JPH05199793A - 可変リラクタンスモータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 相巻線の印加電圧を直流電源電圧よりも昇圧
して電流の立ち上がりを急峻にできる簡単な構成の可変
リラクタンスモータの駆動装置を提供する。 【構成】 ２相可変リラクタンスモータの駆動装置１
は、直流電源３、相巻線Ｌａ，Ｌｂの通電制御回路５
ａ，５ｂ、電流検出抵抗７から構成され、通電制御回路
５ａ，５ｂは、トランジスタＴra，Ｔrb、転流ダイオー
ドＤa1，Ｄb1、逆流阻止ダイオードＤa2，Ｄb2、コンデ
ンサＣａ，Ｃｂからなる。トランジスタＴraがＯＦＦす
ると、相巻線Ｌａの磁気エネルギは電荷として回生さ
れ、Ｂ相のコンデンサＣｂの電圧を昇圧する。続いて、
トランジスタＴrbがＯＮすると、相巻線Ｌｂには、電源
電圧Ｖｄに加えてコンデンサＣｂの電圧ＣCbも印加さ
れ、電流Ｉｂは急激に上昇する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可変リラクタンスモー
タの駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】可変リラクタンスモータ（以下、ＳＲモ
ータという）は、ステータ及びロータが鉄製であり磁束
密度を高くできるので、大きなトルクが得られるという
利点がある。その反面、巻線インダクタンスが大きく励
磁電流を急激に増減することは困難であるので、高速回
転用には採用されず中低速回転用のモータとして用いら
れることが多い。

【０００３】このような特徴をもつ可変リラクタンスモ
ータでは、従来、例えば図９に示すように、直流電源１
０２からＡ相巻線Ｌａ及びＢ相巻線Ｌｂへの通電を制御
する通電制御回路１１０ａ，１１０ｂを主要部として構
成された駆動装置１００が採用される。この種の駆動装
置１００においては、Ａ相巻線ＬａとＢ相巻線Ｌｂとを
交互に通電してステータの当該磁極（不図示）を励磁す
ることで、ロータ（不図示）を連続回転させる。例え
ば、ＰＮＰトランジスタ１１２ａ，１１２ｂ及びＮＰＮ
トランジスタ１１４ａ，１１４ｂのベース端子に、駆動
制御回路（不図示）から駆動信号Ｐａ，Ｐｂ及びその反
転信号が入力されると、駆動装置１００はＳＲモータを
回転駆動する。

【０００４】又、相巻線Ｌａ，Ｌｂの両端子とコンデン
サ１０４の正極及び負極とに、夫々接続されたダイオー
ド１１６ａ・１１８ａ，１１６ｂ・１１８ｂは、回生回
路を形成する。すなわち、夫々のトランジスタ１１２
ａ．１１２ｂ，１１４ａ，１１４ｂがＯＦＦしたとき
に、励磁された相巻線Ｌａ又はＬｂに蓄積された磁気エ
ネルギを、コンデンサ１０４に電荷として回生し回生電
荷を次に通電される相巻線Ｌｂ又はＬａに供給すること
で電力損失を少なくしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＳＲモータ
は、鉄製であるがために相巻線のインダクタンスが大き
いという特性があり、通電時の相巻線電流の立ち上がり
及び立ち下がりが緩慢になる。特に、高速回転時に緩慢
となる。それは、次式から明かなように、ＳＲモータの
回転速度を上げたときには相巻線に発生する誘導起電力
が大きくなり、かつ誘導起電力がインダクタンスの増加
する期間では電源電圧と反対の極性に発生するからであ
る。

