JPH01503272A - ゲート制御電気駆動機構 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 ゲート制′４Ｂ！気駆動機構 発明の分野 本発明は電気機械に関するもので、より詳細にはゲート制御駆動機構に関するも のである。

従来の技術 ゲート制御電気駆動機構は最近広い用途を有するようになってきた。しかしなが らこれらの電気駆動機構はａ、ｃ、主線又はｄ、ｃ、電力源から電源を供給され 、整流器及びフィルタを具備する複雑な電力系を構成する。この駆動機構がゲー ト制御電気駆動機構の回路に内蔵されると、この駆動機構の重量、寸法及び価格 は増加し、同時に、その信頼性及び効率は低下する。

多相制御変圧ユニットに接続する巻線を有する同期モータと、その同期モータの 軸に機械的に結合する位相インバータと、固定メモリとを含むゲート制御電気駆 動機構（ＳＵ、　Ａ。

１１４４２０１）の技術が公知である。この構成において、前記インバータの多 相巻線は、多相サイン波電圧電源；移相ユニット；位相差測定ユニット；制御パ ルス発生器に接続されている。

この従来技術のゲート制御電気駆動機構はａ、ｃ、ｉｉ力力線線接続するように 設計され、複雑な制御系を装備している。

ゲート制御電気駆動機構はａ、ｃ、主線から電力を供給されるとき、整流器及び フィルタを具備しなければならず、その信頬性及び効率を低下させ、他方で価格 、重量及び全体の寸法を増加させる。

また、ｍ個の巻線を具備する同期機と、出力端が固定メモリのアドレス入力端に 接続する軸位置トランジューサと、ｍ相ａ、ｃ、供給主線に接続するｍ相変圧器 とを含み、固定メモリが同期モータの巻線に供給する電力供給パルスの幅及び極 性の符号を格納するように構成されるゲート制御電気駆動機構（ＳＵ、　Ａ、　 １２４４７７９）に関する技術が公知である。この構成において、前記固定メモ リのパルス幅符号をセットするｍ個の出力端はｍ個のパルス幅変調器の入力端に 接続する。

各パルス幅変調器の相補入力端は可変周波数分割器の出力端に接続し、可変周波 数分割器の制御入力端は制御信号モジュラス符号を受信し、一方相補入力端はパ ルス発生器に接続する。固定メモリの極性セット符号の出力端は、制御入力端が 制御信号極性符号を受信する逆転器の（ｍ−１）個の入力端に接続する０ｍ個の 制御ユニットで、各制御ユニットの制御入力端は、対応するパルス幅変調器の出 力端に接続し、一方、（ｍ−１）個の制ａｌｌユニットの極性セット入力端が（ ｍ−１）個の逆転器の出力端に接続する。各制御ユニットの出力端は対応するス イッチングユニットの入力端に接続し、スイッチングユニットの出力端は同期機 の対応する巻線に接続する。

前記変圧器の出力側巻線は対応するスイッチングユニットの電カニニットに接続 する。

ｍ相変圧器の出力側巻線はｍ相整流器に接続し整流器の出力端はフィルタに接続 し、フィルタの出力端は一方向性固体スイッチに周設されたスイッチング回路の 電力入力端に接続する。

また、逆転器は、パルス幅変調器の対応出力端にそれぞれ接続する（ｍ−１）個 の入力端と、制御ユニットの対応制御入力端に接続する（ｍ−１）個の出力端と を含む。

この場合に、固定メモリのｍ番目プリセット出力端は極性セット入力端に接続す る。

従来技術の電気駆動機構において、要求される垂直方向で最大トルクが得られる 同期モータの固定子及び回転子の磁界の形成は、ａ、ｃ、供給電源の整流化、フ ィルタによるリップル平滑化及びスイッチング回路の介在による出力電圧のパル ス幅変調化によってもたらされる。

この駆動機構に使用される逆転器は（２ｍ−２）の多重変換装置を基礎としてい るので複雑である。この場合には、駆動機構の逆転器は駆動機構を逆転するとき に、同期モータの固定子及び回転子における相互の磁界方向を擾乱させることに 起因してトルクの無秩序な変化を伴う。

スイッチング回路における単向固定スイッチの使用では、相電圧を整流するため にこれらのスイッチが使用されていないので、この目的のために整流器を使用す ることが必要となる。すなわち、このために設計が複雑となる。

従って、ａ、ｃ、主線から供給される従来技術のゲート制御電気駆動機構は、ｍ 相整流器とフィルタとの装備に起因する複雑な設計によって特徴づけられるよう に、効率及び信鯨性を低下させ、電気駆動機構の重量、全体寸法及び価格を増加 させる。

本発明の開示 本発明の目的は、スイッチングユニットの２つの機能、すなわち供給ラインの整 流と位相電圧のパルス幅変調とを結合させることによって、同期機の固定子及び 回転子の磁界が一定方向に向けられるゲート制御電気駆動機構を提供することに ある。

本目的は、ｍ個の巻線を装備した同期モータと、出力端が固定メモリのアドレス 入力端に接続する軸位置検出器と、ｍ相ａ、Ｃ９供給主線に接続するｍ相変圧器 とを含むゲート制御電気駆動機構を設けることによって達成される。この構成に おいて、固定メモリは、同期モータの巻線に供給される電源供給パルスの幅及び 極性符号を格納する。前記固定メモリのパルス幅符号をセットするｍ個の出力端 はｍ個のパルス幅変調器の入力端に接続する。各パルス幅変調器の相補入力端は 制御入力端が制御信号モジュラス（ｍｏｄｕｌｕｓ）符号を受信する可変周波数 分割器の出力端に接続し、他方、相補入力端はパルス発生器に接続する。固定メ モリの極性セット符号用の（ｍ−１）個の出力端は、制御入力端が制御信号極性 符号を受信する逆転器の（ｍ−１）個の入力端に接続する０ｍ個の制御ユニット であって、各制御ユニットの制御入力端は、対応パルス幅変調器の出力端に接続 し、他方（ｍ−１）個の制御ユニットの極性セット入力端は逆転器のＣｍ−１） 個の出力端に接続する。各制御ユニットの出力端は、出力端が同期モータの対応 巻線に接続する対応スイッチングユニットの入力端に接続する。

前記変圧器の出力側巻線は、本発明では、ｍ相変圧器に接続するタイマーとｍ個 の制御ユニットを含む対応スイッチングユニットの電力入力端に接続する。逆転 器のｍ番目の入力端は固定メモリのｍ番目の極性セット出力端にそれぞれ接続し 、他方、ｍ相変圧器の出力側巻線は、ブリッヂ回路で接続する双方向固体スイッ チをベースとする対応スイッチングユニットの電力入力端に接続する。

逆転器はｍ個の°“排他的論理和”要素を含むことが合理的である。この要素の 第１入力端及び出力端はそれぞれ逆転器のｍ個の入力端及びｍ個の出力端であり 、他方、第２の入力端は相互に接続し、逆転器の制御入力端として使用される。

