伝達を実行できることを表わし、主同期電動機１の軸３の位置センサ９の信号に 従った同期電動機１及び２の固定子磁界の方向の制御に典型的な全ての遷移過程 は、従来通りの軸５及び６の入れ替えを考慮に入れて、主同期電動機１又は追従 同期電動＠２において位置センサ１０の信号に従って固定子磁界が制御される場 合に起こっても良い。

詳細には、力位率ｎが変化されたとき、その結果として起こるプロセスは同様で あるが、比較装置１８の出力端子における不整合信号の発生又は変化の理由がこ の倍率ｎの変化、従って角度αの変化であることは明白である。しかしながら、 （Φｉ、Φ−＋）＝９０°である第５ｃ図、第５ｄ図、第５ｅ図、第５ｆ図に関 して、倍率が次の関係により重、と蚤□とが成す角度αと関連していることに注 意すべきである：第５ｄ図に示されるようにトルクＭｉの方向が変化したときの 角位置及び力の遠隔伝達のためのシステムにおける遷移プロセスについてここで 考えてみよう。トルクＭ、の方向が逆転され、Ｍ２の方向と一致するようになっ たと仮定すると、磁界の形状は第５０に示されるままである。従って、磁界Ｏｒ 　ｉ及ｕｏｓｉ、ｏ□はトルクＭ２及びＭ、の和により決定される高速で時計回 りに回転し始める。オペレータが主軸５を静止状態に保持した場合、磁界Ｏｒｊ は暫時のうちに蚤、、２と同じ位置をとり（第５ｄ図）、差（α２−α、）に対 応する信号の極性も変化する。不整合信号がその極性を変えると、直ちに、磁界 の方向を指定する装置１３（第２図）は固定子磁界を反転させて、その位置を破 線により指示される位置（不′□。

重’ｓｉ　）から位置歪□＋Ｏｓｉに変化させるが、これは、トルクＭ、及びＭ ２の方向が反転されたことを表わす。オペレータはトルクＭ８の方向の変化を直 ちに感じ、主軸５を静止状態に保持するために、主軸に加えられる力Ｍ０を反転 させなければならない。さらに、不整合信号（α８−αｉ）の極性が逆転される と、指定される不整合を決定する装置１７は、蚤□に関して対称である角位置α 。に関して先に磁界の均衡と、ｎ’−ｎの一致状態が達成されていた角度α′。

の位置（第５ｄ図）を変化させなければならない。その他の全てのプロセスは前 述の通りに起こり、新しい均衡が成立するが、このとき、比較装Ｗ１８（第２図 ）の出力信号はゼロに等しい。

この新たな均衡状態に対応する磁界の形状は第５ｅ図に示されている。モーメン トＭ０が増加した場合、磁界の形状はに説明した通りに繰返される。

同期電動機１及び２の固定子巻線が補助接続状態にあるとき、その固定子磁界の 方向は、従来の通り、第６ａ図、第６ｂ図、第６ｃ図、第６ｄ図、第６ｅ図、第 ６ｆ図及び第７ａ図、第７ｂ図、第７ｃ図、第７ｄ図、第７ｅ図、第７ｆ図に示 されるのと同様であると考えて良い。モーメントＭ、及びＭ２の逆向きの方向を 確保するために、磁界量□及び不１は、同期電動機１及び２の回転子の磁界量、 及びＯｒｉの間にあるかのように配置されなければならない。小、２と蚕、□と が成す角度が前述の理由によって９０°に設定された場合、所望の倍率ｎを従供 するＯ　ｒ　ｉと革□との角度αは式（６）により与えられる。角位置及び力の 遠隔伝達のためのシステムの特定の１つの動作モードに関する磁界の方向は第６ ａ図に示されている。当初の時点における同期電動機１及び２の磁界の方向を蚤 、、不□＋　Ｏｒｉ　＋　Ｏｓ□と示すことにしよう。主軸５が静止状態に保持 されると仮定すると、荷重モーメントＭ、は減少し、Ｏ’ｒ＋は反時計回りに回 転して、不□の位置をとる。

この場合、モーメントＭ２は減少する。比較回路１８の出力端子における不整合 信号はＯｒ　ｉの向きと、実際の角度α。とが成す角度に対応する。これは？５ □及び蚕□を減少させ、その結果、モーメントＭ、を減少させる。角度（正６． Φ□）は、同期電動機１及び２の固定子磁界の振幅Ｏ’ｓｔ及び小′１が蚤５． 及び蚤□の初期値より小さい状態で磁界の当初の方向が回復されるまで増加する 。モーメントＭ、が増加し始めたときにも同様のプロセスが起こる。次に、Ｏｒ 　＋は回転して、角度（（り、ｉαＬｉ）を第６ｂ図に示されるように増加させ る。

この場合、トルクＭ０及びＭ、の方向は第６ｂ図に示される方向とは逆でると考 えられる。くつがえされた均衡を回復するために、蚤、□及び不よｉが増加され 、追従同期電動機２の軸は作力Ｍ　ｚ　＞　Ｍ　＋により回転されて、角度（Φ １１．Φｓｉ）を減少させ、その結果、モーメントＭ２を減少させる。不、□及 びＯｓ　４のより大きな値で新たな均衡が得られる。このようにして、力は主軸 ５に伝達される。

２つの式（４）のうち第２の式を満足するようにオペレータが力位率ｎを上げる と、磁界の方向を指定する装置１３は、巻線に電流を発生する装置２２を介して 、小、□及び不１の方向をφ１．の方向に対して垂直にする。第６Ｃ図、第６ｄ 図、第６ｅ図、第６ｆ図に示される磁界形状を有する装置において、先に第５ｃ 図、第５ｄ図、第５ｅ図、第５ｆ図に示したプロセスと同様のプロセスが起こる 。第６ｄ図にのみ小さな差異が認められるであろうが、この場合には、Ｏｒｘが 静止位置にあるとき、不ｒ２及びｄｐ　ｒ６の方向は、小１．が第５ｃ図に示さ れる状態から第５ｄ図に示される状態に変化するために必要な角度より大きな角 度だけ回転した後に整合される。

ここで提案される角位置及び力を遠隔伝達するための装置は、一方の同期電動機 １又は２の固定子と回転子の磁界が成す角度が常に式（６）又は（７）に従って 角度αに等しくなるように確保することができると共に、他方の同期電動機１又 は２の固定子と回転子が成す角度を、比較装置１８の出力信号を修正装置２４に おいて変換することにより、常に９０゜と等しくなるように保持することができ る。この場合を図示する、同期電動機１及び２の回転子及び固定子の磁界の方向 のベクトル線図は第７ａ図、第７ｂ図、第７ｃ図、第７ｄ図、第７ｅ図、第７ｆ 図に示されている。この場合、遠隔伝達システムは第６ａ図、第６ｂ図、第６ｃ 図、第６ｄ図、第６ｅ図、第６ｆ図に示されるのと同様に動作し、磁界の１つの 方向から他の方向への変化の連続も同様である。この場合、第７図において第６ 図と同じ同期電動機１及び２が使用されると、Ｏｒｊ　＋　Ｏ＊ｚとＯｒｉ　＋ 　Ｏｘｉとの角度は均衡状態で第６図と比較してその位置を変えるので、倍率は 逆の値に等しいことは明白である。

第５ａ図、第５ｂ図、第５ｃ図、第５ｄ図、第５ｅ図、第５ｆ図に示されるベク トル線図は、一実施例が第３図に示されている遠隔伝達装置を表わす。当該装置 のこの実施例は次のように動作する。