【０００６】ｅ＝−Ｉ×dＬ/dθ×ω ｅは誘導起電力、Ｉは相巻線電流の瞬時値、Ｌは相巻線
のインダクタンス、θはロータの回転角、ωは角速度で
ある。したがって、相巻線に印可される電圧は電源電圧
より下がり、相巻線電流の立ち上がり及び立ち下がりは
より緩慢となる。例えば図１０に示すように、中低速回
転（その相巻線電流Ｉｍを図中に破線で示した）の場合
に比べて、高速回転の場合（その相巻線電流Ｉｈを図中
に実線で示した）の立ち上がり及び立ち下がりは遅れる
と共に、相巻線電流Ｉｈの上昇限界が下がって来る。更
に、高速回転では通電期間が短くなるので、相巻線電流
Ｉｈが十分に流れなくなる。

【０００７】このため、従来の駆動装置１００によるＳ
Ｒモータの運転では、回転数が上がると発生トルクが小
さくなり、高速運転では負荷を大きくすることができな
いという問題があった。それで、従来より、電源電圧を
高電圧にすることや、相巻線Ｌａ，Ｌｂのインダクタン
スを小さくすることによって相巻線電流の立ち上がり及
び立ち下がりを急峻にしてＳＲモータの高速回転特性を
改善している。

【０００８】しかし、これらの改善策には次のような問
題がある。即ち、高電圧用の直流電源には耐圧が大きな
素子等が必要となり、その作製コストが高くなるという
問題や、相巻線の巻数を減らしてインダクタンスを小さ
くした場合、同じ大きさのトルクを発生させるためによ
り大きな電流が必要となり電力−トルクの変換効率が悪
くなるという問題がある。

【０００９】そこで本発明は、相巻線に印加する電圧を
直流電源電圧よりも昇圧して電流の立ち上がりを急峻に
することができる簡単な構成の可変リラクタンスモータ
の駆動装置を提供することを目的としてなされた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、直流電源と、直流電源から可変リラクタンスモー
タの夫々の相巻線へ予め定められた循環順序で通電する
通電制御手段と、直流電源と夫々の相巻線との間に夫々
直列に設けられた蓄電手段と、通電制御手段によって通
電が遮断された相巻線から、該相巻線に蓄積された磁気
エネルギを電荷として上記循環順序で次ぎに通電される
相巻線に直列に設けられた蓄電手段に回生する電力回生
手段とを備えることを特徴とする可変リラクタンスモー
タの駆動装置にある。

【００１１】

【作用】上記のように構成された本発明の可変リラクタ
ンスモータの駆動装置によれば、通電制御手段が直流電
源から可変リラクタンスモータの夫々の相巻線へ予め定
められた循環順序で通電し各相を励磁することで、可変
リラクタンスモータを回転駆動する。励磁相では、通電
が遮断されると、励磁電流を流し続ける方向に誘導起電
力が相巻線に発生する。すると、電力回生手段が、通電
遮断の相巻線から磁気エネルギを電荷として循環順序で
次ぎに通電される相巻線に直列に設けられた蓄電手段に
回生する。その蓄電手段は、直流電源と夫々の相巻線と
の間に夫々直列に設けられているので、例えば直流電源
と同じ極性で電圧が生じる。従って、上記次の相巻線が
通電されると、その相巻線には、直流電圧に加えて、回
生電荷が蓄積された蓄電手段の電圧が印加される。その
ため、相巻線を流れる電流は急激に増大する。

【００１２】尚、循環順序で次に通電される相巻線と
は、当該励磁相に続いて通電される相巻線、或いは当該
励磁相の通電遮断後に通電の順番がくる相巻線を意味す
る。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の第１実施例を図面と共に説明
する。まず、図１は本発明を適用した可変リラクタンス
モータの駆動装置を表す電気回路図、図２は可変リラク
タンスモータの構造を表す説明図、図３は磁極検出器の
説明図である。

【００１４】図１に示すように、２相構成（Ａ相及びＢ
相）の可変リラクタンスモータ（以下、ＳＲモータと呼
ぶ）の駆動装置１は、直流電源３と、直流電源３からＳ
ＲモータＳＲＭの各相巻線Ｌａ，Ｌｂへの通電を制御す
る通電制御回路５ａ，５ｂと、電流検出抵抗７を主要部
として構成される。