また、タイマーはｍ個の比較器を含み各制御ユニットは３つの“排他的論理和” 要素と２つのインパークとを含むことが合理的である。比較器の第１の入力端は これに対応するｍ相変圧器の出力側巻線に直接に接続し、他方、第２の入力端は 接地する。

この場合に、その第１の“排他的論理和”要素の第１の入力端は、同時に、制御 ユニットの制御入力端である。第２の入力端は、制御ユニットの極性セット入力 端である第２の“排他的論理和”要素の第１の入力端に接続する。他方第２の“ 排他的論理和′°要素の出力端はスイッチングユニットの第１の入力端に接続す る。第１の“排他的論理和”要素の出力端は第３の“排他的論理和”要素の第１ の入力端に接続する。

第３の要素の第２の入力端は第２の“排他的論理和”要素の第２の入力端に接続 する。第２の要素の第２の入力端は同時に制御ユニットの極性補正入力端であり 、タイマの対応比較器の出力端に接続する。第１のインバータの入力端は第２の “排他的論理和”要素の出力端に接続し、その出力端はスイッチングユニットの 第２の入力端に接続する。第３の“排他的論理和゛°要素の出力端は第２のイン バータの入力端に接続しまたスイッチングユニットの第３入力端に接続する。第 ２のインバータの出力端はスイッチングユニットの第４の入力端に接続する。

タイマは比較器、計数器、パルス発生器から構成され、各制御ユニットは“排他 的論理和”要素と２つのインバータから構成されることが好ましい、この構成に おいて比較器の第１の入力端はｍ相変圧器の出力巻線の１つに接続する。計数器 のリセント入力端は比較器の出力端に接続する。パルス発生器は出力端がタイマ の出力端である計数器の相補入力端に接続する。固定メモリにはタイマの計数器 の出力端に接続する付加的アドレス入力端が設けられている。各制御ユニットに おいて、“排他的論理和”要素の第１入力端が同時に制御ユニットの制御入力端 である。インバータにおいて第１のインバータの入力端は“排他的論理和”要素 の第２の入力端に接続し、また同時に制御ユニットの極性セット入力端でありス イッチングユニットの第４の入力端に接続する。第１のインバータの出力端はス イッチングユニットの第３の入力端である。第２のインバータの入力端は、同時 にスイッチングユニットの第２の入力端である“排他的論理和”の出力端に接続 する。他方、第２のインバータの出力端は“排他的論理和”要素の出力端に接続 するスイッチングユニットの第１の入力端である。“排他的論理和”要素の出力 端は同時にスイッチングユニットの第２の入力端であり、第２のインバータの出 力端はスイッチングユニットの第１の入力端である。

各双方向固体スイッチは、ドレーン及びソースがこのスイッチの端子であり、ｎ 型の誘起チャンネルを有する金属−絶縁体−半導体トランジスタと、以下に説明 する要素とから構成されるのが好ましい、第１の抵抗は金属−絶縁体−半導体ト ランジスタの基板及びゲートに接続する。ツェナーダイオードの陰極はゲートに 接続し、その陽極は金属−絶縁体−半導体トランジスタの基板に接続する。第１ のダイオード及び第２のダイオードの陽極は基板に接続し、その陰極は金属−Ｆ ！縁体−半導体トランジスタのドレーン及びソースにそれぞれ接続する。第２の 抵抗は第１ダイオードと並列に接続し、第３の抵抗は第２のダイオードと並列に 接続する。第３ダイオードの陰極は金属−絶縁体−半導体トランジスタのゲート に接続する。バイポーラｎ−ｐ−ｎ）ランジスタのコレクタは第３のダイオード の陽極に接続し、他方そのエミッタは負極性ｄ、ｃ　、ｉｆ電圧電源接続する。

第４の抵抗はｎ−ｐ−ｎトランジスタのコレクタと第１の正極性ｄ、ｃ、　電圧 電源とに接続する。バイポーラｐ−ｎ−ｐ）ランジスクのエミッタは第２の正極 性ｄ、ｃ、電圧電源に接続する。第５及び第６の抵抗は、それぞれ、ｐ−ｎ−ｐ ）ランジスタのコレクタ、ｎ−ｐ−ｎ）ランジスタのベース及びエミッタに接続 する。

第７の抵抗の第１の出力端はｐ−ｎ−ｐ）ランジスタのベースに接続し、他方筒 ２の出力端はスイッチングユニットの対応入力端である。

特許請求の範囲に記載されたゲート制御電気駆動機構は、ａ、Ｃ０主線に直接接 続することが可能である。その理由はそのスイッチングユニットは双方向固定ス イッチによってスイッチ系及び整流器の双方として使用可能であるからである。

従って駆動機構系の分離整流器とフィルタとを削除できこれによって価格、重量 及び寸法を低減でき、電気駆動機構の効率と信頼性の向上を図ることができる。

フィルタなしでもａ、ｃ、主線からの直接電力供給は同期モータの大きなトルク 変動に至らない。以上により、トルク変動レベル、重量、全体寸法及び電気駆動 機構のエネルギー消費に対して厳格な要求がある低慣性同期モータにこの駆動機 構を使用することができる。

駆動機構の出力部分の簡単化は弱電流部分を精巧にすることによって得られた。

このことは駆動機構のエネルギー消費と価格を低減させる。その理由は、弱電流 部品は廉価で、駆動機構の全入力電力のほんの少量を消費するにすぎないからで ある。

図面の簡単な説明 本発明について、以下の図面を参照して、例を用いて説明する。第１図はゲート 制御電気駆動機構のブロック図を示す。

第２図は、第１図と同様のブロック図で、本発明に係る制御ユニット及びタイマ を有する別の実施例を示す、第３図は、本発明に係る双方向導電性を有するスイ ッチングユニットの概略図である。第４図は主線の電流位相に対する同期モータ の固定子巻線の定格主線電圧、補正関数、規格化された平均電圧の関係を説明す る図である。第５図は同期モータの磁界ベクトルを示す図である。

本発明を実施する最良の形態 ゲート制御電気駆動機構は、ｍ相の巻線２（この実施例では、３相主線からの電 力供給に対応する３つの巻線２９ｍ＝３、を有する）と軸位置トランスジューサ ３を具備する同期モータ１　（第１図）を含む、軸位置トランスジューサ３は、 その出力端で符号Δψを作るディジタル符号計数器の形に作られてもよく、同期 モータ１の巻線２の電力供給パルスの幅及極性符号を格納する固定メモリ５のア ドレス入力端に接続する。固定メモリ５は、幅符号をセットする３つの出力端６ と極性コードをセットする３つの出力端７を有する。幅符号勺ット出力端６は、 パルス幅変調器９の入力端に接続する。

各変調器は可変周波数分割器１２の出力端１１に接続する相補入力端１０を有す る。

以下に説明する実施例では、各パルス幅変調器９は符号入力端がパルス幅変調器 ９０入力端８である減算二進計数器１３と、第１の入力端がパルス幅変調器９の 相補入力端１０である２人力ＡＮＤ要素１４とを含む。第２入力端１５はパルス 幅変調器９の出力端である計数器１３の出力＠１６に接続する。２人力ＡＮＤ要 素１４の出力端１７は、記録入力端１９がパルス発生器２０の出力端に接続する 計数器１３の減算入力端１８に接続する。

