JPH02106192A - リラクタンス型電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 一般の直流電動機若しくは誘導電動機の代りに利用され
るものである。特に高速度、高トルクを必要とする場合
に利用すると有効な技術となる。

〔従来の技術〕

リラクタンス型の電動機は、ステッピングモータとして
利用された例はあるが、一般の機器の駆動源として、直
流電動機、誘導電動機のように利用された例は少ない。

又、リラクタンス型の電動機は、高出力であるが、磁極
数が増加し、又界磁マグネットがないので、磁極の蓄積
磁気エネルギが著しく太き（、該エネルギの出入に時間
がかかり、周知の重ね巻き多相直流電動機のように高速
度とすることが不可能で、従って高トルク低速の電動機
しか得られていない現状にある。

同じ目的を達する高速高トルクの半導体電動機として界
磁磁極を稀土属マグネットとすると出力トルクは大きく
なるが高価となり実用性が失なわれる。

〔本発明が解決しようとしている課題〕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。この詳細については後述する。

特に、負荷が大きいと、対応して上述した欠点が著しく
なる。

第２の課題として、リラクタンス型の電動機は、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為に実用性が失
なわれるからである。

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かり、高トルクとなるが高速とな
らない問題点がある。

特に出力トルクの大きいりラフタンス型の電動機の場合
には、電機子の磁極の数が多くなり、又その磁路の空隙
が小さいので、蓄積磁気エネルギが太き（、上記した不
都合は助長される。

高トルクとする程この問題は解決不能となるものである
。

第３の課題として、ｌ相毎の通電が電気角で／ざ０度の
通電となっているので、通電の初期と末期で、出力トル
クに無効な通電が行なわれて効率を劣化せしめる。特に
、末期における損失が著しい。従って、３相Ｙ型接続の
電動機に比較して％位の効率となる不都合がある。又蓄
積磁気エネルギの放電の為に反トルクを発生し、出力と
効率の低下を招く不都合がある。

第Ｖの課題として、第２．第３の課題を解決する為に特
別な励磁電流の制御回路が必要となるので、制御回路が
高価となる問題点がある、〔課題を解決する為の手段〕 第７図（２Ｌ）の突極と磁極の構成とすることにより、
２相の電動機の場合には、第１の課題が解決される。

又第を図（ｅ）の展開図に示す構成とすることにより、
３相の電動機の場合には、第１の課題が解決される。

λ相の電動機の場合に、位置検知信号の巾を電気角で９
０度とし、これ等が重畳することなく、サイクリックに
連続して得られる位置検知手段を採用することにより、
効率良好で励磁コイルの制御回路を簡素化できる。

又３相の電動機の場合には、位置検知信号を電気角でｉ
ｘｏ度の巾とし、２相の場合と同じ構成とすることによ
り、同じ効果を得ることができる。

両者ともにチヨッ・３回路により、励磁電流を設定値と
する手段を併用することにより、高速高トルクとするこ
とができるので、第２，第ｔの課題が解決される。

２相、３相のいづれの電動機においても、磁極山を突極
中より、電気角で３０度位広（し、通電角を１ｇＱ度と
し、突極が磁極に侵入し始めた点より通電を開始するこ
とにより、位置検知信号の巾が電気角で１８０度であっ
ても、効率良好な電動機を得ることができる。

又テヨッ・ξ回路により、励磁電流を指定する手段を併
用することにより第２，第≠の課題が解決される。

出力トルクと回転数に対応した高い直流電源を使用し、
励磁電流の立上りを急峻とし、蓄積磁気エネルギを電源
に環流せしめることにより、急速に放電電流を消滅して
いる。従って、位置検知信号曲線の巾に対応した励磁コ
イルの通電を行なうことができ、又チョッパ回路により
、基準電圧に対応した励磁電流としているので、第２．
第３の課題を解決している。

一般に、出力が１０ワット以上となるので、位置検知素
子としてホール素子が使用し難い。温度上昇（運転中）
の為である。これを解決する為に。

小型のコイルを利用している。

〔作用〕

本発明装置の作用の第１は、第１図（ａ）に示すように
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。

一般の手段によると、第１図（ｂ）のように同相の磁極
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。

しかし、磁極と突極の空隙長が０．　／〜００．２　ミ
ＩＪメートル位なので、量産時に、空隙長がアン・ζラ
ンスとなり機械振動の発生は避けられない。

本発明による第１図（ａ）の装置では、磁気吸引力を打
消すことなく、回転子が常に１方向の磁気吸引力を受け
るように構成して５機械振動を減少せしめている。又同
時にかかる手段により、磁極と突極数が周知のもののＨ
の数となるので、小出力、小型の電動機が構成できる作
用がある。

本発明装置の作用の第２は、次の点にある。出力トルク
を指定する為の励磁電流の大きさを、エネルギ損失のな
いインダクタンスによるチョソ・ξｆｆ１ｌＪ御を行な
って独立に処理している。従って、磁極の大きいインダ
クタンスは出力トルクに有効に利用されている。励磁コ
イルの通電角は、電気角で９０度（２相の場合）及び１
２０度（３相の場合）となっているので、励磁コイルの
通電が断たれたときの蓄積磁気エネルギは、次段の次に
通電すべき励磁コイルの磁気エネルギの蓄積に利用され
るので、減トルクと反トルクの発生が防止され、高速高
トルクの電動機を得ることができる。

又各励磁コイルの通電区間は、最大トルクを発生する区
間とされているので効率が上昇する、又励磁コイルの通
電制御回路が簡素化される。

気角で３０度位広く構成されている。

突極が磁極に侵入する点で通電を開始しているので、反
トルクの発生が少なく、効率が劣化することな（、又高
速高トルクの電動機を得ることができる。

本発明装置の作用の第３は、上述した位置検知信号とな
るので、位置検知装置は、コイル２個若しくは３個とな
り簡素な構成とすることができ、しかもホール素子に比
較して耐熱性のあるものが得られる。

本発明装置の作用の第≠ば、回転子が珪素鋼板の積層体
のみで構成されているので、高速度回転においても、焼
結マグネットのように遠心力により破損することがない
ことである。

〔実施例〕

次に、第１図（ａ）以下につき本発明による実施例の詳
細を説明する。各図面中の同一記号のものは同一部材な
ので、重複した説明は省略する。

第１図（ａ）は、本発明によるコ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
平面図である。以降の角度表示はすべて電気角とする。

第１図（ａ）において、記号ｌは回転子で、その突極ｌ
ａ、ｌｂ、・・・の巾は１８０度、それぞれは３６０度
の位相差で等しいピッチで配設されている。

回転子ｌは、珪素鋼板を積層した周知の手段により作ら
れている。固定電機子／６には、磁極／Ａａ。

／Ａｂ　、／Ａｃ　、／Ａｄが、それ等の巾が１ｇＯ度
で、等しい離間角で配設されている。突極と磁極の巾は
１８０度で等しくされている。突極数は５個、磁極数は
≠個である。

第ｖ図（ａ）は、第１図（ａ）のリラクタンス型コ相電
動機の展開図である。

第グ図（ａ）のコイルＩａ、ｇｂは、突極／ａ、／ｂ、
・・・の位置を検出する為の位置検知素子で、図示の位
置で固定電機子ｌ乙の側に固定され、コイル面は、突極
／　ａ　、　／　ｂ　＊・・・の側面に空隙を介して対
向している。

コイルｆａ、ざｂは（／♂０＋デＯ）変能間している。

コイル♂ａ、Ｊ’ｂはタミリメートル径で１００ターン
位の空心のものである。

第２図（ｂ）に、コイルｒａ、ｒｂより、位置検知信号
を得る為の装置が示されている。第２図（ｂ）において
、コイルＩａ、Ｉｂ、抵抗１５ａ、／ｊｂ　、／ｊＣは
ブリッジ回路となっている。記号７は発振回路で、その
出力周波数はｌ−ｊメガサイクル位となっている。

コイル♂ａ、Ｊ’ｂは空心コイルで、固定電機子側に固
定され、第１図（ａ）の突極／ａ、／ｂ、・・・に対向
すると、渦流損失の為に、そのインピーダンスが小さく
なり、抵抗／ｊａの電圧降下が大きくなる。

コイルＪａが突極に対向すると、ダイオ−ｒｌ／ａ、コ
ンデンサ１２ａよりなるローノξスフィルタにより平滑
化された電気信号が、オペアンプ／Ｊａの＋端子に入力
される。