【００１５】直流電源３は出力電圧が所定電圧（以下、
電源電圧という）Ｖｄで、交流から直流を生成する周知
の整流・平滑回路である。尚、直流電源３としてはバッ
テリを使用してもよい。通電制御回路５ａ，５ｂは、Ｓ
ＲモータＳＲＭの相巻線Ｌａ，Ｌｂへの通電を断続する
トランジスタＴra，Ｔrbと、トランジスタＴra，Ｔrbの
コレクタ側に設けられた転流ダイオードＤa1，Ｄb1と、
直流電源３と相巻線Ｌａ，Ｌｂとの間に直列に設けられ
た逆流阻止ダイオードＤa2，Ｄb2と、逆流阻止ダイオー
ドＤa2，Ｄb2と並列に設けられたコンデンサＣａ，Ｃｂ
とから構成される。

【００１６】夫々の転流ダイオードＤa1，Ｄb1では、そ
のカソード側が、他相の通電制御回路５ｂ，５ａのコン
デンサＣｂ，Ｃａの正極に接続されており、トランジス
タＴra，ＴrbがＯＦＦしたとき、相巻線Ｌａ，Ｌｂに蓄
積された磁気エネルギを電荷として、転流ダイオードＤ
a1，Ｄb1を介して、他相側へ回生するように回路構成さ
れている。コンデンサＣａ，Ｃｂは同一容量で、比較的
小さい容量のものが採用される。

【００１７】通電制御回路５ａ，５ｂによる通電タイミ
ングは、駆動信号発生回路（図示略）からトランジスタ
Ｔra，Ｔrbのベースに、スイッチングパルスＰａ，Ｐｂ
が入力されることによって決定される。尚、通電制御回
路５ａ，５ｂは通電制御手段に、コンデンサＣａ，Ｃｂ
は蓄電手段に、転流ダイオードＤa1，Ｄb1Ｄは電力回生
手段に相当する。

【００１８】図２に示すようにＳＲモータＳＲＭは、４
極構成のステータＳと２突極構成のロータＲとを有する
周知の２相モータ（図中に示したＡ相及びＢ相から成
る）であって、ステータ磁極Ｐa1とＰa2とが対極をなし
てＡ相を形成し、ステータ磁極Ｐb1とＰb2とが対極をな
してＢ相を形成する。ロータ突極がステータ磁極に接近
する区間では、相巻線Ｌａ，Ｌｂのインダクタンスが増
加し、ロータ突極がステータ磁極Ｐa1・Ｐa2，Ｐb1・Ｐ
b2と正対したときにインダクタンスは最大となる。一
方、ロータ突極がステータ磁極Ｐa1〜Ｐb2から離反する
区間では、相巻線Ｌａ，Ｌｂのインダクタンスが減少
し、ロータ突極がＳＲモータの機械角（９０度）の中心
位置（隣り合う二つの磁極の中央）にあるときに当該相
巻線Ｌａ，Ｌｂのインダクタンスは最小となる。

【００１９】図３に示すようにＳＲモータＳＲＭには、
磁極センサ１０が取り付けられている。磁極センサ１０
は、ロータＲ側面に平行になるようにモータ回転軸ＳＨ
に設けられた回転体１２と、２個のフォトインタラプタ
１４ａ，１４ｂから構成されている。回転体１２は、対
向配置された扇状の羽根Ｗを一対をもち（ロータＲの極
数と同じ２個）、且つ羽根の開き角度が４５度の中心角
を成している。一方、フォトインタラプタ１４ａ，１４
ｂは、モータ回転軸ＳＨに対して互いに９０度の中心角
をなすようにステータＳ側に固定されている。つまり、
回転体１２が一方のフォトインタラプタ１４ａから他方
のフォトインタラプタ１４ｂへと正転（図に反時計方向
の矢印Ｆで示した）する際に、５０［％］角度デューテ
ィとなる。