この実施例では、可変周波数分割器１２は、借り出力端２２が記録入力端２３に 接続し、可変周波数分割器１２の出力端１１である減算二進計数器２１を含む、 減算出力端２１はパルス発生器２５に接続する可変周波数分割器１２の相補入力 端２４である。計数器２１の符号入力端は、制御信号であるモジュラス符号Δｇ を受信する可変周波数分割器１２の制御入力端２６である。

固定メモリ５の極性セット符号出力端７は、制御信号２９が制御信号極性の符号 ｓｉｇｎΔｇを受信する逆転器２８の入力端２７に接続する。逆転器２８は、３ つの“排他的論理和”要素を含み、その第１の入力端が同時に逆転器２８の入力 端２７であり、他方、その第２の入力端が相互に接続し、逆転器２８の制御入力 端２９として使用される。

ゲート制御電気駆動機構は３つの制御ユニット３１を含む。

これらのユニットの制御入力端３２は、対応するパルス幅変調器９の出力端に接 続する。逆転器２８の出力端３３は制御ユニット３１の極性セット入力端３４に 接続する。

以下に説明する実施例では各制御ユニット３１は３つの“排他的論理和”要素３ ５．３６．３７、と２つのインバータ３８゜３９とを含む、“排他的論理和”要 素３５の第１の入力端は、示す）に接続する。

対応するスイッチング要素４８．４９の端子６１．６２は相互に接続し、同期モ ータ１の巻線２の端子６３に接続し、他方、対応するスイッチング要素５０．５ １の端子６４．６５は同期モータ１の巻線２の端子６６に接続する。

ゲート制御電気駆動機構は、３相変圧器６０と、制御ユニットに電気的に接続す るタイマ６７を含む、以下に説明する実施例では、タイマ６７０入力端６８は変 圧器６０の端子５８に接続する。他方、出力端６９は制御ユニット３１の極性補 正ユニット７０に接続する。タイマ６７は３つの比較器７１を含む、この比較器 ７１の第１の入力端は、同時にクイマロ７の入力＠６８である。その第２の入力 端は接地し、他方出力端は制御ユニット３１の極性補正入力端７０に接続する。

前記ゲート制御電気駆動機構の実施例は、駆動機構を主線に直接に接続すること に起因するトルク変動を補償する手段を具備していない。このような電気駆動機 構は、通常、高慣性同期モータに設けられている。

低慣性同期モータの場合には、パルス幅変調器９、逆転器２８、可変周波数分割 器１２及びスイッチングユニット４１が前記したように構成される第２図に示す ように、ゲート制御電気駆動機構の別の実施例を用いることは合理的である。

この実施例では、固定メモリ５（第２図）は、タイマ６７に接続する付加アドレ ス入力端７２を有する。タイマ６７は加算２進計数器７５の相補入力端７４に接 続するパルス発生同時に制御ユニット３１の制御入力端３２である。°“排他的 論理和”要素３５の第２の入力端は、“排他的論理和”要素３７の第１の入力端 と結合し、同時に制御ユニット３１の極性セット入力端３４である。“排他的論 理和”要素３７の出力端は、対応するスイッチングユニット４１の入力端４０と 、インバータ３９０入力端とに接続する。インバータ３９の出力端はスイッチン グユニット４１０入力端４２に接続する。

スイッチングユニット４１の入力端４３は“排他的論理和”要素３６の出力端と 、インパーク３８０入力端とに接続する。

インバータ３８の出力端はスイッチングユニット４１の入力端４４に接続する。

°“排他的論理和”要素３５の出力端は、“排他的論理和”要素３６の入力端４ ５に接続する。要素３６の入力端４６は“排他的論理和”要素３７の入力端４７ に接続する。

各スイッチングユニット４１は、双方向の固体スイッチを基にし、以下に説明す る実施例ではブリッジ回路に接続される４つのスイッチング要素４８．４９．５ ０．５１、を含む。スイッチング要素の端子５２．５３相互に結合し、スイッチ ングユニット４１の単一出力の入力端５４を形成する。スイッチング要素４９． ５１の端子５５．５６は相互に接続しスイッチングユニット４１の他の出力の入 力端５７を形成する。各スイッチングユニット４１の出力の入力端５４．５７は 、３相変圧器６０の対応出力側巻線の端子５８．５９に直接に接続する。その巻 線の中央タップ部は接地している。変圧器６０の１次巻線は３相ａ、ｃ。

主線（主線の１次巻線の接続はＶｅとして図面に条件つきで器７３を含む、計数 器７５のリセット入力端７６は比較器７７の出力端に接続する。比較器７７の第 １入力端は、３相変圧器６０の１方の巻線の端子５８に接続し、他方の入力端は 接地する。各制御ユニット３１はインバータ７８．７９及び“排他的論理和”要 素８０を含む。要素８０の入力端は、制御ユニット３１０制御入力端３２であり 、他方の入力端はインバータ７９の入力端に接続し、同時に制御ユニット３１の 極性セット入力端３４である。入力端３４はスイッチングユニット４１の入力端 に接続する。インバータ９の出力端はスイッチングユニット４１の入力端に接続 し、他方、インバータ７８の出力端は、その入力端４０に接続する。

°“排他的論理和”要素８０の出力端はスイッチングユニット４１の入力端４２ とインバータ７８の入力端とに接続する。

双方向スイッチング要素４Ｂ、　４９．５０．５１　（第１．２図）は、各スイ ッチングユニット４１について同一である０例えば、ドレーンとソースがスイッ チング回路４８の端子５２．６１であるｎ型誘起チャンネルと、金属−絶縁体一 半導体（ＭＩＳ）　）ランジスタ８１（第３図）の基板及びゲートに接続する抵 抗８２を具備するＭＩＳ）ランジスタ８１を含むスイッチング回路４８の概略図 を以下に検討する。

ツェナーダイオード８３のカソードはゲートに接続し、他方そのアノードはＭＩ Ｓ）ランジスタの基板に接続する。ＭＩＳトランジスタのドレーン及びソースは 、それぞれダイオード８４．８５のカソードのカソードに接続する。ダイオード ８４゜８５のアノードはＭｉｓ）ランジスタ８１の基板に接続する。

抵抗８６．８７はダイオード８４．８５に並列に接続する。

ダイオード８８のカソードはＭＩＳ）ランジスタ８１のゲートに接続する。他方 、ダイオード８８のアノードはバイポー−７ｎ−ｐ−ｎ）ランジスタ８９のコレ クターに接続する。そのエミッターは負極性ｄ、ｃ、電圧電源−Ｅｌ、に接続す る。

