JPH02246791A

JPH02246791A - 反トルクの発生を抑止した直流電動機

Info

Publication number: JPH02246791A
Application number: JP1062214A
Authority: JP
Inventors: Itsuki Ban; 伴　五紀
Original assignee: Secoh Giken Co Ltd
Current assignee: Secoh Giken Co Ltd
Priority date: 1989-03-16
Filing date: 1989-03-16
Publication date: 1990-10-02

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〕小型で大きい出力を必要とする駆動源として広く利用さ
れる。具体的には、周知のブラシレス電動機の３Ａ〜’
％ｏの大きさで同一出力を得ることができる。

〔従来の技術〕

従来の技術はない。

〔本発明が解決しようとしている課題〕第１の課題。

ブラシレス直流電動機の出力を増大する為には、印加電
圧を高くする以外には手段がない。しかし。

回転速度には限界があり、毎分数千回まである。

印加電圧を高くすると、出力トルクが増大して回転速度
が上昇するが、機械的強度と、効率の劣化と、発生する
熱の為に出力に限界が生ずるものである。

従って、周知の直流電動機で常識化された大きさ、重量
に対応する出力のものとなっている。これより数倍の出
力の電動機とし、しかも効率の良い直流電動機を得るこ
とが、解決しようとしている課題である。

第２の課題。

リラクタンス型の電動機の場合には、電機子コイルのイ
ンダクタンスが非常に大きいので、第１の課題を解決す
ることは更に困難な問題となる。

出力トルクは、ブラフレス直流電動機より、著解決する
手段を説明する前に、ブラシレス直流電動機とりラフタ
ンス型の電動機の出力に限界がある理由を説明する。

一般のＹ型３相直流電動機を例として説明する。

第３図（ｃ）のタイムチャートにおいて、曲線３ｑは位
置検知信号で、周知の３相Ｙ型ブラシレス電動機の位置
検知信号を示すものである。曲線３デの巾は７２０度（
電気角）である。

以降の角度表示は、すべて電気角とする。

曲線３９の左端で、電機子コイルの通電が開始されるが
、そのインダクタンスの為に、電流曲線／９ａの立上り
はおくれ、電機子コイルの抵抗と逆起電圧と印加電圧で
規制された通電となる。

曲線３９の右端で通電が停止されるが、電機子コイルの
蓄積磁気エネルギが放出され、その電流は、曲線／９ａ
の右端のように降下する。

矢印３；２ａの巾は１２０度で、矢印、ｔ２ｂの巾は１
８０度である。矢印、ｔ２ｂの区間では、正トルクが得
られる。

従って、曲線／ｑａの通電により、出力トルクが得られ
て回転し、効率も良好となっている。

回転速度を大きくする為に印加電圧を上昇すると、曲線
３チの時間巾が小さくなり、又同時に曲線／９ａの立上
り部の巾と降下部の巾が相対的に大きくなり、その巾が
、３０度を越えることになる。

従って、前者により減トルクが発生し、後者により反ト
ルクが発生するので、印加電圧の上昇に対応する回転速
度の上昇は得られなく、効率のみが劣化して、実用性が
失なわれる。

一般に３００θ〜ｐｏｏｏ回転位までが実用性のあるも
のとなる。

出力トルクを増大する為に、電機子コイルのインダクタ
ンスを太き（構成すると、曲線／９ａの立上り部巾と降
下部の巾が増大して回転速度を上昇することは更に困難
となる。

リラクタンス型の電動機の場合には、出力トルクは大き
くなるが、電機子コイルに蓄積される磁気エネルギは、
ブラシレス電動機の電機子コイルの場合より著しく大き
いので、曲ＩＷｌｑｂのような通電曲線となる。

印加電圧を大きくして、通電的＃１１９ｂの立上り部の
巾を小さくしても、図示のように１２０度の巾でもピー
ク値に達することなく、従って減トルクの発生が大きく
、又降下部の巾も大きく、３０度を大きく越えるので、
反トルクが大きく発生する。

従って、周知のように、高トルク低速（毎分１００回位
）のものとなる。又効率も劣化する。

以上の事実は、よく知られたＷ＝ＫＮＴの式からも推察
される。Ｗは出力、Ｋは常数、Ｎは回転数、Ｔは出力ト
ルクである。回転数Ｎを増大するとトルクＴは減少する
。トルクＴを増大すると回転数Ｎは減少する。

回転数Ｎとトルク・ｒをともに増大する為に印加電圧を
高くして入力を大きくすると、効率が劣化して実用性が
失なわれる。

上述した問題点を解決して、回転数を大きく（毎分１０
万回転位まで）して、出力トルクを任意に設定すること
ができ、高効率で著しく小型軽量な電動機とすることが
本発明の手段である。

次にその詳細を説明する。

第５図（ｃ）の曲線見は、位置検知信号で、巾は１２０
度である。曲線Ｓ２は３ｑより３０度左方に移動されて
いる。

矢印！２ｔｌの巾は１２０度、矢印Ｓ２ｅの巾はｌｔＯ
度で、この巾が正トルクの得られる区間となる。

曲１ｆｓ３−の左端で、電機子コイルの通電が開始され
、曲線Ｕａに示すように通電電流が立上る。

設定値まで上昇すると、チョッ／ｅ回路により。

設定値の電流の通電となる。チョッパ電流の後半部は点
線で省略して図示しである。

曲線匁の右端で通電が断たれて、電機子コイルの蓄積磁
気エネルギは、曲線＃ｄに示すように放電される。

矢印３２ｆの巾は６０度となるが、曲線＃ｄが６０度の
巾以内であれば反トルクの発生はない。

電機子コイルのインダクタンスの大きさに対応して、印
加電圧を上昇せしめておくと、曲線件ａの立上り巾を小
さくできるので、減トルクの発生が抑止される作用があ
る。

このときに、チョッパ電流の立上り部鉾Ｃの巾（矢印鉾
ｅ）は、降下部＃ｌ）の巾（矢印停ｆ）より小さくなる
ので、入力は変化しない。

曲線Ｒｔｉの降下部の巾が６０度を越えないように、曲
線ｕｄの区間では、電機子コイルに逆電圧を印加する。

即ち前記した高い電圧の印加電圧を逆電圧として印加す
る。かかる手段により、曲線ｕｄの時間巾を自由に制御
することができるので、印加電圧を上昇することにより
、反トルクの発生を除去することができる。

従って、印加電圧を上昇することにより高速とすること
ができ、チョッパ電流値により出力トルクを変更するこ
とができ、高効率となる。

従来の電動機では、印加電圧により５回転速度と出力ト
ルクが関連して制御されているが、本発明装置では、印
加電圧と通電電流により、回転速度と出力トルクがそれ
ぞれ独立に制御されていることが異なっている。上述し
た特性を利用することにより、高速電動機をベルト減速
して、出力軸を数千回毎分とすることにより、小型軽量
で、周知の電動機の数倍の出力のものが得られる。

リラクタンス型の電動機においても上記した事情は全く
同様である。逆電圧の印加により、降下部伴ｄの時間巾
な自白に制御できる理由を第５図（ｄ）につき次に説明
する。

第５図（ａ）の曲線’Ａ３　ａは、誘導電動機の固定子
の７個の励磁コイルに印加されるサイン波を示している
。

励磁電流の曲線は、位相がおくれで曲線弘５ｂに示すも
のとなる。曲線＋５ａと曲線弘５ｂの位相差が９０度の
場合とすると、矢印３２　ｇの巾は９０度となる。

点線３Ｊｒｓと曲線＋ｊｂの交点で電流が最大となるの
で、励磁コイルの蓄積磁気エネルギも最大となる。点線
３３ｂの点で励磁電流が零となることは、矢印５２ｇの
巾即ち９０度で、蓄積磁気エネルギが放電されているこ
とを示している。

イン・々−夕を利用すると、印加電圧の周波数が高くな
り、対応してｉｏ万回毎分の誘導電動機が得られる理由
は、上述した励磁コイルの蓄積磁気エネルギが、点−５
，ｊａと５３ｂの巾即ち矢印ｊｕｇの巾で必ず放電消滅
することにある。

この区間では、斜一部の′電圧は逆電圧となって、蓄積
磁気エネルギが′シ源に還流されて消戯しているので、
矢印、−ｇの区間で励磁電流が零となっている。

上記した逆電圧を短形波（点線ｊ３で示す）とすると、
ｐｆＪＪｉＩｉ電流は点線列５０に示すようになる。即
ち第５図（ｃ）の曲線鉾ｄと相似した形状となる。

点線５３で示す矩形波の電圧を高くすると、点線列ｊｃ
の巾は対応して小さ（なるので、第！図（Ｃ）の曲線稗
ｄの巾を印加される逆電圧の大きさにより自由に制御で
きることが理解される筈である。

〔作用〕

印加電圧を上昇することにより、減トルクと反トルクの
発生が抑止され、高速度で、しかも高効率の電動７機が
得られることは前述した通りである。

又チョッ・ぞ回路により、設定値の通電が行なわれるの
で、出力トルクの制御ができる。

回転速度は印加電圧により制御され、出力トルクは通電
電流により独立に制御されるので、高効率で回転速度の
大きい電動機の得られる作用がある。例えば、周知の毎
分３０００回転の／Ｋｗ出力のブラシレス電動機を例と
して説明すると、本発ることかできる。