【００２０】従って磁極センサ１０は、回転体１２の回
転に連れて、オンオフ・デューティ（デューティ比）が
［１：３］の位置検出信号を出力し、更に電気角でπ／
４だけ遅れて同じデューティ比の位置検出信号を出力す
る。これら位置検出信号が周知の波形整形回路（不図
示）に入力されて、スイッチングパルスＰａ，Ｐｂが生
成され、トランジスタＴra，Ｔrbのベースに入力され
る。

【００２１】次に、駆動装置１の動作について、相巻線
のインダクタンスや電流変化特性等を表す図４を用いて
説明する。図示するように、駆動装置１においては、イ
ンダクタンスが時間的に増加する期間に、Ａ相とＢ相と
を交互に且つデッドタイミングが電気角でπ／２になる
ように通電して正トルクを発生させ、ＳＲモータＳＲＭ
を正転駆動する。例えば、電気角０度のときに通電を開
始し電気角π／２近くで停止して、通電期間中に正トル
クを発生させるように且つインダクタンスが最大から減
少する期間では巻線電流Ｉａ，Ｉｂがほとんど流れず負
トルクを発生させないように、通電期間が調節されてい
る。

【００２２】上記通電タイミングによるＳＲモータＳＲ
Ｍの起動時には、例えばまずＡ相のトランジスタＴraが
ＯＮすると、Ａ相巻線Ｌａには電源電圧Ｖｄが印加され
る。尚起動時には、ロータＲが、Ａ相巻線Ｌａの通電に
より正転方向にトルクが発生する位置にあるものとし、
又コンデンサＣａ，Ｃｂには電荷が蓄えられておらない
ものとする。或いは、相巻線Ｌａ，Ｌｂに印加される電
圧は、正確には逆流阻止ダイオードＤa2，Ｄb2での順方
向電圧と電流検出抵抗７の電圧降下の総計だけ電源電圧
Ｖｄより下がるが、その順方向電圧は極めて小さく且つ
電流検出抵抗７の大きさも十分小さいので、無視できる
ものとする。

【００２３】Ａ相巻線Ｌａに電源電圧Ｖｄが印加される
と、電流Ｉａは、直流電源３の正極端子Ｔ１→逆流阻止
ダイオードＤa2→相巻線Ｌａ→トランジスタＴra→電流
検出抵抗７→直流電源３の負極端子Ｔ２という経路で流
れ、トランジスタＴraの導通期間中流れ続ける。

【００２４】次いで、トランジスタＴraがＯＦＦする
と、励磁された磁極の相巻線Ｌａに蓄積された磁気エネ
ルギは、電流Ｉａを流し続ける方向に電荷となって放出
される。即ち電流Ｉａは、相巻線Ｌａ→転流ダイオード
Ｄa1→Ｂ相のコンデンサＣｂ→逆流阻止ダイオードＤa2
→相巻線ＬａというループＬpa（図１に一点鎖線で示し
た）の経路にて流れ、コンデンサＣｂの電圧（電源電圧
Ｖｄと同じ極性）ＶCbを昇圧する。コンデンサＣｂの容
量は小さいので急速に充電されて、その端子間電圧ＶCb
は一気に高圧（ＶHb）になる。このため、相巻線Ｌａの
両端電圧は急速に下降してコンデンサＣｂの電圧ＶCb以
下に下がる。すると、コンデンサＣｂから電流が逆流し
ようとするが、転流ダイオードＤa1によって阻止される
ので、コンデンサＣｂの電圧ＶCbは高圧（ＶHb）のまま
に保持される。この電圧ＶCbは、相巻線Ｌａに蓄積され
た磁気エネルギの大きさにより定まる。

【００２５】これは、コンデンサの容量をｃ、通電停止
の瞬間の相巻線電流をＩ、相巻線Ｌａのインダクタンス
の大きさをＨとすると、相巻線Ｌａに蓄積された磁気エ
ネルギの大きさは［１／２×Ｈ×(Ｉ)² ］であり、この
磁気エネルギが電荷としてコンデンサＣｂに蓄積される
ので、次式の関係が成立するからである（Ａ相について
も同じく成立する）。

