JPH05115191A - リラクタンス型モータ - Google Patents
リラクタンス型モータInfo
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- JPH05115191A JPH05115191A JP3272423A JP27242391A JPH05115191A JP H05115191 A JPH05115191 A JP H05115191A JP 3272423 A JP3272423 A JP 3272423A JP 27242391 A JP27242391 A JP 27242391A JP H05115191 A JPH05115191 A JP H05115191A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotation speed
- rotor
- stator
- excitation
- rotors
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- Pending
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 広い回転速度の範囲で十分な出力を得ること
を可能とする。 【構成】 同一回転軸上に設けられた異なる突極数を有
する複数のロータと、これらロータに対応して設けられ
た同一数のステータと、前記ロータの回転速度を検出す
る回転速度検出部と、前記回転速度検出部からの信号に
より前記複数のステータの中から励磁すべきステータを
選択する励磁選択部と、この励磁選択部で選択されたス
テータに対応するロータの突極数に励磁電流の周波数を
合わせるように励磁信号を発生する励磁信号発生部とを
備えてなることを特徴とする。
を可能とする。 【構成】 同一回転軸上に設けられた異なる突極数を有
する複数のロータと、これらロータに対応して設けられ
た同一数のステータと、前記ロータの回転速度を検出す
る回転速度検出部と、前記回転速度検出部からの信号に
より前記複数のステータの中から励磁すべきステータを
選択する励磁選択部と、この励磁選択部で選択されたス
テータに対応するロータの突極数に励磁電流の周波数を
合わせるように励磁信号を発生する励磁信号発生部とを
備えてなることを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、リラクタンス型モー
タに関する。
タに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のリラクタンス型モータとしては、
例えば特開昭62−272851号公報に記載されたよ
うなものがある。
例えば特開昭62−272851号公報に記載されたよ
うなものがある。
【0003】このリラクタンス型モータは図7および図
8に示すように、8個の突極1a,1b,1c,……1
hを有するロータ1と、6個の磁極3a,3b,3c,
……3fを有するステータ3とから構成されている。
8に示すように、8個の突極1a,1b,1c,……1
hを有するロータ1と、6個の磁極3a,3b,3c,
……3fを有するステータ3とから構成されている。
【0004】ロータ1は図7に示すように、ケース5の
両側壁5a,5bに回転自在に支持されており、ステー
タ3はケース5の内周壁5cに圧入固定されている。
両側壁5a,5bに回転自在に支持されており、ステー
タ3はケース5の内周壁5cに圧入固定されている。
【0005】ロータ1の突極1a,1b,1c,……1
hは等しいピッチと等しい幅で設けられている。また、
ステータ3の磁極3a,3b,3c,……3fは等しい
ピッチと等しい幅で設けられており、これら各磁極3
a,3b,3c,……3fには励磁コイル9a,9b,
9c,……9fが装着されている。
hは等しいピッチと等しい幅で設けられている。また、
ステータ3の磁極3a,3b,3c,……3fは等しい
ピッチと等しい幅で設けられており、これら各磁極3
a,3b,3c,……3fには励磁コイル9a,9b,
9c,……9fが装着されている。
【0006】また、磁極3a,3d、磁極3b,3eお
よび磁極3c,3fは対称位置、すなわち180度離間
している。
よび磁極3c,3fは対称位置、すなわち180度離間
している。
【0007】そして、励磁信号により励磁コイル9a,
9d、励磁コイル9b,9eおよび励磁コイル9c,9
fを突極1a,1b,1c,……1hが180度回転す
る毎に交互に通電してロータ1を矢印A方向に駆動し、