抵抗９０はｎ−ｐ−ｎトランジスタ８９のコレクタと第１の正極性ｄ、Ｃ，Ｎ圧 電源Ｅｘに接続する。バイポーラｐ−ｎ−Ｐ）ランジスタ９１は第２の正極性電 圧電源Ｅ、に接続する。抵抗９２．９３は、それぞれｐ−ｎ−ｐ）ランジスタ９ １のコレクターと、ｎ−ｐ−ｎ）ランジメタ８９０ベース及びエミッターとに接 続する。抵抗９４の第１の端子はｐ−ｎ−ｐトランジスタ９１０ベースに接続し 、他方筒２の端子はスイッチング回路４８の入力端であり、同時に対応するスイ ッチングユニット４１０入力端である。

特許請求の範囲に記載のゲート制御電気駆動機構は次のように動作する。

同期モータ１のトルクプリセット値ψｔ　（第１図）は、同期モータ１の固定子 の磁界ベクトルの振幅を制御することによって形成される。電力供給の平均周期 は、同期モータの固定子と回転子との磁界ベクトルψ８及びψ、が垂直であるこ とが特徴である。すなわち、これは、同期モータ１の１番目の固定子巻線２の平 均電圧ｖｉを次の法則によって発生することによって達成される： ここで、Δｇは制御記号モジュラス符号である；Ｕ、は３相変圧器の２次巻線の 端子５８の実効電圧値である；ｎは可変周波数分割器１２の容量である：Δψ、 ｄは軸位置トランスジューサ３の出力コード及び容量である； ｉ”Ｏ，Ｌ　２・・・ｍ−１は同期モータ１の固定子巻線の数である。

同期モータ１のｉ番目固定子巻線２の電圧平均値し；のモジュラスは３相変圧器 ６０のｉ番目巻線の出力側電圧のパルス幅変調の手段によって形成される。

パルス幅変調は制御ユニット３１のスイッチングユニット４１、パルス幅変調器 ９及び可変周波数分割器１２によって生ずる。

軸位置トランスジューサ３の出力端からの符号Δψは固定メモリ５のアドレス入 力端４に加えられる。アドレスΔψに記録される固定メモリ５の出力語は次式で 示す３相極性セット符号Ｙ、を含む： ここで、Ｓｉｇｎ（Ｘ）　＝　０、Ｘ≧０及びＳｉｇｎ（Ｘ）　＝　１、Ｘ〈０ ゜固定メモリ５０幅符号Ｘｉの出力端６は次の符号を含む：ここで、Ｐはパルス 幅変調器９の容量である；Ｅはかっこ内の式の整数部分である。

符号ＸＬは接触メモリ５０幅セット符号の出力端６からパルス幅変調器６０減算 ２進計数器１３の符号入力端に加えられる。

各パルス幅変調器９では、繰返し周波数ｆ、のパルスはパルス発生器２０の出力 端から計数器１３の記録入力端１９へ供給される。これによって符号Ｘｉを計数 器１３へ導くことになって、高レベル信号は計数率１３の借り出力端１６で生じ る。この信号は２人力要素１４の出力端１５に加えられ、周波数がｆ。である可 変周波数分割器の出力パルスを２人力ＡＮＤ要素１４から通過させる。２人力Ａ ＮＤ要素１４は同時に減算２進計数器１３０減算入力端１８に接続する入力端１ ７に対して、パルス幅変調器９０入力端である。計数器１３の減算入力端１８へ 供給される可変周波数分割器１２の各パルスはその出力符号をｕ　１　＋＋たけ 減少させることによって、次式で示す時間経過後に 計数器１３の出力符号は零に減少する。可変周波数分割器１２の規則的な低レベ ルパルスが２人力ＡＮＤ要素１４を介在して計数器１３０減算入力端に加えられ ると、計数器１３の借り出力端１６の信号は低レベルをとり、２人力ＡＮＤ要素 １４の入力端１５へ供給される。以上説明した処理の結果として、２人力ＡＮＤ 要素１４の出力端１７と、計数器１３の関連減算入力端１８とにおける信号は、 パルス幅変調器９０入力端である２人力ＡＮＤ要素１４の入力端で、可変周波数 分割器１２０レベルにもかかわらず、低レベルを有する。

従って、減算計数器１３の出力符号が零レベルに達したとき、規則的な低レベル パルスが可変周波数分割器１２の出力端１１からパルス幅変調器の入力端１０へ できる限り早く加えられ、減算入力端１８及び計数器１３の借り出力端１６の信 号は、低レベルを取り、規則的な低いレベルのパルスがパルス発生器２０の出力 端から計数器１３の記録入力端１９へ加えられるまで保たれる。次に前記した処 理が繰返えされる。

したがって、計数器１３の借り出力端の高レベルパルスはパルス幅変調器９の出 力パルスであって、周波数ｆ、とパルスデユティ因子 ｆ。

とを有する。

式（５）から、１番目のパルス幅変調器９のパルスデユティ因子ｒｉは可変周波 数分割器１２の出力パルスの周波数に依存することになる。可変周波数分割器１ ２の減算２進計数器２１の出力符号及びパルス発生器２５の出力端からの規則的 な低レベルパルスが同時に可変周波数分割器１２の相補入力端２４である計数器 ２１の減算入力端へ加えられないと、計数器２１の借り出力端及び関連記録入力 端の信号は低レベルを取ることによって、制御信号モジュラス符号Δｇは可変周 波数分割器１２０制御入力端２６から計数器２１へ送信される。この場合、計数 器２１の出力端の符号は値Δｇをとり、他方借り信号は高レベル信号になる。各 低レベルパルスをパルス発生器２５から、同時に可変周波数分割器１２の相補入 力端である計数器２１の減算入力端へ加えることは、計数器２１の出力符号を“ １”だけ減少させることになる。次の時間間隔後に ここでｆｏはパルス発生器２５０周波数であり、計数器２１の出力符号は零にな る。

発生器２５の出力端から計数器２１０減算入力端へ伝送する規則的な低レベルパ ルスは計数器２１の借り出力端２２及び関連記録入力端２３の低レベル信号を生 じさせることによって符号Δｇは計数器２１に負荷され、前記処理が繰返えされ る。よって、可変周波数分割器１２における計数器２１の借り出力端２２の低レ ベルパルスは計数器２１の信号伝搬遅れに等しい幅を有し、かつ以下に示す周波 数計数器２１の借り信号は可変周波数分割器１２の出力信号であり、パルス幅変 調器９の相補入力端へ供給されるので、（５）と（７）によって、１番目のパル ス幅変調器９の出力パルスのデユティ因子は である。

符号χ、＝２Ｐ−１及びΔｇ＝２ｎ−１の最大価で、条件Ｔｉ＝１を与えると、 パルス発生器２０の周波数ｆ８は、（３）、　（８）、　（９）を考慮して、我 々は１番目パルス幅変調器９の出力パルスのデユティ因子７ｉに対して最後の式 を得る： よって、可変周波数分割器１２と１体となるパルス幅変調器９、固定メモリ５及 び軸位置トランスジューサ３はデユティ因子Ｔ、が同期モータ１の固定子巻線２ の平均電圧Ｖ、のモジュラスに対応するパルスを形成する。同期モータは、その 固定子及び回転子の磁界ベクトルψ、、ψ２の垂直性を要求される。