不整合信号の極性を決定する回路３１は、比較要素３２の出力端子において正信 号が得られたときは「−１」に対応する出力信号を発生し、これに対して、前記 比較要素３２の出力端子において負信号が得られたときは「＋ｌ」に対応する出 力信号を発生する。−９０°又は＋９０°に対応する信号は乗算器３４の出力端 子からそれぞれ供給されて、加算器３５において、スイッチング装置２７の出力 信号に加算される。第５ａ図、第５ｂ図の場合、位置センサ９の信号が加算器３ ５の入力端子に供給されるが、第５ｃ図、第５ｄ図、第５ｅ図、第５ｆ図の場合 は、供給されるのは位置センサ１゜の信号である。信号は、力位率ｎを比Ｍｐ、 ／Ｍ□と比較する極性を決定する回路２９の信号に従って、前述のようにスイッ チング装置２７により切換えられる。

加算器３５の出力信号は同期電動機１及び２の固定子磁界の方向を決定する。こ の信号が角度コードであるが又はコードからアナログ信号に変換される場合、第 ３図に示される構造の装置２２が使用される。この信号は永久的な記憶装置４２ のアドレス入力端子に印加されるが、この記憶装置では、同期電動機１及び２の ３つの巻線全てに関して、供給パルスの持続時間及び極性のコードが得られる。

これらのコードは、永久的な記憶装置４２のアドレス入力端子に供給されるコー ドにより指定される角度に従って、同期電動機１及び２の固定子の磁界の方向を 確保するために使用されることができる。

パルス持続時間コードは、これらのコードを変換器４４の入力端子４３に印加す ることにより、永久的な記憶装置４２がら減算カウンタ４５へ取出される（図面 では、簡潔にするために１つのカウンタのみが示されている）。これらのコード の供給周波数は不変である。コードは、発生器６６の周波数を分割する分周器６ ７の出力端子からパルスが変換器４４の入力端子６８に供給されるのに従って入 力される。コードが記録された後、電動機巻線に対する供給パルスを開始するた めに、カウンタ４５の反転借り出力端子に論理値「１」が発生される。論理ＡＮ Ｄ素子４６の入力端子４８にも論理値「１」が発生されて、ダウンカウンタ６３ の借り　（ボロー）出力端子からカウンタ４５の減算入力端子４７ヘパルスを通 過させることが可能になる。これらのパルスの周波数は、モジュラス（絶対値） を決定する回路６１から減算カウンタ６３のセット入力端子６２に供給される制 御信号の絶対値コードに反比例する。パルスの繰返し周期は、発生器６６のパル ス間隔に制御信号の絶対値コードを乗じたものに等しい。

これは、このコードが減算カウンタ４５の借り出力端子におけるパルスの持続時 間に比例することを意味する。カウンタ４５の全ての桁がゼロとなったとき、こ れらの借り出力端子にはパルスは発生されなくなる。この時点で、カウンタ４５ の借り出力端子には論理値ゼロの信号が発生され、この論理値ゼロの信号は、パ ルスが減算カウンタ６３の借り出力端子から論理ＡＮＤ素子４６を介してカウン タ４５の減算入力端子４７に到達するのを阻止する。極性決定回路６０の出力端 子からスイッチング装置５０の入力端子５９に印加される制御信号は、パルスが 変換器４４の出力端子から論理ＡＮＤ素子５１又は論理ＡＮＤ素子５２を介して 供給されるのを可能にする。巻線は、極性セット入力端子５８に印加される信号 に従って、スイッチ５５又は５６により電源５７の一方又は他方の極に持続され る。排他的ＯＲ素子５３は、回路６０の出力信号に従って、巻線供給パルスの極 性を反転させる。

異なる態様で構成されていても良い修正装置２４の出力端子に出力信号が発生さ れる。この修正装置２４は比較装置１８の出力端子から取出された不整合信号を 処理するが、位置センサ９又は１０の信号は、スイッチング装置２７の位置に応 じて、前記装置１８の減算入力端子に印加される。スイッチング装置２７の異な る出力端子から加算器３５及び比較装置１８の入力端子に信号が印加されること を指摘しておくべきである。