3相のリラクタンス型モータとして回転する。
9d、励磁コイル9b,9eおよび励磁コイル9c,9
fを突極1a,1b,1c,……1hが180度回転す
る毎に交互に通電してロータ1を矢印A方向に駆動し、
3相のリラクタンス型モータとして回転する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、3相のリラ
クタンス型モータでは、図9(イ)に示すように3相
K、L,Mの各相が互いに電気角で180度ずれてイン
ダクタンスが増減しており、インダクタンスが増加して
いる領域で正トルクが発生し、減少している領域では反
トルクが発生する。
クタンス型モータでは、図9(イ)に示すように3相
K、L,Mの各相が互いに電気角で180度ずれてイン
ダクタンスが増減しており、インダクタンスが増加して
いる領域で正トルクが発生し、減少している領域では反
トルクが発生する。
【0009】また、3相であるから励磁信号は180度
の幅を必要とせず、図9(ロ)のように120度の幅が
あればよい。
の幅を必要とせず、図9(ロ)のように120度の幅が
あればよい。
【0010】一方、ステータ3は励磁コイル9a,9
b,9c,……9fのインダクタンスが大きいため、図
9(ロ)に示すように励磁信号を発生させたとき、図9
(ハ)に示すように励磁信号に対し励磁電流の立ち上が
りと立ち下がりに遅れが生じ、励磁信号に対し電流の収
束に時間がかかるものとなる。
b,9c,……9fのインダクタンスが大きいため、図
9(ロ)に示すように励磁信号を発生させたとき、図9
(ハ)に示すように励磁信号に対し励磁電流の立ち上が
りと立ち下がりに遅れが生じ、励磁信号に対し電流の収
束に時間がかかるものとなる。
【0011】このような遅れがあってもロータの回転速
度が低速回転域であれば、電流は十分に立ち上がり、又
図9(イ)に対する(ハ)のように正トルク領域で収束
できるため大きな問題とはならない。しかし、図10の
ように回転速度が上昇し励磁する時間間隔が狭まってく
ると、前記電流の収束時間がほぼ一定であるため、大き
な割合を占めることになり、電流が立ち上りきれなかっ
たり、また、図10(ハ)の黒塗り部で示すように下が
りきれずに反トルク領域にまで侵入してしまって十分な
出力を得ることが困難になる恐れがあった。
度が低速回転域であれば、電流は十分に立ち上がり、又
図9(イ)に対する(ハ)のように正トルク領域で収束
できるため大きな問題とはならない。しかし、図10の
ように回転速度が上昇し励磁する時間間隔が狭まってく
ると、前記電流の収束時間がほぼ一定であるため、大き
な割合を占めることになり、電流が立ち上りきれなかっ
たり、また、図10(ハ)の黒塗り部で示すように下が
りきれずに反トルク領域にまで侵入してしまって十分な
出力を得ることが困難になる恐れがあった。
【0012】これに対しロータの突極数を少くすると、
高速回転化し易い反面、零から低速回転域においてトル
クリップルが生じ易くなるという問題がある。
高速回転化し易い反面、零から低速回転域においてトル
クリップルが生じ易くなるという問題がある。
【0013】従って、電気自動車等のように回転速度が
零から高速回転域までの広い範囲でスムーズな制御性お
よび応答性を必要とする用途に適用することが困難であ
った。
零から高速回転域までの広い範囲でスムーズな制御性お
よび応答性を必要とする用途に適用することが困難であ
った。
【0014】そこでこの発明は、広い回転速度の範囲で
十分な出力を得ることが可能なリラクタンス型モータの
提供を目的とする。
十分な出力を得ることが可能なリラクタンス型モータの
提供を目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は同一回転軸上に設けられた異なる突極数
を有する複数のロータと、これらロータに対応して設け
られた同一数のステータと、前記ロータの回転速度を検
出する回転速度検出部と、前記回転速度検出部からの信
号により前記複数のステータの中から励磁すべきステー
タを選択する励磁選択部と、この励磁選択部で選択され
たステータに対応するロータの突極数に励磁電流の周波
数を合わせるように励磁信号を発生する励磁信号発生部
とを備えてなることを特徴とする。
に、この発明は同一回転軸上に設けられた異なる突極数
を有する複数のロータと、これらロータに対応して設け
られた同一数のステータと、前記ロータの回転速度を検
出する回転速度検出部と、前記回転速度検出部からの信
号により前記複数のステータの中から励磁すべきステー
タを選択する励磁選択部と、この励磁選択部で選択され
たステータに対応するロータの突極数に励磁電流の周波