ベルト等の減速装置により１名。Ｋ減速すると、毎分３
０００回転で、出力トルクが７０倍即ち１０Ｋｗ出力の
電動機に転換することができる。

上述した作用と効果は、従来の常識では考えられない新
規性のあるものである。

〔実施例〕

第１図以降について本発明の詳細な説明する。

各図面の同一記号のものは同一部材なので、その重複し
た説明は省略する。

以降の角度表示はすべて電気角で表示する。

第１図（ａ）は、本発明が適用される３相のリラクタン
ス型電動機の１例で、その回転子の突極と固定電機子の
磁極と電機子コイルの構成を示す平面図である。

第１図（ａ）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。記号ｊは回転軸である。固定電機子／６には
、磁極／Ａａ　、／Ａｂ　、／６ｃ　、／Ａｄ　、／Ａ
ｅ、／Ａｆが、それ等の巾がｉｒｏ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７個、磁極数は４個である。

第２図（ａ）は、第７図（ａ）のリラクタンス型３相電
動機の展開図である。

第２図（ａ）のコイに１０ａ、１０ｂ　、１０ｃ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／６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１０ａ　、　１０　ｂ　、　１０ｃは／２０度離
間口ている。

コイルはよミリメートル径で１００ターン位の空心のも
のである。

第弘図に、コイル１０ａ　、／□ｂ　、１０ｃより、位
置検知信号を得る為の装置が示されている。

第弘図において、コイル１０ａ、抵抗／ｊａ、／ｊｂ。

／３ｃはブリッジ回路となり、コイル／（７ａが突極／
ａ、／ｂ、・・・に対向していないときには平衡するよ
うに調整されている従って、ダイオ−ｔ’／／ａ、コンデンサ／２ａならび
にダイオード／／ｂ、コンデンサ／２ｂよりなるロー・
レスフィルタの出力は等しく、オペアンプ／３の出力は
ローレベルとなる。

記号７は発振器でｌメガサイクル位の発振が行なわれて
いる。コイル／（１）ａが突極／ａ、／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／３ａの電圧降下が
大きくなり、オペアンプ１３の出力はハイレベルとなる
。

ブロック回路りの入力は、第１Ｑ図（ａ）のタイムチャ
ートの曲線３ａ　ｒ　−Ｚ５　ｂ　＊・・・となり、反
転回路／３ｄを介する入力は、曲線ＪＡａ、２Ａｂ、・
・・となる。

第≠図のブロック回路７ｄ、７ｅは、それぞれコイル１
０ｂ、１０ｃを含む上述したブリッジ回路を示すもので
ある。

発振器７は共通に利用することができる。

ブロック回路７ｄの出力及び反転回路／Ｊｅの出力は、
ブロック回路りに入力され、それらの出力信号は、第７
０図（ａ）において、曲線、２７ａ　、　！７ｂ　、　
−曲線２ざａ　＋　２Ｊ’　ｂ　＊・・・とじて示され
る。

プロ′ツク回路７ｅの出力及び反転回路／、３ｆの出力
は、ブロック回路りに入力され、それらの出力信号は、
第１Ｏ図（ａ）において、曲線２９ａ、２９ｂ、・・・
曲１＠３０　ａ　、　３０　ｂ　、・・・として示され
る。

曲線２５ａ　、　２３ｂ＊　”’に対して、曲線２７ａ
　、：１７ｂ　。

・・・は位相が７２０度お（れ、曲線２７ａ、！７ｂ、
・・・に対して１曲線２９ａ、　２９ｂ　、・・・は位
相が１２０度おくれでいる。

ブロック回路りは、３相Ｙ型の半導体電動機の制御回路
に慣用されている回路で、上述した位置検知信号の入力
により端子５＞ａ、９ｂ、・・・、りｆより７２０度の
巾の矩形波の電気信号が得られる論理回路である。

端子りａ、りす、りＣの出力は、第１０図（ａ）におい
て、それぞれ曲線、？／ａ、ｊ／ｂ、−、曲線３２ａ。

３２ｂ、・・・１曲線ｊｊａ、Ｊ、７ｂ、・・・として
示されている。端子りｄ、りｅ、りｆの出力は、第１Ｏ
図（ａ）において、それぞれ曲線３ｔＡ　ａ　、　、？
ｌＡｂ　、　−、曲線３３ａ。

３５ｂ、・・・１曲線ｊＡａ、３Ａｂ、・・・とじて示
されている。端子Ｐａと２ｄの出力信号、端子りｂとり
θの出力信号、端子りＣとりｆの出力信号の位相差は１
８０度である。

又端子りａ、りす、りＣの出力信号は、順次に。

重畳することなく、１２０度おくれ、端子りｄ。

りθ、Ｐｆの出力信号も同じく順次に１２０度おくれで
いる。コイル１０ａ、１０ｂ　、１０ｃの対向する突極
／ａ、／ｂ、・・・の代りに、第２図（ａ）の回転子／
と同期回転する同じ形状のアルミニューム板を用いても
同じ効果がある。

リラクタンス型の電動機は、次に述べる欠点がある。

第１に、第１０図（ａ）のタイムチャートの点線曲線’
Ａ２で示すように、突極が磁翫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いりプ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。

即ち突極と磁極の対向面の回転軸の方向の巾を異ならし
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７０図（ａ）の曲ＩＮ’Ａ２
ａのように平坦となる。

第２に効率が劣化する欠点がある。

電機子電流曲線は、第ｉｏ図（ａ）において、曲線部の
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＠ｔｉｔ、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ｔ６は１８０度の巾となってい
るので、磁気エネルギは点線４４６ａ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、回転速度が著しく小
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（ａ）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／Ｇａ　、　＃；ｂ　、−と突極／ａ。

／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、又通電が断たれ
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。

かかる事情により、電機子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。

上述した第２．第３の欠点は、ブラシレスの電動機（以
降は半導体電動機と呼称する。）についても同じで、高
速、高トルク、高効率とすることが不可能となるもので
ある。

第１図（ａ）及び第２図（ａ）の展開図において、円環
部１６及び磁極／Ａａ、／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／Ａの部分は磁路とな
る磁心である。記号／６及び記号／Ａａ　、’／Ａｂ　
。

・・・を電機子と呼称する。

突極は７個となり、等しい巾と等しい離間角となってい
る。磁極／Ａａ、／Ａｂ、・・・の巾は突極中と等しく
、６個が等しいピッチで配設されている。

を機子コイル／７ｂ、／７ｃが通電されると、突極／ｂ
、ｌｃが吸引されて、矢印入方向に回転する。

舅穫回転すると、電機子コイル／７ｂの通電が停止され
、電機子コイル／７ｄが通電されるので、突極／ｄによ
るトルクが発生する。

回転子ｌが６０度回転する毎に、電機子コイルの通電モ
ー１が変更され、磁極の励磁極性は、磁極／ｇｂ（Ｎ極
）、／６ｃ（ｓ極）→磁極／Ａｃ（ｓ極）、１６ｄ（Ｎ
極）→磁極／６ｄ（Ｎ極）、／＋ｅ（ｓ極）→磁極１ｘ
ｅ（ｓ極）、／Ａｆ（ＩＪ極）→磁極／Ａｆ（Ｎ極）、
／６ａ（８極）→とサイクリックに交替されて、矢印Ａ
方向に回転子ｌが駆動される３相のリラクタンス電動機
となる。

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。

上述した洩れ磁束を更に小さくする為には、第１の相の
磁極メロａを２個１組とし、それぞれを電機子コイルの
通電により、Ｎ、８磁極に励磁する。

それぞれの２個の磁極による洩れ磁束は、他の磁極にお
いて打消されて消滅して、洩れ磁束が無くなる。

他の磁極／Ａｂ、／Ａｃ、・・・／６ｆも、それぞれ２
組の構成となり、Ｎ、８極に励磁される２個／組の磁極
となる。効果も同様で洩れ磁束が消滅する。

この場合の突極／ａ、／ｂ、・・・の数は、７１個とな
る。

次に、電機子コイル／７　ａ　＊　／７　ｂ　＋・・・
の通電手段について説明する。

第を図（ｃ）において、電機子コイル／７ａ　、　／７
ｃ　。

１７θの両端には、それぞれトランジスタ２０ａ、２０
ｂ及び＆ｃ、２０ｄ及び２０　ｅ　、　ａｆが挿入され
ている。トランジスタ：ｕ）　ａ　、　ＱＯｂ　、　Ｘ
）　Ｃ、・・・は、スイッチング菓子となるもので、同
じ効果のある他の半導体素子でもよい。

直流電源正負端子２ａ、２ｂより供電が行なわれている
。

アジド回路弘３ａの下側の入力がノ・イレペルのときに
、端子グａより・・イレペルの電気信号が入力されると
、トランジスタＸ）　ａ　、　Ｘ）　ｂが導通して、電
機子コイル／７ａが通電される。端子４ｔｈ、弘Ｃ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
０Ｑ、２０ｄ及びトランジスタ３０．２ｏｆが導通して
、電機子コイル／７ｃ、／７θが通電される。ブロック
回路り、１１！ｉ、Ｆ’は、電機子コイル／７ｂ　、　
／７（１、／７ｆの通電制御回路で、電機子コイル／７
ａの通電制御−路と全く同じ構成のものである。

従って、アンド回路≠Ｊｄ　、　１Ａ３ｅ　、　１Ａ３
ｆの下側の入力がハイレベルのときに端子Ｉ’ｄ、ψｅ
、４Ｚｆにハイレベルの入力があると、それぞれ電機子
コイル／７ｂ　、　／７ｄ　、　／’Ｉｆが通電される
。

端子りは、励磁電流（電機子電流）を指定する為の正の
基準電圧である。端子り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ができる。電源スィッチ（図
示せず）を投入すると、オ被アンゾｌｌ０ａの一端子の
入力は子端子のそれより低いので、オペアンプ４Ｑａの
出力はハイレベルとなり、トランジスタ２０ａ、　２０
ｂ　、・・・、Ｊｆが導通すると、電圧が電機子コイル
／７ａ　、／７ｃ　、／７ｅの通電制御回路に印加され
る。