回路３８により発生される不整合信号の極性に従って、指定される不整合を決定 する装置１゛ｌは加算器３９を使用して、磁界の振幅を指定する装置１６の情報 入力端子１４に印加される一方の位置センサ９又は１０の信号に、＋（９０”　 −α）又は−（９０°〜α）の角度に対応する信号を加算する。乗算器３７にお いて、変換器３６により数量ｎに応じて式（６）又は（７）に従って計算された 角度αに対応する信号に、不整合信号の極性に応じて、「＋１」又は「−１」に 対応する信号が乗じられ、加算器３９の一方の入力端子に供給される。

このようにして、同期電動機１及び２の固定子の磁界は第５ａ図、第５ｂ図、第 ５ｃ図、第５ｅ図、第５ｆ図に示されるように制御部される。

第６図及び第７図に磁界ベクトル線図が示されているような、角位置及び力を遠 隔伝達する装置を実現するためには、同期電動機１及び２の固定子巻線は補助接 続状態になければならない。この場合、指定される不整合を決定する装置１７に 加算器６９　（第４図）が挿入される。この加算器６９は、均衡状態において小 、と不ｒｉとが成す角度が第３図に示される実施例のように（９０°−α）と等 しくなるのではなく、（９０°＋α）と等しくなるように確保するために、一方 の同期電動機１又は２の回転子と固定子の磁界が成す前記の角度αに９０°の角 度を加算する。力位率変換器３６の出力信号は乗算器３４のセント入力端子に印 加されるので、磁界は第７ａ図、第７ｂ図、第７ｃ図、第７ｄ図、第７ｅ図、第 ７ｆ図に示されるような向きとなる。第６ａ図、第６ｂ図、第６ｃ図、第６ｄ図 、第６ｅ図、第６ｆ図に示されるベクトル線図を実現するために、第３図で説明 したように、乗算器３４のセント入力端子に９０°の角度に対応する信号が印加 される。この変形実施例は第４図には示されていない。

第４図の実施例は、不整合信号の極性を決定する回路７゜が磁界の方向を指定す る装置１３と、装置１７とにより共有されているという点で独特のものである。

まず、積分器７１の出力信号と、比較装置１８の出力信号とがゼロであると仮定 しよう。この段階では、ゼロ信号は巻線に電流を発生する装置２２の制御入力端 子に供給される。

比較装置１８の出力端子に何らかの信号が発生されると、比較回路７４は信号を 発生し、その信号の絶対値コードは回路６１　（第３図）を介して減算カウンタ ６３に供給される。装置２２が第３図に示される構造であるとき、この信号の極 性は無視される。同時に、積分器７１（第４図）の出力信号は大きくなり、比較 装置１８の出力信号の極性が逆転されると、出力信号は減少し始める。遷移過程 が終了した後、比較装置１８の出力はゼロに等しくなり、一方、同期電動機１及 び２の固定子の磁界の振幅は積分器７１の出力信号の絶対値の制御の支配を受け たままである。第５ａ図に示される、同期電動機２の回転子と固定子の磁界が成 す角度がモーメントＭ。

の増大によって増加し始めた場合、乗算器７３の出力信号は主軸５及び追従軸６ の不整合信号と同じ極性をとるようになり、すなわち、比較回路７４の出力信号 並びにモーメントＭ２は増加する。同期電動機１及び２の軸は、比較装置１８の 出力信号がゼロである位置へ戻る。モーメン）Ｍｉが減少した場合、乗算器７３ の出力信号の極性は変化しないままであるが、比較装置１８の出力信号の極性は 逆転される。その結果、修正装置２４の出力信号は減少して、モーメントＭ、及 びＭ２を減少させ、均衡が回復される。これを表示するものは比較装置１８のゼ ロ出力である。