（１）式によれば、同期モータの固定子巻線２に要求される電圧パルス極性は逆 転器２８、タイマ６７及びスイッチングユニット４１と１体となっている制御ユ ニット３１によって生ずる。スイッチング回路４８−５１を制御する信号Ａ、Ｂ 。

Ｃ，Ｄは、それぞれ１番目スイッチングユニットの入力端４３゜４４、４０．４ ２へ加えられ、１番目比較器７１、ｉ番目パルス輻変調器９及び逆転器２８の１ 番目“排他的論理和”要素３０の出力信号ｅｉ　＋　１１４　＋　Ｓｔをそれぞ れ基礎として１番目制御ユニット３１によって・形成される。これらの信号は下 記のようにして決定される。比較器７１の出力信号ｅｉはその入力端の負電圧に よって論理零に等しくなる。その入力端は同時にタイマ６７０入力端６８であり 、反対の場合には論理１に等しくなる。１に等しいパルス幅変調器９の出力信号 値り、は同期モータ１のｉ番目巻線と変圧器６０のｉ番目巻線との接続をスイッ チング回路４８．５１　（又は４９．５０）によって決定する。ｈ、＝ｏは、ス イッチング回路４９．５１　（又は４８゜５０）を介在して、同期モーフ１のｉ 番目固定子巻線２をブリッジ接続することによって、同期モータ１の動的制動に 相当する。逆転器２８の出力端３３における出力信号は、５１＝０で、同期モー タ１の巻線２の端子６３における電位を、端子６６の電位以上に上昇させること を決定し、またＳ、＝１では反対の状態になるように決定する。前記したアルゴ リズムで、種々のｅ＝　＋　ｈ；　＋　Ｓｔに対してスイッチングユニット４１ のスイッチング回路４８−５１を制御Ｂする信号Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄの値は、表１に示される。信号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの“１”状態はスイッチング回 路４８−５１の導通状態に相当し、逆も同じである。

ｌ上 序数　ｅｉ　ｈｉ　Ｓｉ　ＡＢＣＤ スイッチングユニット４１の回路４８−５１のスイッチングアルゴリズムはテー ブル１に従って下記に説明する。

パルス幅変調器９の出力信号が不動作値ｈｉ　−０である場合に、同期モーフ１ の固定子巻線２は、スイッチング回路４８、５０　（Ｓｉ＝Ｏで）又はスイッチ ング回路４８・・・５１（Ｓｉ＝１で）によって短絡され、すなわち同期モータ １の動的制御は生ずる。パルス幅変調器９の出力信号が動作（ｉ！ｈ＝＝１であ る場合で、比較器７１の出力信号！五によって決定される電圧極性と、“排他的 論理和”要素３０の出力端の信号Ｓｉによって決定される同期モータ１の固定子 巻線２に対する電圧供給のプリセット極性とが一致する場合に、同期モータ１の 巻線２は、スイッチング回路４８．５１を介在して変圧器６０の巻線端子に、端 子６３．６６を介在して接続する０条件ｅｉ　”Ｓｉが観測されないときには、 同期モータ１の巻線２の端子６３、６６はそれぞれスイッチング回路４９．５０ を介在して、変圧器６０の端子５９．５８に接続する。よって、電力供給網の極 性が同期モータ１の巻線２の極性と一致しないならば、スイッチング回路４８− ５１は、同期モータ１の固定子巻線２を変圧器６０の巻線に逆接続させる。

従って、パルス幅変調器９の出力信号が動作値り、＝１である場合には、同期モ ータ１の巻線２に対する電圧極性は、供給網の極性にもかかわらずプリセット極 性に対応する０表１によれば、スイッチングユニット４１のスイッチング回路４ ８−５１を制御する信号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに対する最小化論理式は次のように書け る： Ａ＝ｅｌ■（ｓ、＋ｈ、） Ｄ＝ｅ丁Ｈ丁丁＝τ　（１１） スイッチング回路４８−５１のアルゴリズムを実現する制御ユニット３１では、 “排他的論理和”要素３５．３６は信号Ａを形成するために使用され、インバー タ３８は信号Ｂを形成するために使用される。“°排他的論理和”要素３７は信 号Ｃを形成するために使用され、インバータ３９は信号りを形成するために信用 される。

逆転器２８の出力信号は、“排他的論理和”要素３ｏによって次式で形成される ： Ｓｉ＝ＳｉｇｎΔｇｅＹ＝　（１２） よって、信号Ｓｉは、ＳｉｇｎΔｇ＝ｏで極性セット信号Ｙｉの繰返しとなり、 ＳｉｇｎΔｇ＝１で逆になる。従って、制御信号極性セット信号ＳｉｇｎΔｇが ０から１へ変化する場合には、極性セット信号は逆転して、同期モータ１の全巻 線２に対する電圧極性の変化になる。また、このことは、同期モータ１の固定子 磁界のベクトル方向を交互に変化させる一方で、そのモジュラスと回転子磁界に 対する垂直性を保つ、よって。

信号ＳｉｇｎΔｇを０から１へ切り換えるときに、同期モータのトルクは、その 極性を変化させ、一方このトルクの大きさは同じままである。すなわち、このこ とは電気駆動機構の逆転を決定する。

制御ユニット３１の動作に関する前記アルゴリズムによれば、同期モータ１の巻 線２に対する電圧極性は、逆転器２８の“排他的論理和′”要素３０の出力信号 Ｓｉによって決定され、また３相変圧器６０のｉ番目巻線の端子５８．５９に対 するａ、ｃ、電圧極性とは独立である。特許請求の範囲に記載したゲート制御電 気駆動機構の整流器はスイッチングユニット４１が双方向のスイッチング回路４ ８−５１に依存するということにある。例えば、スイッチング回路４８の動作を 説明する。

他のスイッチング回路４９−５１は同様な動作をする。

スイッチング回路４８（第３図）がトランジスタトランジスタ論理レベルを制御 するために使用されたとき、また、第２の正極電源電圧子Ｅ３が制御ユニット３ １のインバータ３８、３９の“排他的論理和”要素３５−３７　（第１図）の電 力供給電圧に等しいときに、スイッチング回路４８の制御入力端であるスイッチ ングユニット４１の入力端４３に加えられた論理“１”信号は、トランジスタ８ ９．９１　（第３図）を非導通にする。第１の正極電圧電源の電圧子Ｅ２は次の 条件から選択される： ここで、Ｕ、はトランジスタ８１のしきい電圧である；Ｒは同期モータ１の巻線 ２の抵抗である；にはトランジスタ８１の増幅率である；ＵｋとＵｎは切り換え 電圧である。