抵抗、）ｕａ、２Ｊｂは、それぞれ電機子コイル／７ａ
。

／７ｃ、／７ｅ及び／７１）　、　／７ｄ　、　／７ｆ
の励磁電流（電機子電流）を検出する為の抵抗である。

オペアンプｌ１０ｂについても事情は全く同じで、電源
の投入とともにブロック回路り、Ｉ！ｆ、Ｐに電圧が印
加される。

端子μａの入力信号は、第７０図（ａ）の位置検知信号
３／ａ、３１ｂ・・・又端子弘’ｂ、ｌＩｃの入力信号
は、位置検知信号３コａ、Ｊ２ｂ、・・・及び３３ａ、
３３ｂ、・・・どなっている。

上記した曲線は同一記号で、第５図（ｂ）のタイムチャ
ートに示されている。曲線Ｊ／ａ　、３２ａ、３３ａ。

・・・は連続しているので、それ等の境界が太線で示さ
れている。

又第７０図（ａ）の位置検知信号３６ａ、３６ｂ、・・
・、芯ａ　、、写ｂ　、　−、，３！；ａ　、Ｊｊｂ　
、−は、それぞれ第６図（Ｃ）の端子≠ｄ、４（ｅ、≠
ｆに入力されている。

第５図（ｂ）には、曲線ＪＡａ（、？Ａｂと同じである
。）３１Ａａ、　３３．ａ、・・・が示され、それ等は
重畳することなく連続し、境界は太線で示されている。

第３図（ｂ）の位置検知信号臼％ｊ／ａが、第６図（ｃ
）の端子４（ａに入力された場合について説明する。

第５図（ｂ）において、励磁電流は、点線、？７ａのよ
うに増大する。リラクタンス型の電動機では、インダク
タンスが大きいので、曲線Ｊ／ａの始端部の立上りはお
そくなる。従って端子、２ａの印加電圧を大きくする必
要がある。高速度となるに従って、曲線ｊ／ａの巾は小
さくなるので、端子２ａの電圧を対応して高電圧のもの
を使用する必要がある。

励磁電流が設定値（第６図（Ｃ）の端子句の基準電圧に
より指定される。）を越えると、オペアンプＵａの出力
がローレベルとなるので、アンド回路弘３ａの出力がロ
ーレベルとなり、トランジスタＪａは不導通となる。

従って、電機子コイル／７ａに蓄積された磁気エネルギ
は、ダイオード２／ａ、トランジスタ：ｗｂ。

抵抗Ｕａ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４１６ａのヒステリシス特性により
、出力がハイレベルに榎帰し、トランジスタコＯａ、：
ＩＩ）ｂは再び導通して、電機子電流が増大する。

基準電圧特により規制される設定値まで増大すると、オ
ペアンプＩＡＯａの出力がローレベルとなり。

トランジスタ：ｗａが不導通に転化して、電機子電流が
降下する。

かかるサイクルを繰返すチョッパ回路となり、第５図（
１，）の矢印３ｇａの区間を経過する。

曲線３／ａの末端において、第を図（Ｃ）の端子りａの
入力が消滅する。従って、電機子コイル／７ａに蓄積さ
れた磁気エネルギは、トランジスタ２０ａ。

ｌｂがともに不導通となるので、ダイオード２／’Ｆ）
→コンデンサψ７ａ→抵抗２２ａ→ダイオ−）’２／ａ
の順で通電され、コンデンサ≠７ａを充電する。

しかし、このときすでに第５図（１＋）の位置検知信号
曲線３２ａが、第６図（ｃ）の端子＋ｂに入力されてい
るので、電機子コイル／７ａの蓄積磁気エネルギは、電
機子コイル／７ｃの磁気エネルギに転化し、電機子電流
の立上り（第５図（ｂ）◆の点線３９ａ）を急速とする
。コンデンサｅ７ａは、トランジスタの導通、不導通の
タイミングの差があるときに有効であるが、必ずしも必
要なものではない。

第５図（１））の点線３７ｂは、上記した電機子コイル
／７ａの磁気エネルギの放出による電流曲線である。

矢印３１ｂの巾は、点線、７７ｂの降下部の巾を示して
いる。本発明装置では、第２図（ａ）のコイル１０ａ。

１０ｂ　、　１０ｃの位置を調整して、突極が磁極に侵
入し始める点より、７２０度の巾の位置検知信号曲線３
／ａ、３２ｈ、・・・が得られ、／２０度回転すると消
滅するように構成されている。

従って、第！図（０）について前述したように、矢印Ｊ
Ｊｂが６０度を越えると反トルクが発生し、出力トルク
も減少する。高速度となるに従って１曲線ｊ／ａの巾が
小さくなるので、矢印、？ｔｂの巾も対応して小さくす
る必要がある。この為には、端子コａの電圧を上昇する
とともに、ダイオ−ｔ’４ｔ／ａにより、電機子コイル
／７ａの蓄積磁気エネルギが、電源Ｊａ　、ｊｂに流入
することを防止することによっても目的が達成される。

電機子コイル／７ａの磁気エネルギが電源に流入すると
、電源電圧が低いときには、点＃、？７ｂで示す降下部
の巾が大きくなり、電機子コイル１７Ｃの印加電圧も電
源２ａ、、２ｂの電圧となるので、立上り部の点線３９
ａの巾も大きくなる。従って、高速度の電動機とするこ
とが不可能となる。

従って電源電圧を上昇しても同じ目的が達成できるが、
上述した手段がより有効となるものである。又出力トル
クを増大する為には、第６図（Ｃ）の基準電圧りの電圧
を上昇すればよい。

以上の説明のように、本発明装置では、高速回転の限度
は、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Ｏ電機子コイル／７ｃの位置検知信号による制御電流の制
御は、第を図（Ｃ）のオペアンブリａ、アンド回路弘３
ｂのチヨノ・ξ作用により、第５図（ｂ）の点線、７９
ｋｌで示すように、トランジスタ２０ｃのオンオフによ
り変化し、曲線３２ａの末端において、点線のように急
速に降下する。

次に、位置検知信号３３ａが、第６図（ｃ）の端子ヰＣ
に入力されると、電機子コイル／７ｅの通電が同様に行
なわれる。

以上のように、電機子コイル／７ａ　、／７０　、／７
θは、順次に連続して通電されて出力トルクが発生する
。

以上の通電のモードを人相の通電モーＰと呼称する。位
置検知信号なＡ相の位置検知信号と呼称する。第１Ｏ図
（ａ）の位置検知信号３Ａａ、３Ａｂ、・・・３４Ｃａ
　、　３４Ｃｂ　、　−、３！；ａ、　３３ｂ、　・”
は、それぞれ第６図（ｃ）の端子弘ｄ、≠ｅ、≠ｆに入
力され、ブロック回路り、に、Ｆに含まれる電機子コイ
ル／？ｂ。

／７（１，／７ｆの通電を制御する。

第５図（ｂ）に、曲線Ｊ６ａ　、　３１Ａａ、　３！；
ｈが示されている。これ等は１２０度の巾で隣接し、上
段の曲線よりＡＯ度位相がおくれている、曲１１Ｊ３６ａ　、　３１Ａａ、　３！；　ａの点線部
の両端は、電機子電流の立上りと降下部を示している。

立上りと降下部の巾は、電源正端子−搗の電圧及びダイ
オード！Ａ／１）、コンデンサ≠７ｂにより規制される
ことは、Ａ相の場合と同様である。

又、アンド回路’ｌ−３ｄ　、　４４３θ、ｔＡ３ｆ、
オペアンプＱＯｂ、基準電圧端子旬の電圧による各曲線
の中間部のチョッパ制御もＡ相の場合と同様である。

作用効果も又同様である。

曲線Ｊ６ａ　、ＪＡｂ　、−、，３ｔＡａ、３ｔＡｂ　
＊”’　＋３！ｅｔ　＋Ｊ５ｔ＋、・・・による電機子
コイル／７ｔ）　、　／７（１、／７ｆの通電制御をＢ
相の通電モードと呼称する。曲線３ｔＡａ　、３！；ａ
、３Ａａ、・・・の電気信号なり相の位置検知信号と呼
称する。

本実施例のような３相の電動機は、第１相、第２相、第
３相の通電モードとなることが一般的な表現であるが、
本明細書では、λつに分離して人相、Ｂ相の通電モーＰ
と呼称している。

電機子コイル／７ａ　、／７ｃ　、／７ｅ及び／７１）
　、／７ｄ　。

／７ｆをそれぞれＡ相及びＢ相の電機子コイルと呼称す
る。

第１Ｏ図（ａ）の曲線鉾は、Ａ相の電機子コイルによる
トルク曲線を示し、曲籾弘Ｓ（点線）はＢ相の電機子コ
イルによるトルク曲線を示し、両曲線の合成トルクが出
力トルクとなる。

矢印の線分停ａ、弘５ａは、位置検知信号３２ａ（電機
子コ、ｆル／７ｃによるもの）及び位置検知信号３ｕａ
（電機子コイル／７ｄによるもの）によるトルク曲線の
区間を示している。