抵抗７５に＋の電圧降下も、ダイオード／／ｂ、コンデ
ンサ／２ｂよりなるローノξスフィルタにより直流化さ
れた電気信号がオペアンプ／ｊａの一端子に入力される
。コイルｆａが、突極に対向しないときに、ブリッジ回
路が平衡するように調整されているので、このときにオ
ペアンプ／Ｊａの出力はない。

コイルざａが突極に対向すると、オペアンプ／、、７ａ
の出力は、／ざ０度の巾の矩形波の出力となり、この信
号が第５図のタイムチャートで、曲線Ｊａ。

Ｊｂ、・・・とじて示されている。

曲線２ｊａ、２Ｓｂ、・・・の始点の微分・ξルスが微
分回路Ｕａより得られて、曲線りａ、りｅ、・・・とし
７て示されている。

反転回路を介する出力は、曲ｄＪ２Ａａ、　２Ａ　ｂ　
、・・・となり、微分回路’ｘｂを介する微分・ぞルス
が、曲線りＣ９・・・とじて示されている。

コイルざｂが突極に対向したときにも同様に、抵抗１５
ｄの電圧降下が平滑直流化されて、オペア７−ｊ’／３
ｂの子端子の入力となっているので、オペアンプ１３ｂ
のハイレベルの出力は、第５図の曲線２７ａ　、２７ｂ
　、・・・となり、又反転回路を介する出力は、曲線２
ざａ、２ざす、・・・となる。微分回路ｇｃ。

ｌ／ｌｄを介する微分パルスは、りす、・・・及びりｄ
。

・・・となる。

フリッゾフロップ回路乙ａ（以降は２回路と呼称する。

）のＱ端子の出力は、微分・ξルスタａとりｂの間の区
間となるので、第５図の曲線≠／ａ。

！／ｂ、・・・となる。

Ｆ回路６ｂのＱ端子の出力は、第５図の微分パルスタｂ
とりＣの間の区間となるので、曲線ｕ２ａ。

輻す、・・・とな′る。

Ｆ回路４ｃ、４ｄのＱ端子の出力は、微分ノξルスタｃ
とりｄの間の区間及び微分・ぐルス！Ｐｄとりｅの間の
区間となるので、それぞれ曲線＜ｔ３ａ＋≠３ｂ、・・
・及び曲線鉾ａ、鉾す、・・・となる。

端子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの出力は、それぞれＦ回路
４ａ＋Ａｂ、＆ｃ、Ａａの出力となる端子７ａ　、　７
ｂ　、・・・と同じ出力信号をアンド回路により得る手
段もあるが、かかる手段によると、曲線！Ａ／ａとｌＡ
、２ａ、曲線杷ａと’ＡＪａ、曲線≠３ａと鉾ａの間に
時間的空隙が発生し、起動を不確実とする不都合がある
。

次に、第７０図（ａ）の電気回路により、上述した端子
７ａ、７に＋、・・・の位置検知信号による第≠図（ａ
）の励磁コイル／７ａ　、　／７ｂ　、・・・の通電制
御について説明する。

端子７ａ、７ｂ、−，７ｄの出力は、第７０図（−の端
子／ざａ、／ざす、・・・／ざｄに入力される。励磁コ
イルに、Ｒ，Ｍ、Ｓは、それぞれ励磁コイル／７ａ／７
ｂ　、／７ｃ　、／７ｄを示している。

リラクタンス型の電動機は１次に述べる欠点がある。

第１に、第７図のタイムチャートの点線曲線３／で示す
ように、突極が磁極に対向し始める初期はトルクが著し
く太き（、末期では小さ（なる。従って合成トルクも大
きいりゾルトルクを含む欠点がある。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。

第３図は、突極／ａと磁極／Ａａとの間の磁気吸引力の
発生する状態を図示したものである。

突極／ａの巾（図面の上下方向の巾）は、磁極／Ａａの
巾より太き（されている。他の突極と磁極も同じ構成と
されているので、突極／ａと磁極１６ａについて、その
出力トルクの説明をする。

突ｉ／ａを矢印Ａ方向に駆動するトルクは、矢印Ｊ及び
点線矢印で示す磁束である。この大きさは、突極／ａと
磁極／Ａａの対向面積が小さ−いとき即ち初期は大きく
、末期では小さくなる。従って出力トルクは非対称とな
る。例えば、第７図の曲線３１のようになる。しかし矢
印Ｎ、Ｌで示す磁力線は、初期は少なく、末期が多くな
るので、両者の対向の初期より末期の方がトルクが増大
する。

従って、出力トルク曲線はほぼ対称形となり、第７図の
点ｆｆＭ３０の曲線となる。

他の突極と磁極との間にも同じ手段が採用されているの
で、出力トルクも対称形となる。第２に効率が劣化する
欠点がある。

励磁電流曲線は、第７図において、曲線２シのようにな
る。

通電の初期は、電機子コイルのインダクタンスにより電
流値は小さく、中央部は逆起電力により、更に小さくな
る。末期では、逆起電力が小さいので、急激に上昇し、
曲８２９のようになる。この末期のピーク値は、起動時
の電流値と等しい。この区間では、出力トルクがないの
で、ジュール損失のみとなり、効率を大巾に減少せしめ
る欠点がある。曲線２９は１ｇＯ度の巾となっているの
で、磁気エネルギは点１Ｊ９ａのように放電し、これが
反トルクとなるので更に効率が劣化する。

第３に、出力トルクを大きくすると、即ち突極と磁極数
を増加し、励磁電流を増加すると、回転速度が者しく小
さくなる欠点がある。

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ｆａ）の磁極と突極の数を増加し、
又両者の対向空隙を小さくすることが必要となる。この
ときに回転数を所要値に保持すると、第１図（ａ）の磁
極／Ａａ、／６ｂ、・・・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、又
通電が断たれても、磁気エイ・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。

かかる事情により、励磁電流値のピーク値は小さ（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
。

第グに、各磁極／Ａａ、／Ａｂ、・・・には、励磁コイ
ル／７ａ、／７ｂ、・・・が捲着されている。隣接する
磁極間の距離が小さいと、励磁コイルに所要のアンペア
ターンの励磁コイルが装着し難くなり、銅損が増大する
。

本発明装置においては，第３，第４図（ａ）に示すよう
に、磁極と隣接磁極との離間距離が突甑巾の／、ｊ倍と
なっているので、上述した欠点が完全に除去されるもの
である。

第１図（ａ）及びその展開図である第≠図（ａ）におい
て、円環部／６及び磁極／６ａ、／Ａｂ、・・・は、珪
素鋼板を積層固化する周知の手段により作られ、図示し
ない外筐に固定されて電機子となる。記号／６の部分は
磁路となる磁心である。

磁極／Ａａ　、　／Ａｂ　、　−には、励磁コイル／７
ａ、／７ｂ、・・・が捲着されている。

外筐に設けた軸受には、回転軸♂が回動自在に支持され
、これに回転子／が固着されている。

回転子／の外周部には、突極／ａ　、　／ｂ　、・・・
が設げられ、磁極／６ａ　、　／／ｌｂ　、−と０．／
〜０．２ミリメートル位を空隙を介して対向している。

回転子／も、電機子１６と同じ手段により作られている
。

突極はｊ個となり５等して巾と等しい離間角となってい
る。磁ｉ３／Ａａ　、　／６ｂ　、・・・の巾は突極中
と等しく、ｊ個が等しいピッチで配設されている。

最初に、／１０度巾０位置検知信号即ち第５図の曲線、
！ｊａ　、１５ｂ　、−，２Ａａ　、２Ａｂ　、−，２
７ａ　、２７ｂ　。

・・・、２ざａ、２ざす、・・・による周知の励磁コイ
ルの通電手段につき説明する。

励磁コイル／７ｂ、／７ｃが通電されると、突極ｌｂ、
／ｃが吸引されて、矢印Ａ方向に回転する。

ｑＯ度回転すると、励磁コイル／７１）の通電が停止さ
れ、励磁コイル／７ｄが通電されるので、突極ｌｄによ
るトルクが発生する。

回転子ｌが１０度回転する毎に、磁極の励磁極性は磁極
１ｘｂ（ｓ極）、／ＡＣ（Ｎ極）　−＋７ｂ　ｃ　（Ｎ
極）、１６ａ（ｓ極）−＋１Ａａ（ｓ極）、／Ａａ（’
Ｎ極）−＋１６ａ（Ｎ極）、／ＡＩ）（Ｓ極）→とサイ
クリックに変更されてλ相の電動機として回転する。