電圧＋Ｅ２が切り換え電圧Ｕ　ｋＵ　Ｂ値にかかわらず（１３）式によって選択 されるとき、ツェナーダイオード８３の降伏が生じ、電圧■、がｎ型誘起チャン ネルを具備するトランジスタ８１のゲートに加えられる。この電圧は他のトラン ジスタ端子（ドレーン又はソース）と関連して測定され、このとき低電位にあり 、次の式で表わされる：ＵＴ　＝ｖ０＋ｕａ　（１４） ここで、Ｕｏはツェナーダイオード８３の降伏電圧である；Ｕ４は順方向に接続 するダイオード８４１８５の両端の電圧降下である。

トランジスタ８１のドレーン及びソースの対称性によって、電圧■７は、Ｕｘ＞ Ｕｓの場合にはソースと関連して、これと反対の場合にはドレーンと関連してゲ ートに加えられる。

ツェナーダイオード８３の陽極と、このとき高電位にあるトランジスタ８１のド レーン又はソースとの接続は、ダイオード８４＋　８５及び抵抗８６．８７によ ってもたらされる。ツェナーダイオード８３の降伏電圧Ｕ０は、ｔｙｘ　＞Ｕｌ の場合に、ダイオードを介してソースと関連するトランジスタ８１のゲートへ加 えられる。トランジスタ８１のゲートはスイッチング回路４８の端子５２から抵 抗８６を介して端子６１へ流れる電流によって導通になる。Ｕ、＞ＵＫの場合に は、電圧ｖ０はダイオード８４を介してドレンに関するトランジスタ８１のゲー トへ加えられ、スイッチングユニット４８のｉ子６１から端５２へ抵抗８７を介 して流れる電流によって導通になる。

抵抗８６．８７の抵抗値は同期モータ１の巻線２の抵抗値Ｒよりも大きくなるよ うに選択されるので、スイッチング回路４８の出力電圧に対して、抵抗８６．８ ７を介するもれ電流効果は無視できる。

前記した処理により、低電位を有する端子（ドレーン又はソース）に関するトラ ンジスタ８１のゲート電圧はトランジスタ８１の動作点を電流−電圧特性の直線 部に移動するのに十分であるから、トランジスタ８１のチャンネル抵抗は非常に 低い価い降下する。このことはスイッチング回路４８の導通状態に相当し、この 場合には、電流はスイッチング回路４８を介して任意の方向へ流れうる。

論理雰信号が入力端４３に加えられると、トランジスタ９１゜８９は導通になり 、トランジスタ８９の電位は、実際には値−Ｅ、まで降下する。負極性電圧電源 の電圧−ＥＩが次に示す条件 −Ｅ、　＜ｍ　ｉ　ｎ　（ＵＫ　Ｉ　Ｕｓ　）　（１５）から、電圧ｔＬｔ、Ｕ ｍＯ値にかかわらず選択されるので、ダイオード８８は非導通になり、トランジ スタ８１のゲートは抵抗８２及びダイオード８４．８５の一つを介して、低電位 を有するトランジスタ８１の端子（ドレーン又はソース）に接続する。この場合 Ｕア＝Ｕ、＜Ｕ、であるので、トランジスタ８１０チヤンネル抵抗は著しく増加 する。このことはスイッチング回路４８の非導通状態に相当する。

前記した双方向スイッチング回路４８は論理信号によって制御され、またこのこ とはスイッチと整流器との機能を結合することを可能にする。

よって、特許請求の範囲に記載したゲート制御電気駆動機構では、固定子の要求 磁界と、同期モータ１の固定子及び回転子相互の磁界方向との形成は、３相変圧 器６００巻線端子５８、５９のａ、ｃ、電圧をパルス幅変調する手段によって生 ずる。同期モータ１のｓ線２に対する平均電圧のモジュラスは、軸位置トランス ジューサの出力データと固定メモリ５のパルス幅符号とに基づいて、パルス幅変 調器９と可変周波数分割器１２とによって形成される。同期モータ１の巻線２に 対する平均電圧の要求極性は、固定メモリ５の極性セット符号、制御信号の極性 ＳｉｇｎΔｇ及び３相変圧器６０の巻線端子５８−５９に対する電圧の電流極性 をそれぞれ分析する逆転器２８及びタイマ６７からの信号に基づいて、制御ユニ ット３１及びスイッチングユニット４１によって供給される。

特許請求の範囲に記載のゲート制御電気駆動機構は電力供給電圧の周期につき平 均して、モジュラスΔｇの符号及び制御信号の極性ＳｉｇｎΔｇとの手段による 固定子磁界の振幅と極性の制御と同期モータ１の固定子及び回転子の磁界の垂直 性とを提供する。この電気駆動機構は、電気機械時定数が電力供給主線のａ、ｃ 、電圧周期よりも長い同期モータと共に使用されうる。

低慣性同期モータが使用され、また厳格な制限がトルク変動に課されているとき には、第２図に示すゲート制御電気駆動機構を使用することは得策である。

この電気駆動機構に使用されるパルス幅変調器９、可変周波数分割器１２、逆転 器２８及びスイッチングユニット４１は前記したように動作する。

この駆動機構では、同期モータ１の全巻線によって形成される固定子の全磁界の リップルは補償される。巻線２の一つにかかるａ、ｃ、供給電圧の電流値の減少 によって生ずる固定子磁界の減少は、他の巻線２のパルス幅変調器におけるパル スのデユティ因子Ｔ、の増加によって補償される。この瞬間における他の巻線２ の供給電圧は、変調器の法則に従って十分に高くなる： ここで、Δにはタイマ６７によって形成される主線の電流相の符号である； ！は計数器７５の容量である。

符号Δには発生器７３のパルスを計数する加算計数器７５の手段によって形成さ れ発生器７３のパルスは計数器７５の相補入力端７４に供給される。計数器７５ は、出力端が計数器７５のリセット入力端７６に接続する比較器７７の出力信号 の前縁によってリセットされる。比較器７７は３相変圧器６０の巻線端子５８に おけるサイン波形電圧から同周期の方形パルスを形成するので、計数器７５は、 主線電圧の電流位相が零になると直ぐにリセットされる。この場合に、幹線電圧 の位相が０から２へになる変化は計数器７５の出力符号ΔＫが０から２−１にな る変化に至る。この変化はパルス発生器７３の周波数−を適切に選することによ って達成さここでｆｃは主線周波数である。

軸位置トランスジューサ３の出力端からの同期モータ１の回転子回転角度の符号 Δψと、タイマ６７における計数器７５の出力端からの符号Δにとはそれぞれ固 定メモリの入力端４と７２へ供給される。よって、固定メモリ５の入力アドレス Δａは、軸位置トランスジューサ３の符号Δψと、タイマ６７における計数器７ ５によって形成された主線の電流位相の符号Δにとの加算（各重み因子と共に） によって形成される。このアドレスは次のようになる： Δａ＝Δψ＋２″　・ΔＫ　（１８） アドレスΔａに位置する固定メモリ５の出力語は３極性セット符号Ｙ、型からな る： 実施例で説明した固定メモリ５の幅符号Ｘｉセット出力は次の符号を含む： パルス幅変調器９と可変周波数分割器１２は符号Ｘｉを次のデユティ因子を有す るパルスに変換する：同期モータ１の固定子巻線２に対する電圧パルスの要求極 性の形成は、逆転器２８と制御ユニット３１とスイッチングユニット４１との共 同によって生じる。ｉ番目のスイッチングユニット４１のスイッチング回路４８ −５１を制御する信号Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄは、ｉ番目のパルス幅変調器９の出力信号り、と逆転器２８のｉ番目 の“排他的論理和”要素３０のＳ正に基づいてｉ番目の制御ユニット３１によっ て形成される。種々のり、、ｓ、に対する信号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ値は表２に与えら れる。