数を合わせるように励磁信号を発生する励磁信号発生部
とを備えてなることを特徴とする。
【0016】
【作用】いずれかのステータの励磁により、対応したロ
ータによってモータは回転する。この場合、回転速度検
出部がロータの回転速度を検出し、この検出回転速度に
応じて励磁するステータが選択される。
ータによってモータは回転する。この場合、回転速度検
出部がロータの回転速度を検出し、この検出回転速度に
応じて励磁するステータが選択される。
【0017】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【0018】図1はこの発明の一実施例に係るリラクタ
ンス型モータの断面図、図2は図1のII−II線矢視断面
図、図3は図1のIII −III 線矢視断面図、図4はこの
発明の一実施例に係るコントローラのブロック図を示す
ものである。
ンス型モータの断面図、図2は図1のII−II線矢視断面
図、図3は図1のIII −III 線矢視断面図、図4はこの
発明の一実施例に係るコントローラのブロック図を示す
ものである。
【0019】この実施例のリラクタンス型モータは、図
1乃至図3に示すように、回転軸13に設けられた例え
ば8個の突極15a,15b,15c,……15hを有
するロータ15及び4個の突極17a,17b,17
c,17dを有するロータ17と、前記ロータ15と対
応させた例えば6個の磁極19a,19b,……19f
を有するステータ19及び前記ロータ17に対応させた
例えば6個の磁極21a,21b,21,……21fを
有するステータ21とから構成されている。従って、複
数のロータ15,17に対応して同一数のステータ1
9,21が設けられた構成となっている。
1乃至図3に示すように、回転軸13に設けられた例え
ば8個の突極15a,15b,15c,……15hを有
するロータ15及び4個の突極17a,17b,17
c,17dを有するロータ17と、前記ロータ15と対
応させた例えば6個の磁極19a,19b,……19f
を有するステータ19及び前記ロータ17に対応させた
例えば6個の磁極21a,21b,21,……21fを
有するステータ21とから構成されている。従って、複
数のロータ15,17に対応して同一数のステータ1
9,21が設けられた構成となっている。
【0020】前記回転軸13はケース23の両側壁23
a,23bに回転自在に支持されており、ステータ1
9,21はケース23の内側23cに圧入固定されてい
る。
a,23bに回転自在に支持されており、ステータ1
9,21はケース23の内側23cに圧入固定されてい
る。
【0021】ロータ15の突極15a,15b,15
c,……15hと、ロータ17の突極17a,17b,
17c,17dとは、それぞれ各別に等しいピッチと等
しい幅で設けられ、ロータ17の突極17a,17b,
17c,17dの幅及びピッチはロータ15の突極15
a,15b,15c,……15hの幅及びピッチよりも
大きくなっている。
c,……15hと、ロータ17の突極17a,17b,
17c,17dとは、それぞれ各別に等しいピッチと等
しい幅で設けられ、ロータ17の突極17a,17b,
17c,17dの幅及びピッチはロータ15の突極15
a,15b,15c,……15hの幅及びピッチよりも
大きくなっている。
【0022】ステータ19の磁極19a,19b,19
c,……19fは、ロータ15に対応して等しいピッチ
と等しい幅で設けられており、これら各磁極19a,1
9b,19c,……19fには励磁コイル25a,25
b,25c,……25fが装着されている。また、磁極
19a,19d、磁極19b,19eおよび磁極19
c,19fは対称位置、すなわち180度離間してい
る。ステータ21の磁極21a,21b,21c,……
21fは、ロータ17に対応して等しいピッチと等しい
幅で設けられており、これら各磁極21a,21b,2
1c,……21fには励磁コイル27a,27b,27
c,……27fが装着されている。また、磁極21a,
21d、磁極21b,21eおよび磁極21c,21f
は対称位置、すなわち180度離間している。
c,……19fは、ロータ15に対応して等しいピッチ
と等しい幅で設けられており、これら各磁極19a,1
9b,19c,……19fには励磁コイル25a,25
b,25c,……25fが装着されている。また、磁極
19a,19d、磁極19b,19eおよび磁極19
c,19fは対称位置、すなわち180度離間してい
る。ステータ21の磁極21a,21b,21c,……
21fは、ロータ17に対応して等しいピッチと等しい
