JPH04344158A - 永久磁石回転子型一相励磁モータ - Google Patents
永久磁石回転子型一相励磁モータInfo
- Publication number
- JPH04344158A JPH04344158A JP14273391A JP14273391A JPH04344158A JP H04344158 A JPH04344158 A JP H04344158A JP 14273391 A JP14273391 A JP 14273391A JP 14273391 A JP14273391 A JP 14273391A JP H04344158 A JPH04344158 A JP H04344158A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet rotor
- permanent magnet
- phase excitation
- excitation motor
- rotor type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 claims description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一相の界磁コイルによ
って励磁される磁力と永久磁石回転子の磁力との反発・
吸引力で永久磁石回転子を回転駆動する永久磁石回転子
型一相励磁モータに関するものである。
って励磁される磁力と永久磁石回転子の磁力との反発・
吸引力で永久磁石回転子を回転駆動する永久磁石回転子
型一相励磁モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のモータは、例えば、図５
に示すように、一相の界磁コイル１によって励磁された
２極（Ｎ極及びＳ極）を持つ主磁極２と、主磁極２のギ
ャップ部に配置された２極（Ｎ極及びＳ極）に着磁され
た永久磁石回転子３とが、互いの磁力により反発・吸引
力を発生させ、それによって永久磁石回転子３を回転角
度１８０°以内の範囲で回転駆動するように構成されて
いた。
に示すように、一相の界磁コイル１によって励磁された
２極（Ｎ極及びＳ極）を持つ主磁極２と、主磁極２のギ
ャップ部に配置された２極（Ｎ極及びＳ極）に着磁され
た永久磁石回転子３とが、互いの磁力により反発・吸引
力を発生させ、それによって永久磁石回転子３を回転角
度１８０°以内の範囲で回転駆動するように構成されて
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例では、永久磁石回転子３の磁力だけで、非常に大
きなディテントトルク（永久磁石回転子３が安定位置に
留まろうとする回転力）が発生するため、次のような欠
点があった。
従来例では、永久磁石回転子３の磁力だけで、非常に大
きなディテントトルク（永久磁石回転子３が安定位置に
留まろうとする回転力）が発生するため、次のような欠
点があった。
【０００４】永久磁石回転子をディテントトルクに抗し
て回転させるためには、ディテントトルクより大きな駆
動力が必要であるが、この駆動力をアップするために、
仮に永久磁石回転子の磁力をアップさせるとすると、さ
らにディテントトルクがアップすることになり、結局は
、相対的に駆動力をダウンさせることになる。このため
、駆動力をアップするためには界磁コイルの起磁力をア
ップさせる必要があり、消費電力の増大、モータの大型
化、重量のアップとなってしまう。
て回転させるためには、ディテントトルクより大きな駆
動力が必要であるが、この駆動力をアップするために、
仮に永久磁石回転子の磁力をアップさせるとすると、さ
らにディテントトルクがアップすることになり、結局は
、相対的に駆動力をダウンさせることになる。このため
、駆動力をアップするためには界磁コイルの起磁力をア
ップさせる必要があり、消費電力の増大、モータの大型
化、重量のアップとなってしまう。
【０００５】したがって、本発明の目的は、界磁コイル
の起磁力をアップさせることに伴う前述の欠点を解消し
た永久磁石回転子型一相励磁モータを提供することにあ
る。
の起磁力をアップさせることに伴う前述の欠点を解消し
た永久磁石回転子型一相励磁モータを提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、モータのディテントトルクを相殺する
と共に駆動トルクをアップする相殺兼アップ手段を設け
たことを特徴とする永久磁石回転子型一相励磁モータを
採用するものである。
めに、本発明は、モータのディテントトルクを相殺する
と共に駆動トルクをアップする相殺兼アップ手段を設け
たことを特徴とする永久磁石回転子型一相励磁モータを
採用するものである。
【０００７】具体的には、前述の永久磁石回転子型一相
励磁モータは、２極がギャップを設けて向き合って配置
された主磁極と、ギャップ内に配置された回転子とを有
し、前記相殺兼アップ手段は、例えば、前記主磁極とほ
ぼ直角に配置され、前記ギャップを隔てて向き合って配
置された２極を有しかつ同一の界磁コイルにより同時に
起磁力が与えられる補極である。また、前記補極は、例
