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    • 专利摘要:

    公开号:WO1991004602A1
    申请号:PCT/JP1990/001188
    申请日:1990-09-17
    公开日:1991-04-04
    发明作者:Itsuki Bahn
    申请人:Kabushikigaisya Sekogiken；
    IPC主号:H02K29-00
    专利说明:
    [0001] 明 糸田
    [0002] 3 相 リ ラ ク タ ン ス 型電動機 技術分野
    [0003] 本発 明 は 、 従来の 直流電動機及 び ィ ン バ 一 夕 付の 誘導 電動機 に 代替 す る 駆動源 と し て利 用 さ れ 、 特 に径が小 さ い 出 力 ト ル ク の小 さ い場合若 し く は細長型 で 出 力が大 き く 、 振動が少 な い も のが必要 な場合 に 利 用 さ れ る 3 相 リ ラ ク タ ン ス 型電動機 に 関 す る 。 背景技術
    [0004] リ ラ ク タ ン ス 型 の電動機 は周知 の技術 で あ り 、 大 き い 出 力 ト ル ク が得 ら れ る が、 回転速度が著 し く 小 さ い た め に 、 一部 で 負 荷の 直接 ド ラ イ ブ装置 と し て 、 ロ ボ ッ ト の ア ー ム に 利 用 さ れ た例 が あ る が、 現在市販実用 化 さ れ て い る も の は な い 。
    [0005] 小型 の ス テ ツ ビ ン グ電動機 と し て少 し 禾 IJ 用 さ れ て い る 程度 で 、 広 い 用 途 は未 だ 開発 さ れて い な い 。 発 明 の 開示
    [0006] 本発 明 の 、 第 1 の課題 と し て 、 リ ラ ク タ ン ス型の電動 機 は 、 機械振動 と そ れ に よ る 騒音の 発生が大 き い 問題点 が あ る 。 こ の詳細 に つ い て は後述 す る 。
    [0007] 第 2 の 課題 と し て 、 リ ラ ク タ ン ス 型の電動機 は 、 回転 子の 突極 と 界磁 と な る 磁極間 が磁路 と し て互 い に短絡状 態 （ 突極 と 磁極の空隙が小 さ い た め ） に近 い の で 、 回 転 ト ル ク を 発生す べ き 突極 、 磁極間 の磁束が、 他の磁極、 突極 に 流入 し て 、 反 ト ル ク を発生す る 。 従 っ て 出 力 ト ル ク を減少 し 、 ま た 、 効率 も 減少す る 問題点が あ る 。
    [0008] 第 3 の課題 と し て 、 リ ラ ク タ ン ス半導体電動機は 、 一 般 の整流子電動機の よ う に相数を 多 く で き な い。 こ れ は 、 各相 の半導体 回路の価格が高 い た め に実用 性が失わ れ る カゝ ら で あ る 。
    [0009] 従 っ て 、 各磁極 の蓄積磁気エ ネ ル ギ は大 き く な り 、 そ の放 出 と 蓄積 に 時間 がかカゝ り 、 高 ト ル ク と な る が高速 と な ら な い 問題点が あ る 。
    [0010] 第 4 の 課題 と し て 、 突極数が多 く な る の で、 径の小 さ い小 出 力 の リ ラ ク タ ン ス 型の電動機を構成す る こ と が困 難 と な る 問題点が あ る 。
    [0011] そ こ で 、 本発 明 は 、 運転 中 の機械振動 と 騒音の発生が 防止 さ れ、 高速 、 高 ト ル ク で小型 な 3 層 リ ラ ク タ ン ス型 電動機 を提供す る こ と を 目 的 と す る 。
    [0012] 本発 明 は 、 外筐 に外周面が固 定 さ れた 固定電機子 と 、 外筐 の 両側部 に設 け た軸受 に よ り 回動 自 在 に支持 さ れた 回 転軸 と 、 該 回転軸 に 固 定 さ れた磁性体回転子 と 、 該磁 性体 回 転子の外周 面 に突 出 さ れ る と 共 に 、 幅が電気角 で 1 8 0 度 で等 し い ピ ッ チ で配設 さ れ、 等 し い高 さ の 8 個 の 突極 と 、 該 固 定電機子の 内周面 よ り 突出 さ れ、 幅が電 気角 で 1 8 0 度 で 、 同 じ 角 度 だ け離間 し て配設 さ れ る と 共 に 、 端部が僅か な空 隙 を 介 し て該突極 に 対 向 す る 2 個 1 組の 第 1 の相 の磁極 と 、 該第 1 の相 の 磁極 と 同 じ 構成 で 、 該第 1 の相 の 磁極 よ り 順次 に機械角 で 1 2 0 度離 間 し て 設 け ら れ た 第 2 ， 第 3 の相 の 磁極 と 、 該磁性体 回転 子の突極 の 位置 を位置検知素子 に よ り 検知 し て 、 電気角 で 1 2 0 度 の 幅 で互 い に 隣接す る と 共 に 、 第 1 の相 の矩 形波 の第 1 の位置検知信号 な ら び に第 2 ， 第 3 の相 の第 2 ， 第 3 の 同 形 の位置検知信号 を得 る 位置検知装置 と 、 該第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の磁極 に それ ぞれ捲着 さ れ た 第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の励磁 コ イ ル と 、 該第 1 ， 第 2 , 第 3 の相 の励磁 コ イ ルの 両端 に接続 さ れ た ス イ ッ チ ン グ素 子 と 、 該 ス イ ッ チ ン グ素子 と 対応す る 該励磁 コ イ ルの 直 列 接 続 体 の そ れ ぞ れ に 逆 接続 さ れ た 第 1 の ダ イ ォ ー ド と 、 該第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の励磁 コ イ ル に 対応す る 該 ス イ ッ チ ン グ素子 を そ れぞれ該第 1 ， 第 2 ， 第 3 の位置 検知信号 の 幅 だ け導通 し て該励磁 コ イ ル に 直流電源 よ り 通電 し て駆動 ト ル ク を 発生せ し め る 通電制御 回路 と 、 該 位置検知素子の 位置 を調整 し て 、 各相 の該励磁 コ イ ルの 通電 に よ る 出 力 ト ル ク が最大 で平坦 と な る よ う に該 固 定 電機子側 に 固定 す る 手段 と 、 該直流電源側 に順方 向 に揷 入 さ れ た 逆流 防止 用 の第 2 の ダイ オ ー ド に よ り 、 隣接す る 該位置検知信号 の境界部 に お い て 、 前段 の該励磁 コ ィ ル に 蓄積 さ れ た 磁気エ ネ ル ギ を 次段 の該励磁 コ イ ル の蓄 積磁気 エ ネ ル ギ に急速 に転換 し て 、 該各 々 の励磁 コ イ ル の通電初期 の立上 り 部 に よ る 減 ト ル ク と 末期 の 降下部 の 延長 に よ る 反 ト ル ク の 発生 を最少値 に保持す る 手段 と 、 よ り 構成 さ れ た こ と を特徴 と す る 3 相 片波通電の 3 相 リ ラ ク タ ン ス 型電動機で あ る 。
    [0013] さ ら に 、 本発 明 は 、 両側 に側板 を備 え た外筐 と 、 各側 板 の 中央部 に設 け た軸受 に よ り 回動 自 在 に支持 さ れた 回 転軸 と 、 該 回転軸 に 固 定 さ れ た磁性体 回転子 と 、 該磁性 体 回 転 子 の 外 周 面 に 突 出 さ れ る と 共 に 、 幅 が電 気 角 で 1 8 0 度 で等 し レ、 ピ ッ チ で配設 さ れ、 等 し い高 さ の 8 個 の突極 と 、 該外筐 に外周部が固 定 し て順次 に並置 さ れ た 第 1 ， 第 2 ， 第 3 の 固 定電機子 と 、 該第 1 の 固 定電機子 の 内 周面 よ り 突 出 さ れ、 幅が電気角 で 1 8 0 度で 、 同 じ 角 度 だ け離 間 し て配設 さ れる と 共 に 、 端部が僅かな空隙 を 介 し て突極 に対 向 す る 該第 1 の 固定電機子の 2 個 1 組 の第 1 の相 の磁極 と 、 該該第 1 の 固 定電機子の第 1 の相 の磁極 と 同 じ 構成 で 、 該該第 1 の 固定電機子の第 1 の相 の磁極 よ り 順次 に機械角 で 1 2 0 度離 間 し て設 け ら れ た 該 第 1 の 固 定電機 子 の 第 2 ， 第 3 の 相 の 磁極 と 、 該第 3 の 固 定電機子の 内周面 よ り 突 出 さ れ 、 該第 1 の 固 定電 機子の各磁極 と 同 位相 の位置で 同 じ 構成の該第 3 の 固 定 電機子の 第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の磁極 と 、 該第 2 の 固 定 電機子の 内 周面 よ り 突出 さ れ、 該第 1 の 固 定電機子の各 磁極 と 同 じ 構成 で 、 位相 が機械角 で 1 8 0 度ずれて配設 さ れ、 回転軸方 向 の 幅がほ ぼ 2 倍の該第 2 の 固定電機子 の 第 1 ， 第 2 ， 第 3 の 相 の 磁極 と 、 該第 1 ， 第 2 ， 第 3 の 固 定電機子 の そ れぞれの該第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の 磁 極 に 捲 着 さ れ た 第 1 , 第 2 ， 第 3 の 相 の 励 磁 コ イ ル と 、 該磁性体 回 転子の突極の位置 を位置検知素子 に よ り 検知 し て 、 電気角 で 1 2 0 度 の 幅 で互 い に 隣接す る と 共 に 、 第 1 の相 の矩形波 の第 1 の位置検知信号 な ら び に 第 2 ， 第 3 の 相 の第 2 ， 第 3 の 同 形 の位置検知信号 を得 る 位置検知装置 と 、 該第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の該各 々 の励 磁 コ イ ル の 両端 に 接続 さ れ た ス イ ッ チ ン グ素子 と 、 該ス ィ ツ チ ン グ素子 と 対応す る 該励磁 コ イ ルの 直列接続体の そ れ ぞれ に 逆接続 さ れ た 第 1 の ダイ ォ 一 ド と 、 該第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の励磁 コ イ ル に 対応す る 該 ス イ ッ チ ン グ 素子 を そ れ ぞれ該第 1 ， 第 2 ， 第 3 の位置検知信号 の 幅 だ け導通 し て 該励磁 コ イ ル に 直流電源 よ り 通電 し て駆動 ト ル ク を 発生せ し め る 通電制御 回路 と 、 該位置検知素子 の位置 を 調整 し て 、 各相 の該励磁 コ イ ルの通電 に よ る 出 力 ト ル ク が最大 で平坦 と な る よ う に 該 固 定電機子側 に 固 定 す る 手段 と 、 該直流電源側 に順方 向に揷入 さ れ た逆流 防止 用 の第 2 の ダイ オ ー ド に よ り 、 隣接す る 該位置検知 信号 の境界部 に お い て 、 前段の該励磁 コ イ ル に 蓄積 さ れ た 磁気 エ ネ ル ギ を 次段の該励磁 コ イ ルの蓄積磁気エ ネ ル ギ に急速 に 転換 し て 、 各 々 の該励磁 コ イ ル の通電初期 の 仕立上 り 部 に よ る 減 ト ル ク と 末期 の 降下部の 延長 に よ る 反 ト ル ク の 発生 を最少値 に保持す る 手段 と 、 該第 1 ， 第 3 の 固 定電機子 の該磁極 と 該突極 間 の径方 向 の磁気吸 引 力 の 和 と 、 該第 2 の 固 定電機子の該磁極 と 該突極 間 の径 方 向 の磁気 吸 引 力 が互 い に反対方 向 で所定 の差 を保持せ し め る 手段 と 、
    [0014] よ り 構成 さ れ た こ と を特徴 と す る 3 相 リ ラ ク タ ン ス型 電動機 で あ る 。
    [0015] 本発明 に よ れ ば 、 小 出 力 （ 出 力が 5 0 ワ ッ ト 以下位 ） の電動機の場合 に は 、 磁極 と 突極数を周知 の も の よ り 少 な い 数 と す る こ と に よ り 、 径 の 小 さ い 電動 機 が得 ら れ る 。 出 力 が大 き い場合 に は 、 細長型 と し 、 第 9 図 に示す 実施例 の よ う に 、 3 個 の電動機 を組合せ て使用 す る こ と に よ り 第 1 の課題 と 第 4 の課題 を解決す る 作用 が あ る 。
    [0016] さ ら に 、 詳説す る と 、 本発明装置の作用 は 、 出 力 ト ル ク に 関係の な い径方向 の磁極 と 突極間 の磁気吸引 力 に よ る 機械振動 の 発生 を抑止 し た こ と で あ る 。
    [0017] 一般の手段 に よ る と 、 同相 の磁極を 回転軸 に 関 し て対 称の位置 に配設 し て 、 上記 し た磁気吸 引 力を打消 す手段 が採用 さ れ て い る 。
    [0018] し カゝ し 、 磁極 と 突極 の 空 隙長が 0 . 1 〜 0 . 2 ミ リ メ ー ト ル位 な の で 、 量産的 に 、 空隙長が ア ン ノ ラ ン ス と な り 機械振動 の 発生 は避 け ら れな い。
    [0019] 本発明装置で は 、 磁気吸引 力 を打消 す こ と な く 、 回転 子が常 に一方 向 の磁気吸引 力 を受 け る よ う に構成 し て 、 機械振動 を 減少せ し め て い る 。
    [0020] ま た 、 同 時 に かかる 手段 に よ り 、 磁極 と 突極数が周知 の も の よ り 少 な い数 と な る の で 、 小 出 力 、 小型の電動機 が構成 で き る 作用 が あ る 。
    [0021] 大 き い 出 力 の場合 に は 、 磁気吸 引 力が、 軸受 を押圧 し て 、 耐 用 時 間 を減少せ し め る 不都合が あ る 。
    [0022] 3 ネ目 リ ラ ク タ ン ス の電動機 3 組 を 同 一筐体 に 収納 し 、 中央部の 1 個 と そ の 両側 の 2 個 の リ ラ ク タ ン ス 電動機 の 上記 し た 磁気吸 引 力 （ 怪方 向 の も の ） を互 い に反対方 向 と し て ノ ' ラ ン ス し て所定 の 吸 引 力 を残存せ し め る こ と に よ り 、 上記 し た 不都合 を 除去 し て い る 。
    [0023] 各相 の 磁極 を 2 個 1 組 と し 、 そ れ ぞれ を N , S 磁極 に 励磁す る こ と に よ り 第 2 の課題 を解決 し て い る 。
    [0024] 印カロ 直流電源 に 、 順方 向 に 、 逆流 防止 用 ダ イ オ ー ド を 揷入 す る こ と に よ り 、 励磁 コ イ ル の通電が断 た れ た と き に 、 そ の蓄積磁気エ ネ ル ギ を電源側 に還流す る こ と を上 記 し た ダ イ オ ー ド に よ り 阻止 し 、 次 に通電 す べ き 励磁 コ ィ ル に 流 入 せ し め て 、 磁気 エ ネ ル ギ の 蓄積 を 行 っ て い る 。
    [0025] 従 っ て 、 励磁電流 の 降下 と 立上 り は急速 と な り 、 反 ト ル ク と 減 ト ル ク の 発生が防止 さ れ 、 高効率の電動機 と す る こ と 力 Sで き る 。
    [0026] 従 っ て 、 第 3 の課題が解決 さ れ る 。
    [0027] 本発 明 は 、 こ の た め以下の効果を奏す る 。
    [0028] 運転 中 の機械振動 と 騒音の発生が防止 さ れ る 。 ま た 、 小 出 力 の 電 動 機 の 場 合 に は 、 突 極 数 が 8 個 と な り 、 小 型 ， 小径 の 電動機の得 ら れ る 効果が あ る 。
    [0029] さ ら に 、 回転速度 は逆起電力 に打 ち 勝つ 印加電圧で よ い の で低電圧 と な り 、 ま た 、 出 力 ト ル ク は 、 励磁電流 に よ り 独立 に 制御 で き る の で 、 使 用 目 的 に応 じ て 、 高速 、 高 ト ル ク の リ ラ ク タ ン ス電動機 を 自 由 に設計す る こ と が で き る 。
    [0030] 従 っ て 直流電動機 と し て利 用 し て有効 な手段を提供で き る 。 特 に 、 回転子が単 な る 珪素鋼板の積層体 と な る の で 、 第 9 図 に示す よ う に細長型 と す る こ と がで き 、 小 さ い慣性 と な る の で有効 で あ る 。
    [0031] ま た 、 回転子 に高価 な希土属 マ グネ ッ 卜 を使用 し な い で 、 同等以上の 出 力 ト ル ク が得 ら れる 効果が あ る 。
    [0032] 出 力 ト ル ク に無効 な励磁電流が遮断 さ れて い る の で 、 効率 を上昇せ し め る こ と がで き る 。
    [0033] 回 転速 度 と 出 力 ト ル ク を 独立 に 自 由 に 変更 で き る の で 、 かか る 特性 を利用 し て 、 ト ル ク と 回転速度の特性を 良好 と す る こ と がで き る 。
    [0034] 次 に 、 高 ト ル ク と す る と 、 特 に リ ラ ク タ ン ス型の電動 機 で は 、 励磁 コ イ ルの イ ン ダ ク タ ン ス が大 き く な り 、 反 ト ル ク を 発生す る の で低速 と な る 。
    [0035] こ れ を 防止 し て高速高 ト ル ク の特性を得る た め に 、 励 磁 コ イ リレ に蓄積 さ れた磁気エ ネ ル ギの処理 を ダイ ォ ー ド 1 8 に よ り 急速 と し て 、 励磁電流曲線を 1 8 0 度の幅の 間 に あ る よ う に 規制 し て 目 的 を 達成 し て い る も の で あ る 。 図面の簡単な説明
    [0036] 第 1 図 は 、 3 相 片波 リ ラ ク タ ン ス型の電動機の構成 の 説 明 図 、 第 2 図 は 、 同 じ く 上述 し た電動機の 回転子 ， 磁 極 ， 励磁 コ イ ル の展 開 図 、 第 3 図 は 、 第 9 図 の電動機の 磁 極 ， 励 磁 コ イ ル ， 突 極 の 配 置 を 示 す 説 明 図 、 第 4 図 は 、 コ イ ル よ り 位置検知信号 を得 る 電気 回路 図 、 第 5 図 及 び第 6 図 は 、 励磁 コ イ ル の通電制御 回路 図 、 第 7 図及 び第 8 図 は 、 位置検知信号 ， 励磁電流 ， 出 力 ト ル ク の タ ィ ム チ ャ ー ト 、 第 9 図 は 、 本発 明 装置の他 の実施例 の 断 面図 を そ れ ぞれ示 す 。 発 明 を実施す る た め の最良 の形態 以下 、 本発 明 を 図面 を参照 し て そ の実施例 に 基づ い て 説 明 す る 。