励磁される２個の磁極が常に異極となっている為に、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。

次に、本実施例における励磁コイル／７ａ　、　／７ｂ
　。

・・・の通電手段について説明する、 第７０図（ａ）において、励磁コイルに、Ｍは、第１図
（、）の励磁コイル／７ａ及び／７ｃをそれぞれ示して
いる。励磁コイルに、Ｍの両端には、それぞれトランジ
スタ４’６ａ、ｕＡｂ及び’ＡＡｃ、’ＡＡｄが挿入さ
れている、 トランジスタＩＡＡ　ａ　、　’ＡＡ　ｂ　、　１１６
　ｃ　、　Ｑ−１，ｄは、スイッ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もよい。

励磁コイルＲ，Ｓは、励磁コイル／７ｂ　、　／７ｄを
示している。励磁コイルＲ，Ｓの両端には、トランジス
タ’＋’Ａｅ、４’Ａｆ及び＜ｔ（、ｇ、’ＡＡｈが接
続されている。

直流電源正負端子１０ａ、１０ｂより供電されてぃ最下
段に示しである。）が入力されると、トランジスタψＡ
ａ、’ＡＡｂが導通して、励磁電流は１点線／＜４ａに
示すように増大する。励磁コイルにのインダクタンスが
大きいので、立上りはおそくなる。

設定値まで上昇すると、抵抗２ｏの電圧降下（オペアン
プｎの十端子の入力）が、基準電圧端子２μの電圧を越
えるので、オペアンプ力の出力がハイレベルとなり、ト
ランジスタ２／は不導通となる。

オペアンプ力の出力により、ＮＰＮのトランジスタを付
勢して、トランジスタ２／のベース電流な得る場合には
、オペアンプ力の＋−の端子の接続は反転される。

従って、コンデンサｎの電圧により、励磁電流が流れて
減少する。所定値だけ減少すると、オペアンプＪのヒス
テリシス特性により、オペアンプＪの出力はローレベル
に転化し、再びトランジスタコｌが導通するので、励磁
電流が増大する。

かかる増減のサイクルが点＋１ｉＪＪ７ａとして示され
ている。端子／ざａの入力が消滅すると、励磁コイルに
の蓄積磁気エネルギは、ダイオ−ｒ＜’？ｂ、４Ａ７ａ
を介して、コンデンサｎを充電するが、このときに端子
／ざｂには、位置検知信号即ａ’Ａ２ａが入力されて、
トランジスタ４ＺＡ０．４’Ａ　ｆが４通しているので
、励磁コイルＲの磁気エネルギの蓄積に利用される。

従って、点線／ｑａで示す電流の降下は急速となり、点
ｉ１４！ｂの電流の上昇も急速となる。

点線／ｑａの降下がおそ＜、ｃ度を越えると反トルクを
発生し、点線ｌ弘すの上昇がおそいと減トルクとなる。

従って回転速度が降下し、効率も劣化する。高トルクと
すると、インダクタンスが大きくなるので、低速となる
。

本実施例によると、電源電圧を高くすると、励磁電流の
立上りと降下が急速となるので、高速高トルクの電動機
を得ることができる特徴がある。

点線３７ｂは、トランジスタ２１．コンデンサｎ、オペ
アンゾｎによるチョッパ回路による励磁電流を示してい
る。

曲線ＩＡ２ａの末端で、トランジスタ１Ａ６ｅ、弘６ｆ
が不導通となり、励磁電流が点線／ｑ１）のように降下
し、端子／ざＣより入力される曲線４Ｌｊａの電気信号
により、トランジスタ！Ａｃ、←６ｄが導通して、励磁
コイルＭの通電電流の立上りは点線ｌ弘Ｃで示されてい
る。

このときに１曲線拝ａの電気信号が、端子／ｇｄに入力
され、トランジスタ／ＪＡｇ、ψ６ｈが導通して。

励磁コイルＳが通電される。励磁コイルＭ、Ｓのチョッ
ノξ電流は省略して図示していない。

各曲線ＩＡ２ａ、≠３ａ、・・・の境界の電流の降下と
上昇の性質は全く同様なので説明を省略する。

各励磁コイルの通電区間が、最大トルクの区間となるよ
うに、トルク曲線に対応して、第５図（ａ）のコイル♂
ａ、ｒｂの位置を調整すると、効率と出力トルクを上昇
せしめることができる。

励磁コイルの通電区間は、９０度より大きくなり、第５
図の矢印’Ａｓ　ａ　、　’Ａｓ　ｂ　、　’Ａｓ　ｃ
　、　’Ａｓ　ｄとなる。

従って、突極と磁極の径方向の磁気吸引力は、順次に、
第１図（ａ）の矢印ベクトルコａ−＋２１）−＋ｌＣ→
と変化するので、回転軸ｇは軸受（ボールベアリングで
省略して図示していない。）に／方向より押し付けられ
ながら回転する。

従って、回転時の振動が抑止される特徴があり、前述し
たリラクタンス電動機の欠点の１つが除去されるもので
ある。

／般に、２相の電動機は、ｌ相毎にチョッ・２回路が必
要となるが、本実施例によると、オペアンプ１．１−ラ
ンラスタ２１等の１組のチョッパ回路ですみ、制御回路
が簡素化される特徴がある。

出力トルクは、基準電圧により制御され、回転速度は、
印加電圧により制御することができるので、高速電動機
とすることができて、前述したこの種の電動機の欠点が
除去される。オペアンプＪの出力により、トランジスタ
弘Ａｂ、ｔＡＡｆ　、４’／、ｄ　、４’Ａｈの導通制
御を行なってもチョッパ回路を構成することができ、同
じ目的が達成される。この場合には、トランジスタ２／
は除去され、コンデンサｎも不要となる。ダイオ−）３
／も、必ずしも必要なものではない。

次に、第１図（ｂ）及びその展開間第グ図（ｃ）に示す
実施例につき説明する。

前述したように、第１図（ａ）の実施例は、回転時の機
械振動の発生はないが、大出力のものとすると、回転軸
と軸受間の押圧力が増大して、ボール軸受の耐用時間が
みじかくなり実用性が失なわれる不都合がある。かかる
不都合を防止する為に一般に同相で励磁される磁極を１
回転軸に関し対称の位置に２個１組配設して、径方向の
磁気吸引力を・々ランスしている。しかし磁極と突極間
の空隙は０．／〜０．２ミリメートル位なので、この精
度を保持して回転させることは困難な技術となるが。

機械精度を保持すると、機械振動を実用的なレベルまで
小さくすることができる。

上述した手段に本発明を実施したものが、第１図（ｂ）
に示されている。

第１図（ｂ）において、記号／は回転子で、その突極／
　ａ　、　／　ｂ　＊・・・の巾は７１０度、それぞれ
は３１．０度の位相差で等しいピッチで配設されている
。

回転子ンと固定電機子／６は、珪素鋼板を積層した周知
の手段により作られている。固定電機子／６には、磁極
／Ａａ　、／Ａｂ、／６ｃ　、／Ａｄ、−＝、／Ａｈが
、それ等の巾が／♂θ度で、所定の離間角で配設されて
いる。突極と磁極の巾は７１０度で等しくされている。

突極数は１０個、磁極数は♂個である。記号♂は回転軸
である。

第ｑ図（Ｃ）は、第１図（ｂ）のリラクタンス型コ相を
動機の展開図である。

第弘図（Ｃ）のコイルｆａ　、ｆｂは、突ｆｆｌ／　ａ
　ｌ　／ｂ、・・・の位置を検出する為の位置検知素子
で１図示の位置で固定電機子１６の側に固定され、コイ
ル面は、突極／ａ、／ｂ、・・・の側面に空隙を介して
対向している。コイルｔａ　、　Ｊ’ｂは（／♂０＋９
０）変能間している。

次に、第１図（ｂ）、第弘図（Ｃ）の同一記号の部材に
ついて説明する。最初に、コイル♂ａ、♂ｂより得られ
るコ相の位置検知信号（１０度の位相差のある１２０度
の巾の電気信号）により、励磁コイルの通電制御を行な
う周知の手段について説明する。