、表」− り、　Ｓ、　Ｂ　Ａ　Ｄ　Ｃ 表２によれば、スイッチングユニット４１のスイッチ回路４８−５１を制御する 信号Ｂ、Ａ、Ｄ、Ｃに対する最小の式は次のように書ける： Ｄ−ｈｉ■Ｓ　ｉ Ｃ＝　Ｔ７１ｒ１　（２２） 信号Ｃは、制御ユニット３１の“排他的論理和”要素８０によって形成され、他 方信号り及びＢはそれぞれインバータ７８＋　７９によって形成される。

この実施例では、同期モータ１の巻線に対する電圧パルスの要求極性は、逆転器 ２８を介して、固定メモリ出力端７から送信される情報に基づいて、制御ユニッ ト３１によって供給される。固定メモリ５の出力端７から逆転器２８へ供給され る符号Ｙｉは主線の金相の電圧に関する電！５性情報を含む、その理由は、これ らの極性は、クイマロ７の計数器７５の出力端から固定メモリ５のアドレス入力 端７２へ送信される主線の電流相の符号Δにとだけ関連するからである。

よって、同期モータ１の所定トルク値は、与えられたゲート制御電気駆動機構に おいて、同期モータ１の固定子及び回転子の磁界ベクトルの垂直性を正確に保持 する間、固定子磁界の振幅を制御することによってつくられる。前記磁界ベクト ルの垂直性は、モジュラス及び極性がそれぞれ固定メモリ５の出力端６．７から 送信される符号Ｘｉ及びＹ、によってめられる補正関数を主線の対応相の電圧に 掛けるパルス幅乗法手段によって、保持される。

第４図は一点鎖線、鎖線及び実線によってそれぞれ示される相数１＝２１　１１ 　０を用いて、同期モータ１の３つの固定子巻線２に対する主線電圧の電流相β の関数として規格化された主線電圧ＵＣ２補正関数δ。及び規格化された平均電 圧値Ｕ、のグラスを示す図である。これらのグラフはΔψ＝Ｏ及び主線の相変化 Ｏから２（すなわちΔにの変化Ｏから２−１）を条件に式（１９）〜（２１）に 基づいてプロットされている。

本発明のこの実施例では、タイマ６７の比較器７７は主線の相ｉ＝０に接続し、 他方、相数ｉが１だけ増加するときに、前相に関する一定相の電圧の位相ずれが １２０＠減少するように他方の二つの相数ｉは選択される。

第５図は第４図（ａ、ｂ、Ｃ）に従ってプロットされたベクトルを示す図である 。同図ａ−ｆにおいて、同期モータｌの巻線２が数ｉ＝０．１１　２を有すると き生ずる磁界のベクトルψ。は、ｒｍの因子だけ減少する０図ｇ−ｆは同期モー タ１のｉ番目巻線２の軸に対する磁界ベクトルψ。の射影ψｃ１を示す図である 。前記射影は主線の１番目の相電圧Ｕｃに対応している０図ｍ−ｒは固定子巻線 ２によって生ずる磁界ベクトルψ■を示す図である。固定巻線２は主線電圧に補 正関数δ。を掛けることによって得られる電圧を供給される。

図Ｓ−Ｘは同期モータ１の回転子の磁界ベクトルφ、（このベクトルは鎖線で図 示される）と固定子磁界合成ベクトルφ。

とを示す図である。

この図ａ−ｆ　；ｍ−ｒ　；　Ｓ−Ｘ　（第５図）において、主線電圧の電流相 はＯから５π／６までπ／６ステツプで増加する。値β＝Ｏは数ｉ＝０に対して 相電圧の零値に対応しすなわち数ｉ＝０に対して磁界ψ１と巻線５の軸との垂直 性に対応する。

以上説明した図の分析により以下の結論を描くことができる。スイッチングユニ ット４１を介して供給される供給電圧ψ■の高調波特性に起因して、同期モータ １の固定子巻線が電圧変動するにもかかわらず、特許請求の範囲に記載するゲー ト制御電気駆動機構は、第５図（図５−Ｘ）における鎖線で示す回転子磁界ベク トルψ、及び固定子磁界ベクトルψ８の垂直性とベクトルψ、の一定振幅を提供 することを可能にする。

固定子磁界ψ、の一定振幅及び磁界ψ８とψ１との相互の適切な方向は、すなわ ち主ｖＡ電力供給によって生ずるトルク変動の補償は、特許請求の範囲に記載し た駆動機構において、同期モータ１の２つの固定子巻線２に対する電力供給パル スのデユティ因子Ｔ！を増加（式（２０）に従う）させることによって他方第３ の巻線２の電力供給電圧を減少させることによって得られる。このため、全巻線 ２によって生ずる固定子の合計磁界ψ８は制御信号の符号Δｇと、同期モータ１ の回転子の回転角の符号Δψとによってめられる振幅と角位置を有する。