    [0037] 第 1 図 は 、 本発 明 に よ る 3 相 の リ ラ ク タ ン ス 型電動機 の 回 転子の 突極 と 固定電機子の磁極 と 励磁 コ イ ル の構成 を示 す平面 図 で あ る 。 以降の 角 度表示 は すべ て電気角 と す る 。
    [0038] 回転子 1 の突極 l a , l b ， … の 幅 は 1 8 0 度 、 そ れ ぞれ は 3 6 0 度 の位相差で等 し い ピ ッ チ で配設 さ て いれ る 。 回転子 1 は 、 珪素鋼板 を積層 し た周知 の手段 に よ り 構成 さ れ 、 回 転軸 5 を有す る 。
    [0039] 固 定電機子 1 6 に は 、 磁極 1 6 a ， 1 6 b ， 1 6 c , 1 6 d , 1 6 e , 1 6 f が突 出 し て配設 さ れ る 。
    [0040] 突極 l a ， 1 b , … と 磁極 1 6 a ， 1 6 b ， 1 6 c ， 1 6 d , 1 6 e , 1 6 f の幅 は 1 8 0 度 で等 し く 構成 さ れ る 。 突極数 は 8 個 ， 磁極数 は 6 個 で あ る 。
    [0041] 電機子 1 6 も 回 転子 1 と 同 じ 手段 に よ り 構成 さ れ る 。 磁 極 1 6 a ， 1 6 b は 1 8 0 度離 間 し 、 ま た 、 磁極 1 6 c , 1 6 d 及 び 磁 極 1 6 e ， 1 6 f も 同 じ く 1 8 0 度離間 し て い る 。 磁 極 1 6 a ， 1 6 b と 磁 極 1 6 e , 1 6 f 及 び磁極 1 6 c ， 1 6 d は 、 それぞれ第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の磁極 と な っ て い る 。
    [0042] 各 磁 極 1 6 a ， 1 6 b ， 1 6 c , 1 6 d , 1 6 e , 1 6 f に捲着 さ れ た励磁 コ イ ル 1 7 a ， 1 7 b と 励磁 コ ィ ル 1 7 e ， 1 7 f と 励磁 コ イ ル 1 7 c ， 1 7 d は 、 そ れ ぞれ第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の励磁 コ イ ル と な る 。
    [0043] 第 2 図 は 、 第 1 図 の リ ラ ク タ ン ス型 3 相 片電動機の展 開 図 で あ る 。
    [0044] コ イ ル 1 0 a ， 1 0 b ， 1 0 c は 、 突極 l a ， 1 b , … の位置 を 検 出 す る た め の位置検知素子で 、 図示の位置 で電機子 1 6 の側 に 固 定 さ れ、 コ イ ル面は 、 突極 1 a ， 1 b ， … の側面 に空隙 を介 し て対向 し て い る 。
    [0045] コ イ ソレ 1 0 a ， 1 0 b , 1 0 c は 1 2 0 度離間 し て レ、 る 。 コ イ ル は 5 ミ リ メ ー ト ソレ径で 1 0 0 タ ー ン位の空 心 の も の で あ る 。
    [0046] 第 4 図 に 、 コ イ ル 1 0 a ， 1 0 b ， 1 0 c よ り 、 位置 検知信号 を得 る た め の装置が示 さ れて い る 。
    [0047] コ イ ル 1 0 a ， 1 0 b ， 1 0 c ， 抵 抗 1 5 a ， 1 5 b , 1 5 c , … 1 5 e は ブ リ ッ ジ 回路 を構成 し 、 コ イ リレ 1 0 a ， 1 0 b , 1 0 c 力 突極 1 a , 1 b ， … に対 向 し て レヽ な レヽ と き に は平衡す る よ う に調整 さ れて い る 。
    [0048] 従 っ て 、 ダイ オ ー ド 1 1 a ， コ ン デ ン サ 1 2 a な ら び 1
    [0049] に ダイ オ ー ド 1 1 c ， コ ン デ ン サ 1 2 c よ り な る 口 一 パ ス フ ィ ル 夕 の 出 力 は等 し く 、 オ ペ ア ン プ 1 3 a の 出 力 は ロ ー レ ベ ル と な る 。
    [0050] 発振器 7 で 1 メ ガサ イ ク ル位の 発振が行われ て い る 。 コ イ ル 1 0 a 力 S突極 1 a ， 1 b ， … に対 向 す る と 、 鉄 損 （ 渦流損 と ヒ ス テ リ シ ス 損 ） に よ り 、 イ ン ピ ー ダ ン ス が減少す る の で 、 抵抗 1 5 a の電圧降下が大 き く な り オ ペ ア ン プ 1 3 a の 出 力 は ハ イ レ ベ ル と な る 。
    [0051] コ イ ル 1 0 b ， 1 0 c 力 S突極 1 a ， 1 b ， … の側面 対 向 し た と き に も 、 抵抗 1 5 b ， 1 5 c の電圧 降下が き く な り 、 ロ ー ノ ° ス フ ィ ル タ l i b , 1 2 b と も う 1 の 口 一 パ ス フ ィ ル タ を 介 す る オ ペ ア ン プ 1 3 b 1 3 c の十端子 の入力 に よ り 、 そ れ ぞれハ イ レ ベルの 力 が得 ら れ る 。
    [0052] オ ペ ア ン プ 1 3 a ， 1 3 b ， 1 3 c の 出 力信号 は位 検知信号 と な り 、 そ れぞれ第 8 図 の タ イ.ム チ ャ ー ト に レヽ て 、 曲 線 2 5 a ， 2 5 b , … 及 び 曲 線 2 6 a
    [0053] 2 6 b , … 及 び 曲線 2 7 a ， 2 7 b , ··· と し て示 さ れ て組お，に大出，に い る 。 上 述 し た 3 組 の 位 置 検 知 信 号 は 、 順 次 1 2 0 度位相 力 sお く れて レヽ る 。
    [0054] 第 4 図 の微分 回路 8 a ， 8 b , 8 c の 出 力 は 、 第 8 図 で 電 気 信 号 曲 線 3 1 a ， 3 1 b , … 及 び 曲 線 3 2 a ，
    [0055] 3 2 b , … 及 び 曲 線 3 3 a ， 3 3 b , … と し て 示 さ れ る
    [0056] 第 4 図 の フ リ ッ プ フ ロ ッ プ回路 9 a , 9 b , 9 c で 、 電 源 の 投 入 と と も に リ セ ッ ト 信 号 に よ り 、 端子 6 a ， 6 b , 6 c の 出 力 は 口 一 レ ベ ル と な る よ う に さ れ て い る 。
    [0057] こ の と き に 、 オ ペ ア ン プ 1 3 a の 出 力力 sハ イ レ ベ ル と す る と 、 電気信号 3 1 a 力 得 ら れて 、 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 回 路 9 a の端子 6 a の 出 力 は ハ イ レ ベ ル と な る 。
    [0058] 電動機が回 転 し て 、 オ ペ ア ン プ 1 3 b の 出 力がハ イ レ ベ ル と な る と 、 電気信 号 3 2 a ( 第 8 図 示 ） が得 ら れ て 、 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ回路 9 a は反転 し て 、 端子 6 a の 出 力 は 口 一 レ ベ ル と な る 。
    [0059] 同 時 に 、 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ回路 9 b は付勢 さ れて 、 端 子 6 b の 出 力が ハ イ レ ベ ル と な る 。
    [0060] 次 に 、 第 8 図 の 曲線 2 7 a の始端部の微分パ ルス で あ る 電気信号 3 3 a が得 ら れる と 、 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ回路 9 b は反転 し て 、 端子 6 b の 出 力 が ロ ー レ ベル と な り 、 ま た 、 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 回 路 9 c 力 付 勢 さ れ て 端 子 6 c の 出 力力 ハ イ レ ベル と な る 。
    [0061] 以上の動 作が行 な われて 、 端子 6 a ， 6 b ， 6 c の 出 力 は 、 第 8 図 の 曲 線 2 8 a ， 2 8 b , ··· ， 及 び 曲 線 2 9 a , 2 9 b , … ， 曲線 3 0 a ， 3 0 b , … で示 さ れ る 矩形波の位置検知信号が得 ら れ る 。