励磁コイル／７ｂ　、／７ｆ　、／７ｃ　、／７ｇが通
電されると、突極／ｂ、／ｇ、／ｃ、／ｈが吸引されて
、矢印Ａ方向に回転する。

ｑｏ度回転すると、励磁コイル／７ｂ　、／７ｆの通電
が停止され、励磁コイル／７ｔｌ　、　／７ｈが通電さ
れるので、突極／ｄ　、　／ｉによるトルクが発生する
。

矢印５弘ａは、図示の状態よりｑｏ度回転する励磁極性
を示すもので磁極／Ａｂ、／６ｃはＮ極、磁極／Ａｆ。

１６ｇはＳ極となる。かかる極性の磁化は、磁束の洩れ
による反トルクを小さくする為である。

次の９０度の回転即ち矢印５ｔｔｂの間では、各磁極は
図示のＮ、Ｓ極性となる。Ｏの表示は無励磁のものを示
している。

次の９０度の回転、その次の９０度の回転は矢印外ｃ、
５４ｃｄの間の極性に磁化される。

上述した励磁により、回転子／は、矢印Ａ方向に回転し
てλ相の電動機となるものである。

各磁極間の巾は、突極中の１．３倍となっているので、
励磁コイルを装着する空間が、一般のりラフタンス型室
動機の場合より大きくなり、太い電線を利用することが
でき、銅損を減少して効率を上昇せしめる効果がある。

各磁極は、軸対称のものが同時に通電されているので、
対向突極に対する径方向の磁気吸引力はノ々ランスされ
て消失し、機械振動の発生が小さくなる特徴がある。第
１図（ａ）の実施例と比較して回転トルクを発生する磁
極数が２倍となるので、出力トルクが倍加する。

第１Ｏ図（ａ）において、励磁コイルに、Ｍは、第を図
（Ｃ）の励磁コイル／７ａ、／７ｅ及び／７ｃ、／７ｇ
をそれぞれ示し、２組の励磁コイルは、直列若しくは並
列に接続されている。

励磁コイルに、Ｍの両端には、それぞれトランジスタψ
Ａａ＋ＩＡ６ｂ及びｔＡ６ｃ、４４Ａｄが挿入されてい
る。励磁コイルＲ，Ｓは、それぞれ第グ図（ｃ）の励磁
コイル／’／ｂ、／’Ｉｆ及び励磁コイル／７ｄ　、／
７ｈの直列若しくは並列接続体となって、トランジスタ
’ｆｉＡｅ、ｆｌ、ｆ、弘Ａｇ、４’Ａｈにより通電制
御が行なわれている。

ｉ子／、ｒａ　、／ざす、／ざｃ、／ざｄには、前実施
例の場合と同様に、第５図の位置検知信号曲線ＩＡ／ａ
。

Ｇ／ｂ、・・・及び曲線ＩＡ２ａ、妃す、・・・、及び
曲線ｕＪａ。

ｔＡ、？ｂ、・・・、及び曲線鉾ａ　、　伴ｂ　、・・
・が、それぞれ入力されている。

従って、各励磁コイルの通電制御も前実施例と全く同様
に行なわれ、その作用効果も又同様なので説明を省略す
る。

前述したように、１８０度の巾の位置検知信号により励
磁コイルの通電制御を行なうと、通電が断たれたときに
、蓄積磁気エネルギが放出され、これによる通電はすべ
て反トルクとなり、効率の劣化し、高速度とならない不
都合が発生し、実用性がなくなる。

上述した不都合を除去する為忙、突極が磁極に対向し始
める点より３０度位手前で通電を開始すると、上述した
反トルクは正トルクとなり不都合が除去される、 しかし次に述べる欠点が発生する。

第４図（ａｌの場合について；ｉ・２ｄ、ｌする。

励磁コイル／７ｃにｔｒｏ度の巾の通電が行なわれてい
る。このときに、７０度進相した点線Ｂに突極／Ｃの右
端が合致したときに、励磁コイル／７ｃの通電が開始さ
れるが、出力トルクは殆んど発生しない。このときに、
突ｉｌａの左端は、点線Ｃと合致する点にあるので、反
トルクを発生し、振動と減トルクを発生する不都合があ
る。効率も劣化する。かかる不都合を除去する為に、本
発明装置では、磁極／Ａｃの巾を（／♂ｏ　＋３ｏ　）
度とし、点線Ｂの位置が、磁極／Ａｃの左端となるよう
に磁極中が広（される。他の磁極もすべて左方に３０度
だけ巾が広くされる。

従って、突極／ｃの右端が１点＃ｉｉＢより３０度回転
する区間は正トルクとなり、前述した突極／ｄによる反
トルクを打消すので不都合が除去される効果がある。

上述した手段による突極と磁極の展開図が第グ図（ｂｌ
に示されている。第ｖ図（ａ）の磁極／Ａａ、／６ｂ。

・・・に対して、第弘図（ｂ）の同一記号の磁極は、左
方に３０度（／定値であれば３０度より少し変更しても
よい。）広くなっている。

第≠図（ｄ）の展開図は、第弘図（ｃｌの磁極の巾を左
方に３０度広くした場合の展開図で同じ目的が達成でき
るものである。

次に、第７０図（ｂ）に示す電気回路による第ψ図（ｂ
）の電動機の通電側について説明する。

第１Ｏ図（ｂｌにおいて、励磁コイルに、Ｍは、第５図
（ｂ）の励磁コイル／７ａ及び／７ｃをそれぞれ示し、
その両端には、それぞれトランジスタ！Ａａ、４’−６
ｂ及びトランジスタＱ−ｂｃ、弘Ａｄが挿入されている
。

直流電源正負端子１０ａ、１０ｂより供電が行なわれて
いる。

ブロック回路Ｈは、励磁コイルＲ，Ｓ即ち励磁コイル／
７ｂ、／７ｄの通電制御する為の上述した励磁コイルに
、Ｍの通電制御回路と全く同じ構成の回路である。

第５図の同一記号の位置検知信号（同一手段により得ら
れたもの）と同一の第７図の位置検知信号曲線８ａ、Δ
ｂ、・・・と曲線２６ａ、易す、・・・は、第１０図（
ｂ）の端子／ざａ、／ざｂより入力され、曲線２７ａ　
、　２７ｂ　、−・・と曲線２ざａ、２ざｂ　、−・・
は、端子／ｇｃ。

／ざｄより、それぞれ入力されている。

第１０図（ｂ）の端子／ざａに位置検知信号曲線２ｊａ
が入力されると、トランジスタ侘ａ　、　’１６　ｂが
導通して、インダクタンスの為に、第６図のタイムチャ
ートの点線曲線３１Ａａのように増大する。

従って、励磁電流も増大し、第７０図ｆｂ）の抵抗Ｊａ
の電圧降下が小さく、基準正電圧端子２ｔの電圧より低
いときには、オペアンプ、２ｊａの出力はローレベルと
なり、トランジスタ、２／ａが導通している。

しかし基準正電圧端子２ｔの電圧を越えると、オペアン
プｌａの子端子の入力電圧が、一端子のそれを越えるの
で、オペアンプＪａの出力はノ・イレベルとなり、トラ
ンジスタ２／ａを不導通とする。

従ってコンデンサ、２Ｊａより励磁電流が供給されて＃
ｌ滅する。励磁電流の検出手段となる抵抗２０ａの電圧
降下が、オペアンプＪａのヒステリシス特性により定め
られている所定値となると、オペアンプ２３ａの出力は
再びローレベルとなり、トランジスタ２／ａが導通して
励磁電流が増大する。従って、抵抗２０ａの電圧降下も
増大する。

抵抗２０ａの電圧降下が端子２弘の電圧を越えると、ト
ランジスタ２／ａは不導通に転化する。

かかるサイクルを繰返して、励磁電流３６　ａ　、　３
１゜ｂは、端子２≠の電圧に規制されたりゾルを含むも
のとなる。即ちチョッパ制御が行なわれる。

上述した通電の制御区間が、第６図で矢印ＩＡ２ａとし
て示されている。

曲線１ａの末端で、トランジスタ弘Ａａ、４’Ａｂは不
導通となるので、励磁コイルＫに蓄積された磁気エネル
ギは、ダイオード１Ａ７ｂ、抵抗２０ａ、ダイオードｔ
７ａを介してコンデンサＵａを充電する。