幅で設けられており、これら各磁極21a,21b,2
1c,……21fには励磁コイル27a,27b,27
c,……27fが装着されている。また、磁極21a,
21d、磁極21b,21eおよび磁極21c,21f
は対称位置、すなわち180度離間している。
【0023】従って、ロータ15はステータ19によっ
て駆動され、ロータ17はステータ21によって駆動さ
れる構成となっている。
て駆動され、ロータ17はステータ21によって駆動さ
れる構成となっている。
【0024】また、図1のようにケース23内には回転
速度と回転角とを検出するロータリーエンコーダ29が
設けられている。
速度と回転角とを検出するロータリーエンコーダ29が
設けられている。
【0025】図4のようにコントローラ31は、モータ
11に設けられたロータリーエンコーダ29からの信号
によってロータ15,17の回転速度を検出する回転速
度検出部33と、同じくロータリーエンコーダ29から
の信号によってロータ15,17の位相を検出する位相
検出部35と、前記回転速度検出部33で検出された回
転速度信号からモータ11の2個のステータ19,21
のいずれを励磁するかを選択する励磁選択部37とを備
えている。
11に設けられたロータリーエンコーダ29からの信号
によってロータ15,17の回転速度を検出する回転速
度検出部33と、同じくロータリーエンコーダ29から
の信号によってロータ15,17の位相を検出する位相
検出部35と、前記回転速度検出部33で検出された回
転速度信号からモータ11の2個のステータ19,21
のいずれを励磁するかを選択する励磁選択部37とを備
えている。
【0026】また、コントローラ31は、前記励磁選択
部37で選択されたステータ19,21へ励磁信号を発
生する励磁信号発生部39と、モータ11の現在発生し
ているトルクT’を推定するトルク推定部41と、ステ
ータ19,21への励磁電流を指令する電流指令発生部
43とを備えている。
部37で選択されたステータ19,21へ励磁信号を発
生する励磁信号発生部39と、モータ11の現在発生し
ているトルクT’を推定するトルク推定部41と、ステ
ータ19,21への励磁電流を指令する電流指令発生部
43とを備えている。
【0027】前記励磁信号発生部39では、前記位相検
出部35で検出された位相信号と同期するように励磁周
波数の励磁信号を発生する構成になっている。前記トル
ク推定部41は、各ステータ19,21の電流を検出す
る電流センサ45,47からの信号i45,i47と、前記
回転速度検出部33からの信号とによりモータ11のト
ルクT’を推定する。また、前記電流指令発生部43
は、モータ11に要求するトルクを指令するトルク使令
部49のトルク信号Tと、前記トルク推定部41で推定
されたトルク信号T’とを比較し、前記励磁信号発生部
39からの励磁信号に基づき電源51からステータ19
の励磁コイル25a,25b,25c,……25f又は
ステータ21の励磁コイル27a,27b,27c,…
…27fへ通電する構成となっている。
出部35で検出された位相信号と同期するように励磁周
波数の励磁信号を発生する構成になっている。前記トル
ク推定部41は、各ステータ19,21の電流を検出す
る電流センサ45,47からの信号i45,i47と、前記
回転速度検出部33からの信号とによりモータ11のト
ルクT’を推定する。また、前記電流指令発生部43
は、モータ11に要求するトルクを指令するトルク使令
部49のトルク信号Tと、前記トルク推定部41で推定
されたトルク信号T’とを比較し、前記励磁信号発生部
39からの励磁信号に基づき電源51からステータ19
の励磁コイル25a,25b,25c,……25f又は
ステータ21の励磁コイル27a,27b,27c,…
…27fへ通電する構成となっている。
【0028】つぎに、上記一実施例の作用について説明
する。
する。
【0029】まず、モータ11の始動時は、突極数の多
い方(8極)のロータ15に対応するステータ19の励
磁コイル25a,25b,25c,……25fを励磁
し、ロータ15を駆動してトルクリップを押える。
い方(8極)のロータ15に対応するステータ19の励
磁コイル25a,25b,25c,……25fを励磁
し、ロータ15を駆動してトルクリップを押える。
【0030】つぎに、ロータ15の回転が上昇し、回転
速度検出部33からの回転速度信号Nが、回転速度(図
5に示すように、励磁電流の立ち下がり部分が反トルク
領域へ侵入しはじめる直前の回転速度)Noを越えたと
き、励磁選択部37が突極数の少い方(4極)のロータ
17に対応するステータ19を選択する。これを受けて