上のＩ　Ｏ碌 ここに提案した、主軸と追従軸との間の角位置及び力を遠隔伝達する装置はマス ター・スレーブマニプレークに有効に使用されることができる。

Ｆｌｕ、　、３ ＼ｔ 国際調査報告 ”””””ＰＣＴ１５１Ｊ　８７１０００５Ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．主同期機及び追従同期機（１，２）を具備し、それらの軸（３，４）は主軸 及び追従軸（５，６）にそれぞれ結合されると共に、主同期機及び追従同期機の 固定子磁界の方向を指定する装置（１３）の入力端子（１１，１２）と、主同期 機及び追従同期機の固定子磁界の振幅を指定する装置（１６）の情報入力端子（ １５，１４）とに電気的に接続される位置センサ（９，１０）を有し、主同期機 及び追従同期機の固定子磁界の振幅を指定する装置の出力端子は主同期機及び追 従同期機の巻線に電流を発生する装置（２２）の制御入力端子（２１）に電気的 に接続され、主同期機及び追従同期機の巻線に電流を発生する装置のセット入力 端子（２３）は主同期機及び追従同期機の固定子磁界の方向を指定する装置（１ ３）の出力端子に接続され、その出力端子は主同期機及び追従同期機（１，２） の電気的に結合されたそれぞれの巻線に接続される、主軸と追従軸との間の角位 置及び力を遠隔伝達する装置において、主同期機及び追従同期機の固定子磁界の 振幅を指定する装置（１６）は、主同期機（１）の軸（３）に伝達される力の倍 率（ｎ）に対応する信号を受信するセット入力端子（２０）と、主同期機及び追 従同期機の固定子磁界の振幅を指定する装置（１６）の情報入力端子（１４，１ ５）である情報入力端子とを有し、主同期機及び追従同期機の軸間の指定される 不整合を決定される装置（１７）と、情報入力端子が主同期機及び追従同期機の 軸の指定される不整合を決定する装置（１７）の情報入力端子に接続されており 、セット入力端子（１９）が主同期機及び追従同期機の軸の指定される不整合を 決定する装置（１７）の出力端子に接続され、出力端子が主同期機及び追従同期 機の固定子磁界の振幅を指定する装置（１６）の出力端子である比較装置（１８ ）とを具備することを特徴とする遠隔伝達装置。 ２．入力端子が主同期機及び追従同期機の固定子磁界の振幅を指定する装置（１ ６）の出力端子に接続されており、出力端子が主同期機及び追従同期機の巻線に 電流を発生する装置（２２）の制御入力端子（１２）に接続される修正装置（２ ４）を具備することを特徴とする請求の範囲第１項記載の遠隔伝達装置。 ３．情報入力端子（２５，２６）が主同期機及び追従同期機の軸の位置センサ（ ９，１０）に接続されているスイッチング装置（２７）と、一方の入力端子が主 同期機及び追従同期機の軸間の指定される不整合を決定する装置（１７）のセッ ト入力端子（２０）に接続されており、他方の入力端子（３０）が追従同期機及 び主同期機（２，１）の始動モーメントの比（Ｍｐｉ／Ｍｐｚ）に対応する信号 を受信し、出力端子がスイッチング装置（２７）の制御入力端子（２８）に接続 され、不整合信号の極性を決定する回路（２９）とを具備し、スイッチング装置 （２７）の出力端子は主同期機及び追従同期機の固定子磁界の方向を指定する装 置（１３）の入力端子（１１，１２）と、主同期機及び追従同期機の固定子磁界 の振幅を指定する装置（１６）の情報入力端子（１５，１４）とに接続されるこ とを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載の遠隔伝達装置。 ４．