    [0062] 上述 し た 位置検知信号 は 、 周知 の Y 型接続の 直流電動 機の も の と 同 じ な の で 、 ア ン ド 回路 を利 用 す る 周知 の手 段 に よ っ て 得 る こ と も で き る 。
    [0063] し カゝ し 、 こ の手段 に よ る と 、 隣接す る 曲線例 え ば曲線 2 8 a と 2 9 a 間 に 時間 的 な空隙 を 発生 し 易 く 、 3 相 片 波通電 の場合 に は 、 起動 ト ル ク が無 く な り 不都合 を生 ず る 場合力5' あ る 。
    [0064] 第 4 図 の 回 路 で は 、 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 回 路 9 a , 9 b ， 9 c を 禾 lj 用 し た の で 、 上述 し た不都合が除去 さ れ る 特徴が あ る 。
    [0065] コ イ リレ 1 0 a ， 1 0 b , 1 0 c の対 向 す る 回転子 1 の 代 り に 同 形 の ア ル ミ ニ ュ ー ム 板 を 同 期 回転 さ せ 、 そ の突 出 部 に 、 コ イ ル 1 0 a ， 1 0 b , 1 0 c を対 向 さ せ て も 同 じ 作 用 効果 の あ る 位置検知信号が得 ら れ る 。
    [0066] リ ラ ク タ ン ス 型 の電動機 は 、 出 力 ト ル ク が著 し く 大 き い と い う 長所力 s あ る 力 s、 反面 に次 に述べ る 欠点の た め に 実 用 化が 阻止 さ れ て い る 。
    [0067] 第 1 の 欠 点 は 、 励 磁 コ イ ル の 往 復 通 電 が で き な い の で 、 電気 回路 が高価 と な り 、 ま た 、 磁極 ， 突極数が多 く な り 構成が錯雑 と な る 。
    [0068] 本 発 明 装 置 で は 、 3 相 片 波 の 電 動 機 と す る こ と に よ り 、 上述 し た 欠点 を 除去 す る と と も に 片波通電 に よ る 不 都 合 も 除去 し て い る 。
    [0069] 第 2 の欠点 は 、 突極が磁極 に 対 向 し 始め る 初期 は ト ル ク が著 し く 大 き く 、 末期 で は小 さ く な る 。 従 っ て 合成 ト ル ク も 大 き レヽ リ プル ト ル ク を含 む 欠点力 S あ る 。
    [0070] かか る 欠点 を 除去 す る に は 、 次 の手段 に よ る と 有効 で あ る 。
    [0071] 即 ち 突極 と 磁極 の 対 向面の 回転軸 の 方 向 の 幅 を異 な ら し め る 手段 と す る 。 かか る 手段 に よ り 対 向面の 洩れ磁束 に よ り 、 出 力 ト ル ク 曲 線 は 第 7 図 の タ イ ム チ ャ ー ト の 点 線 曲 線 4 1 a , 4 1 b , … の よ う に平坦部が増大す る の で 、 後述す る 手 段 に よ り 、 合成 ト ル ク の リ プル分 を小 さ く す る こ と 力 sで き る 。 従 っ て 欠点 を 除去す る こ と がで き る 。
    [0072] 第 3 の 欠 点 は 、 低 速度 の 運転 し か で き な い こ と で あ る 。 即 ち 出 力 ト ル ク を大 き く す る と 、 突極 と 磁極数 を增 カロ し 、 励磁電流 を増加 す る と 、 回転速度が著 し く 小 さ く な り 、 効率 も 劣化す る 欠点が あ る 。
    [0073] 一般 に リ ラ ク タ ン ス型の電動機で は 、 出 力 ト ル ク を増 大 す る に は 、 第 1 図 の磁極 と 突極の数 を増加 し 、 ま た 、 両者の 対 向空隙 を小 さ く す る こ と が必要 と な る 。
    [0074] こ の と き に 回転数 を所要値 に保持す る と 、 第 1 図 の磁 極 1 6 a ， 1 6 b , … と 突極 1 a ， 1 b ， "' に蓄積 さ れ る 磁気エ ネ ル ギ に よ り 、 励磁電流の立上 り 傾斜が相対的 に ゆ る く な り 、 ま た 、 通電が断 た れて も.、 磁気エ ネ ル ギ に よ る 放電 電 流 が消 滅 す る 時 間 が相 対 的 に 延 長 さ れ 、 従 っ て 、 大 き い反 ト ル ク が発生す る 。
    [0075] かか る 事情 に よ り 、 励磁電流値の ピー ク 値 は小 さ く な り 、 反 ト ル ク も 発生す る の で、 回転速度が小 さ い値 と な る 。 ま た 、 効率 も 劣化す る 。
    [0076] 本発 明装置 に よ る と 、 上述 し た欠点が除去 さ れ る が、 そ の詳細 に つ い て は 、 実施例 に つ き 後述す る 。
    [0077] 第 4 の 欠点 は 、 回転中 に振動 を 発生す る こ と で あ る 。 第 1 図 及 び第 2 図 の展 開 図 に お い て 、 円環部で あ る 磁 心 1 6 及 び磁極 1 6 a ， 1 6 b ， … は 、 珪素鋼板 を 積層 固化 す る 周 知 の手段 に よ り 構成 さ れ 、 図示 し な い外筐 に 固 定 さ れ て電機子 を構成 す る 。 磁心 1 6 は磁路 と な る 。
    [0078] 第 2 図 に お い て 、 磁極 1 6 a ， 1 6 b ， … に は 、 励磁 コ イ ル 1 7 a ， 1 7 b ， … 力 装着 さ れ て レ、 る 。 励磁 コ ィ ル 1 7 a ， 1 7 b は 直列若 し く は並列 に接続 さ れ、 こ の 接続体 を励磁 コ イ ル K を構成す る 。
    [0079] 励 磁 コ イ ル 1 7 c ， 1 7 d 及 び励 磁 コ イ ル 1 7 e ， 1 7 f も 同 様 に接続 さ れ、 こ れ等 を そ れ ぞれ励磁 コ イ ル L ， 励磁 コ イ ル M を構成 す る 。
    [0080] 励磁 コ イ ル M が通電 さ れ て い る と 、 突極 1 g , 1 f が 吸 引 さ れ て 、 矢 印 A 方 向 に 回 転 子 1 力 s 回 転 す る 。 1 2 0 度 回 転 す る と 、 励磁 コ イ ル M の通電が断 た れ 、 励 磁 コ イ ル L 力5通電 さ れ る 。
    [0081] 更 に 、 1 2 0 度 回転 す る と 、 励磁 コ イ ル L の通電が断 た れ て 、 励磁 コ イ ル K が通電 さ れ る 。
    [0082] 通電 モ ー ド は 1 2 0 度 の 回転毎 に 、 励磁 コ イ ル K —励 磁 コ イ ル M → 励 磁 コ イ ル L — と サ イ ク リ ッ ク に 交替 さ れ 、 3 相 片波の 電動機 と し て駆動 さ れ る 。
    [0083] こ の と き に各相 の 1 組の位置 に あ る 磁極 は 、 図示の よ う に N ， S 極 に 着磁 さ れて レ、 る 。
    [0084] 励 磁 さ れ る 2 個 の 磁極 が常 に 異 極 と な っ て い る た め に 、 非 励 磁 磁 極 を 通 る 洩 れ 磁 束 は 互 い に 反 対 方 向 と な り 、 反 ト ル ク の 発生が防止 さ れ る 。
    [0085] 次 に励磁 コ イ ル K ， M ， L の通電手段 に つ い て 説 明 す 6
    [0086] る
    [0087] 5 図 に お い て 、 励磁 コ イ リレ K ， M ， L の 両端 に は 、 そ れ ぞ れ ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a ， 2 0 b 及 び 2 0 c ， 2 0 d 及 び 2 0 e ， 2 0 f 力 s'揷入 さ れて レヽ る 。
    [0088] 卜 ラ ン ジ ス タ 2 0 a , 2 0 b ， 2 0 c , … は 、 ス イ ツ チ ン グ素子 と な る も の で 、 同 じ 効果の あ る 他の半導体素 子 で ち ょ い 。
    [0089] 流 電 源 正 負 端子 2 a ， 2 b よ り 供電 が行 わ れ て い る
    [0090] ァ ン ド 回 路 1 4 a の 下 側 の 入 力 力 ハ イ レ ベ ル の と き 端子 4 a よ り ハ イ レ ベ ル の 電 気 信号 が入 力 さ れ る と 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a ， 2 0 b が導通 し て 、 励磁 コ ィ ル K が通電 さ れ る 。
    [0091] 同 様 に端子 4 b ， 4 c よ り ノヽ ィ レ ベ ルの電気信号が入 力 さ れ る と 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 c ， 2 0 d 及び 卜 ラ ン ジ ス 夕 2 0 e , 2 0 f が導通 し て 、 励磁 ユ イ ル M ， L が通 電 さ れ る 。