【００２６】 １／２×Ｈ×(Ｉ)²＝１／２×ｃ×(ＶCb)² 続いて、Ｂ相のトランジスタＴrbがＯＮすると、逆流阻
止ダイオードＤb2はコンデンサＣｂの端子電圧ＶCbによ
って既に順バイアスされているので、コンデンサＣｂ→
相巻線Ｌｂの経路で電流が流れると共に、直流電源３の
正極端子Ｔ１→逆流阻止ダイオードＤb2→相巻線Ｌｂの
経路で電流が流れ、それらの合流電流Ｉｂが相巻線Ｌｂ
→トランジスタＴrb→電流検出抵抗７→直流電源３の負
極端子Ｔ２へと流れる。このとき相巻線Ｌｂには、電源
電圧Ｖｄに加えてコンデンサＣｂの電圧ＣCbも印加され
る（Ｖｄ＋ＶCb）。これは、コンデンサＣｂは直流電源
３及び相巻線Ｌｂに直列接続されているためである。

【００２７】このため、電流Ｉｂ（図４に破線で示し
た）は急激に上昇する。コンデンサＣｂの端子電圧ＶCb
は漸減して零になり、更に逆流阻止ダイオードＤb2での
順方向電圧降下によって負の電圧（−ＶFD）がかかる。
つまり、コンデンサＣｂが相巻線Ｌａから回収した電荷
をすべて放出するまで相巻線Ｌｂには電源電圧Ｖｄ以上
の電圧が印加される。電流Ｉｂは、直流電源３の正極端
子Ｔ１→逆流阻止ダイオードＤb2→相巻線Ｌｂの経路→
トランジスタＴrb→電流検出抵抗７→直流電源３の負極
端子Ｔ２という経路で流れ、そのためコンデンサＣｂの
端子電圧ＶCbは負の一定電圧（−ＶFD）に保持される。

【００２８】次いで、トランジスタＴrbがＯＦＦする
と、励磁された磁極Ｐb1・Ｐb2の相巻線Ｌｂに蓄積され
た磁気エネルギは、電流を流し続ける方向に電荷となっ
て放出される。即ち相巻線Ｉｂは、相巻線Ｌｂ→転流ダ
イオードＤb1→Ａ相のコンデンサＣａ→逆流阻止ダイオ
ードＤb2→相巻線ＬｂというループＬpb（図１に二点鎖
線で示した）の経路にて流れ、コンデンサＣａの電圧
（電源電圧Ｖｄと同じ極性）ＶCaを昇圧する。コンデン
サＣａの容量は小さいので急速に充電されて、その端子
間電圧ＶCaは一気に高圧（ＶHa）になる。このため、相
巻線Ｌｂの両端電圧は急速に下降してコンデンサＣａの
電圧ＶCa以下に下がる。すると、コンデンサＣａから電
流が逆流しようとするが、転流ダイオードＤb1によって
阻止されるので、コンデンサＣａの電圧ＶCaは高圧（Ｖ
Ha）のままに保持される。

【００２９】そして、次のＡ相巻線Ｌａの通電のときに
は、Ｂ相のときと同様にして コンデンサＣａ→相巻線
Ｌａの経路で電流が流れると共に、直流電源３の正極端
子Ｔ１→逆流阻止ダイオードＤa2→相巻線Ｌａの経路で
電流が流れ、それらの合流電流Ｉａが相巻線Ｌａ→トラ
ンジスタＴrb→電流検出抵抗７→直流電源３の負極端子
Ｔ２へと流れる。このとき相巻線Ｌａには、Ｂ相のとき
と同様にして 電源電圧Ｖｄに加えてコンデンサＣａの
電圧ＶCaも印加される（Ｖｄ＋ＶCa）。このため、電流
Ｉａは急激に上昇する（図４に実線で示した）。コンデ
ンサＣａの端子電圧ＶCaは漸減して零になり、更に逆流
阻止ダイオードＤa2での順方向電圧降下によって負の電
圧（−ＶFD）がかかる。すると、電流Ｉａは、直流電源
３の正極端子Ｔ１→逆流阻止ダイオードＤa2→相巻線Ｌ
ａの経路→トランジスタＴra→電流検出抵抗７→直流電
源３の負極端子Ｔ２という経路で流れ、そのためコンデ
ンサＣａの端子電圧ＶCaは負の一定電圧（−ＶFD）に保
持される。