３相Ｙ型接続の半導体電動機に相似したトルク曲線とな
り、効率良く、比較的平坦なトルク特性となる特徴があ
る。

上述した説明より理解されるように、第１Ｏ図（ａ）の
位置検知信号曲線３／ａ、３１ｂ、・・・０曲線３２ａ
。

３２ｂ、・・・２曲線３３ｈ、３３ｂ、・・・は、電機
子コイル／７ａ　、／７ｃ　、／７θのｉｉｏ度の巾の
通電制御を行ない、又位置検知信号的’１ｆＪ３１．　
ａ　、　、３６　ｂ　、・・・１曲線３ｔａ　、３’Ａ
ｂ、　”・、曲線３Ｓ＆　、３３ｂ、−・・は、電機子
コイル／７ｔ）　、　／７（１、／７ｆの１２０度の巾
の通電制御を行なっている。

出力トルク即ち電機子電流値を指定するのは、基準電圧
（第６図（ｃ）の端子卿の電圧）のみなので、印加電圧
に無関係となる。従って、第６図（Ｃ）の電源端子２ａ
　、Ｊｂのリプル電圧は余り関係がないので、整流の為
のコンデンサは小さい容量σものでもよく、又交流電源
が３相の場合には、整流コンデンサは更に小容量となり
、電源を簡素化できる特徴がある。

上述した事情は、後述する実施例の場合にも、整流コン
デンサについて同じである。

第５図（ｂ）の矢印３１ｂの巾が６０度となるまでは、
反トルクの発生がないので高速度の電動機とすることが
できる特徴がある。

端子Ｊａ、、２ｂの電圧を上昇すると更に高速回転とす
ることができ、毎分１０万回転のものを得ることができ
る。

次に、コ相のりラフタンス型電動機に本発明を実施した
場合につき説明する。

第１図＜１＋）は、コ相のす２クタンス型電動機の平面
図、第２図（ｂ）は、その突極、磁極、電機子コイルの
展開図である。第１図＜ｂ）において、円環部／を及び
磁極ＩＡａｒ　／Ａ　ｔ）　ｅ・・・は、珪素鋼板を積
層固化する肩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１６の部分は磁路となる
磁心である。磁極／Ａａ、／Ａｂには、電機子コイル／
７ａ、／７ｂが捲着されている。他の電機子コイルは省
略されて図示していない。

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

回転子／の外周部には、突極／ａ、／１）、・・・が設
けられ、磁極７６　ａ　ｌ　／Ａ　ｂ　＊　・・・と０
．　／　−０，λミリメートル位を空隙を介して対向し
ている。回転子ｌも、電機子１６と同じ手段により作ら
れている。

この展開図が第２図（ｂ）に示されている。

第２図（ｂ）において、突極は１０個となり、等しい巾
と離間角となっている。磁極／Ａａ、／Ａｂ、・・・の
巾は突極中と等しく、ｇ個が等しいピッチで配設されて
いる。

電機子コイル／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。

ｍ回転すると、電機子コイル／７ｂ、／７ｆの通電が停
止され、電機子コイル／７ｄ　、　／７ｈが通電される
ので、突極／ａ、／１によるトルクが発生する。矢印／
Ｉａは１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／６ｂ、／６ｃはＮ極、磁極／ｌｆ、／Ａｇ
、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ｑｏ度の回転即ち矢印／ざｂの間では、各磁甑は図
示のＮ、Ｓ極性となる。０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／ざｃ
、／ざｄの間の極性に磁化される。

上述した励磁により、回転子ｌは、矢印へ方向に回転し
て２相の電動機となるものである。

各磁極間の巾は、突極中の４ｊ倍となっている。

又電機子コイルを装着する空間が、大きくなっているの
で、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。

リラクタンス型の電動機は、界磁マグネットがないので
、その磁束分まで磁極による発生磁束を大きくする必要
がある。従って、磁極間の空間の大きいことは重要な意
味を有するものである。

第２図（ｂ）の突極数は、１０個となり、従来周知のこ
の種のものより多い。従って、各磁極に励磁により蓄積
された磁気エネルギの放電により反トルクを発生し、出
力トルクは大きくなるが、回転速度が低下して問題点が
残り、実用化できなくなる。

しかし、本発明の手段によると、上述した不都合が除去
され、出力トルクが増大する効果のみが付加される。そ
の詳細については後述する。

第６図（ａ）（ｂ）において、電機子コイルに、Ｌは、
第２図（ｂ）の電機子コイル／７ａ、／７ｅ及び／７ｃ
、／７ｇをそれぞれ示し、２組の電機子コイルは、直列
若しくは並列に接続されている。

電機子コイルに、Ｌの両端には、それぞれトランジスタ
Ｊａ　ｒ　２１）　ｂ及びｍ　ｃ　、　２１）　ｄが挿
入されている。トランジスタｌａ　、　２０ｂ　、　２
０ｃ　、　＃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。

直流電源正負端子２ａ、２ｂより供電が行なわれている
。端子４４ａよりノ・イレベルの電気信号が入力される
と、トランジスタｕＯａ、ｌｂが導通して、電機子コイ
ルＫが通電される。端子≠Ｃ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２０　ｃ　、　ｍ　ｄが
導通して、電機子コイルＬが通電される。

位置検知信号を得る為の手段を次に説明する。

第６図（ａ）と第６図（ｂ）の場合に、位置検知信号を
得る手段が異なる。前者の場合には、第２図（ｂ）のコ
イルｆａ、ざｂが利用され、後者の場合にはコイル７ａ
、７ａ、７ｂ、７ｂが利用される。

上述した各コイルは、コイル／□ａ　、　１０ｂ　、　
１０ｃと同じ構成のものである。コイル♂ａ、Ｊ’ｂは
、突極／ａ、／ｂ、・・・の側面に対向して、電機子側
に固定されている。

コイルざａ、ｌｒｂは、第一図（ｂ）に示されるように
、突極／ａ、／ｂ、・・・の側面に空隙を介して対向し
、突極側面に対向すると、鉄損（渦流損を含み、この損
失が大きい）の為に、コイルのインピーダンスが小さく
なる。

コイルＩａ、ＩｂはりＯ間口間している。コイル♂ａ、
ｒｂはｊミリメートル径で１００ターン位の空心のもの
である第３図に、コイルざａ、ざｂより、位置検知信号を得る
為の装置が示されている。第３図において、コイルＩａ
、Ｉｂ＊抵抗／ｊａ　、　／ｊｂ　、　／ｊｃ　。

／３ｔｌ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／〜ｊメガサイクル位となって
いる。

コイルＩａ、ｒｂは空心コイルで、固定電機子側に固定
され、第２図（ｂｌ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ｆａが
突極に対向すると、ダイオード／／ｆＬ、コンデンサ／
２ａよりなるロー／ぞ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の子端子に入力される。

抵抗／３ｂの電圧降下も、ダイオード／／１）、コンデ
ンサ１２ｂよりなるロー・ぐスフィルタにより直流化さ
れた電気信号がオペアンゾ／、３ｂの子端子に入力され
る。コイルｒａ、Ｉｂ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１３ａ、／３ｂ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／３ａの出力は、
１！ｃ度の巾の矩形彼の出力となり、この信号が第１０
図（ｃ）のタイムチャートで１曲１７０ａ　、　７０ｂ
　、・・・として示されている。

抵抗／３ｃの電圧降下は、整流されて、オペアンプｉ３
ａ、ｉ３ｂの一端子に入力されている。端子６ａの出力
が上述した曲線７（７ａ、７０ｂ、・・・となり、端子
６ｂの出力は、曲線？Ｊａ、？２ｂ、・・・となり、そ
れぞれの曲線の巾はｉｒｏ度である。

ｂ、・・・の信号の合致した部分をアンド回路により得
ると、曲線ｒ２ｈ、１２ｂ、・・・となる。

曲線？２ａ　、　１２ｂ、　−と曲１ｊ７にＪａ　、　
７０ｂ　、　−＝についても同じ手段により、曲線ＩＪ
ａ、♂３ｂ、・・・が得られる。同様な手段で、曲線７
２ａ　、　７２　ｂ　、・・・と曲ｆｉ？、７　ａ　、
　７Ｊ　ｂ　、−より、曲−ｔＬａ　、　評ｂ　、　−
が、又曲線７Ｊａ　、　７Ｊｂ　、−と曲１１ｉ７？　
ａ　、　７９　ｂ　、−・−より曲線ざ３ａ、１３ｂ、
・・・が得られる。

以上の位置検知信号は、第を図体）の回路に使用される
ものである。

次に、第６図（ｂ）の回路に使用される位置検知信号を
得る手段について説明する。

位置検知信号は、回転子／と同期回転するアルミニュー
ム回転子より得られ、この回転子が第２図（ｂ）に記号
３として示されている。記号３ａ、３ｂ、・・・は等し
いピッチで、それ等の巾が１．２０度とされている突出
部である。突出部３ａ、３ｂ、・・・には、コイル７ａ
、７ａ、７ｂ、７ｂが対向し、渦流損失により、インピ
ーダンスが小さくなるようになっている。コイル７ａと
７ａ及びコイル７ｂと７ｂの離間角は７！ｃ度である。

突極Ｊａ。

Ｊｂ、・・・の巾は、１２０度より小さくても差支えな
（・。ただしｑｏ度位までである。

第３図のコイルＩａ、Ｉｂをコイル７ａ、７ａと置換す
ると端子６ａの出力は、第１０図（ｂ）のタイムチャー
トの曲線７５ａ、７ｊｂ、・・・となり、端子Ｊｂの出
力は、曲線７７ａ　、　７７　ｂ　、・・・となる。

コイルＩａ、Ｉｂをコイル７ｂ　、７ｂと置換すると、
端子６ａの出力は、曲線７６ａ、７６ｂ、・・・となり
、端子ｘｂの出力は、曲線７ざａ、Ｍｂ、・・・となる
。各曲線の巾は１２０度となり、１段目と一段目及び３
段目と１段目の曲線の位相差は、それぞれ１８０度とな
り、７段目と３段目の位相差は９０度である。それぞれ
の曲線の巾は７．２０度である。