励磁信号発生部39からステータ19の磁極19a,1
9b,19c,……19fへ励磁信号を発生する。この
とき、ロータの突極数が8極から4極に半減するから、
図5に示すように励磁電流の周波数を1/2にした励磁
信号を発生する。
速度検出部33からの回転速度信号Nが、回転速度(図
5に示すように、励磁電流の立ち下がり部分が反トルク
領域へ侵入しはじめる直前の回転速度)Noを越えたと
き、励磁選択部37が突極数の少い方(4極)のロータ
17に対応するステータ19を選択する。これを受けて
励磁信号発生部39からステータ19の磁極19a,1
9b,19c,……19fへ励磁信号を発生する。この
とき、ロータの突極数が8極から4極に半減するから、
図5に示すように励磁電流の周波数を1/2にした励磁
信号を発生する。
【0031】電流指令発生部43では、トルク推定部4
1で推定されたトルクT’と、トルク指令部49で指令
されたトルクTとを比較し、励磁信号発生部39から発
生された励磁信号に基づき励磁電流を指令して、電源5
1からステータ21の励磁コイル27a,27b,27
c,……27fに通電する。この通電によりステータ2
1の励磁コイル27a,27b,27c,……27fが
励磁され、ロータ17が駆動される。
1で推定されたトルクT’と、トルク指令部49で指令
されたトルクTとを比較し、励磁信号発生部39から発
生された励磁信号に基づき励磁電流を指令して、電源5
1からステータ21の励磁コイル27a,27b,27
c,……27fに通電する。この通電によりステータ2
1の励磁コイル27a,27b,27c,……27fが
励磁され、ロータ17が駆動される。
【0032】前記励磁電流の指令は、まず電流センサ4
5によって検出されたステータ15の励磁コイル25
a,25b,25c,……25fに通電される電流i45
と、回転速度検出部33で検出された回転速度Nとから
トルクT’=f45(i45,N)を推定する。そして、ス
テータ17の励磁コイル27a,27b,27c,……
27fへ通電する励磁電流i47をトルクT’と同じトル
クを発生するよう指令する。すなわち励磁電流i47{=
f-1 47(T’)=f-1 47{f45(i45・N)}を指令す
る。ここで、f45,f47はトルク推定関数で、実験等に
よって得ることができ、例えば図6に示した関係にあ
る。
5によって検出されたステータ15の励磁コイル25
a,25b,25c,……25fに通電される電流i45
と、回転速度検出部33で検出された回転速度Nとから
トルクT’=f45(i45,N)を推定する。そして、ス
テータ17の励磁コイル27a,27b,27c,……
27fへ通電する励磁電流i47をトルクT’と同じトル
クを発生するよう指令する。すなわち励磁電流i47{=
f-1 47(T’)=f-1 47{f45(i45・N)}を指令す
る。ここで、f45,f47はトルク推定関数で、実験等に
よって得ることができ、例えば図6に示した関係にあ
る。
【0033】従って、低速回転ではロータ15を駆動
し、高速回転になるとロータ17を駆動することによ
り、電流の立ち上がり、立ち下りに遅れが生じても電流
は十分に立上がり、又立ち下がりが反トルク領域に侵入
することなく、十分な出力により広い回転域での駆動が
可能となる。しかも、ロータ15からロータ17に切換
える際にトルクが変化しないように励磁電流の周波数お
よび大きさを制御するから脈動が無く、スムーズな制御
性および応答性を得ることができる。
し、高速回転になるとロータ17を駆動することによ
り、電流の立ち上がり、立ち下りに遅れが生じても電流
は十分に立上がり、又立ち下がりが反トルク領域に侵入
することなく、十分な出力により広い回転域での駆動が
可能となる。しかも、ロータ15からロータ17に切換
える際にトルクが変化しないように励磁電流の周波数お
よび大きさを制御するから脈動が無く、スムーズな制御
性および応答性を得ることができる。
【0034】なお、回転速度が減少する際には上記の逆
の動作を行なう。
の動作を行なう。
【0035】ステータ、ロータ数はさらに増加すること
もできる。
もできる。
【0036】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、この発
明によれば広い回転域での運転が可能となり、十分な出
力を得ることができる。
明によれば広い回転域での運転が可能となり、十分な出
力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例に係るリラクタンス型モータの側断面