【００３０】この後は上記の循環過程（Ａ相→Ｂ相→Ａ
相）が反復される。以上説明したように本実施例では、
励磁相の通電遮断時に、相巻線Ｌａ，Ｌｂに蓄積された
磁気エネルギを他相のコンデンサＣｂ，Ｃａに電荷とし
て回生することで、その端子電圧ＶCb，ＶCaを高圧にし
て、その他相の通電時に電源電圧Ｖｄに端子電圧ＶCb，
ＶCaを加えて相巻線Ｌｂ，Ｌａに印加するように構成し
たので、相巻線Ｌｂ，Ｌａに流れる電流Ｉｂ，Ｉａの立
ち上がりは急峻になり、高速回転時にも十分な電流が供
給されて大きなトルクを発生させることができ、より大
きな負荷でも高速運転が可能である。このように高速回
転時の出力特性（回転数−トルク特性）が改善できる。
従来、高速回転時には電流ｉ（図４に一点破線で示し
た）の立ち上がりが緩いために電流量が不足して十分な
トルクを発生させることができなかったが、本実施例で
はかかる問題は克服されている。

【００３１】更に、相巻線Ｌｂ，Ｌａの巻数を減らして
相巻線電流Ｉａ，Ｉｂの立ち上がり及び立ち下がりを急
峻にする方法は採用していない。従って、電力−トルク
の変換効率を落とさずに出力特性を改善することができ
る。又、本駆動装置１は高価である高電圧の直流電源を
使用せずに簡単な回路構成で印加電圧を昇圧しているの
で、安価に作製することができる。

【００３２】次に、本発明の第２実施例を図面に基づい
て説明する。本実施例は第１実施例を４相の可変リラク
タンスモータの駆動装置に応用したものである。まず、
図５は４相可変リラクタンスモータの駆動装置を表す電
気回路図である。図示するように、駆動装置２０は、第
１実施例の駆動装置が二組並列に接続された回路構成と
なっており（但し、直流電源は一つ）、直流電源２２
と、各相（Ａ相〜Ｄ相）に設けられた通電制御回路２４
ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄと、二つの電流検出抵抗２
６，２８を主要部として構成されている。

【００３３】通電制御回路２４ａ〜２４ｄの通電タイミ
ングは、駆動信号発生回路（図示略）からトランジスタ
Ｔra，Ｔrb，Ｔra，Ｔrbのベースに、スイッチングパル
スＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが入力されることによって決
定される。即ち、図６の（Ａ）欄に示すように、各相の
通電タイミングが電気角でπ／２だけずれるように各相
巻線Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄへの通電が行われる。例え
ば、各相において電気角０のときに通電が開始され電気
角π近くのときに停止され、且つ隣合う相で各々の通電
期間が重なり、一つ置いた相（Ａ相とＣ相、Ｂ相とＤ
相）とは通電期間が重ならないようにして、Ａ相→Ｂ相
→Ｃ相→Ｄ相→Ａ相という循環順序で通電が行われる。

【００３４】そこで本実施例では、Ａ相とＣ相とを、又
Ｂ相とＤ相とを、夫々組み合わせて回生回路を形成して
いる。即ち、Ａ相（Ｃ相）の転流ダイオードＤa1（Ｄc
1）をＣ相（Ａ相）のコンデンサＣｃ（Ｃａ）の正極
に、Ｂ相（Ｄ相）の転流ダイオードＤb1（Ｄd1）をＤ相
（Ｂ相）のコンデンサＣｄ（Ｃｂ）の正極に、夫々第１
実施例と同様に接続して、相巻線Ｌａ〜Ｌｄに蓄積され
た磁気エネルギを電荷として当該相の通電遮断後に循環
順序で通電の順番がくる相のコンデンサＣａ〜Ｃｄに回
生するように回路構成している。

