JPH0650954B2 - 無整流子電動機制御装置 - Google Patents
無整流子電動機制御装置Info
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- JPH0650954B2 JPH0650954B2 JP62127110A JP12711087A JPH0650954B2 JP H0650954 B2 JPH0650954 B2 JP H0650954B2 JP 62127110 A JP62127110 A JP 62127110A JP 12711087 A JP12711087 A JP 12711087A JP H0650954 B2 JPH0650954 B2 JP H0650954B2
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- JP
- Japan
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- signal
- output signal
- control
- phase
- phase difference
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/03—Synchronous motors with brushless excitation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、無整流子電動機制御装置に関する。
(従来の技術) 無整流子電動機は可変速制御を可能とした同期電動機
(以下SMと称す)として、広く知られているものであ
るが、電機子電流の位相を制御し、常に所定の制御進み
角で運転するためにSMのロータの位置を検出する必要
がある。ロータの位置を検出する手段としては、SMの
軸端に位置検出器(以下PSと称す)を設けることが一
般的であるが、SMの誘起電圧を検出して、これを基に
電機子電流の位相を制御する電気式位置検出器(以下E
PSと称す)を用いる場合もある。
(以下SMと称す)として、広く知られているものであ
るが、電機子電流の位相を制御し、常に所定の制御進み
角で運転するためにSMのロータの位置を検出する必要
がある。ロータの位置を検出する手段としては、SMの
軸端に位置検出器(以下PSと称す)を設けることが一
般的であるが、SMの誘起電圧を検出して、これを基に
電機子電流の位相を制御する電気式位置検出器(以下E
PSと称す)を用いる場合もある。
そこで、従来の技術として、上記EPSを用いた無整流
子電動機について、図面を用いて説明する。
子電動機について、図面を用いて説明する。
第5図に示すように、制御対象であるSM1と、整流器
(図示せず)からの直流電力を交流電力に交換するイン
バータ回路2と、SM1の誘起電圧を絶縁検出するトラ
ンス3と、このトランス3より検出したSM1の誘起電
圧と所定の交流信号との位相差を検出する位相差検出回
路4と、この位相差検出回路4からの出力信号を入力
し、その低周波成分のみを通過させるローパスフィルタ
5と、このローパスフィルタ5からの出力信号を基に、
この出力信号に比例した周波数を発振する電圧制御発振
器6と、この電圧制御発振器6からの出力信号を基に、
交流信号を発生する交流信号発生器7と、この交流信号
発生器7からの出力信号を基に、所定の制御進み角だけ
進んだ位相に点弧信号をインバータ回路2へ出力するβ
制御回路8と、SM1のロータ位置を検出する位置検出
器9と、β制御回路8への入力信号を交流信号発生器7
或いは位置検出器9からの出力信号のどちらか一方を選
択する入力選択回路9aから構成される。このとき、位相
差検出回路4、ローパスフィルタ5、電圧制御発振器
6、交流信号発生器7は、位相同期ループ(以下PLL
と称す)を構成し、SM1の誘起電圧に対し、周波数及
び位相が等しい同相の信号を作成する。
(図示せず)からの直流電力を交流電力に交換するイン
バータ回路2と、SM1の誘起電圧を絶縁検出するトラ
ンス3と、このトランス3より検出したSM1の誘起電
圧と所定の交流信号との位相差を検出する位相差検出回
路4と、この位相差検出回路4からの出力信号を入力