えば、前記主磁極に至る磁路から分岐して形成される。
励磁モータは、２極がギャップを設けて向き合って配置
された主磁極と、ギャップ内に配置された回転子とを有
し、前記相殺兼アップ手段は、例えば、前記主磁極とほ
ぼ直角に配置され、前記ギャップを隔てて向き合って配
置された２極を有しかつ同一の界磁コイルにより同時に
起磁力が与えられる補極である。また、前記補極は、例
えば、前記主磁極に至る磁路から分岐して形成される。
【０００８】
【実施例】次に、図面を参照して本発明の好ましい実施
例を説明する。図１は、本発明の好ましい実施例の概略
構成図である。図中、参照番号１１は、駆動源となる一
相の界磁コイルを示し、１２は、界磁コイル１１が巻付
けられた強磁性材の鉄心から成るａ（Ｎ極）・ｂ（Ｓ極
）の主磁極と、ｃ（Ｎ極）・ｄ（Ｓ極）の補極を持つ磁
路を示し、ここで、ａは磁路１２の一部でｂ極との対で
主磁極を構成し、ｃは磁路１２の一部でａ極から時計方
向に９０°ずれて配置され、即ち直角に配置されかつｄ
極との対で補極（詳細には後述するが、この補極はディ
テントトルクを相殺すると共に駆動トルクをアップする
相殺兼アップ手段である）を構成する。１３は、主磁極
ａ・ｂと補極ｃ・ｄのギャップ部に配置された２極（Ｎ
極及びＳ極）に着磁された永久磁石回転子を示し、１４
は、一相の界磁コイル１１を励磁するために給電を行う
電源を示し、１５は、電源１４の極性を切り換えて永久
磁石回転子１３を正転又は逆転させるスイッチを示す。
例を説明する。図１は、本発明の好ましい実施例の概略
構成図である。図中、参照番号１１は、駆動源となる一
相の界磁コイルを示し、１２は、界磁コイル１１が巻付
けられた強磁性材の鉄心から成るａ（Ｎ極）・ｂ（Ｓ極
）の主磁極と、ｃ（Ｎ極）・ｄ（Ｓ極）の補極を持つ磁
路を示し、ここで、ａは磁路１２の一部でｂ極との対で
主磁極を構成し、ｃは磁路１２の一部でａ極から時計方
向に９０°ずれて配置され、即ち直角に配置されかつｄ
極との対で補極（詳細には後述するが、この補極はディ
テントトルクを相殺すると共に駆動トルクをアップする
相殺兼アップ手段である）を構成する。１３は、主磁極
ａ・ｂと補極ｃ・ｄのギャップ部に配置された２極（Ｎ
極及びＳ極）に着磁された永久磁石回転子を示し、１４
は、一相の界磁コイル１１を励磁するために給電を行う
電源を示し、１５は、電源１４の極性を切り換えて永久
磁石回転子１３を正転又は逆転させるスイッチを示す。
【０００９】次に、このように構成された本発明のモー
タの動作を説明すると、この構成において、電源１４に
よって励磁される界磁コイル１１の起磁力は、磁路１２
を通って主磁極ａ・ｂと補極ｃ・ｄからギャップ部に供
給され、永久磁石回転子１３が持つ磁力と相互作用して
、反発力（Ｎ極間及びＳ極間）と吸引力（Ｎ極とＳ極の
間）を発生し、永久磁石回転子１３を回転駆動させる。 なお、スチッチ１５により電源１４の極性を切り換えて
永久磁石回転子を正転・逆転させることができる。
タの動作を説明すると、この構成において、電源１４に
よって励磁される界磁コイル１１の起磁力は、磁路１２
を通って主磁極ａ・ｂと補極ｃ・ｄからギャップ部に供
給され、永久磁石回転子１３が持つ磁力と相互作用して
、反発力（Ｎ極間及びＳ極間）と吸引力（Ｎ極とＳ極の
間）を発生し、永久磁石回転子１３を回転駆動させる。 なお、スチッチ１５により電源１４の極性を切り換えて
永久磁石回転子を正転・逆転させることができる。
【００１０】このとき、永久磁石１３の持つ磁力により
、強磁性体である主磁極ａ・ｂは磁化されて、永久磁石
回転子１３の磁極との間に吸引力を発生する。この吸引
力のバランスがとれた状態（安定位置）に留まろうとす
る回転力（ディテントトルク）が永久磁石回転子１３に
常に作用している。永久磁石回転子１３と補極ｃ・ｄと
の間にも同様なディテントトルクが発生している。
、強磁性体である主磁極ａ・ｂは磁化されて、永久磁石
回転子１３の磁極との間に吸引力を発生する。この吸引
力のバランスがとれた状態（安定位置）に留まろうとす
る回転力（ディテントトルク）が永久磁石回転子１３に
常に作用している。永久磁石回転子１３と補極ｃ・ｄと
の間にも同様なディテントトルクが発生している。
【００１１】永久磁石回転子１３は主磁極ａ・ｂと補極
ｃ・ｄとの間にディテントトルクを発生するが、主磁極
ａ・ｂの発生するディテントトルクに対して補極ｃ・ｄ
のディテントトルクの極性は後述するように正反対とな
り、主磁極のディテントトルクを相殺する向きに働く。 したがって、主磁極ａ・ｂと補極ｃ・ｄのディテントト
ルクを同じ大きさに設定すると、駆動トルクを妨げよう
とするディテントトルクは見掛け上発生してないことに
なり、ディテントトルクに邪魔されずに、わずかな駆動
力で永久磁石回転子１３を回転することができる。さら
に、主磁極による駆動トルクに加えて補極による駆動ト
ルクが発生し、大きな駆動トルクを得ることができる。
ｃ・ｄとの間にディテントトルクを発生するが、主磁極
ａ・ｂの発生するディテントトルクに対して補極ｃ・ｄ
のディテントトルクの極性は後述するように正反対とな