【００３５】このように構成されているので、図６の
（Ｂ）欄に示すように、駆動装置２０においては、第１
実施例と同様に、相巻線Ｌａ〜ＬＤを流れる電流Ｉａ，
Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄの立ち上がりは、急峻になる。尚、上
記駆動装置２０の動作の詳細は第１実施例と同様である
ので説明は省略する。

【００３６】上記したように第２実施例の駆動装置２０
は、本発明を２相励磁方式の４相リラクタンスモータの
駆動装置に適用したものであって、第１実施例と同様の
効果を奏する。更に、本発明の第３実施例を図面に基づ
いて説明する。本実施例は４相可変リラクタンスモータ
の駆動装置の別例である。まず、図７は４相可変リラク
タンスモータの駆動装置を表す電気回路、図８は通電タ
イミング及び電流特性の説明図である。

【００３７】図示するように、駆動装置３０は、第２実
施例を一部変更した回路構成となっており、直流電源３
２と、各相（Ａ相〜Ｄ相）に設けられた通電制御回路３
４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ及び通電制御回路３４ａ
〜３４ｄの内部接続を切り換えるリレー回路３４ＡＣ，
３４ＢＤと、二つの電流検出抵抗３８，４０とを主要部
として構成されている。

【００３８】通電制御回路３４ａ〜３４ｄの通電タイミ
ングは、駆動信号発生回路（図示略）からトランジスタ
Ｔra，Ｔrb，Ｔra，Ｔrbのベースに、スイッチングパル
スＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが入力されることによって決
定される。即ち、図８に示すように、各相の通電タイミ
ングが電気角でπ／２だけずれるように、且つ隣合う相
で各々の通電期間が重なるようにして、Ａ相→Ｂ相→Ｃ
相→Ｄ相→Ａ相の循環順序で各相巻線Ｌａ，Ｌｂ，Ｌ
ｃ，Ｌｄへの通電が行われる。

【００３９】そこで本実施例では、Ａ相の転流ダイオー
ドＤa1をＢ相のコンデンサＣｂの正極に、Ｂ相の転流ダ
イオードＤb1をＣ相のコンデンサＣｃの正極に、Ｃ相の
転流ダイオードをＤ相のコンデンサＣｄの正極に、Ｄ相
の転流ダイオードＤd1をＡ相のコンデンサＣａの正極
に、夫々第１実施例と同様に接続する。このように接続
して、相巻線Ｌａ〜Ｌｄに蓄積された磁気エネルギを電
荷として循環順序で当該相の次ぎに通電される相のコン
デンサＣａ〜Ｃｄに回生するように回路構成されてい
る。

【００４０】このように回路構成されているので、例え
ばＤ相の通電遮断時には、相巻線Ｌｄに蓄積された磁気
エネルギは、転流ダイオードＤd1からＡ相の相巻線Ｌａ
のコンデンサＣａに回生される。しかし、このとき既に
Ａ相の通電が行われ相巻線Ｌａには電流が流れているの
で、Ｄ相の磁気エネルギの一部は、コンデンサＣａを充
電する充電電流へと、他の一部はＡ相の相巻線Ｌａへ流
れて励磁電流へと、分流する。このためＡ相の相巻線Ｌ
ａには、直流電源電圧Ｖｄに加えて、充電されることに
よって昇圧されつつあるコンデンサＣａの電圧が印加さ
れると共に、分流した電流が流れ込む。そのために、相
巻線Ｌａを流れる電流Ｉａは、高いレベルに維持され
る。例えば、通電期間の中程の領域において、電流Ｉａ
は緩やかに減少するので電流Ｉａは高レベルで推移す
る。従来では、インダクタンスの増大によって電流ｉは
急減するのだが（図中に一点鎖線で示した）、本実施例
ではこの急減を高電圧の印加で抑制するのである。