し、その低周波成分のみを通過させるローパスフィルタ
5と、このローパスフィルタ5からの出力信号を基に、
この出力信号に比例した周波数を発振する電圧制御発振
器6と、この電圧制御発振器6からの出力信号を基に、
交流信号を発生する交流信号発生器7と、この交流信号
発生器7からの出力信号を基に、所定の制御進み角だけ
進んだ位相に点弧信号をインバータ回路2へ出力するβ
制御回路8と、SM1のロータ位置を検出する位置検出
器9と、β制御回路8への入力信号を交流信号発生器7
或いは位置検出器9からの出力信号のどちらか一方を選
択する入力選択回路9aから構成される。このとき、位相
差検出回路4、ローパスフィルタ5、電圧制御発振器
6、交流信号発生器7は、位相同期ループ(以下PLL
と称す)を構成し、SM1の誘起電圧に対し、周波数及
び位相が等しい同相の信号を作成する。
起動時は、入力選択回路9aは位置検出器9の出力信号を
β制御回路8へ入力し、起動完了時は交流信号発生器7
の出力信号をβ制御回路8へ入力している。
β制御回路8へ入力し、起動完了時は交流信号発生器7
の出力信号をβ制御回路8へ入力している。
すなわち、SM1の誘起電圧の検出信号とPLLが作成
する交流信号の帰還信号との位相差を零とするようPL
Lが動作する。このとき、ローパスフィルタ5の出力信
号の大きさは、SM1の誘起電圧の周波数に比例し、ま
た、電圧制御発振器6の出力信号の周波数は、SM1の
誘起電圧の周波数に比例する。
する交流信号の帰還信号との位相差を零とするようPL
Lが動作する。このとき、ローパスフィルタ5の出力信
号の大きさは、SM1の誘起電圧の周波数に比例し、ま
た、電圧制御発振器6の出力信号の周波数は、SM1の
誘起電圧の周波数に比例する。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、上記従来のEPSを用いた無整流子電動機にお
いては、SMの負荷が急変した場合、SMの誘起電圧の
位相も急激に変化するので、インバータ回路を構成する
電力変換素子の制御進み角が正確に制御できなくなり、
転流余裕角が変化してしまう。そのため、インバータ回
路を構成する電力変換素子が転流失敗を発生する。
いては、SMの負荷が急変した場合、SMの誘起電圧の
位相も急激に変化するので、インバータ回路を構成する
電力変換素子の制御進み角が正確に制御できなくなり、
転流余裕角が変化してしまう。そのため、インバータ回
路を構成する電力変換素子が転流失敗を発生する。
また、SMの界磁が急変した場合や電機子電流が急変し
た場合にも同様な現象が生じる。
た場合にも同様な現象が生じる。
そこで、本発明は上記問題点を鑑み、SMの誘起電圧位
相の急変を検出して、インバータ回路の転流失敗を防止
するよう無整流子電動機を制御する無整流子電動機制御
装置を提供することを目的とする。
相の急変を検出して、インバータ回路の転流失敗を防止
するよう無整流子電動機を制御する無整流子電動機制御
装置を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段及び作用) 本発明は、上記目的を達成するために、 (1) 無整流子電動機の誘起電圧を検出する電圧検出手段
と、この電圧検出手段からの出力信号を基に、位相同期
ループ制御を行い、前記誘起電圧と同相の信号を発生す
るPLL制御手段と、このPLL制御手段内の位相差に
応じて出力される制御信号と予め設定された設定信号と
を比較し、その比較結果により前記誘起電圧の異常状態
を検出する異常検出手段と、この異常検出手段からの出
力信号により保護制御を行う保護制御手段とを具備し、
負荷が急変して上記制御信号が所定値を越えたとき、保
護制御を行うようにした無整流子電動機制御装置。
と、この電圧検出手段からの出力信号を基に、位相同期
ループ制御を行い、前記誘起電圧と同相の信号を発生す
るPLL制御手段と、このPLL制御手段内の位相差に
応じて出力される制御信号と予め設定された設定信号と
を比較し、その比較結果により前記誘起電圧の異常状態
を検出する異常検出手段と、この異常検出手段からの出
力信号により保護制御を行う保護制御手段とを具備し、
負荷が急変して上記制御信号が所定値を越えたとき、保