よって以上詳細に説明したように、ゲート制御電気駆動機構は、ａ、ｃ、幹線か ら直接に電力供給がなされる場合に、一定のトルクを確保する。

産業上の通用性 本発明は電気機械ロボット及びＣＮＣ機械ツールを含む種々の従機械、遠隔＠械 並びに計器トランスジューサに使用可能である。

Ｕ ｆＥ４ｃ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ｍ個の巻線（２）及び軸位置トランスジューサ（３）を備えた同期モータを 含み、軸位置トランスジューサ（３）の出力端は同期モータ（１）の巻線（２） の電力供給パルスの幅及び極性を格納する固定メモリ（５）のアドレス入力端（ ４）に接続し、前記固定メモリのパルス幅符号をセットするｍ個の出力端（６） はｍ個のパルス幅変調器（９）の入力端（８）に接続し、各パルス幅変調器の相 補入力端（１０）は制御入力端（２６）が制御信号モジュラス符号を受信する可 変周波数分割器（１２）の出力端（１１）に接続し、他方で相補入力端（２４） はパルス発生器（２５）に接続し、固定メモリ（５）の極性符号をセットする（ ｍ−１）個の出力端（７）は制御入力端（２９）が制御信号極性符号を受信する 逆転器（２８）の（ｍ−１）個の入力端（２７）に接続し、ｍ個の制御ユニット （３１）を含み、各制御ユニットの制御入力端は各パルス幅変調器（９）の出力 端に接続し、他方（ｍ−１）個の制御ユニット（３１）の極性セット入力端（３ ４）は逆転器（２８）の（ｍ−１）個の出力端（３３）に接続し、各制御ユニッ ト（３１）の出力端は出力端が同期モータ（１）の各巻線（２）に接続する各ス イッチングユニット（４１）の入力端（４０，４２，４３）に接続し、 ａ．ｃ．ｍ相の主線に接続したｍ相変圧器（６０）を含み、前記変圧器の出力巻 線が各スイッチングユニット（４１）の電力入力端（５４，５７）に接続するゲ ート制御電気駆動機構において、 ｍ相タイマ（６０）及びｍ個の制御ユニット（３１）に接続するタイマ（６７） を付加的に含み、逆転器（２８）のｍ番目の入力端（２７）はそれぞれ固定メモ リ（５）の極性符号をセットするｍ番目の出力端に接続し、他方ｍ相変圧器（６ ０）の出力巻線はブリッジ回路に接続された双方向スイッチ（４８，４９，５０ ，５１）に基づき各スイッチングユニット（４１）の電力入力端（５４，５７） に直接接続することを特徴とするゲート制御電気駆動機構。 ２．逆転器（２８）はｍ個の“排他的論理和”要素を含み、その要素の第１の入 力端及び出力端はそれぞれ逆転器（２８）のｍ個の入力端（２７）及びｍ個の出 力端（３３）であり、他方その第２の入力端は相互に接続しまた逆転器（２８） の制御入力端（２９）として使用されることを特徴とする請求項１記載のゲート 制御電気駆動機構。 ３．タイマ（６７）はｍ個の比較器（７１）を含み、その第１の入力端はｍ相の 変圧器（６０）の各出力巻線に直接接続し、他方その第２の入力端は接地し、 各制御ユニット（３１）は３つの“排他的論理和”要素（３５，３７，３６）を 含み、第１の要素の第１の入力端は制御ユニット（３１）の制御入力端（３２） として動作し、他方その第２の入力端は第２の“排他的論理和”要素（３７）の 第１の入力端に接続し、第２の要素の第１の入力端は制御ユニット（３１）の極 性セット入力端であり、第２の“排他的論理和”要素（３７）の出力端はスイッ チングユニット（４１）の第１の入力端（４０）に接続し，第１の“排他的論理 和”要素（３５）の出力端は第２の入力端が第２の“排他的論理和”要素（３７ ）の第２の入力端（４７）に接続する第３の“排他的論理和”要素（３６）の第 １の入力端（４５）に接続し、また第２の要素の第２の入力端（４７）は制御ユ ニット（３１）の極性補正入力端（７０）として動作し、タイマ（６７）の各比 較器（７１）の出力端に接続し、各制御ユニット（３１）は２つのインバータ（ ３９，３８）を含み、第１のインバータの入力端は第２の“排他的論理和”要素 （３７）の出力端に接続し、他方その出力端はスイッチングユニット（４１）の 第２の入力端（４２）に接続し、第３の“排他的論理和”要素の出力端は第２の インバータ（３８）の入力端及びスイッチングユニット（４１）の第３の入力端 （４３）に接続し、第２のインバータ（３８）の出力端はスイッチングユニット （４１）の第４の入力端４４に接続することを特徴とする請求項１又は２記載の ゲート制御電気駆動機構。 ４．タイマ（６７）は比較器（７７）を含み、比較器（７７）の第１の入力端は ｍ相の変圧器（６０）の出力巻線の１つに接続し、他方その第２の入力端は接地 し、 計数器（７５）を含み、計数器（７５）のリセット入力端（７６）は比較器（７ ７）の出力端に接続し、 パルス発生器（７３）を含み、パルス発生器（７３）は計数器（７５）の相補入 力端（７４）に接続し、計数器（７５）の出力端はタイマ（６７）の出力端とし て動作し、固定メモリ（５）はタイマ（６７）の計数器（７５）の出力端に接続 する付加的アドレス入力端（７２）を具備し、 各制御ユニット（３１）は要素（８０）の第１の入力端は制御ユニット（３１） の制御入力端（３２）としての役割を有する“排他的論理和”要素（８０）と２ つのインバータ（７９，８０）を含み、 第１のインバータの入力端は“排他的論理和”要素（８０）の第２の入力端に接 続し、制御ユニット（３１）の極性セット入力端として動作し、スイッチングユ ニット（４１）の第４の入力端（４４）に接続し、第１のインバータ（７９）の 出力端はスイッチングユニット（４１）の第３の入力端（４３）として動作し、 第２のインバータ（７８）の入力端は“排他的論理和”要素（８０）の出力端に 接続し、同時にスイッチングユニット（４１）の第２の入力端（４２）にであり 、他方第２のインバータ（７８）の出力端はスイッチングユニット（４１）の第 １の入力端（４０）として動作することを特徴する請求項１又は２記載のゲート 制御電気駆動機構。 ５．各スイッチングユニット（４１）の各双方向スイッチ（４８，４９，５０， ５１）はｎ型誘起チャンネルを具備する金属−絶縁体−半導体トランジスタ（８ １）を含み、前記トランジスタのドレーン及びソースはスイッチ（４８，４９， ５０，５１）の端子（５２，６１，６２，５５，５３，６４，６５，５６）とし ての役割を有し、金属−絶縁体−半導体トランジスタ（８１）の基板及びゲート に接続する第１の抵抗（８２）を含み、ゲートに接続する陰極と、金属−絶縁体 −半導体トランジスタ（８１）の基板に接続する陽極とを有するツェナーダイオ ード（８３）を含み、 基板に接続する陽極と、金属−絶縁体−半導体トランジスタ（８１）のドレーン 及びソースとにそれぞれ接続する陰極とを具備する第１及び第２のダイオード（ ８４，８５）を含み、第１及び第２のダイオード（８４，８５）と並列にそれぞ れ接続する第２及び第３の抵抗（８６，８７）を含み、陰極が金属−絶縁体−半 導体トランジスタ（８１）のゲートに接続する第３のダイオード（８８）を含み 、コレクタが第３のダイオード（８８）の陽極に接続し、他方そのエミッタが負 極性ｄ．ｃ．電圧電源Ｅ１に接続するバイポーラｎ−ｐ−ｎトランジスタ（８９ ）を含み、ｎ−ｐ−ｎトランジスタ（８９）のコレクタと第１の正極性ｄ．ｃ． 電圧電源Ｅ２とに接続する第４の抵抗（９０）を含み、エミッタが第２の正極性 ｄ．ｃ．電圧電源Ｅ３に接続するバイポーラｐ−ｎ−ｐトランジスタ（９１）を 含み、ｐ−ｎ−ｐトランジスタ（９１）のコレクタとｎ−ｐ−ｎトランジスタ（ ８９）のエミッタとにそれぞれ接続する第５及び第６の抵抗（９２，９３）を含 み、 第１の端子がｐ−ｎ−ｐトランジスタ（９１）のベースに接続し、他方第２の端 子がスイッチングユニット（４１）に対応する入力端（４３）である第７の抵抗 （９４）を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のゲート制御電 気駆動機構。