り、主磁極のディテントトルクを相殺する向きに働く。 したがって、主磁極ａ・ｂと補極ｃ・ｄのディテントト
ルクを同じ大きさに設定すると、駆動トルクを妨げよう
とするディテントトルクは見掛け上発生してないことに
なり、ディテントトルクに邪魔されずに、わずかな駆動
力で永久磁石回転子１３を回転することができる。さら
に、主磁極による駆動トルクに加えて補極による駆動ト
ルクが発生し、大きな駆動トルクを得ることができる。
【００１２】この原理を図２〜図４のグラフを参照して
以下に説明する。図２は、主磁極ａ・ｂによって発生す
るトルク特性を回転角の変化で表したグラフである。な
お、反時計方向のトルクを正としたのである。図中、参
照番号２１は、駆動トルクを示し、２２は、ディテント
トルクを示し、２３は、駆動トルク２１とディテントト
ルク２２の合成トルクを示し、２４で表す斜線部分は、
駆動トルク２１がディテントトルクに打ち勝って回転で
きる範囲を示す。
以下に説明する。図２は、主磁極ａ・ｂによって発生す
るトルク特性を回転角の変化で表したグラフである。な
お、反時計方向のトルクを正としたのである。図中、参
照番号２１は、駆動トルクを示し、２２は、ディテント
トルクを示し、２３は、駆動トルク２１とディテントト
ルク２２の合成トルクを示し、２４で表す斜線部分は、
駆動トルク２１がディテントトルクに打ち勝って回転で
きる範囲を示す。
【００１３】この図からわかるように、この時の界磁コ
イルの起磁力で回転できる範囲はごくわずかであり、ほ
とんど回転できない。さらに回転させ、より大きな駆動
力を発生させるためには、より大きな起磁力が必要にな
ってしまう。これはまた従来例の特性と一致する。
イルの起磁力で回転できる範囲はごくわずかであり、ほ
とんど回転できない。さらに回転させ、より大きな駆動
力を発生させるためには、より大きな起磁力が必要にな
ってしまう。これはまた従来例の特性と一致する。
【００１４】図３は、補極ｃ・ｄによって発生するトル
ク特性を図２と同様に表したものであり、図中、参照番
号３１は駆動トルクを示し、３２はディテントトルクを
示し、３３は駆動トルクとディテントトルク３２の合成
トルクを示し、補極の位置は主磁極の位置と９０°ズレ
て配置した結果、図２のトルク特性に対して位相が９０
°進んだものとなっている。
ク特性を図２と同様に表したものであり、図中、参照番
号３１は駆動トルクを示し、３２はディテントトルクを
示し、３３は駆動トルクとディテントトルク３２の合成
トルクを示し、補極の位置は主磁極の位置と９０°ズレ
て配置した結果、図２のトルク特性に対して位相が９０
°進んだものとなっている。
【００１５】図４は、図２の主磁極ａ・ｂによるトルク
と図３の補極ｃ・ｄによるトルクを合成したトルク４１
を表したものであり、この図から、主磁極のディテント
トルク２２と補極のディテントトルク３２が相殺され、
さらに、駆動トルク２１と３１が合成されて１．５倍の
駆動トルクを得ていることがわかる。この結果、この時
の界磁コイルの起磁力でさえ、回転可能な範囲が０°と
１８０°を除きほぼ全域となる。さらに、図２の回転可
能範囲に対して、図４では２倍の平均合成トルクとなっ
ているのがわかる。
と図３の補極ｃ・ｄによるトルクを合成したトルク４１
を表したものであり、この図から、主磁極のディテント
トルク２２と補極のディテントトルク３２が相殺され、
さらに、駆動トルク２１と３１が合成されて１．５倍の
駆動トルクを得ていることがわかる。この結果、この時
の界磁コイルの起磁力でさえ、回転可能な範囲が０°と
１８０°を除きほぼ全域となる。さらに、図２の回転可
能範囲に対して、図４では２倍の平均合成トルクとなっ
ているのがわかる。
【００１６】このように、補極ｃ・ｄにより主磁極ａ・
ｂに関連するディテントトルクを相殺すると共に駆動ト
ルクを大幅にアップできる永久磁石回転子型一相励磁モ
ータが実現できる。
ｂに関連するディテントトルクを相殺すると共に駆動ト
ルクを大幅にアップできる永久磁石回転子型一相励磁モ
ータが実現できる。
【００１７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
モータのディテントトルクを相殺すると共に駆動トルク
をアップする相殺兼アップ手段を設けているので、わず
かな駆動力で永久磁石回転子を回転でき、さらに駆動ト
ルクをアップできるため、モータの小型・軽量化及び低
消費電力化が可能となる。
モータのディテントトルクを相殺すると共に駆動トルク
をアップする相殺兼アップ手段を設けているので、わず
かな駆動力で永久磁石回転子を回転でき、さらに駆動ト
ルクをアップできるため、モータの小型・軽量化及び低
消費電力化が可能となる。
【００１８】また、強力な磁力を持つ永久磁石回転子を
使うほど、単純に駆動力をアップすることができ、さら
に、超小型・軽量化及び低消費電力化が可能となる。ま
た、逆に低磁力の永久磁石回転子も使用可能となり、低
コスト化が実現できる。さらに、モータの回転可能な範
囲が拡大されるため、モータによって制御駆動される部
材の移動量を大きくできるとともに、制御の精度を著し
く向上させ得るという効果がある。
使うほど、単純に駆動力をアップすることができ、さら