護制御を行うようにした無整流子電動機制御装置。
(2) 無整流子電動機のロータ位置を検出する位置検出手
段と、前記無整流子電動機を駆動するインバータ回路
と、前記無整流子電動機の誘起電圧を検出する電圧検出
手段と、この電圧検出手段からの出力信号を基に、位相
同期ループ制御を行い、前記誘起電圧と同相の信号を発
生するPLL制御手段と、前記位置検出手段または前記
PLL制御手段からの出力信号を入力信号とし、この入
力信号を基に、前記インバータ回路の通電位相を制御す
るインバータ制御手段と、前記PLL制御手段内の位相
差に応じて出力される制御信号と予め設定された設定信
号とを比較し、前記位相差あるいは前記位相差の変化率
が所定値を越えるとき、前記インバータ制御手段の入力
信号として前記位置検出手段の出力信号を選択する入力
選択手段とを具備し、負荷が急変しても安全に運転を継
続させるようにした無整流子電動機制御装置。
段と、前記無整流子電動機を駆動するインバータ回路
と、前記無整流子電動機の誘起電圧を検出する電圧検出
手段と、この電圧検出手段からの出力信号を基に、位相
同期ループ制御を行い、前記誘起電圧と同相の信号を発
生するPLL制御手段と、前記位置検出手段または前記
PLL制御手段からの出力信号を入力信号とし、この入
力信号を基に、前記インバータ回路の通電位相を制御す
るインバータ制御手段と、前記PLL制御手段内の位相
差に応じて出力される制御信号と予め設定された設定信
号とを比較し、前記位相差あるいは前記位相差の変化率
が所定値を越えるとき、前記インバータ制御手段の入力
信号として前記位置検出手段の出力信号を選択する入力
選択手段とを具備し、負荷が急変しても安全に運転を継
続させるようにした無整流子電動機制御装置。
とを提供する。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を第1図を用いて説明する。
第1図に示すように、制御対象であるSM1と、整流器
(図示せず)からの直流電力を交流電力に変換するイン
バータ回路2と、SM1の誘起電圧を絶縁検出するトラ
ンス3と、このトランス3より検出したSM1の誘起電
圧と所定の交流信号との位相差を検出する位相差検出回
路4と、この位相差検出回路4からの出力信号を入力
し、その低周波成分のみを通すローパスフィルタ5と、
このローパスフィルタ5からの出力信号を基に、この出
力信号に比例した周波数を発振する電圧制御発振器6
と、この電圧制御発振器6からの出力信号を基に、交流
信号を発生する交流信号発生器7と、制限位相差を設定
する制限位相差設定器10と、位相差検出回路4からの出
力信号が制限位相差設定器10からの出力信号に達した
ら、異常状態とし異常検出信号を出力する異常検出回路
11と、この異常検出回路11からの出力信号を入力したと
き、停止信号を出力する停止回路12と、交流信号発生器
7からの出力信号を入力し、所定の制御進み角だけ進ん
だ位相に点弧信号をインバータ回路2へ出力し、停止回
路12からの出力信号を入力した場合出力を停止するβ制
御回路8とから構成されている。
(図示せず)からの直流電力を交流電力に変換するイン
バータ回路2と、SM1の誘起電圧を絶縁検出するトラ
ンス3と、このトランス3より検出したSM1の誘起電
圧と所定の交流信号との位相差を検出する位相差検出回
路4と、この位相差検出回路4からの出力信号を入力
し、その低周波成分のみを通すローパスフィルタ5と、
このローパスフィルタ5からの出力信号を基に、この出
力信号に比例した周波数を発振する電圧制御発振器6
と、この電圧制御発振器6からの出力信号を基に、交流
信号を発生する交流信号発生器7と、制限位相差を設定
する制限位相差設定器10と、位相差検出回路4からの出
力信号が制限位相差設定器10からの出力信号に達した
ら、異常状態とし異常検出信号を出力する異常検出回路
11と、この異常検出回路11からの出力信号を入力したと
き、停止信号を出力する停止回路12と、交流信号発生器
7からの出力信号を入力し、所定の制御進み角だけ進ん
だ位相に点弧信号をインバータ回路2へ出力し、停止回
路12からの出力信号を入力した場合出力を停止するβ制
御回路8とから構成されている。