図である。
図である。
【図2】図1のII−II線矢視断面図である。
【図3】図1のIII −III 線矢視断面図である。
【図4】一実施例に係るコントローラのブロック図であ
る。
る。
【図5】一実施例に係るリラクタンス型モータの位相関
係図である。
係図である。
【図6】電流とトルクおよび回転速度の関係図である。
【図7】従来例に係るリラクタンス型モータの側断面図
である。
である。
【図8】図7のVIII−VIII線矢視断面図である。
【図9】比較的低速回転域での3相間の位相関係図であ
る。
る。
【図10】高速回転域での3相間の位相関係図である。
11 リラクタンス型モータ 13 回転軸 15 ロータ 17 ロータ 19 ステータ 21 ステータ 33 回転速度検出部 37 励磁選択部 39 励磁信号発生部
Claims (1)
- 【請求項1】 同一回転軸上に設けられた異なる突極数
を有する複数のロータと、これらロータに対応して設け
られた同一数のステータと、前記ロータの回転速度を検
出する回転速度検出部と、前記回転速度検出部からの信
号により前記複数のステータの中から励磁すべきステー
タを選択する励磁選択部と、この励磁選択部で選択され
たステータに対応するロータの突極数に励磁電流の周波
数を合わせるように励磁信号を発生する励磁信号発生部
とを備えてなることを特徴とするリラクタンス型モー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3272423A JPH05115191A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | リラクタンス型モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3272423A JPH05115191A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | リラクタンス型モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05115191A true JPH05115191A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17513706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3272423A Pending JPH05115191A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | リラクタンス型モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05115191A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7230360B2 (en) | 2004-11-08 | 2007-06-12 | Illinois Institute Of Technology | Switched reluctance machine |
| JP2007185091A (ja) * | 2006-01-03 | 2007-07-19 | Taida Electronic Ind Co Ltd | 三相反転モーターおよびファン |
| CN100386954C (zh) * | 2005-01-19 | 2008-05-07 | 南京航空航天大学 | 低转矩脉动双凸极电机 |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP3272423A patent/JPH05115191A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7230360B2 (en) | 2004-11-08 | 2007-06-12 | Illinois Institute Of Technology | Switched reluctance machine |
| CN100386954C (zh) * | 2005-01-19 | 2008-05-07 | 南京航空航天大学 | 低转矩脉动双凸极电机 |
| JP2007185091A (ja) * | 2006-01-03 | 2007-07-19 | Taida Electronic Ind Co Ltd | 三相反転モーターおよびファン |
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