位置検知信号となる曲線７！；ａ、７３ｂ、・・・及び
曲１ｊ７６ａ　、　７４　ｂ　、−は、それぞれ第６図
（１，）の端子弘ａ、弘ｃに入力される。又曲線？？ａ
、７７ｂ、・・・と曲線７Ｊａ、７１ｂ、・・・は、端
子弘ｂ　、　４！ｄに入力される。抵抗Ｗ　ａ　、　２
．Ｚ　ｂの電圧降下は、電機子コイルに、Ｌ及び電機子
コイルＭ、Ｎの電流に比例した検知型Ｗとなる。

ブロック回路Ｃは、電機子コイルＭ（ｔｔｂ、ｎｆ）　
、Ｎ（１７ａ、１７ｈ）の通電制御をする為の回路で、
電機子コイルに、Ｌのものと同じ構成となっている。

第５図（ａ）のタイムチャートに、上述ｌ−た位置検知
信号曲線７ｊａ、？Ｇａと曲線７７ａ、７♂ａが同一記
号で示されているので、これ等により第６図（ｂ）の電
機子コイルの通電制御の説明をする。

端子ｌＩａ　、　４！ｃより、曲線’／３　ａ　、　７
６　ａの信号が入力され、曲線７７ａと曲縁７ざａは、
端子グｂ、グｄより、それぞれ入力されている。

子コイルの通電制御回路と同様に示され、又回路構成も
同一なので同じ作用効果がある。例えば、位置検知信号
曲線７５ａ、７６ａ（第５図（ａ））による電機子コイ
ルに、Ｌの通電波形は、第５図（ａ）のタイムチャート
の曲ｉ７５　ａ　、　”ＩＡ　ａに点ｉ尿２４’　ａ　
９．２”　ｃ（立上り部）、ｚ＋ｂ（降下部）のように
なる。矢印評ａ　（７）　巾の部分は、第６図（ｂ）の
オペアンプＩＡＯａ。

トランジスタ２０ａ、アンド回路弘３ａよりなるチョッ
パ回路により、基準電圧りの電圧により規制された電機
子電流となっている。

上述した通電は、電源側よりみたときに、７つのモード
の通電となるので、これをＡ相の電機子コイルの通電と
呼称する。他の相の電機子コイルＭ、Ｎは、端子４＜ｂ
、＃ｄに、第５図（ａ）の位置検通電を制御する回路は
、電機子コイルに、Ｌの通電制御の回路と同一なので、
ブロック回路Ｃ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Ｍ、Ｈの通電は、１つのモードの通電とな
るので、これをＢ相の通電モーＰと呼称する。位置検知
信号７７ａ、’）ざａによる電機子コイルＭ、Ｈの通電
波形は、第５図（ａ）において、曲線７７ａ、？ｆｆａ
に点線で示されている。中間部では、アンド回路’Ａ３
ｃ、’／−３ｄとオペアンプＩＡ０ｂによるチョッパ作
用による通電となっている。

上述した通電モードなり相の通電モードと呼称する。

第１Ｏ図（ｂ）の曲線♂Ｏａ、ざＯｂｌ・・・は、Ａ相
の電機子コイルの通電による出力トルク曲線、又Ｂ相の
電機子コイルによる出力トルク曲線は、曲線ｆ／ａ。

ざ／ｂ・・・となる。

第８図（ｂ）のコンデンサ！？ａ、≠７ｂは前実施例と
異なり、必要な部材となる。

電機子コイルにの通電が断たれて、第５図（ａ）の点線
２１１ｂに示すように、蓄積磁気エネルギが放電された
ときに、コンデンサ≠７ａが充電され、放電電流を急速
に消滅し、この充電電圧が電機子コイルＬの通電の立上
りを急速とする。

従って、矢印２’Ａｅの巾が小さくなり、反トルクと減
トルクの発生を抑止して、高速、高効率の電動機が得ら
れる効果がある。コンデンサ弘７ｂの作用効果も同様で
、矢印２１Ａｆの巾を小さくするものである。ダイオ−
）’！／ａ、４Ｃ／ｂは上述したコンデンサ＃７ａ、弘
７ｂの充電エネルギを電源側に流入することを防止する
為のものである。

突極が、磁極に侵入し始めた点の近傍より、電機子コイ
ルの通電が開始され、１２０度回転したときに通電が断
たれるので、磁気エネルギの放電による電流の降下部（
第５図の点線２弘ｂ）の巾が６゜度を越えない限り反ト
ルクの発生はない。従って高速度の電動機が得られる特
徴がある。

以上の説明より判るように、本実施例は、前実施例と同
様な作用効果を有するものである。

次に、第６図（ａ）の回路について説明する。第６図（
ａ）は、２相の電動機に本発明を実施した場合の例であ
る。

第６図（ａ）において、電機子コイルに、Ｌの通電制御
回路及び電機子コイルＭ、Ｈの通電制御回路Ｃは、第６
図（ｂ）の同一記号の部材と同じである。

異なっているのは、端子グａ、グｂ、グｄ、グｅより入
力される位置検知信号である。

前述した第１Ｏ図（ｃ）の位置検知信号曲線Ｋｌａ、ざ
コｂ、・・・と曲線ざＪａ、ざ３ｂ、・・・と曲線評ａ
、ざ弘す。

・・・と曲線♂ｊａ、Ｊ’、５ｂ、・・・は、それぞれ
端子グａ。

≠ｂ、弘ｃ、４＜ｄより入力される。

従って、電機子コイルは、９０度づつ通電され、その順
序は、電機子コイルに→Ｍ　−ｐ　Ｌ　−＋　Ｎとなる
。

曲線ざ２ａ、ざ３ａ、評ａ、ざ３ａのそれぞれの中央部
が各磁極による最大トルクが得られる点と合致するよう
に、位置検知用のコイルの位置が選択されることが一般
的手段であるが、本発明装置では。

突極が磁極に侵入し始める点の近傍より、電機子コイル
の通電が開始され、ｑｏ度回転すると通電が断たれるよ
うに、第２図（ｂ）のコイルｒａ、Ｉｂの位置が調整し
て固定されている。

従って、電機子コイルに蓄積された磁気エネルギの放電
による電流の降下部の巾が９０度を越えない限り反トル
クの発生がない。従って、第６図（ｂｌの実施例より更
に高速度回転の電動機が得られる特徴がある。

位置検知信号曲線にＪａ　、ざ、７ａ　、　Ｊ’！ａ　
、　ｔｅａが、第５図（ａ）に同一記号で示されている
。

第６図（ａ）において、電源が投入されたときに、端子
ｇａより曲線ｒ２ａの位置検知信号が入力されていると
、トランジスタにａ、２０ｂが導通して、電機子コイル
Ｍの通電が開始され、この曲線が第５図（ａ）に点線Ｊ
ａとして示されている。

従って抵抗ｎに電圧降下が発生し、オペアンプに１の子
端子の入力である基準電圧りの電圧を越えると、オペア
ンプｔＡＯａの出力はローレベルとなり、７７１回路’
Ａ３　ａの出力もローレベルに転化するので、トランジ
スタｌａは不導通となる。

トランジスタ２０ｂは導通しているので、電機子コイル
Ｋに蓄積された磁気エネルギは、ダイオードＪ／ａ、抵
抗ｎを介して放電される。抵抗ｎの電圧降下が減少して
、所定値を越えると、オペアンプ１Ａｏａのヒステリシ
ス特性により、その出力が７・イレペルに復帰する。

従って、トランジスタｌａは再び導通して、電機子電流
が増大し、基準電圧蜀により規制される電流を越えると
、トランジスタ２０ａは再び不導通となる。かかるサイ
クルを繰返すチョッ・３回路が構成されている。位置検
知信号ざコａの末端で、トランジスタ２０　ａ　、　：
ｕ）　ｂはともに不導通となるので、電機子コイルにの
蓄積磁気エネルギは、ダイオ−１２／ａ、２／’ｂを介
して、コンデンサ弘７を充電する。

この充電電圧により、次に通電される電機子コイルＭの
印加電圧が上昇するので、通電電流は急速に立上る。こ
のときに、端子弘３ｂに入力される第５図（ａ）の位置
検知信号曲線ｌｒ、７ａにより、電機子コイルＭに電圧
が印加されているものである。

コンデンサｔ７は小容量のものでよい。小容量のものの
方が充電電圧が急速に上昇して、電機子コイルＭの通電
の立上りが急速となり、又同時に電機子コイルにの電流
の降下部の巾（第５図（ａ）の点線ｌｂの巾）を小さく
することができる。

電機子コイルにの立上り部は点線２３ａにより、電機子
コイルＭの立上り部が点線２３ａにより示されている。

矢印−の巾が、９０度を越えると、反トルクと減トルク
を発生するので、上述したように、矢印Ｊの巾を小さく
して高速度の電動機とすることができる作用効果がある
。

電機子コイルにの蓄積磁気エネルギが、電機子コイルＭ
の磁気エネルギに転換することにより、矢印ｎの１］が
小さくなると考えることができる。

ダイオード偶は、蓄積磁気エネルギが、電源に流入して
、上述した作用が行なわれなくなることを防止する為の
ものである。コンデンサｌＡ７を除去しても、上述した
磁気エネルギの転換を行なうことができる。

電髪子コイルＭの通電は、オペアンプｔ／−０ａ、アン
ド回路’Ａ３ｃにより、電機子コイルにの場合と同様に
行なわれる。基準電圧りにより規制された電流値となる
チョッパ作用が行なわれるものである。