コンデンサＵａは電源正電圧端子／□ａと同じ電圧なの
で、磁気エネルギは急速に消滅し、その為ｑン や励磁電流は、第６図の点線曲線３３ａのようになる。

曲＃１１３ｊａの通電によるトルクは、一般に反トルク
となり、曲！−７４’ａの立上りがおくれると減トルク
となる。

上述した理由により、リラクタンス型の電動機は、出力
トルクの大きい利点があるが高速とならない前述した欠
点を持ち実用性が失なわれている９本実施例によると、
周知のりラフタンス型の電動機より高トルクとなり、電
源電圧を高くすることにより、曲線３１Ａａの立上りは
急速となり、曲線３３ａの巾も小さくできるので、後述
するように、位置検知信号を進相せしめる手段と併用し
て、高速度とすることができる特徴がある。

出力トルクは、基準正電圧端子Ｊの電圧のみにより決定
されるので、電源電圧端子ｌＯａの電圧を高（すること
により高速とすることができる。

第１Ｏ図（ｂ）の端子ｌざｂには、第７図の曲線２Ａａ
の電気信号が入力されているので、上述した場合と同じ
励磁電流の制御が行なわれる。トランジスタＱＡｃ、’
ｌＡｄの導通による励磁コイルＭの励磁電流は、点線的
ｇｓｔｚｂのように立上り、曲ｌｆＭ２１．　ａの末端
で励磁電流は点１ＷＪ５ｂのように減少する。このとき
の磁気エネルギは、ダイオードケアｃ、９７ｄを介して
、コンデンサＵａを充電する。

作用効果は、励磁コイルにの通電の場合と全く同じであ
る。

第６図の太線部は、各位置信号曲線の境界を示している
。

１点鎖線３７部は、トランジスタ２／ａのオンオフによ
るチヨノ・ゼ制御の通電を示し、又／点鎖線３ｇ部は、
トランジスタ２／ｂとコンデンサｕｂによるチヨノ・ξ
制御の通電を示している。

点線３ｑａ　、　３９　ｂは、それぞれ位置検知信号Ｊ
？ａによる励磁コイルＲ（励磁コイル１７ｂ）の通電時
の励磁電流の立上りと降下部の曲線を示している。

谷位置検知信号による通電の末期の降下部の電流は、周
知のリラクタンス電動機の通電制御手段によると、磁極
と突極が完全に対向した後部ち突極が１ｙ！Ｉｉ極より
脱出したときの通電となり、反トルクとなる不都合があ
る。

本実施例では、第弘図（ｂ）のコイル♂ａ、♂ｂは、従
来の位置より３０度位左方に進相して磁極−に固定され
ている９ 従って、例えば、突極／Ｃが左方に３０度移動した位置
である点線Ｂで、励磁コイル／７ｃが通電され、　１８
０度の通電の終了する点は点線Ｃとなる。

従って、点線Ｃ以後で、第６図の点線、３３ａ、　３５
ｂの通電が行なわれるので、反トルクの発生はなく、上
述した不都合が除去される効果がある。

コイルｒｂによる通電も同様に行なわれ、その作用効果
も又同じである。

第６図の矢印’／−２ｂの巾即ち励磁電流の立上りと降
下部の巾は、直流電源１０ａ、ｌＯｂの電圧によって制
御できるので、反トルクが発生しないように、位置検知
信号の進相される３０度の角度に対応して電源電圧を高
（する必要がある。

励磁コイルに、Ｍの通電は、電源側よりみたときに、連
続した通電となるので、これをＡ相の励磁コイルの通電
と呼称する。他の相の励磁コイルＲ，Ｓは、端子／ざｃ
、／ざｄに、位置検知信号である第７図の曲線！７ａ　
、　２７ｂ　、出と曲線コざａ、２ざす。

・・・が入力されて行なわれる。励磁コイルＲ，Ｓの通
電を制御する回路は、励磁コイルに、Ｍの通電制御の回
路と同一なので、ブロック回路Ｈとして示され、その作
用効果も又同じである。

電機子コイルＲ，Ｓの通電は、連続した通電となるので
、これをＢ相の通電モードと呼称する。

第７図の曲１ｊ３−ｚａ　、　３ｘｂ　、・・・は、Ａ
相の励磁コイルの通電による出力トルク曲線、又Ｂ相の
励磁コイルによる出力トルク曲線は、曲ｆ７ＪＪ　ａ　
、　３３　ｂ　。

・・・となる。Ａ相とＢ相の通電のりプル電流（脈流電
流）の性質は、コンデンサーａ、Ωｂの容量。

励磁電流、励磁コイルのインダクタンスにより変化する
ので、電動機の特性により変更する必要がある。

上述した説明より理解されるように、電源が交流の場合
に、ダイオードブリッジにより整流して直流電源を得て
、コンデンサにより平滑化して端子１０ａ、１０ｂの正
負の電圧とするときに、端子１０ａ、１０ｂの電圧に大
きいりゾル電圧があっても差支えないので、電源の平滑
用コンデンサが小容量となり、小型廉価とすることがで
きる特徴がある。

第７図のトルク曲線の巾はｉｇｏ度より太き（なり、立
上りは、正トルクと反トルクが同時に発生するので、図
示のように、少しおくれる。

第１０図（ｂ）のオペアンプ、ＺＪ　ａ　、　：Ｌ３ｂ
の出力側に、点線で示す微分回路２Ｊ　ｃ　、　２．ｊ
　ｄ及び単安定回路切ａ、４Ｊｂを挿入しても同じ目的
を達成することができる。

励磁コイルに若しくはＭの励磁電流が増大するときに、
オペアンプ８ａの十端子の入力電圧が一端子のそれより
小さいときには、単安定回路すａの出力はローレベルと
なっているので、トランジスタ２／ａが導通して、励磁
電流が増大する。

励磁電流が増大して、オペアンプ２３　ａの十端子の入
力電圧が一端子のそれを越えると、オペアンプ２Ｊａの
出力がハイレベルとなり、その始端部の微分・ξルスが
、微分回路刀ｃを介して単安定回路Ｕａを付勢して、み
じかい時間巾のハイレベルの出力が得られる。

従って、その出力の区間だけ、トランジスタ２１ａは不
導通に転化し、励磁電流は、コンデンサｎａの放電電流
となる。

設定値だけ励磁電流が減少すると、単安定回路／ｍａの
出力がローレベルに復帰するので、再びトランジスタ２
／ａが導通して、励磁電流が増大する。

次に、オペアンプ２．３ａの出力がハイレベルとなると
、単安定回路４Ｑａの出力が、設定時間だけ・・イレベ
ルトなり、トランジスタ２／ａが不導通に転化して、励
磁電流は減少する。

かかるサイクルを繰り返すチョッノξ回路となり。

励磁電流は、規準電圧源の端子ユμの電圧に対応した値
となる。オペアンプ２Ｊｂ、微分回路ｕｄ、単安定回路
ｍｂによるトランジスタユ／１）のオンオフの作用も全
く同様で、励磁コイルＲ，Ｓの通電制御が同じく行なわ
れる。オペアンプｎ　ａ　、　２．ｊ　ｂのヒステリシ
ス特性を小さくすることにより、微分回路２．ｊ　ｃ　
、　２３　ｄを除去することができる。

以上の説明より理解されるように、チヨソ・２回路とし
て同じ目的が達成できるものである。

トランジスタＪ／ａ、２／ｂのスイッチングの特性に対
応して、単安定回路３９ａ、３ｑｂの出力中を設定でき
るので有効な技術となる。

第≠図（ｂ）の回転子ｌが矢印Ａ方向に回転したときに
、出力トルクの曲線は第７図の曲線３２ａ、３３ａ　＋
　３−Ｚ　ｂ　＊　３３　ｂ　＊　・・・と変化する。

このときの磁極と突極間の径方向の出力トルクに無関係
な磁気吸引力のある区間は、矢印３ざａ。

３１ｂ、Ｊｌｃ、・・・のように移動する。従って必ず
磁気吸引力は２組ずつ重畳して発生して℃・るので、回
転軸ｇは、１方向に軸受に押圧されながら回転している
。従って、押圧力が零となる点がないので、振動するこ
となく、又機械音の発生も抑止される効果がある。