    [0092] 子 4 0 は 励 磁 電 流 を 指 定 す る た め の 基準電圧 で あ る 。 端子 4 0 の電圧 を変更す る こ と に よ り 、 出力 ト ル ク を変更 す る こ と 力 s'で き る 。
    [0093] 源 ス ィ ッ チ （ 図示せず ） を投入す る と 、 オ ペ ア ン プ
    [0094] 4 0 a の 一 端子の 入力 は + 端子の そ れ よ り 低 い の で 、 ォ ぺ ァ ン プ 4 0 a の 出 力 は ノヽ ィ レ ベル と な り 、 ト ラ ン ジ ス 夕 2 0 a , 2 0 b , … ， 2 0 f が導通 し て 、 電圧が励磁 3 ィ ル K ， M ， L の通電制御 回路 に 印力 Π さ れ る 。 抵抗 2 2 は 、 そ れぞれ励磁 コ イ ル K ， M ， L の励磁電 流 を検 出 す る た め の抵抗 で あ る 。
    [0095] 端 子 4 a の 入 力 信 号 は 、 第 8 図 の 位 置 検 知 信 号
    [0096] 2 8 a ， 2 8 b … ま た 、 端子 4 b ， 4 c の入 力信号 は 、 位置検知信号 2 9 a ， 2 9 b ， … 及 び 3 0 a ， 3 0 b ， … と な っ て レヽ る 。
    [0097] 上記 し た 曲線 は 同 一記号 で
    [0098] の 1 段 目 に 示 さ れ て レヽ る 。
    [0099] 3 0 a , … は 連続 し て い る 。
    [0100] 次 に 、 第 7 図 の タ イ ム チ ヤ 卜 に つ き 、 各励磁 コ イ ル の通電 の説 明 を す る 。
    [0101] 曲第
    [0102] 励磁 コ イ ル M に 位置検知信号 2 9 a の 幅 （ 矢印 3 6 で 泉 7
    [0103] 示 さ れ 1 2 0 度 の 幅 と な る 。 ） だ け 、図 2 一般的手段 に よ り の
    [0104] 通電す る と 、 励磁 コ イ リレ M の大 き レヽ イ ン ダ ク タ ン ス の た 夕 a
    [0105] め に 、 通電電流 の立上 り がお く れて点線 曲線ィ， 3 4 の 前半 ム
    [0106] 部 の よ う に な る 。 2
    [0107] チ ま た 、 降下部 は 、 大 き い磁気 エ ネ ル ギ の放 出 に 9よャ り 延 a一 長 さ れ 、 曲線 3 4 の後半部の よ う に な る 。 正 ト ル ク を 発 卜 生 す る 1 8 0 度 の 区 間 は矢 印 3 7 で示 さ れて い る 。
    [0108] 従 っ て 、 曲線 3 4 の 前半部で は 、 ト ル ク が減少 し 、 後 半部 で は 、 大 き い反 ト ル ク を 発生 す る 。 ト ル ク が減少 す る こ と を減 ト ル ク が発生す る と 表現 す る 。 従 っ て 、 効 率が劣化 し 、 低速度 の 回転 と な る 。
    [0109] 本発 明装置 は 、 かか る 不都合 を 除去 し た こ と 力 s 1 つ の 特徴 と な っ て い る 。 次 に そ の説明 を す る 。 端子 4 a よ り 、 位置検知信号が入力 さ れて 、 励磁電流 が増大 し 、 励磁電流が設定値 （第 5 図 の端子 4 0 の基準 電 圧 に よ り 指 定 さ れ る 。 ） を 越 え る と 、 オ ペ ア ン プ 4 0 a の 出 力 力 s ロ ー レ ベ ル と な る の で 、 ア ン ド 回 路 1 4 a の 出 力 力 s ロ ー レ ベ ル と な り 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a は不導通 と な る 。
    [0110] 従 っ て 、 励磁 コ イ ル K に蓄積 さ れた磁気エ ネ ル ギ は 、 ダ イ オ ー ド 2 1 a ， ト ラ ン ジ ス タ 2 0 b ， 抵抗 2 2 を介 し て放電 さ れ 、 放電電流が所定値 ま で低下す る と 、 オ ペ ア ン プ 4 0 a の ヒ ス テ リ シ ス特性 に よ り 、 出力力 ノヽ ィ レ ベ ル に復帰 し 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a は再び導通 し て 、 励 磁電流が増 大す る 。
    [0111] 基準電 圧 4 0 に よ り 規制 さ れ る 設 定値 ま で 増 大 す る と 、 オ ペ ア ン プ 4 0 a の 出 力力 ロ ー レ ベル と な り 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a が不導通 に転化 し て 、 励磁電流が降下す る 。
    [0112] か力 る サ イ ク ル を繰返す チ ヨ ッ パ 回路 と な る 。
    [0113] 曲線 2 8 a の 末端 に お い て 、 第 5 図の端子 4 a の入力 が消滅す る 。
    [0114] 従 っ て 、 励磁 コ イ ル K に蓄積 さ れた磁気エ ネ ル ギ は 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a ， 2 0 b 力 s と も に 不導通 と な る の で 、 ダ イ オ ー ド 2 1 a ， 2 l b を 介 し て 、 電 源 正 極 2 a 側 に還流 し ょ う と す る 力 s、 ダイ オ ー ド 1 8 に よ り 阻 止 さ れ る 。
    [0115] こ の と き 同 時 に 、 端子 4 b の ハ イ レ ベ ル の 入力信号が あ る の で 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 c ， 2 0 d 力 s導 通 し て い る 。
    [0116] 従 っ て 、 励磁 コ イ ル K の 蓄積磁気 エ ネ ル ギ は 、 高電圧 と な り 、 励磁 コ イ ル M に 流入 し て 、 励磁電流 の立上が り を急速 と す る 。 ま た 、 蓄積磁気エ ネ ル ギの 消滅 も 急速 と な る 特徴が あ る 。
    [0117] 実測 に よ る と 、 出 力 5 0 ワ ッ ト 位 の電動機 で 、 励磁電 流 の 降 下 と 立 上 り の 幅 、 即 ち 、 点 線 曲 線 3 4 a ， 3 4 b の 降下 と 立上 り の 幅 は 、 1 5 マ イ ク ロ セ コ ン ド 位 と な り 、 高速度 回転 （毎分数万回 ） に お い て も 減 ト ル ク と 反 ト ル ク の 発生が抑止 さ れ る 効果が あ る 。
    [0118] 端子 2 a , 2 b の電圧 を高 く し て 、 蓄積磁気 エ ネ ル ギ を電源側 に 還流 し て 、 曲線 3 4 a , 3 4 b の 降下部 と 立 上 り 部 の 幅 を 小 さ く で き る の で 同 じ 目 的 を 達 成 で き る 力 s'、 かか る 手段 に よ る と 、 印加 直流電圧 は 、 本発明 の手 段 に よ る 場 合 の 1 0 倍以上 と な り 、 実 甩性が失 な われ る 不都合が あ る 。
    [0119] 第 7 図 の 曲 線 3 4 b の 降 下 部 の 幅 力 3 0 度 （ 矢 印
    [0120] 3 7 a の 幅 ） を越 え な い よ う に す れ ば反 ト ル ク の 発生が 防止 さ れ る 。
    [0121] 他 の通電 曲線 3 4 b ， 3 4 c に つ い て も 上述 し た事情 は 全 く 同 じ で 、 作 用 効果 も 同 様 で あ る 。
    [0122] 高 速 度 と な る に 従 っ て 、 曲 線 2 8 a ， 2 9 a , 3 0 a の 幅 力 小 さ く な る の で 、 曲 線 3 4 a ， 3 4 b , 3 4 c の立上 り 部 、 降下部 の幅 も 対応 し て小 さ く す る 必 要力 s あ る 。 チ ヨ ッ パ 制御 に よ る 電流値即 ち 出 力 ト ル ク は変ィヒ し な い特徴が あ る 。 出 力 ト ル ク を增大す る 為 に は 、 第 5 図 の 基準電圧 4 0 の 電圧を上昇す れば よ い 。
    [0123] 以上の 説 明 の よ う に 、 本発明装置で は 、 高速 回転の 限 度 は 、 逆起電力 に 対応 し た 印加電圧 に よ り 制御 さ れ、 出 力 ト ル ク は 、 基準電圧 （ 出 力 ト ル ク の 指 令電圧 ） に よ り 、 そ れ ぞ れ独立 に 制 御 さ れ る こ と が特徴 と な っ て い る 。 励磁 コ イ ル M の位置検知信号 （端子 4 b の入力信 号 ） に よ る 制 御 電 流 の 制 御 は 、 第 5 図 の オ ペ ア ン プ 4 0 a , ア ン ド 回 路 1 4 b の チ ヨ ヅ ノ 作 用 に よ り 、 第 7 図 の点線 3 4 b で示す よ う に 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 c の オ ン オ フ に よ り 変ィヒ し 、 曲線 2 9 a の末端 に お い て 、 点 線の よ う に急速 に 降下す る 。