チョッ・９作用による電機子電流は点線で示しであるが
、それ等の脈流部分は省略して図示していない。

端子≠Ｃ１≠ｄに、第５図（ａ）の位置検知信号界ａ、
ざｊａが入力されたときにも、アンド回路弘３ｂ。

ＩＡ３ｄ及びオペアンプ１Ｉ０ａによる電機子電流の制
御が同様に行なわれ、それ等の立上り部と降下部を含む
電流曲線が点線で示されている。作用効果も同様である
。

本実施例は、Ａ相の電動機であるが、通電のモードはＡ
相のみ若しくはＢ相のみと考えてもよい。

又１つの同相の通電モードと考えることができる。従っ
て、通電制御回路が簡素化される特徴がある。

次に、Ｙ型接続の３相の半導体電動機に本発明を適用し
た例について説明する。

第ｇ′図は、上述した電動機のマグネット回転子６０と
電機子コイルＡ／ａ　、Ａ／ｂ　、Ａｒｃの展開図であ
る。位置検知素子となるホール素子ｂ２ａ、６２ｂ。

Ａ２ｃは、／λＯ度離間離間図示の位置で、電機子側に
固定され、磁極６０ａ、６０ｂに対向している。

ホール素子の出力は、周知の手段により増巾され、矩形
波の電気信号となる。

上述した電気信号は、３相すラクタンス電動機について
、前述したコイル１０ａ　、　ＩＯｂ　、　１０ｃと全
く同じ信号となるので、第７０図（ａ）のタイムチャー
トにより詳細を説明する。

第１０図（ａ）の曲線＃ａ　、　２３ｂ、　・’　＊曲
線Ｊ７ａ、２７ｂ、・・・１曲線２ｑａ　、　；２ｑｂ
　、・・・は、それぞれホール素子４２　ａ　、　６２
　ｂ　、　６２　ｃが磁極ＡＯａ（Ｎ極）の磁界内にあ
るときの出力である。曲線！ａ、ｎｂ、・・・曲線２ｇ
ａ、２ｇｂ、・・・１曲線３０ａ、　３０ｂ　、−は、
それぞれの上段の電気信号を反転したものである。

第り図の端子／ｉｊａ　、ＡＪｂ　、　Ａ、７ｃには、
それぞれ上記した曲＠２３　ａ　、　Ｍ　ｂ　、　−及
び曲１ｕ７ａ　、２７ｂ　。

・・・及び曲線２９ａ、２９ｂ、・・・で示される電気
信号が入力されている。各電気信号の位相差は７２０度
である。ブロック回路Ｈは、入力された電気信号より、
Ｙ型接続された半導体電動機を駆動する為の７２０度の
巾の乙系列の位置検知信号を得る為の論理回路で、周知
の手段となっているものである。

従って、端子６４Ｃａ、　６’Ａｂ、　Ａ’ｌｃの出力
は、それぞれ第１Ｏ図（ａ）の曲線Ｊ／ａ　、　３１　
ｂ　、−及び曲？’Ａ３２ａ。

３２ｂ、・・・及び曲線３３ａ、３３ｂ、・・・どなる
。

端子４Ｇｄ　、６’ｌ−ｅ　、ｌ、４ｃｆの出力は、そ
れぞれ曲線３４！ａ　、　３１１ｂ　、−及び曲＃！３
３　ａ　、　Ｊ！；　ｂ　、　”・及び曲線ＪＡａ、Ｊ
Ａｂ、・・・の電気信号となる、曲線３／ａ、３１ｂ、
・・・の位置検知信号を第１の位置検知信号と呼称し、
第１Ｏ図（ａ）の順次に次の段の位置検知信号を第２．
第３．・・・、第６の位置検知信号と呼称する。

第１．第２．第３の位置検知信号は、第７図の端子りａ
、りす、弘ｌｃにそれぞれ入力され、第グ。

第タ、第６の位置検知信号は、それぞれ端子ｔＡざｄ。

４′ざθ、弘１ｒに入力される。

第７図の回路は、第ｒ図の電機子コイルＡ／ａ。

ｔ／ｂ、Ａ／ｃの通電制御回路である。

電機子コイルＡ／ａ、）ランジスタ３；Ｏａ　、！Ｏｂ
。

！；Ｏｃ、！；Ｏｄは、ブリッジ回路となり、電機子コ
イルｔ／ｂ、トランジスタ５０θ、　！Ｏｆ　、　ｊｔ
Ｏｇ　、　３；Ｏｈもブリッジ回路となっている。

ブロック回路Ｇも、電機子コイルＡｒｃの上述したブリ
ッジ回路と同じ構成のブリッジ回路である。

端子体ｌｒａ、４’ざｂにハイレベルの電気信号が入力
されると、トランジスタ３ｏａ、ｓｏｄ及びトランジス
タｓＯθ、　ｓｏ　ｈカ導通して、電機子コイル４／ａ
。

４／ｌ）は右方に通電される。

同様に、端子体ざｃＫハイレベルの電気信号が入力され
ると、電機子コイルＡ／ｃも右方に通電される。右方の
通電を正方向、左方の通電を逆方向の通電と呼称する。

従って、端子ｔざｄ、弘ざｅにハイレベルの電気信号が
入力されると、トランジスタ！；Ｏｃ、！；□ｂ及びト
ランジスタ３０ｇ、３０ｆが導通して、電機子コイルＡ
／ａ、Ａ／ｂは逆方向に通電され、又端子’Ａｔｆのハ
イレベルの電気信号により、電機子コイル／ｉ／ｃも逆
方向に通電される。

端子体ざａ、りす、’Ａｔｃの入力信号は、・第７０図
（ａ）の曲線３／　ａ　、　３／’ｂ　、・・・及びそ
の下段の電気信号及び更にその下段の電気信号となる。

端子体ｆｆｄ　、弘♂θ、弘Ｉｆの入力信号は、曲線３
４Ｃａ３ダｂ、・・・及びその下段の２系列の電気信号
が入力される。

上述した位置検知信号が、第５図（ｂ）に同一記号で示
されているので、これにより詳細を説明する。

直流電源端子Ｊａ、ｊｂより、第７図の回路に電圧が印
加されているときに、端子体を已に、曲線、？／ａの電
気信号が入力されると、アンド回路ｕ９ａの下側の入力
（オペアンプ４／６ａの出力）は、ハイレベルなので、
トランジスタ３０ａ、！；Ｏｄが導通して、電機子コイ
ルＡ／ａは正方向に通電し始める。

電機子電流が増大して、抵抗ｎａの電圧降下が、基準電
圧句な越えると、オペアンプＵａの出力がローレベルと
なり、アンド回路弘ｑａの出力もローレベルとなる。ト
ランジスタ３０ａは不導通に転化する。従って、電機子
コイルＡ／ａの蓄積磁気エネルギは、トランジスタｓｏ
ｄ、ダイオ−ｙｓｔｂ、抵抗ｎａを介して放電される。

放電電流が所定値以下に減少すると、オペアンプＩＡ０
ａのヒステリシス特性により、オペアンプＵａの出力は
ハイレベルに転化する。従って、トランジスタＳＯａは
再び導通して、電機子コイルＡ／ａの電流は増大する。

増大して設定値を越えると、オペアンプＱ−Ｏａの出力
は、ローレベルに転化して、電機子電流が減少する。

上述したサイクルを繰返すチョッパ回路となる。

電機子電流は、基準正電圧切により規制される。

第５図（ｂ）の矢印３１ａの区間がチヨツ・ぞ作用の行
なわれる区間となる。チョッパ作用による通電の脈流は
図示していない。端子ＩＡＩ　ｂに５曲線３２ａの電気
信号が入力された場合にも、アンド回路ＩＩ−ｑｂ。

抵抗２２ａ、オペアンプｍａ、トランジスタ３０θによ
り、同様なチョッパ作用が行なわれる。

点線Ｊｑａは、電流の立上り部２点線３９ｂは降下部を
示している。端子弘ざＣに、曲線３．３ａの電気信号が
入力されたときにお砂る電機子コイルＡ／Ｃのチョッパ
作用も同様に行なわれる。

端子弘ざｄ、！ｆ６，４’ざｆに、曲線、？４Ｃａ　、
　３３ａ、　３１゜ａの電気信号が入力されると、アン
ド回路４Ｕ？ｄ。

’Ａ９ｅ、’Ａ９ｆと抵抗ｚ　’ｂ　’（７）電圧降下
とオペアンプ４ｌ−Ｑｂにより、規準電圧ｔｉｏに対応
した電機子電流のチョッ・９作用が行なわれる。このと
きに、電機子コイルＡ／　ａ　、　Ａ／　ｂ　、　Ａ／
　ｃは逆方向に通電される。

端子弘ざａの入力信号の末端で、トランジスタ５０ａ。

ｓｏｄはともに不導通となるので、電機子コイルＡ／ａ
の蓄積磁気エネルギは、ダイオ−）’！；／ｃ、ｊ／ｂ
を介して、コンデンサ弘７０を充電するとともに、すで
に通電が開始されている電機子コイルＡ／ｂの正方向の
通電の為の電圧となる。

従って、電機子コイルＡ／ｂの電流の立上り部３９ａは
急速となる。又、降下部Ｊ７ｂの降下を急速とする。

電機子コイルＡ／ａの蓄積磁気エネルギが、電機子コイ
ルＡ／ｂの磁気エネルギに転換されるので、立上り部Ｊ
ｑａの巾が小さくなる。このときに、ダイオードＩＩ／
ｃがある為に、磁気エネルギが電源に流入することが防
止されるので、点線３９ａの立上り部を急速とすること
ができるものである。