他の作用効果は前実施例と同様である・第ｉｏ図（ｂｌ
の励磁コイルに、Ｍをそれぞれ第μ図（ｄ）の励磁コイ
ル／７ａ、／７ｅ及び励磁コイル／７ｃ。

／７ｇとし、励磁コイルＲ，Ｓを励磁コイル／７１）　
。

／７ｆ及び励磁コイルｌ’ｌｄ、／’）ｈとすると、全
く同じ通電制御が行なわれ、その作用効果も又第μ図（
ｂ）の場合と同じなので説明を省略する。欠点としては
少し振動が増加するが、出力トルクが増大する利点があ
る。

次に、３相の電動機に本発明を実施した場合につき説明
する。

第≠図（ｅ）は３相の電動機の突極と磁極及びそれに捲
着された励磁コイルの展開図である。

回転子／には突極／ａ、／ｂ、・・・ｇ個が等しい巾と
等しいピッチで配設されている。

突極に対向して固定電機子／６には、磁極／６ａ。

／Ａｂ、・・・６個が等しい離間角で設けられている。

回転子／、固定電機子１６は前実施例と同じ手段により
作られている。磁極山は突極より３０度大きくなってい
る。平面図は、第１図（ａｔと同様なので省略して図示
していない。

位置検知素子となるコイル♂ａ、ｆｂ、ｒｃは（６０＋
ｌ♂Ｏ）変能間して突極／ａ、／ｂ、・・・の側面に対
向し、突極による渦流槓失により位置検知信号が得られ
ている。

コイルｆａにより位置検知信号を得る電気回路が、第２
図（ａ）に示されている。

第２図（ａ）において、コイルｆａと抵抗／！；　ａ　
、　／！；ｂ、／３ｃはブリッジ回路となり、コイルｆ
ａが突極に対向していないときに、オペアンプ１３の２
つの入力が等しくなるようになっている。名ビ号７は、
／−３メガサイクルの発振器である。コイル♂ａが突極
に対向すると、渦流損によりインピーダンスが減少し、
抵抗／Ｓａの電圧降下が増大するので、端子ｊａの出力
はハイレベルとなり、回転子／の回転とともに／ざ０度
の巾の小形波の出力が得られる。記号／／ａ　、／２ａ
、／／ｂ　、／２ｂはローパスフィルタである。

端子ｊａの出力は、第１の相の位置検知信号となる。コ
イルｒｂ、Ｉｃについても同じ構成の電気回路により、
第２の相及び第３の相の位置検知信号が得ることができ
る。

第１．第一、第３の相の１８０度の巾の位置検知信号は
、それぞれ６０度だけ重畳している。

第７図のタイムチャートに、第１．第２．第３の相の位
置検知信号が、それぞれ曲線３；Ａａ、！；Ａｂ。

・・・及び曲線５７ａ　、　Ｓ７ｂ、−・・及び曲線！
；ｇａ、３１ｂ。

・・・とじて示されている。位置検知信号による通電制
御回路は、第１０図（ａ）より、点ｉＴで囲まれた部材
が削除されたものが使用される。

第１Ｏ図（、）において、端子ｌざａ、／ｇｂ、／ざＣ
には、それぞれ位置検知信号曲線５Ａａ、５／：ｂ、・
・・及び曲線５７ａ、Ｓ７ｂ、・・・及び曲線５ざａ　
、Ｍｂ、−が入力されている。

励磁コイルに、Ｒ，Ｍは、それぞれ第１図（ｅ）の励磁
コイル／７ａ、／７ｄ及び励磁コイル／７ｂ　、／７ｅ
及び励磁コイル／７ｃ、／７ｆを示している。

励磁コイルに、Ｒ，Ｍに含まれる７組の励磁コイルは直
列若しくは並列に接続されて、第１．第２゜第３の相の
励磁コイルを構成している。

端子１ｇａの入力があると、トランジスタ’ＡＡａ、ψ
６ｂが導通されるので、第ｒ図のタイムチャートの曲線
Ｓ６ａの巾だけ励磁コイルＫが通電され、通電電流波形
は点線で示される。このときのトランジスｐ２ｉ、コン
デンサＵによるチョッパ作用は、第を図で説明した場合
と同様である。

端子／ｇｂ、／ざＣに位置検知信号曲線５７ａ、、！；
、ｒａがそれぞれ入力されると、それ等の巾だけ、トラ
ンジスタ’ｔＡｅ、’１４ｆ及びトランジスタＱ−６ｃ
、Ｉ／−Ａｄが導通して、励磁コイルＲ，Ｍが点線で示
すように通電される。

この場合のチョッパ作用も同様に行なわれるが、リシル
電流は省略して図示していない。

上述した通電により、第ψ図（ｅ）の回転子ｌは矢印Ａ
方向に駆動され、３相の電動機と回転する。

第を図の矢印３Ｊａと、５３ｂの部分は、重畳している
ので、第１Ｏ図（ａ）の抵抗Ｊには、両者の電流が流れ
、従って、図示の電流曲線とならなく、両者の電流の加
算されたものが、基準電圧端子２弘の電圧に対応するも
のとなる。即ち第２図の矢印ｊ、？ａ。

３Ｊｂの部分の電流は図示の曲線の％となる。

上述した事情は、曲線ｓ？ａと曲線Ｓｇａの重畳した部
分についても全く同様である。

従って、回転中における出力トルクのりプルを減少せし
める効果がある。励磁コイルに、Ｒ，ＭＫよるトルク曲
線が、第り図で、それぞれ曲線≠９ａ　、　’Ａ９ｂ、
　’Ａ９ｃとして示されている。曲線≠９ａ　。

ψ９ｂ４ｑｃの立上り部がおくれているのは、第弘図（
ｅ）で説明したように、磁極山が突極中より３０度広く
なっている為で、かかる手段により、前実施例と同様に
、突極が磁極に侵入し始めた点における反トルクの発生
を防止することができる。

他の作用効果は、前実施例と同様である。

次に、３相電動機の他の実施例の説明をする。

この場合における回転子ｌ及びその突極／ａ。

／ｂ、・・・は第弘図（ｅ）の同一記号のものとなり、
固定電機子ｌ乙の磁極／Ａａ　、／６ｂ　、−、／６ｆ
は、第７図（ｅ）の同一記号のものとなる。

各磁匝の巾は１８０度となり、励磁コイル／７ａ　。

／７ｂ、・・・、／７ｆが図示のように各磁極に捲着さ
れている。

回転子／と同期回転するアルミニューム板をプレス加工
して作られた回転子Ｂには、突出部Ｒａ。

ＩＡｇｂ、・・・、ψｇｈが設けられ、突出部弘ざａ、
弘ｇｂ。

・−・の巾は等しく　／２（７度となっている。

コイルｆａ、Ｉｒｂ、ｆｃは、コイルｒａ、ざす。

♂Ｃと同じ構成のもので、図示の位置で、突出部ケざａ
４ざす、・・・の側面に対向し、対向時に渦流損失によ
り、インピーダンスが低下するようになっている。コイ
ルｆｆａ、♂ｂ、ざＣは互いに（ｔｏ十ｌ♂Ｏ）変能間
している。

コイルＩａ、ｒｂ、♂Ｃより、１２ｃ度の巾の位置検知
信号を得る手段は、第２図（ａ）と同じ回路により得る
ことができる。この場合には、コイルｒａの代りにフィ
ルＩａ、Ｉｂ、Ｉｃを置換すればよ〜１゜ コイルξａ、ｆｂ、♂Ｃにより、端子ｊａより得られる
１２０度の巾の位置検知信号は、互に連続し、第り図に
おいて、曲＠３０ａ、５（７ｂ　、３０ｃ　、　−とし
て示されている。境界部は太線で示されている。

点線Ｔ部を除去した第１０図（ａ）の回路により、励磁
コイルの通電制御が行なわれ、励磁コイルＫ。

Ｒ，Ｍは、励磁コイル／７ａ　、／７ｄ及び励磁コイル
／７１）、／７θ及び励磁コイル／７ｃ、／７ｆをそれ
ぞれ示している。各７組の励磁コイルは直列若しくは並
列に接続されている。