に、超小型・軽量化及び低消費電力化が可能となる。ま
た、逆に低磁力の永久磁石回転子も使用可能となり、低
コスト化が実現できる。さらに、モータの回転可能な範
囲が拡大されるため、モータによって制御駆動される部
材の移動量を大きくできるとともに、制御の精度を著し
く向上させ得るという効果がある。
【図１】図１は、本発明の好ましい実施例の構成概略図
である。
である。
【図２】図２は、主磁極によるトルク特性を示すグラフ
である。
である。
【図３】図３は、補極によるトルク特性を示すグラフで
ある。
ある。
【図４】図４は、主磁極と補極の合成トルク特性を示す
グラフである。
グラフである。
【図５】図５は、従来例の構成概略図である。
１１ 界磁コイル
１２ 磁路
ａ・ｂ 主磁極
ｃ・ｄ 補極（相殺兼アップ手段）
１３ 永久磁石回転子
１５ スイッチ
Claims (5)
- 【請求項１】 モータのディテントトルクを相殺する
と共に駆動トルクをアップする相殺兼アップ手段を設け
たことを特徴とする永久磁石回転子型一相励磁モータ。 - 【請求項２】 請求項１記載の永久磁石回転子型一相
励磁モータにおいて、着磁された永久磁石回転子の極が
Ｐ個である場合、永久磁石回転子が３６０°／Ｐ以下の
角度範囲のほぼ全域にわたって回転駆動されることを特
徴とする永久磁石回転子型一相励磁モータ。 - 【請求項３】 請求項１記載の永久磁石回転子型一相
励磁モータにおいて、２極がギャップを設けて向き合っ
て配置された主磁極と、ギャップ内に配置された回転子
とを有し、前記相殺兼アップ手段が前記主磁極とほぼ直
角に配置され、前記ギャップを隔てて向き合って配置さ
れた２極を有しかつ同一の界磁コイルにより同時に起磁
力が与えられる補極であることを特徴とする永久磁石回
転子型一相励磁モータ。 - 【請求項４】 請求項３記載の永久磁石回転子型一相
励磁モータにおいて、前記補極が強磁性材から成ること
を特徴とする永久磁石回転子型一相励磁モータ。 - 【請求項５】 請求項３記載の永久磁石回転子型一相
励磁モータにおいて、前記補極が前記主磁極に至る磁路
から分岐して形成されることを特徴とする永久磁石回転
子型一相励磁モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14273391A JPH04344158A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 永久磁石回転子型一相励磁モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14273391A JPH04344158A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 永久磁石回転子型一相励磁モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04344158A true JPH04344158A (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=15322316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14273391A Pending JPH04344158A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 永久磁石回転子型一相励磁モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04344158A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5430519A (en) * | 1993-03-04 | 1995-07-04 | Canon Denshi Kabushiki Kaisha | Light-amount controlling apparatus |
| US5705873A (en) * | 1993-12-22 | 1998-01-06 | Canon Denshi Kabushiki Kaisha | Light-quantity control device |
-
1991
- 1991-05-20 JP JP14273391A patent/JPH04344158A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5430519A (en) * | 1993-03-04 | 1995-07-04 | Canon Denshi Kabushiki Kaisha | Light-amount controlling apparatus |
| US5705873A (en) * | 1993-12-22 | 1998-01-06 | Canon Denshi Kabushiki Kaisha | Light-quantity control device |
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