    [0124] 次 に 、 位置検知信号 3 0 a が、 第 5 図 の端子 4 c に入 力 さ れ る と 、 励磁 コ イ ル L の通電力 S同様 に行 な われる 。
    [0125] 以上の よ う に 、 励磁 コ イ ル K ， M ， L.は 、 順次 に連続 し て 通電 さ れて 出 力 ト ル ク が発生す る 。
    [0126] 第 7 図 の位置検知装置信号曲線 2 8 a ， 2 9 a , … の 境界部 に は 、 前述 し た よ う に空隙がな い の で 、 起動時 に 励磁 コ イ ルの い づれカゝ 1 つが通電 さ れ る 。 従 っ て起動 は確実 と な る 。
    [0127] 第 3 図 の ダ イ オ ー ド 1 8 は電源正極 2 a 側 に挿入 さ れ て い る が、 こ れ を 除去 し て 、 電源負極 2 b 側 に逆流 防止 用 の ダイ オ ー ド 1 8 a (点線 で示す ） を順方 向 に挿入 し て も 同 じ 目 的 が達成 さ れる 。 コ ン デ ン サ 1 9 は必ず し も 必要 な も の で は な いが、 ト ラ ン ジ ス 夕 2 0 a ， 2 0 b ， … の オ ン オ フ の タ イ ム ラ グ 力 s あ つ た と き に 、 ト ラ ン ジ ス タ の破損 を 防止 す る た め の も の で あ る 。 こ の 目 的 の た め に は 、 コ ン デ ン サ 1 9 の 容量 は 0 . 1 マ イ ク ロ フ ァ ラ ド で よ レヽ 。
    [0128] 毎 分 3 0 0 0 回 転 位 の 低 速 時 に は 、 第 7 図 の 曲 線 3 4 a , 3 4 b ， 3 4 c の立上 り と 降下 を急速 と す る 必 要が な い の で 、 コ ン デ ン サ 1 9 の容量 は 回転速度 に対応 し て 大 き く す る こ と カ ょ レヽ。
    [0129] ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a ， 2 0 c , 2 0 e の オ ン オ フ に よ る チ ヨ ッ ノ 制 御 の 説 明 を し た 力 s 、 ア ン ド 回 路 1 4 a ， 1 4 b , 1 4 c の 出 力 に よ り そ れ ぞ れ ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a ， 2 0 b 及 び ト ラ ン ジ ス タ 2 0 c , 2 0 d 及 び 卜 ラ ン ジ ス 夕 2 0 e ， 2 0 f の オ ン オ フ の 制 御 を 行 う チ ヨ ッ パ 回路 に よ っ て も 本発明 の 目 的が達成 さ れ る 。
    [0130] 次 に 第 6 図 に つ き そ の詳細 を説 明 す る 。
    [0131] 第 5 図 の 実施例 と 異 な っ て い る の は 、 チ ヨ ッ パ 回路 で あ る 。 抵抗 2 2 の電圧降下即 ち励磁 コ イ ル K の電流が 小 さ く 、 オ ペ ア ン プ 4 0 b の + 端子の 入力が 一 端子の 入 力 （基準電圧端子 4 0 の電圧 ） よ り 小 さ レヽ と き に は 、 そ の 出 力 は ロ ー レ ベ ル で あ る 。
    [0132] 従 っ て 、 反転 回路 2 4 a の 出 力 は ノ、 ィ レ ベ ル と な り 、 端子 4 a の 位置検知信号の入力が開始 さ れ た と き に 、 ァ ン ド 回路 1 4 a の 出 力 も ノヽ ィ レ ベ ル と な り 、 ト ラ ン ジ ス 夕 2 0 a ， 2 0 b が導通 し て 、 励磁 コ イ ル K の電流 は增 大 す る 。
    [0133] 励磁電流が設定値 を越 え る と 、 オ ペ ア ン プ 4 O b の 出 力 は ノ ィ レ ベ ル に転化す る の で 、 そ の始端部の微分 パ ル ス が、 微分 回路 2 3 に よ り 得 ら れ、 該微分 パ ル ス は 、 単 安定 回 路 2 4 を付勢 し て 、 所定の 時間幅の ハ イ レ ベ ルの 電気信号が得 ら れ る 。 こ の電気信号 は反転 回路 2 4 a で 反転 さ れ る 。
    [0134] 従 っ て 、 ア ン ド 回路 1 4 a の 出 力 は 、 所定の 時間幅 だ け ロ ー レ ベ ル 転 ィヒ す る の で 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a ， 2 0 b も 不導通 と な る 。
    [0135] 励磁 コ イ ル K に蓄積 さ れ た磁気エ ネ ル ギ は 、 ダイ ォ ー ド 1 8 の た め に 電源 に 還流 す る こ と な く 、 コ ン デ ン サ 1 9 を 充電す る 。
    [0136] コ ン デ ン サ 1 9 の容量は 、 前述 し た よ う に 、 0 . 1 マ イ ク 口 フ ァ ラ ッ ド 位な の で 、 励磁 コ イ ル K の蓄積磁気ェ ネ ル ギ の 全部が放 出充電 し た場合 で も 、. 1 5 マ イ ク ロ セ コ ン ド で 充 電 が終 了 す る 位 な の で 、 事情 は 少 し 異 な る が 、 こ の場合で も 、 急速 に励磁電流が降下す る 。
    [0137] 励 磁電 流 が 1 ノ 1 0 0 だ け 降下 す る ま で の 時 間 幅 が 2 マ イ ク ロ セ コ ン ド の場合 に は 、 単安定 回路 2 4 の 出力 幅 を 2 マ イ ク ロ セ コ ン ド に設定す る こ と に よ り 、 励磁電 流 力 s 1 1 0 0 減 少 す る と 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a ， 2 0 b は 再 び導通 し て 励磁 コ イ ル K の電流 は増大す る 。
    [0138] こ の と き の 印加電圧 は 、 コ ン デ ン サ 1 9 の高電圧 と な る の で 、 励磁電流 は急速 に立上 り 、 基準電圧端子 4 0 の 電圧 よ り 指定 さ れ た 値 を越 え る と 、 単安定 回路 2 4 の 出 力 幅 だ け 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a ， 2 0 b は再 び不導通 に 転化 し て 、 励磁電流が 1 ノ 1 0 0 減少す る と 、 励磁電流 は増大 す る 。
    [0139] 力 る サ イ ク ル を繰返す チ ヨ ッ ノ 回路 と な る 。
    [0140] 他 の励磁 コ イ リレ M ， L に つ レヽ て も 同 様 な チ ヨ ッ ノ、。作用 が行 な わ れ る 。 第 5 図 の チ ヨ ッ ノ ° 回 路 と 比 較 し て 、 チ ヨ ッ ノヽ 周 波数 を 大 き く で き る 特徴が あ る 。
    [0141] 従 っ て 、 チ ヨ ッ パ 回路 に よ る 電流 リ プル即 ち 出 力 ト ル ク リ プルが小 さ く な る 効果力 あ る 。
    [0142] コ ン デ ン サ 1 9 の容量 を 大 き く し 、 ま た 、 対応 し て単 安定 回 路 2 4 の 出 力幅 を 大 き く す る こ と に よ り 、 チ ヨ ッ パ周 波数が小 さ く な る 特性が あ る 。
    [0143] 第 5 ， 6 図 の実施例 の説 明 に よ り 明 ら カゝ な よ う に 、 磁 極数 、 突極数が少 な い の で 、 径の小 さ い小出 力 の電動機 と す る こ と 力 で き る 。
    [0144] ダ イ ォ一 ド 1 8 が あ る た め に高速度高効率の電動機が 得 ら れ る
    [0145] 第 1 図 に お レヽ て 、 励磁 コ イ ル 1 7 a ， 1 7 b 力 s通電 さ れ て い る と き に は 、 磁極 1 6 a ， 1 6 b は 、 突極 l a , 1 b を矢 印 B 方 向 （径方 向 ） に 吸引 し 、 次 に 、 励磁 コ ィ ル 1 7 e ， 1 7 f が通電 さ れ る の で 、 吸 引 力矢印 B は反 時計方 向 に 機械角 で 1 2 0 度回転す る 。
    [0146] 上述 し た よ う に 、 矢印 B の 吸 引 力 は 、 回転子 1 の矢 印 A の 回 転 と と も に 反対方 向 に 回 転 し 、 軸受 （ 回転軸 5 の ボ ー ル軸受 ） を 回 転軸 5 は押圧 し た ま ま の状態 と な る 。 従 っ て 振動 が除去 さ れ る 効果が あ る 。
    [0147] 以上 の説明 で判 る よ う に 前述 し た諸欠点が除去 さ れる 特徵が あ る 。
    [0148] マ グ ネ ヅ 卜 回 転 子 を 有 す る 直流電動 機 の ト ル ク 曲 線 ( N ， S 磁極 に よ る も の ） は対称形で あ る が、 リ ラ ク タ ン ス 型 の電動機で は非対称 と な り 、 突極が磁極 に侵入す る 初期 で は著 し く 大 き く 、 末期 で は急速 に減少す る 。