電機子コイルが正逆方向に通電されたときに、／ざ０度
の区間の通電をすると、対応してｉｒｏ度の巾の同一方
向の出力トルクが得られる。

本実施例では、１８０度の区間の始点の近傍より。

電機子コイルが通電が開始され、／２０度回転したとき
に通電が停止するように、第１図のホール素子６２ａ、
ＡＪｂ　、６１ｃの位置が調整されて固定されている。

従って、第５図（ｂ）の矢印３ざｂの巾が６０度を越え
ると、減トルクと反トルクを発生するので、高速回転が
不可能となる。又同時に効率も劣化する。

高速度の回転に対応して、電源電圧を上昇し、又ダイオ
ーＦ’弘／ｃ、ｔＡ／ｄも必要となる。ダイオード弘／
ｃ、Ｉｔ／ｃｌを除去しても本発明を実施することがで
きる。この場合には、電源電圧を更に上昇して反トルク
の発生を抑止する必要がある。

端子４ｃ＃ａ、Ｑ−ざす、Ｒｅの入力信号による通電を
Ａ相の電機子コイルによる通電と呼称する。

端子Ｒａ、弘ざｅ、弘ざｄの入力信号による電機子コイ
ルの通電も同様に行なわれる。この通電なり相の電機子
コイルの通電と呼称する。

Ｂ相の通電モーげにおいても、曲線３φａ、Ｊｊａ。

ＪＡａの末端と始端部の降下と立上りの巾は、コンデン
サ≠７ｄ、ダイオード弘／ｄにより小さくすることがで
きる。コンデンサ４’７ｃ、４’？ｃｌは小容量のもの
となるが、除去しても差支えない。

従って、上記した通電の減少と増大は急速に行なわれる
。これ等の中間では、チョッパ作用が行なわれ、励磁電
流は基準電圧りの電圧により設定された値に保持される
。

各電機子コイルの正方向の通電なＡ相の同相の通電モー
ｒと呼称し、逆方向の通電なり相の同相の通電モーＰと
呼称する。Ａ相の通電モーｒの出力トルクは、第１Ｏ図
（ａ）の曲線停として、Ｂ相の通電モードは点線曲線弘
Ｓとして示されている。曲線弘６．≠６ａについて前述
したように、通電中が始端部より１２０度なので効率が
上昇する。

第７図の抵抗ｎａは、人相の通電モードのときの各電機
子コイルの電機子電流の検出抵抗となり、抵抗ｕｂはＢ
相の通電モー１のときの各電機子コイルの電機子電流の
検出抵抗となるものである。

作用効果は、前述したりラフタンス型の電動機の場合に
相似したものとなる。

端子２ａの印加電圧を上昇すると、第５図（ｂ）の矢印
３１ｂの区間を４０度より小さくできるので、高速高ト
ルクの電動機が得られる効果がある。又出力トルクは、
第７図の基準電圧句の電圧により自由に独立に制御でき
る効果がある。

端子、２ａ、コｂの電圧に、大きいりプル電圧があって
も、出力トルクに影響を与えないので、交流を整流して
直流電源とした場合に、平滑用のコンデンサの容量を小
さくすることができる特徴がある・３相交流の場合には、更に小容量の平滑コンデンサとな
る特徴がある。

直流電動機は、リラクタンス型の電動機のように、電機
子コイルのインダクタンスが大きくないので、高速とす
ることが容易である。しかし更に高速とし、反トルクの
混入することなく、効率良く使用する為に第７図の回路
が使用されるものである。

第７図の回路より判るように、Ａ相とＢ相の電機子コイ
ルに分割して通電制御が行なわれるので、制御回路が簡
素化される効果がある。

第６図（ａ）価）（Ｃ）及び第７図の回路において、ア
ンド回路部？ａ、弘ｑｂ、・・・弘ｑｆと弘３ａ、弘３
ｂ、・・・弘３ｆによるチョッパ制御を、下側のトラン
ジスタ（ＳＯｂ　、ｓｏｄ、ｓｏｔ　、ｓｏｈ　）と、
２０ｂ、ｌｄ　、２０ｆに行なっても同じ目的が達成さ
れる。又、２個／組のトランジスタ例えば第６図（ａ）
のトランジスタ２０ａ。

νｂを同時にオンオフするチョッパ回路としても同じ目
的が達成できる。

第７図において、基準電圧りを除去して、オペアンプｍ
ｃ（誤差増巾回路）、回転速度検知回路１６を付加する
と、基準正電圧Ｉｔ　ａに対応した回転速度となる定速
制御回路を得ることができる。

起動時には、オペアンプＵＣの正の電圧出力が、所要の
最大トルクとなるように設定されているので、最大トル
クで加速される。

回転の上昇とともに、回転速度が設定回転速度に近接す
ると、オペアンプＵＣの一端子の入力電圧が、子端子の
入力電圧に近接するので、オペアンプＩＲ）ｃの出力電
圧が降下し、対応して出力トルクが減少する。従って定
速度制御が行なわれる。

高速度電動機の場合には、軸受その他の回転部材を限界
値で使用するので、無負荷運転時に、更に高速度なって
、上記した部材が損傷する場合がある。従って定速制御
手段が必要となるものである。第６図体）（ｂ）（ｃ）
の電動機の場合にも、全く同じ手段により定速度制御が
行なわれる。作用効果も又同様である。

本発明の要旨の７つは、高速度の電動機を高速度を必要
とする機器（例えば研摩の為のグラインダ、遠心分離器
）でなく、一般の動力源として、毎分３０ＱＯ回転の出
力として使用することである。

第１図（ｃ）につき実施例を説明する。

記号Ｒは、本発明による電動機で、出力が／　Ｋｗのも
のとする。その回転軸ｊにはゾーリ５すが固定される。

図示しない軸受に支持された回転軸５Ｓには、ゾーリ５
６が固定され、ゾーリ５≠と５６には、ベルト５７が掛
けられている。

周知の電動機の場合には、毎分グθ００回転位が、効率
良く運転される限界値で、減速比をＺとすると、回転軸
ＳＳは毎分１０００回転となる。リラクタンス型の電動
機の場合には更に低速回転となる。

従って単なる減速装置となり、全く効果のない手段とな
る。

本発明による電動機を使用すると、全く異なる作用効果
となる。

電動機Ｒに、本発明による制御回路を付加すると、毎分
／　ｊｐ０００回転とすることは容易で、このときの効
率も良好に保持できる。

当然であるが、印加直流電圧は弘倍位となる。

ハにベルト減速されるので、出力トルクがμ倍となり、
回転数はｐｏ　ｏｏ回転となり、回転軸５ｓの出力は４
ｊＫｗとなり、回転速度は毎分ｔｉｏｏｏ回となるので
、一般の動力源として広く利用できる。

上記した説明より理解できるように、本発明の手段によ
り、周知のブラシレス電動機若しくはリラクタンス型の
電動機を、回路技術と減速機構を付加するのみで数倍の
出力に転換できる効果がある。電動車の動力源とした場
合には、全重量、体積を１名位とすることができる効果
がある。

ベルト減速以外の減速手段でも、高速時に大きい振動音
を発生しないものであれば他の手段でもよい。

かかる著しい効果のある手段が採用できるのは、チョッ
パ回路により電機子電流即ち出力トルクが制御され、回
転速度は、独立に印加直流電圧により制御することがで
き、高速度高効率の電動機が得られる本発明の回路技術
の為である。

〔効果〕

第１の効果。

基準正電圧りの電圧を変更することにより、出力トルク
が変更でき、印加電圧を高くすることにより、対応して
高速度高トルクとすることができる。特に低速達・転し
か考えられなかったリラクタンス型電動機の場合に有効
な技術となり、その大きい欠点が除去される。

以上の効果は、直流電動機の直流電源を構成する場合に
も同じく有効な手段となるものである。

従って、周知のこの種の電動機にベルト減速装置と本発
明による回路技術を付加するのみで、慣用されている毎
分３〜ｐｏｏｏ回転で、数倍の出力の駆動源に転換でき
る著しい効果がある。