主同期機及び追従同期機の固定子磁界の方向を指定する装置（１３）は、入 力端子が主同期機及び追従同期機の固定子磁界の方向を指定する装置（１３）の 入力端子であり、主同期機及び追従同期機の軸の不整合信号の極性を決定する回 路（３１）と、主同期機及び追従同期機（１，２）の回転子と固定子の磁界が成 す角度に対応する信号を受信するセット入力端子を有する乗算器（３４）と、一 方の入力端子が乗算器（３４）の出力端子に接続され、他方の入力端子が主同期 機及び追従同期機の軸の不整合信号の極性を決定する回路（３１）の一方の入力 端子に接続され、出力端子が主同期機及び追従同期機の固定子磁界の方向を指定 する装置（１３）の出力端子として機能する加算器（３５）とが直列に接続され たものを具備することを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載の遠隔伝達 装置。 ５．主同期機及び追従同期機の軸間の指定される不整合を決定する装置（１７） は、力倍率を主同期機又は追従同期機の回転子と固定子の磁界が成す角度に変換 する変換器（３６）と、第１の入力端子が力倍率を主同期機及び追従同期機の回 転子と固定子の磁界が成す角度に変換する変換器（３６）の出力端子に電気的に 接続されている乗算器（３７）と、出力端子が乗算器（３７）の第２の入力端子 に接続され、主同期機及び追従同期機の軸の不整合信号の極性を決定する回路（ ３８）と、一方の入力端子が乗算器（３７）の出力端子に接続されており、他方 の入力端子が、主同期機及び追従同期機の軸の指定される不整合を決定する装置 （１７）の情報入力端子であり、且つ主同期機及び追従同期機の軸間の不整合信 号の極性を決定する回路（３８）の入力端子の一方に接続され、出力端子が主同 期機及び追従同期機の軸の指定される不整合を決定する装置（１７）の出力端子 としてある加算器（３９）とを具備することを特徴とする請求の範囲第２項記載 の遠隔伝達装置。 ６．主同期機及び追従同期機の軸の指定される不整合を決定する装置（１７）は 、力倍率を主同期機又は追従同期機の回転子と固定子の磁界が成す角度に変換す る変換器（３６）と、第１の入力端子が力倍率を主同期機又は追従同期機の回転 子と固定子の磁界が成す角度に変換する変換器（３６）の出力端子に電気的に接 続されている乗算器（３７）と、出力端子が乗算器（３７）の第２の入力端子に 接続され、主同期機及び追従同期機の軸の不整合信号の極性を決定する回路（３ ８）と、一方の入力端子が乗算器（３７）の出力端子に接続されており、他方の 入力端子が、主同期機及び追従同期機の軸の指定される不整合を決定する装置（ １７）の情報入力端子であり、主同期機及び追従同期機の軸の不整合信号の極性 を決定する回路（３８）の入力端子の一方に接続され、出力端子が主同期機及び 追従同期機の軸の指定される不整合を決定する装置（１７）の出力端子である加 算器（３９）とを具備することを特徴とする請求の範囲第３項記載の遠隔伝達装 置。 ７．主同期機及び追従同期機の軸の指定される不整合を決定する装置（１７）は 、力倍率を主同期機又は追従同期機の回転子と固定子の磁界が成す角度に変換す る変換器（３６）と、第１の入力端子が力倍率を主同期機又は追従同期機の回転 子と固定子の磁界が成す角度に変換する変換器（３６）の出力端子に電気的に接 続されている乗算器（３７）と、出力端子が乗算器（３７）の第２の入力端子に 接続されて、主同期機及び追従同期機の軸の不整合信号の極性を決定する回路（ ３８）と、一方の入力端子が乗算器（３７）の出力端子に接続されており、他方 の入力端子が、主同期機及び追従同期機の軸の指定される不整合を決定する装置 （１７）の情報入力端子であり、主同期機及び追従同期機の軸の不整合信号の極 性を決定する回路（３８）の入力端子に接続され、出力端子が主同期機及び追従 同期機の軸の指定される不整合を決定する装置（１７）の出力端子である加算器 （３９）とを具備することを特徴とする請求の範囲第４項記載の遠隔伝達装置。 ８．主同期機及び追従同期機の軸の指定される不整合を決定する装置（１７）は 、一方の入力端子が力倍率を主同期機又は追従同期機の回転子と固定子の磁界が 成す角度に変換する変換器（３６）の出力端子に接続されており、他方の入力端 子が主同期機又は追従同期機（１，２）の固定子の磁界の９０°の角度に対応す る信号を受信し、出力端子が乗算器（３７）の第１の入力端子に接続される加算 器（６９）をさらに具備することを特徴とする請求の範囲第５項又は第６項又は 第７項に記載の遠隔伝達装置。 ９．修正装置（２４）は、積分器（７１）と、入力端子が積分器（７１）の出力 端子に接続され、且つ信号の絶対値を決定する回路（７２）と、第１の入力端子 が信号の絶対値を決定する回路（７２）の出力端子に接続され、第２の入力端子 が主同期機及び追従同期機（１，２）の軸（３，４）の不整合信号の極性に対応 する信号を受信する乗算器（７３）と、第１の入力端子が乗算器（７３）の出力 端子に接続され、第２の入力端子が積分器（７１）の入力端子に接続され、それ らの接続点が修正装置（２４）の入力端子となっている比較回路（７４）で、該 比較回路（７４）の出力端子は修正装置（２４）の出力端子であるものとを具備 することを特徴とする請求の範囲第２項記載の遠隔伝達装置。 １０．修正装置（２４）は、積分器（７１）と、入力端子が積分器（７１）の出 力端子に接続されて、信号の絶対値を決定する回路（７２）と、第１の入力端子 が信号の絶対値を決定する回路（７２）の出力端子に接続され、第２の入力端子 が主同期機及び追従同期機（１，２）の軸（３，４）の不整合信号の極性に対応 する信号を受信する乗算器（７３）と、第１の入力端子が乗算器（７３）の出力 端子に接続され、第２の入力端子が積分器（７１）の入力端子に接続され、それ らの接続点は修正装置（２４）の入力端子となっている比較回路（７４）で、比 較回路（７４）の出力端子は修正装置（２４）の出力端子であるものとを具備す ることを特徴とする請求の範囲第４項記載の遠隔伝達装置。 １１．修正装置（２４）の乗算器（７３）の第２の入力端子は、主同期機及び追 従同期機の固定子の磁界の方向を指定する装置（１３）の主同期機及び追従同期 機の軸の不整合信号の極性を決定する回路（３４）の出力端子に接続されること を特徴とする請求の範囲第１０項記載の遠隔伝達装置。 １２．修正装置（２４）は、積分器（７１）と、入力端子が積分器（７１）の出 力端子に接続されて、信号の絶対値を決定する回路（７２）と、第１の入力端子 が信号の絶対値を決定する回路（７２）の出力端子に接続され、第２の入力端子 が主同期機及び追従同期機（１，２）の軸（３，４）の不整合信号の極性に対応 する信号を受信する乗算器（７３）と、第１の入力端子が乗算器（７３）の出力 端子に接続され、第２の入力端子が積分器（７１）の入力端子に接続され、それ らの接続点が修正装置（２４）の入力端子となっている比較回路（７４）で、比 較回路（７４）の出力端子が修正装置（２４）の出力端子であるものとを具備す ることを特徴とする請求の範囲第５項記載の遠隔伝達装置。 １３．修正装置（２４）の乗算器（７３）の第２の入力端子は、主同期機及び追 従同期機の軸の指定される不整合を決定する装置（１７）の主同期機及び追従同 期機の軸の不整合信号の極性を決定する回路（３８）の出力端子に接続されるこ とを特徴とする請求の範囲第１２項記載の遠隔伝達装置。