    [0149] 回 転 軸 方 向 の 磁 極 幅 を 異 な ら し め る と 、 ト ル ク 曲 線 は 、 第 7 図 の 曲線 4 1 a ， 4 1 b , … の よ う に平坦な部 分が発生 す る 。
    [0150] し 力ゝ し 、 励 磁 電 流 の 増 大 と と も に 、 曲 線 4 1 a ， 4 1 b , … で判 る よ う に ト ル ク の平坦部が減少す る 不都 合力 s あ る 。
    [0151] 従 っ て 、 ト ル ク 曲線の 中央部の 1 2 0 度の通電 （ 前述 し た場合 ） よ り 、 通電の 開始点 を早 く し た方が、 出 力 卜 ル ク も 大 き く 、 ま た 、 出 力 ト ル ク 曲線の平坦性が良好 と な る 。
    [0152] 次 に そ の説明 を 第 7 図 の 3 段 目 の タ イ ム チ ヤ 一 ト に つ き 説明 す る 。
    [0153] 点線 C の点 よ り 右方 で ト ル ク が平坦 と な り 、 励磁電流 が大 き い程平坦部の 幅が小 さ く な っ て い る 。
    [0154] 励磁 コ イ ソレ M を例 と し て説 明 す る と 、 タ イ ム チ ャ ー ト の 3 段 目 の ト ル ク 曲線の始端部近傍で通電が開始 さ れ る よ う に 、 第 2 図 の コ イ ル 1 0 a ， 1 0 b , 1 0 c の 固 定 位置 を 調整 す る 。
    [0155] 従 っ て 、 励磁電流 は 、 点線 曲線 3 5 b の よ う に な る 。 矢 印 3 8 は 曲 線 2 9 a の 幅 で 1 2 0 度 、 矢 印 3 9 は 1 8 0 度 で正 ト ル ク の得 ら れ る 幅 で あ る 。
    [0156] 曲線 3 5 b の 降下部の 幅力 S矢 印 3 9 a よ り 小 さ け れば 反 ト ル ク の 発生 は な い 。 こ の 幅 は 、 1 段 目 の 矢 印 3 7 a の 2 倍 と な っ て い る の で 、 更 に高速度 の電動機 を 得 る こ と 力 s' で き る 。
    [0157] ま た 、 出 力 ト ル ク の平坦部 も 長 く な る の で 、 出 力 ト ル ク リ プル 小 さ く な る 特徵カ あ る 。
    [0158] 他 の 励 磁 コ イ ル K ， L に よ る 励 磁 電 流 は 、 点 線 曲 線 3 5 a , 3 5 c で示 さ れ て レ、 る 力 、 こ れ等の作用 効果 も 全 く 同 様 で あ る 。
    [0159] ト ル ク 曲線 4 1 a ， 4 1 b , … の平坦部の長 さ は 、 励 磁電流が大 き レヽ と 即 ち上方 に あ る 曲線 と な る に従 っ て 、 み じ か く な る の で 、 磁極 に対 向 す る 突極の形状 を 変更 し て 、 ト ル ク の平坦部 を で き る だ け長 く す る こ と が必要で あ る 。
    [0160] 第 1 図 の矢 印 B に つ い て 前述 し た よ う に 、 振動 の発生 を 防止 す る こ と が で き る 。
    [0161] し カゝ し 、 大 き い 出力 の電動機の場合 に は 、 励磁 コ イ ル の ア ン ペ ア タ ー ン が大 き く な る の で 、 矢 印 B の 吸 引 力 も 大 き く な り 、 ボ ー ル軸受の耐用 時間 を短 く す る 不都合が あ る 。
    [0162] かか る 不都合 を 除去 し た の が第 9 図 に示 す実施例 で あ る
    [0163] 金属 円 筒 4 2 の 開 口部 に は側板 4 2 a ， 4 2 b が嵌着 さ れ 、 側板 4 2 b の ボー ル軸受 5 b と 側板 4 2 a に設 け た ボ 一 ル軸受 5 a に は 、 回転軸 5 が回動 自 在 に支持 さ れ て い る 。
    [0164] 回転軸 5 に は 回転子 1 ， 1 一 1 ， 1 — 2 の 中心部が 固 定 さ れ て い る 回転子 1 は 、 第 2 図 の展開 図 に 同 一記 号 で示 さ れ て い る 。
    [0165] 回 転子 1 一 1 ， 1 一 2 は 、 回転子 1 と 同 じ構成の突極 が設 け ら れ 、 同 位相 の位置 に突極が あ る 。 回転子 1 ，
    [0166] 1 - 1 , 一 2 は 1 体化 し て構成す る こ と も で き る 。
    [0167] 電機子 6 ， 1 6 は 、 第 2 図 に 図示 さ れる 電機子で あ る
    [0168] 電機子 1 6 - 1 は電機子 1 6 と 同 じ 構成の も の で あ る 。
    [0169] 各電機子の外周部は 、 外筐 4 2 の 内側 に圧入 固定 さ れ て い る 。 電機子 1 6 ， 1 6 — 1 の第 1 ， 第 2 ， 第 3 の 相 の 磁極 は 同 じ 位相 の位置 に あ る 。
    [0170] 電機子 1 6 の詳細 は 、 第 2 図 に示 さ れて い る 。
    [0171] 磁極 1 6 a ， 1 6 b , … に 対応 す る 第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の磁極 6 a ， 6 b , 磁極 1 6 e , 6 f ， 磁 極 1 6 c ， 1 6 d は 、 機械角 で 1 8 0 度右方 ずれて配 設 さ れ て い る
    [0172] ア ル ミ ニ ュ ー ム 板 で 構成 さ れ た 位置 検 知 用 の 回 転子 4 5 の 外周 に は 、 突極 1 a ， l b , … と 同 形 、 同 位相 の 突 出 部 が 設 け ら れ 、 そ の 外周 面 に 位置検 知 用 の コ イ ル 1 0 a , 1 0 b , 1 0 c が対 向 し て 、 第 4 図 の 回路 に よ り 、 位置検知信号が得 ら れ て い る 。
    [0173] かか る 位置検知信号 に よ り 第 5 , 6 図 の通電制御 回路 を 利 用 し て 、 励磁 コ イ ル K ， M ， L を そ れ ぞれ励磁 コ ィ ル ； 7 a 7 b , 励磁 コ イ ル 1 7 e 7 f 励磁 コ ィ ル 1 7 c ， 1 7 d , と 置 き 換 え て通電制御 を す る こ と に よ り 、 回 転子 1 と 同 じ 構成の第 9 図 の 回転子 1 一 1 は 矢 印 A方 向 （ 第 2 図 図示 ） に駆動 さ れ る 。
    [0174] 第 9 図 の電機子 1 6 — 1 は 、 電機子 1 6 と 同 じ 構成 な の で 、 そ の 磁極 の励磁 コ イ ル を第 5 ， 6 図 の通電制御 回 路 に よ り 通電 す る こ と に よ り 、 回転子 1 一 2 も 矢 印 A方 向 に駆動 さ れ る 。
    [0175] 従 っ て 、 第 9 図 の電動機 は 、 3 個 の 3 相 片波通電の電 動機 と し て駆動 す る こ と がで き る 。
    [0176] 電 機 子 1 6 ， 1 6 — 1 の 磁 極 に よ り 、 回 転 子 1 ， 1 一 2 が径方 向 に 吸 引 さ れ る 矢印 B 方 向 （ 第 1 図示 ） の 力 は 同 方向 と な る 。
    [0177] 電 機 子 1 6 の 磁 極 に よ り 、 回 転 子 1 一 1 が 径 方 向 に 吸 引 さ れ る 力 の ベ ク ト ルは 、 矢印 B の方 向 と 反対方向 と な る 。
    [0178] 図示 の よ う に 、 回転子 1 と 回転子 1 一 2 の 回転軸方 向 の 幅 を等 し く し 、 そ れ等 の 幅の和 と 回転子 1 一 1 の 幅 を ほ ぼ等 し く す る こ と に よ り 、 上述 し た 径方 向 2 つ の べ ク ト ル 差 は 小 さ レヽ 値 と す る こ と 力 sで き る 。
    [0179] 従 っ て 、 回転軸 5 がボ ー ル軸受 5 a ， 5 b を押圧す る 力 も 小 さ く な る の で 、 大 出 力 の電動機で も ボ ー ル軸受 に 損傷 を与 え る 欠点が除去 さ れ、 し か も 振動 の 発生が防止 さ れ る 効果力 s ' あ る 。
    [0180] 第 3 図 に 示 す も の は 、 回転軸 5 の方 向 よ り み た磁極 と 励磁 コ イ ル の配置 を示 し た も の で あ る 。
    [0181] 突 極 l a ， 1 b , … の 位 置 を 示 し 、 磁 極 1 6 a , 1 6 b , … ， 1 6 f は 、 第 9 図 の電機子 1 6 の位置 を示 し て い る 。 電機子 1 6 — 1 の 各磁極 も 同 じ 位相 の位置
    [0182] Ιίし あ る 。
    [0183] 電機子 1 6 の 磁極 1 6 a ， 1 6 b , ··· ， 1 6 f は機械 角 で 1 8 0 度づれ た位置 に あ る 。
    [0184] 第 1 図 の 矢印 D の 断面図が第 9 図 で あ る 産業上の利用可能性