第２の効果。

電源が単相交流の場合には、平滑用のコンデンサの容量
が、従来のものに比較して小容量でよい。

３相交流の場合には、平滑用のコンデンサは著しく小容
量のものでよい。又力率が良好となる。

第３の効果。

通電制御回路は、単一の相（第６図（ａ）の場合）若し
くは人相とＢ相に分割されているので、電機子コイルの
制御手段が前述したように簡素化され、電源側に逆流防
止の為のダイオード、コンデンサを付加することによっ
ても、更に高速、高効率の電動機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、３相リラクタンス型の電動機の構成の
説明図、第１図（ｂ）は、λ相すラクタンス型の電動機
の構成の説明図、第１図（ｃ）は、本発明による電動機
のベルト減速装置の説明図、第２図は、リラクタンス型
電動機の回転子と電機子の展開図、第３図及び第弘図は
、コイルより位置検知信号を得る電気回路図、第５図（
ａｌ（ｂ）（ｃｌは、位置検知信号曲線と励磁電流のタ
イムチャート、第５図（ｄ）は、誘導電動機の印加電圧
と励磁電流のタイムチャート、第６図及び第７図は、電
機子コイルの通電制御回路図、第ｒ図は、３相直流電動
機のマグネット回転子と電機子コイルの展開図、第り図
は、位置検知信号を得る電気回路図、第１０図は、位置
検知信号、電機子電流、出力トルクのタイムチャートを
それぞれ示す。／Ａ−・・電機子、　／６ａ　、　／Ａ　ｂ　、　−、
／Ａｈ＝−磁極、／・・・回転子、　／ａ、／ｃ、・・
・、ｌｊ・・・突極、Ｓ　−・・回転軸、　Ｋ、Ｌ、Ｍ
、Ｎ、／７ａ、／７ｂ。 −、／７　ｈ−・・電機子コイル、　１０ａ　、　／（
７ｂ　、　１０ｃ　。ｇａ、ざす、７ａ、７ｂ、７ａ、７ｂ−コイル、７・・
・発振器、　　７ｄ、７θ・・・コイル１０ｂ、１０ｃ
より位置検知信号を得るゾロツク回路、　ｊａ。２ｂ・・・電源圧負極、　３・・・回転子、　ｊａ　、
３ｂ　。・・・、Ｊｊ・・・突出部、　？！；２・・・位置検知
信号、’Ａｓａ・・・サイン波交流電圧曲線、　劫ｂ・
・・励磁電流曲線、　：ｗａ　、ｌｂ　、−、＆ｆ　、
３０ａ、３０ｂ、”’ｓｏｈ・・・トランジスタ、　卿
ａμすす、すｃ、／Ｊａ。／、７１）、／３・・・オペアンプ、　侭弓ざ６ａ・・
・基準電圧、Ｄ、Ｆ！、Ｆ、Ｃ，Ｇ・・・電機子コイル
の通電制御の為のブロック回路、　　タ、Ｈ・・・位置
検知信号を得るブロック回路、　＃ａ　、　ｕｂ　、・
・・、ツａ、２６ｂ　、−、！７ａ　、２７ｂ　、−，
２ｇｈ　、、２Ｊｂ　、−，２９ａ２９に＋　、＝・、
３０ａ、３０ｂ、−、，７／ａ　、Ｊ／ｂ　、”、３２
ａ　、３２ｂ　、−、ＪＪａ　、、ｊＪｂ　、−，３’
Ａａ、３４！ｂ　、”・Ｊｊａ　、Ｊｊｂ　、−、ＪＡ
ａ　、、？Ａｂ　、−−−，７θａ、７０ｂ。 −−−，７／ａ、？／ｂ　、＝−，７２ａ　、　７２ｂ
　、＝−，７Ｊａ　、７３ｂ　、−、？弘ａ　、７４’
ｂ　、−，７３ａ、７５ｂ　、−、Ｘａ　。７６ｂ　、　・・・、　７７ａ　、　？７ｂ　、　−、
７ざａ、７ざす、・−、ｇ２ａ　、！２ｂ　、　−，１
，）＆　、ｌＪｂ　、　”・、ｌ’Ａａ　、ｇ’Ａｂ　
、　−ざ！；ｈ、！！；ｂ、・・・位置検知信号曲線、
　輻、却ａ。鉢、弘！；、ＩＯｈ、ｇｏ′ｂ、−，ざ／ａ、ざ／ｂ、
・　）ルク曲線、　＋Ａａ、≠６・・・電機子電流曲線
、　Ｒ・・・電動機、　Ｓ３・・・回転軸、評、！；Ａ
・・・ゾーリ、　Ｓ７・・・ベルト、　ざ６・・・回転
速度検知回路、　６０　、　ＡＯａ、　６０ｂ・・・マ
グネット回転子と磁極、　６．２ａ　、　６２ｂ、　Ａ
、２Ｃ・・・ホール素子、　６／ａ　ｊ／ｂ　、Ａｒｃ
・・・電機子コイル。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）３相のマグネット回転子を備えた直流電動機にお
いて、３相の電機子コイルが装着された固定電機子と、
該電機子に対向して回動自在に回転軸が軸受により支持
された偶数個のＮ、Ｓ磁極を有するマグネット回転子と
、該マグネット回転子の位置を検知して、電気角で１２
０度以内の巾で、互いに電気角で１８０度離間した電気
信号が配設された第１の位置検知信号ならびにこれ等と
電気角で１８０度の位相差を有する同形の電気信号が配
設された＠第１＠の位置検知信号ならびに第１、＠第１
＠の位置検知信号より、それぞれ電気角で１２０度おく
れた位相差を有する同形の電気信号が配設された第２、
＠第２＠の位置検知信号ならびに、第２、＠第２＠の位
置検知信号より、それぞれ電気角で１２０度おくれた位
相差を有する同形の第３、＠第３＠の位置検知信号が得
られる位置検知素子を含む位置検知装置と、４個の半導
体スイッチング素子により第１の相の電機子コイルに往
復して通電せしめる第１のブリッジ回路と、第１のブリ
ッジ回路と同じ構成により、第２、第３の相の電機子コ
イルを往復して通電せしめる第２、第３のブリッジ回路
と、第１、第２、第３のブリッジ回路に供電する直流電
源と、第１、第２、第３のブリッジ回路の各半導体スイ
ッチング素子のそれぞれに逆接続されたダイオードと、
第１、第２、第３のブリッジ回路のそれぞれの対角線の
位置にある２個の半導体スイッチング素子を第１、＠第
１＠の位置信号、第２、＠第２＠の位置検知信号及び第
３、＠第３＠の位置検知信号の巾だけ導通して、各電機
子コイルを往復して通電せしめる通電制御回路と、各電
機子コイルの出力トルクを発生すべき電気角で１８０度
の区間の始端部近傍より位置検知信号の巾だけ直流電源
より供電するように前記した位置検知素子の配設位置を
調整して固定する手段と、各電機子コイルの電機子電流
を検知して、電機子電流が設定値を越えたときに、対応
する半導体スイッチング素子を不導通に転化し、電機子
コイルに蓄積された磁気エネルギが、前記したダイオー
ドを介して放電されて、該放電電流が、所定値だけ減少
すると再び前記した半導体スイッチング素子が導通して
、電機子電流を設定値に保持するチョッパ回路と、位置
検知信号の末端において、電機子コイルの通電が断たれ
たときに、電機子コイルに蓄積された磁気エネルギを、
前記したダイオードを介して直流電源に還流して、放電
電流を急速に消滅せしめ、該放電電流の巾が反トルクを
発生しない巾以内となる電圧に設定されている前記した
直流電源と、マグネット回転子の回転軸を減速装置によ
１／ｎ（ｎは２以上の実数）に減速して、慣用されてい
る直流電動機の回転速度に低下した出力軸とにより構成
されたことを特徴とする反トルクの発生を抑止した直流
電動機。
（２）第（１）項記載の特許請求の範囲において、回転
速度を検知して、回転速度に比例する出力電圧を得る回
転速度検知回路と、該回路の出力電圧が設定値となるよ
うに、負荷に対応してチョッパ回路による通電電流を制
御し、設定回転速度を保持する定速制御回路とより構成
されたことを特徴とする反トルクの発生を抑止した直流
電動機。
（３）ｍ相（ｍ＝２若しくはｍ＝３）のリラクタンス型
の直流電動機において、ｍ相の電機子コイルが捲着され
たｍ相の磁極を有する固定電機子と各磁極に僅かな空隙
を介して対向する複数個の突極が円周面に配設され、回
転軸が軸受に回動自在に支持された磁性体回転子と、該
回転子の突極の位置を検知して、電気角で１２０度以内
の巾で、互いに電気角で１８０度離間した電気信号が配
設された位置検知信号が、所定の位相差で順次におくれ
ているｍ相の位置検知信号ならびにこれ等と電気角でそ
れぞれ１８０度の位相差を有する＠ｍ＠相の位置検知信
号が得られる位置検知素子を含む位置検知装置と、ｍ相
の電機子コイルを構成する２ｍ側の電機子コイルのそれ
ぞれの両端に接続された２個１組の半導体スイッチング
素子と、各２個１組の半導体スイッチング素子を介して
対応する電機子コイルに供電する直流電源と、２個１組
の半導体スイッチング素子の１個と対応する電機子コイ
ルの直列接続体に逆接続されたダイオードと、ｍ相の位
置検知信号により、２ｍ個の電機子コイルの半分の数の
所定の電機子コイルに接続された２個の半導体スイッチ
ング素子を位置検知信号の巾だけ導通し、＠ｍ＠相の位
置検知信号により、他の半分の数の所定の電機子コイル
に接続された２個の半導体スイッチング素子を位置検知
信号の巾だけ導通して、各電機子コイルに通電して出力
トルクを得る通電制御回路と、各電機子コイルの出力ト
ルクを発生すべき電気角で１８０度の区間の始端部近傍
より位置検知信号の巾だけ直流電源より供電するように
前記した位置検知素子の配設位置を調整して固定する手
段と、各電機子コイルの励磁電流を検知して、励磁電流
が設定値を越えたときに、対応する半導体スイッチング
素子を不導通に転化し、電機子コイルに蓄積された磁気
エネルギが、前記したダイオードを介して放電されて、
該放電電流が所定値だけ減少すると再び前記した半導体
スイッチング素子が導通して、励磁電流を設定値に保持
するチョッパ回路と、位置検知信号の末端において、電
機子コイルの通電が断たれたときに、電機子コイルに蓄
積された磁気エネルギを、前記したダイオードを介して
直流電源に還流して、放電電流を急速に消滅せしめ、該
放電電流の巾が反トルクを発生しない巾以内となる電圧
に設定されている前記した直流電源と、前記した回転子
の回転軸を減速装置により１／ｎ（ｎは２以上の実数）
に減速して、慣用されている直流電動機の回転速度に低
下した出力軸とにより構成されたことを特徴とする反ト
ルクの発生を抑止した直流電動機。
（４）第（３）項記載の特許請求の範囲において、回転
速度を検知して、回転速度に比例する出力電圧を得る回
転速度検知回路と、該回路の出力電圧が設定値となるよ
うに、負荷に対応してチョッパ回路による通電電流を制
御し、設定回転速度を保持する定速制御回路とより構成
されたことを特徴とする反トルクの発生を抑止した直流
電動機。