端子／ｆｆａに、曲線ＳＯａの電気信号が入力されると
、トランジスタ’１−６ａ、弘６ｂが１２０度の巾だけ
導通して、励磁コイルＫが通電される。

従って、点線５４ａに示すように電流が増大し、設定値
を越えると、トランジスタ２／とコンデンサｎによるチ
ョッパ作用が行なわれて、点線Ｓ弘に示す通電となる。

曲線ＳＯａの末端で、トランジスタ４’Ａａ、＜１−Ａ
ｂが不導通に転化するので、蓄積磁気エネルギは、ダイ
オ−゛ド弘７ａ、４’７ｂを介して、電源電圧に充電さ
れたコンデンサｎを充電し、又このときに端子／ざｂの
曲線ｓｏｂによる入力が行なわれ、トランジスタ４’Ａ
ｅ、’ＡＡｆが導通しているので、励磁コイルＲの磁気
エネルギの蓄積に利用される。

従って、点線’Ｅｆｓの磁気エネルギ、の放出による電
流の降下が早くなり１点線悼すで示す励磁コイルＲの通
電の立上りも早くなる。その後の通電は、チョッパ作用
により設定値に保持される。

曲線ｓｏｂの末端で、トランジスタＩ／６ｅ、４１Ａｆ
は不導通に転化し、点線のように電流が降下し、端子ｌ
ざＣに曲ｗｓｏｃの電気信号が入力されるので、トラン
ジスタ’Ａｒｃ、’Ａｎｄが導通し、点線のように励磁
コイルＭの通電が立上り、その後は、チョッパ作用によ
り、点線（リプル電圧は省略して直線状としである。）
のように、電流は設定値に保持される。

上述した通電により、３相の電動機として回転する。本
実施例では、曲線５０　ａ　、　３０　ｂ　、　−が重
畳していないので、トルクリプルが小さ（なる効果があ
る。

各励磁コイルの通電中は、矢印！ｊａ　、　Ｓｕｂ　、
　！ｊｃに示すように７部が重畳しているので、回転時
の振動が抑止される。

第ψ図（ｅ）の点線Ｙの右側の突極、磁極を除去して構
成すると、突極数はψ個、磁極数は３個となり、構成が
簡素化され、又第１図（ａ）の実施例と同様に、回転軸
が１方向に軸受に押圧されたまま回転するので、回転中
の振動著しく小さくできる効果がある。

第り図の曲線ＳＯａ、　！Ｏｂ　、・・・の境界に空隙
があると、起動しない場合がある。従って、第ｑ図（ｅ
）の突出部弘Ｊａ、４’＆ｂ、・・・の巾を１８０度よ
り少し大きくして、上述した空隙を除去し、曲線！；Ｏ
ａ、３０ｂ、・・・の境界部が少し重畳するようにする
と起動が確実となる。

前述したように、第１０図（ａ）のトランジスタ２／。

コンデンサｎ、ダイオードｊ／を除去し、トランジスタ
４’６ｂ　、４ＣＡｆ　、４４Ａｄのみを、オ被アンゾ
Ｊの出力によりオンオフの制御を行なうチョッパ回路と
しても同じ作用効果がある。。

他の作用効果、例えば高速高トルクの電動機の得られる
ことは前実施例と同様である。

〔効果〕

第１の効果、。

運転中の機械振動と適音の発生が防止される。

又小出力の電動機の場合には、突極数がμ〜ｊ個となり
、小型、小径の電動機の得られる効果があ第２の効果。

各実施例の説明より理解されるように、回転速度は印加
電圧により、又出力トルクは、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。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。

又回転子に高価な稀土属マグネットを使用しないで、同
等の出力トルクが得られる効果がある。

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。

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。

第３の効果。

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太き（なり、反トルクを
発生するので低速となる。これを防止して高速高トルク
の特性を得る為に、励磁コイルに蓄積された磁気エネル
ギを電源に急速に環流して、励磁電流曲線を１８０度の
巾の間にあるように規制し゛Ｃ目的を達成しているもの
である。又励磁コイルの蓄積磁気エネルギを、次に通電
すべき励磁コイルの磁気エネルギの蓄積に有効に利用し
て同じ目的を達成している。

第弘の効果。

位置検知素子としてコイルを利用できるので、耐熱性が
あり、高出力の電動機とすることができる。磁極間の距
離が磁極中の４５倍位となっているので、コイルの位置
を３０度位進相して投げることができる。

従って１．２相の電動機の場合に位置検知素子となるコ
イルが２個ですむので、位置装置が簡素化される効果が
ある。

第ｊの効果。

位置検知信号が連続して重畳しない手段を採用すること
により、出力トルクが平坦となり、又通電制御回路が簡
素化され、小型廉価となる。

第６の効果。

チョッパ回路により、励磁電流を制御して設定値として
いるので、電源電圧のりゾルが大きくても差支えない。

従って交流電源を利用する場合に平滑用のコンデンサの
容量を小さ（することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の平面図、第２図は、コイルより
位置検知信号を得る電気回路図、第３図は、出力トルク
を平坦とする為の手段の説明図、第μ図は突極、磁極、
励磁コイルの展開図、第ｊ図、第６図、第７図、第ｇ図
及び第り図は、位置検知信号、励磁電流、出力トルクの
タイムチャート、第１０図は、励磁コイルの通電制御回
路図をそれぞれ示す。 ／　−・−回転子、　／ａ、／ｂ、／ｃ、−突極、ｆａ
、ｆｆ’ｂ、Ｊ’ａ、ｒｂ・−・コイル、　ｌＡａ、／
６ｂ。 ｌＡａ　、／Ａｂ、　・−・磁極、　／Ａ　、　／Ａ・
−・固定電機子、／７ａ　、／７ｂ　、／７ｃ　、　／
７ａ　、／７ｂ　、／７ｃ　、−−・、　Ｋ　。 Ｍ、Ｒ，Ｓ・・・励磁コイル、　ｇ・・・回転軸、　７
・・・発掘器、　／Ｊ　、　／Ｊａ　、　／Ｊｂ　、　
ｌａ　、　ｌｂ　、　２Ｊ＝−オペアンプ、　≠Ａａ、
弘Ａｂ、弘ルＣ１侘ｄ・・・トランジスタ、　／にｌａ
、１０ｂ・・・直流電源圧負極、　Ｈ・・・励磁コイル
Ｒ，Ｓの通電制御の為のブロック回路、ｌＡａ、　４ｔ
ｂ、　！ｃ　、　４！ｄ　、Ｑ？ｃ　、Ｑ？ｄ・・・微
分回路、Ａａ、Ａｂ、Ｊｃ、Ｊｄ・・・フリップフロッ
プ回路、　ｕ／ｆａ４ざす、・・・、Ｒｈ・・・回転子
ｐｇの突出部。 ＃ａ　、２３−ｏ　、　−、！ａ　、！ｂ　、−、！７
ａ　、２７ｂ　。 ・　　、２ざａ　、２ざｂ　　、・−、ＩＡ／　ａ　、
弘／ｂ　　、−，１Ａ２ａ　、　　弘２ｂ　、−−・、
’ＡＪａ、！、？ｂ　、−，４１ａ　、４ｌ−４Ｃｂ　
、−，５Ａａ　。 ３１、ｂ　、　−、ｊ７ａ　、ｊ７ｂ　、−，５Ｊａ　
、ｊｏｂ　、　−，３０ａ　、　ＳＯｂ、　３０ｃ　、
　５０ｄ　、−位置検知信号曲線、２タ　、２９　ａ　
、３２　　ａ　、３２　ｂ　、−，３３ａ　、３３ｂ　
　、−、’１９ａ、≠ｑｂ、弘ｑｃ・・・トルク曲線、
　　！７ａ、りす、・・・微分、ｏルス、　／４’ａ　
、／４！ｂ　、・・・、／ｑａ　、／９ｂ　、−・−、
？７ａ　、Ｊ７ｂ　、−＝、３ｕａ、３１１ｂ　、＝−
，３Ａａ、Ｊ６ｂ−３３ａ　、３！；　ｂ　　、−３９
ａ　、ｊデｂ　　、−・−、、？０．３／　　、　　・
・・　、！／ａ、５１ｂ、・・・、ｊ２ａ、・・・ｌＳ
ｌ・・・通電曲線、　２／。 ２／ａ、２／ｂ・・・トランジスタ、　Ｊ・・・基準電
圧端子。 １ＡＯａ、すｂ・・・単安定回路。 ＄１回（副 πｅ 第　ｌ　　図　（４ン 芋 ２（ａ） 第２ コ（１） とｌ θ“ ＄３図 ＄４図（α） ３６０″″ ｃ／ｙｔ鳥馬） 茶 す 回 某 図 第 因 羊 回 革 図 ３Ｃ ０ｃＬ 名 図（榊