    [0185] 本発 明 は 、 直流電動機お よ びイ ン バー 夕 付 き の誘導電 動機の代 わ り に駆動源 と し て 用 いれ ら れ、 特 に 、 径が小 さ く 出 力 ト ル ク の小 さ い場合、 も し く は 、 細長型で 出 力 が大 き く 、 振動が少 な い電動機が必要 な場合 に利用 さ れ る 。
    权利要求:
    Claims

    言青 求 の 範 囲 外筐 に外周 面が固 定 さ れ た 固 定電機子 と 、 外筐の 両側部 に設 け た軸受 に よ り 回動 自 在 に 支持 さ れ た 回転軸 と 、
    該 回 転軸 に 固 定 さ れ た 磁性体 回転子 と 、
    該磁性体 回 転子の外周面 に突 出 さ れ る と 共 に 、 幅 が電気角 で 1 8 0 度 で等 し い ピ ッ チ で配設 さ れ 、 等 し レヽ高 さ の 8 個 の突極 と 、
    該 固 定電機子の 内周面 よ り 突 出 さ れ 、 幅が電気角 で 1 8 0 度 で 、 同 じ 角 度 だ け離間 し て配設 さ れ る と 共 に 、 端部が僅か な空隙 を 介 し て該突極 に対 向 す る 2 個 1 組の 第 1 の相 の磁極 と 、
    該第 1 の相 の磁極 と 同 じ 構成で 、 該第 1 の相 の 磁 極 よ り 順次 に 機械角 で 1 2 0 度離 間 し て設 け ら れ た 第 2 ， 第 3 の相 の磁極 と 、
    該磁性体 回 転子の突極の位置 を位置検知素子 に よ り 検知 し て 、 電気角 で 1 2 0 度 の 幅で互 い に 隣接す る と 共 に 、 第 1 の相 の矩形波の第 1 の位置検知信号 な ら び に 第 2 ， 第 3 の相 の第 2 , 第 3 の 同 形の位置 検知信号 を 得 る 位置検知装置 と 、
    該第 1 ， 第 2 , 第 3 の相 の磁極 に そ れぞれ捲着 さ れ だ第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の励磁 コ イ ル と 、
    該第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の励磁 コ イ ル の 両端 に接 続 さ れ た ス ィ ッ チ ン グ素子 と 、 該ス ィ ツ チ ン グ素子 と 対応す る 該励磁 コ イ ルの 直 列接続体の そ れぞれ に逆接続 さ れ た第 1 の ダイ ォ ー 該 3ド' と 、
    該第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の励磁 コ ィ ル に対応す る ス ィ ッ チ ン グ素 子 を そ れ ぞ れ該第 1 ， 第 2 ， 第 の位置検知信号の幅 だ け導通 し て該励磁 コ イ ル に
    、ム
    OIL ¾源 よ り 通電 し て駆動 ト ル ク を 発生せ し め る 通 制御 回路 と 、
    該位置検知素子の位置 を調整 し て 、 各相 の 該励磁 ィ ル の通電 に よ る 出 力 ト ル ク が最大で平坦 と な る よ う に該 固 定電機子側 に 固定す る手段 と 、
    Η¾ 直流電源側 に順方向 に揷入 さ れ た逆流防止用 の
    2 の ダ イ オ ー ド に よ り 、 隣接す る 該 置検知信号 の境界部 に お い て 、 前段の該励磁 コ ィ ル に蓄積 さ れ た磁気 エ ネ ル ギ を次段の該励磁 コ イ ルの蓄積磁気ェ ネ ル ギ に急速 に転換 し て 、 該各 々 の励磁 コ ィ ルの通 初期 の立上 り 部 に よ る 減 ト ル ク と 末期 の 降下部の 長 に よ る 反 ト ル ク の発生 を最少値 に保持す る 手段 と
    よ り 構成 さ れ た こ と を特徴 と す る 3 相 片波通電の
    3 相 リ ラ ク タ ン ス型電動機。
    両側 に側板 を備 え た外筐 と 、
    各側板 の 中央部 に設 け た軸受 に よ り 回動 自 在 に支 持 さ れ た 回転軸 と 、
    該 回 転軸 に 固 定 さ れた磁性体 回転子 と 、 該磁性体 回 転子の外周面 に突 出 さ れ る と 共 に 、 幅 が電気角 で 1 8 0 度 で等 し い ピ ッ チ で配設 さ れ 、 等 し い高 さ の 8 個 の突極 と 、
    該 外 筐 に 外 周 部 が 固 定 し て 順 次 に 並 置 さ れ た 第 1 ， 第 2 ， 第 3 の 固 定電機子 と 、
    該第 1 の 固 定電機子の 内周面 よ り 突 出 さ れ 、 幅が 電気角 で 1 8 0 度 で 、 同 じ 角 度 だ け離間 し て配設 さ れ る と 共 に 、 端部が僅か な空隙 を介 し て突極 に 対 向 す る 該第 1 の 固 定電機子の 2 個 1 組の第 1 の相 の磁 極 と 、
    該該第 1 の 固定電機子の第 1 の相 の磁極 と 同 じ 構 成 で 、 該該第 1 の 固定電機子の第 1 の相 の磁極 よ り 順 次 に 機械 角 で 1 2 0 度 離 間 し て 設 け ら れ た 該 第 1 の 固 定電機子の第 2 , 第 3 の相 の磁極 と 、
    該第 3 の 固 定電機子の 内周面 よ り 突 出 さ れ 、 該第
    1 の 固 定電機子の各磁極 と 同位相の位置 で 同 じ 構成 の該第 3 の 固 定電機子の第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の磁 極 と 、
    該第 2 の 固 定電機子の 内 周面 よ り 突 出 さ れ 、 該第 1 の 固 定電機子の各磁極 と 同 じ 構成 で 、 位相 が機械 角 で 1 8 0 度 ずれ て配設 さ れ 、 回転軸方 向 の 幅がほ ぼ 2 倍 の 該第 2 の 固 定電機子の第 1 ， 第 2 ， 第 3 の 相 の 磁極 と 、
    該第 1 , 第 2 ， 第 3 の 固 定電機子の そ れ ぞれ の該 第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の磁極 に捲着 さ れ た第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相の励磁 コ イ ル と 、
    該磁性体 回転子の突極の位置 を位置検知素子 に よ り 検知 し て 、 電気角 で 1 2 0 度の 幅で互 い に 隣接す る と 共 に 、 第 1 の相 の矩形波の第 1 の位置検知信号 な ら び に 第 2 ， 第 3 の相 の第 2 ， 第 3 の 同形の位置 検知信号 を得 る 位置検知装置 と 、
    該第 1 , 第 2 ， 第 3 の相 の該各 々 の励磁 コ イ ルの 両端 に 接続 さ れた ス ィ ツ チ ン グ素子 と 、
    該 ス イ ッ チ ン グ素子 と 対応す る 該励磁 コ イ ルの 直 列接続体 の そ れぞれ に逆接続 さ れ た第 1 の ダイ ォ ー ド と 、
    該第 1 ， 第 2 ， 第 3 の相 の励磁 コ イ ル に対応す る 該 ス イ ッ チ ン グ素子 を そ れ ぞ れ該第 1 ， 第 2 ， 第 3 の位置検知信号の 幅だ け導通 し て該励磁 コ イ ル に 直流電源 よ り 通電 し て駆動 ト ル ク を発生せ し め る 通 電制御 回路 と 、
    該位置検知素子の位置を調整 し て 、 各相 の該励磁 コ イ ル の通電 に よ る 出 力 ト ル ク が最大で平坦 と な る よ う に 該 固 定電機子側 に 固定す る 手段 と 、
    該直流電源側 に順方 向 に挿入 さ れた逆流防止用 の 第 2 の ダ イ オ ー ド に よ り 、 隣接す る 該位置検知信号 の境界部 に お い て 、 前段の該励磁 コ イ ル に蓄積 さ れ た磁気 エ ネ ル ギ を 次段の該励磁 コ ィ ル の蓄積磁気ェ ネ ル ギ に急速 に転換 し て 、 各 々 の該励磁 コ イ ルの通 電初期 の仕立上 り 部 に よ る 減 ト ル ク と 末期 の 降下部 の 延長 に よ る 反 ト ル ク の 発生 を最少値 に保持 す る 手 段 と 、
    該第 1 ， 第 3 の 固 定電機子の該磁極 と 該突極間 の 怪方 向 の 磁気 吸 引 力 の和 と 、 該第 2 の 固定電機子の 該磁極 と 該突極 間 の径方 向 の磁気吸 引 力 が互 い に反 対方 向 で所定 の差 を保持せ し め る 手段 と 、
    よ り 構成 さ れ た こ と を特徴 と す る 3 相 リ ラ ク タ ン ス 型電動機。
    类似技术:
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP1/240184||1989-09-18||
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    EP90913536A| EP0444203B1|1989-09-18|1990-09-17|Three-phase reluctance motor|
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