【００４１】又、ＳＲモータを逆転で駆動するときに、
リレー回路３４ＡＣ，３４ＢＤにて、Ａ相（Ｃ相）の逆
流阻止ダイオードＤa2（Ｄc2）及びコンデンサＣａ（Ｃ
ｃ）の並列回路をＣ相（Ａ相）の相巻線Ｌｃ（Ｌａ）の
一端に、Ｂ相（Ｄ相）の逆流阻止ダイオードＤb1（Ｄd
1）及びコンデンサＣｂ（Ｃｄ）の並列回路をＤ相（Ｂ
相）の相巻線Ｌｄ（Ｌｂ）の一端に、夫々接続を切り換
える。このように接続を切り換えることで、駆動装置３
０は、逆転駆動時にも上記正転駆動のときと同様の動作
を行うことができる。

【００４２】尚、上記駆動装置３０の動作の詳細は、第
２実施例と同様であるので説明は省略する。上記したよ
うに本実施例の駆動装置３０は、通電期間の中程の領域
において、相巻線電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄは高レベ
ルで推移し緩やかに減少するので、高速回転時にも大き
なトルクを発生させることができる。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、可
変リラクタンスモータの相巻線の通電の循環順序で次に
通電される相巻線には、直流電圧に加えて、通電が遮断
された相巻線からの電荷が回生蓄積された蓄電手段の電
圧が印加されるので、相巻線を流れる電流は急激に増大
する。

【００４４】それ故、相巻線に流れる電流の立ち上がり
は急峻になり、高速回転時にも十分な電流が供給されよ
り大きなトルクを発生させることができ、高速回転時の
出力特性が改善できる。更に、相巻線の巻数を減らして
相巻線電流の立ち上がりを急峻にする方法は採用してい
ないので、電力−トルクの変換効率を落とさずに出力特
性を改善することができる。

【００４５】又、高価である高電圧の直流電源を使用せ
ずに簡単な回路構成で印加電圧を昇圧しているので、安
価に作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である可変リラクタンスモ
ータの駆動装置を表す電気回路図である。

【図２】可変リラクタンスモータの構造を表す説明図で
ある。

【図３】磁極検出器の説明図である。

【図４】相巻線のインダクタンスや電流変化特性等を表
す説明図である。

【図５】第２実施例である可変リラクタンスモータの駆
動装置を表す電気回路図である。

【図６】各相の通電タイミング等及び電流波形の説明図
である。

【図７】第３実施例である可変リラクタンスモータの駆
動装置を表す電気回路図である。

【図８】通電タイミング及び電流変化特性の説明図であ
る。

【図９】従来の可変リラクタンスモータの駆動装置の電
気回路図である。

【図１０】従来の通電タイミング及び電流変化特性等の
説明図ある。

【符号の説明】

１，２０，３０…駆動装置 ３，２２，３２…直流電
源 ５ａ，５ｂ，２４ａ〜２４ｄ，３４ａ〜３４ｃ…通電制
御回路 ＳＲＭ…可変リラクタンスモータ（ＳＲモータ） Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄ…相巻線 Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ…コンデンサ Ｄa1，Ｄb1，Ｄc1，Ｄd1…転流ダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源と、 該直流電源から可変リラクタンスモータの夫々の相巻線
   へ予め定められた循環順序で通電する通電制御手段と、 上記直流電源と上記夫々の相巻線との間に夫々直列に設
   けられた蓄電手段と、 上記通電制御手段によって通電が遮断された相巻線か
   ら、該相巻線に蓄積された磁気エネルギを電荷として、
   上記循環順序で次に通電される相巻線に直列に設けられ
   た上記蓄電手段に回生する電力回生手段と、 を備えることを特徴とする可変リラクタンスモータの駆
   動装置。