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　リラクタンス型の２相の電動機において、外筐
   に設けた軸受により回動自在に支持された回転軸に中央
   部が固定された磁性体の回転子と、該回転子の回転面に
   おいて、等しい巾と等しいピッチで配設された複数個の
   磁性体突極と、円環状の磁性体により作られ、外筐に固
   定された固定電機子磁心と、僅かな空隙を介して突極に
   対向するとともに、電機子磁心より突出し、突極と同じ
   巾の磁極を備えるとともに、等しいピッチで配設された
   第１の相の磁極及び第２の相の磁極と、該磁極のそれぞ
   れに捲着された第１の相及び第２の相の励磁コイルと、
   前記した電機子磁心側に固定され、回転子の突極の位置
   を検知して、電気角で１８０度の巾の第１の位置検知信
   号及びこれより電気角で１８０度おくれた同じ巾の第２
   の位置検知信号及び第１，第２の位置検知信号よりそれ
   ぞれ電気角で９０度離間した１８０度の巾の第３，第４
   の位置検知信号が得られる２個の位置検知素子を含む位
   置検知装置と、第１，第２，第３，第４の位置検知信号
   より、電気角で９０度の巾で、互いに隣接した第５，第
   ６，第７，第８の位置検知信号がサイクリックに得られ
   る論埋演算回路と、第１の相の１組の励磁コイルを第１
   ，第３の励磁コイル、第２の相の１組の励磁コイルを第
   ２，第４の励磁コイルと呼称したときに、第１，第２，
   第３，第４の励磁コイルのそれぞれに直列に接続された
   第１，第２，第３，第４のスイッチング素子と、第１，
   第２，第３，第４のスイッチング素子をそれぞれ第５，
   第６，第７，第８の位置検知信号により導通せしめ、各
   励磁コイルの通電区間を最大トルクが発生する区間とし
   、通電の停止とともに、励磁コイルに蓄積された磁気エ
   ネルギを次に通電すべき励磁コイルの磁気エネルギの蓄
   積に有効に利用して、通電初期の減トルクと末期の反ト
   ルクの発生を抑止し得る高い印加直流電源ならびに基準
   電圧源の電圧に対応した励磁電流とするチヨッパ回路を
   含み、回転子に１方向の駆動トルクを発生せしめる通電
   制御回路とより構成されたことを特徴とするリラクタン
   ス型電動機。
2. （２）　リラクタンス型の２相の電動機において、外筺
   に設けた軸受により回動自在に支持された回転軸に中央
   部が固定された磁性体の回転子と、該回転子の回転面に
   おいて、等しい巾と等しいピッチで配設された複数個の
   磁性体突極と、円環状の磁性体により作られ、外筐に固
   定された固定電機子磁心と、僅かな空隙を介して突極に
   対向するとともに、電機子磁心より突出し、突極より電
   気角で３０度位巾の広い磁極を備えるとともに、等しい
   ピッチで配設された第１の相及び第２の相の磁極と、該
   磁極のそれぞれに捲着された第１の相及び第２の相の励
   磁コイルと、前記した電機子磁心側に固定され、回転子
   の突極の位置を検知して、電気角で１８０度の巾の第１
   の位置検知信号及びこれより電気角で１８０度おくれた
   同じ巾の第２の位置検知信号及び第１，第２の位置検知
   信号よりそれぞれ電気角で９０度離間した１８０度の巾
   の第３，第４の位置検知信号が得られる２個の位置検知
   素子を含む位置検知装置と、第１の相の１組の励磁コイ
   ルを第１，第３の励磁コイル、第２の相の１組の励磁コ
   イルを第２，第４の励磁コイルと呼称したときに、第１
   ，第２，第３，第４の励磁コイルのそれぞれに直列に接
   続された第１，第２，第３，第４のスイッチング素子と
   、第１，第２，第３，第４のスイッチング素子をそれぞ
   れ第１，第２，第３，第４の位置検知信号により導通せ
   しめ、各励磁コイルの通電開始点を対応する磁極に突極
   が侵入する点とし、通電角を位置検知信号の巾とし、通
   電の停止とともに、励磁コイルに蓄積された磁気エネル
   ギを直流電源電圧により急速に消滅せしめ、磁気エネル
   ギの放出による通電電流による反トルクの発生を抑止し
   得る高い電圧の印加直流電源ならびに基準電圧源の電圧
   に対応した励磁電流とするチヨッパ回路を含み、回転子
   に１方向の駆動トルクを発生せしめる通電制御回路とよ
   り構成されたことを特徴とするリラクタンス型電動機。
3. （３）　リラクタンス型の３相の電動機において、外筐
   に設けた軸受により回動自在に支持された回転軸に中央
   部が固定された磁性体の回転子と、該回転子の回転面に
   おいて、等しい巾と等しいピッチで配設された複数個の
   磁性体突極と、円環状の磁性体により作られ、外筐に固
   定された固定電機子磁心と、僅かな空隙を介して突極に
   対向するとともに、電機子磁心より突出し、突極と同じ
   巾の磁極を備えた第１の相の磁極及び第２の相の磁極及
   び第３の相の磁極ならびにこれ等のそれぞれに捲着され
   た第１，第２，第３の相の励磁コイルと、前記した固定
   電機子側に固定され、回転子の突極の位置を検知して、
   電気角で１２０度の巾で互いに隣接した第１，第２，第
   ３の位置検知信号がサイクリックに得られる位置検知素
   子３個を含む位置検知装置と、第１，第２，第３の相の
   励磁コイルのそれぞれに直列に接続された第１，第２，
   第３のスイッチング素子と、第１，第２，第３のスイッ
   チング素子をそれぞれ第１，第２，第３の位置検知信号
   により導通せしめ、各励磁コイルの通電区間を最大トル
   クが発生する区間とし、通電の停止とともに、励磁コイ
   ルに蓄積された磁気エネルギを、次に通電すべき励磁コ
   イルの磁気エネルギの蓄積に有効に利用して、通電初期
   の減トルクと末期の反トルクの発生を抑止し得る高い電
   圧の印加直流電源ならびに基準電圧源の電圧に対応した
   励磁電流とするチヨッパ回路を含み、回転子に１方向の
   駆動トルクを発生せしめる通電制御回路とより構成され
   たことを特徴とするリラクタンス型電動機。
4. （４）　リラクタンス型の３相の電動機において、外筐
   に設けた軸受により回動自在に支持された回転軸に中央
   部が固定された磁性体の回転子と、該回転子の回転面に
   おいて、等しい巾と等しいピッチで配設された複数個の
   磁性体突極と、円環状の磁性体により作られ、外筐に固
   定された固定電機子磁心と、僅かな空隙を介して突極に
   対向するとともに、電機子磁心より突出し、突極より電
   気角で３０度位巾の広い磁極を備えるとともに、等しい
   ピッチで配設された第１の相及び第２の相及び第３の相
   の磁極ならびにこれ等のそれぞれに捲着された第１，第
   ２，第３の相の励磁コイルと、前記した固定電機子側に
   固定され、回転子の突極の位置を検知して、電気角で１
   ８０度の巾で互いに同じ角度離間している第１の位置検
   知信号及びこれ等より電気角で１２０度おくれた同じ巾
   の第２の位置検知信号及び第２の位置検知信号より電気
   角で１２０度おくれた１８０度の巾の第３の位置検知信
   号が得られる３個の位置検知素子を含む位置検知装置と
   、第１，第２，第３の相の励磁コイルのそれぞれに直列
   に接続された第１，第２，第３のスイッチング素子と、
   第１，第２，第３のスイッチング素子をそれぞれ第１，
   第２，第３の位置検知信号により導通せしめ、各励磁コ
   イルの通電開始点を対応する磁極に突極が侵入する点と
   し、通電角を位置検知信号の巾とし、通電の停止ととも
   に、励磁コイルに蓄積された磁気エネルギを直流電源電
   圧により急速に消滅せしめ、磁気エネルギの放出による
   通電電流による反トルクの発生を抑止し得る高い電圧の
   印加直流電源ならびに基準電圧源の電圧に対応した励磁
   電流とするチヨッパ回路を含み、回転子に１方向の駆動
   トルクを発生せしめる通電制御回路とより構成されたこ
   とを特徴とするリラクタンス型電動機。