このように構成された無整流子電動機は、異常検出回路
11により誘起電圧位相が急変したことを制限位相差を比
較することにより検出し、その場合は、β制御回路8を
停止させ、インバータ回路2を停止させる。
11により誘起電圧位相が急変したことを制限位相差を比
較することにより検出し、その場合は、β制御回路8を
停止させ、インバータ回路2を停止させる。
なお、上記作用は定常状態における作用を示しており、
起動時においては位置検出器(図示せず)からの出力信
号を基にβ制御回路8により駆動制御されている。
起動時においては位置検出器(図示せず)からの出力信
号を基にβ制御回路8により駆動制御されている。
次に、本発明の他の実施例を第2図を用いて説明する。
第2図に示すように、制御対象であるSM1と、整流器
(図示せず)からの直流電力を交流電力に変換するイン
バータ回路2と、SM1の誘起電圧を絶縁検出するトラ
ンス3と、このトランス3より検出したSM1の誘起電
圧と所定の交流信号との位相差を検出する位相差検出回
路4と、この位相差検出回路4からの出力信号を入力
し、その低周波成分のみを通すローパスフィルタ5と、
このローパスフィルタ5からの出力信号を基に、この出
力信号に比例した周波数を発振する電圧制御発振器6
と、この電圧制御発振器6からの出力信号を基に、交流
信号を発生する交流信号発生器7と、SM1のロータの
位置を検出する位置検出器13と、制限位相差を設定する
制限位相差設定器10と、位相差検出回路4からの出力信
号と制限位相差設定器10からの出力信号とを比較し、位
相差検出回路4からの出力信号が制限位相差設定器10か
らの出力信号に達したら、異常状態とし異常検出信号を
出力する異常検出回路11と、交流信号発生器7または位
置検出器13からの出力信号を入力し、所定の制御進み角
だけ進んだ位相に点弧信号をインバータ回路2へ出力す
るβ制御回路8と、このβ制御回路8への入力信号を異
常検出回路11からの出力信号を基に交流信号発生器7か
位置検出器13からの出力信号を選択するか、あるいは入
力不可能とする入力選択回路14とから構成される。この
とき、位相差検出回路4、ローパスフィルタ5、電圧制
御発振器6、交流信号発生器7は位相同期ループを形成
し、SM1の誘起電圧に対し、周波数及び位相が等しい
交流信号を作成し、この交流信号を帰還信号とし、SM
1の誘起電圧の検出信号との位相差を零にするよう制御
する。
(図示せず)からの直流電力を交流電力に変換するイン
バータ回路2と、SM1の誘起電圧を絶縁検出するトラ
ンス3と、このトランス3より検出したSM1の誘起電
圧と所定の交流信号との位相差を検出する位相差検出回
路4と、この位相差検出回路4からの出力信号を入力
し、その低周波成分のみを通すローパスフィルタ5と、
このローパスフィルタ5からの出力信号を基に、この出
力信号に比例した周波数を発振する電圧制御発振器6
と、この電圧制御発振器6からの出力信号を基に、交流
信号を発生する交流信号発生器7と、SM1のロータの
位置を検出する位置検出器13と、制限位相差を設定する
制限位相差設定器10と、位相差検出回路4からの出力信
号と制限位相差設定器10からの出力信号とを比較し、位
相差検出回路4からの出力信号が制限位相差設定器10か
らの出力信号に達したら、異常状態とし異常検出信号を
出力する異常検出回路11と、交流信号発生器7または位
置検出器13からの出力信号を入力し、所定の制御進み角
だけ進んだ位相に点弧信号をインバータ回路2へ出力す
るβ制御回路8と、このβ制御回路8への入力信号を異
常検出回路11からの出力信号を基に交流信号発生器7か
位置検出器13からの出力信号を選択するか、あるいは入
力不可能とする入力選択回路14とから構成される。この
とき、位相差検出回路4、ローパスフィルタ5、電圧制
御発振器6、交流信号発生器7は位相同期ループを形成
し、SM1の誘起電圧に対し、周波数及び位相が等しい
交流信号を作成し、この交流信号を帰還信号とし、SM
1の誘起電圧の検出信号との位相差を零にするよう制御
する。
このように構成された無整流子電動機は、入力選択回路
14は継続運転可能の場合、異常検出回路11からの出力信
号を基に、β制御回路8への入力信号を交流信号発生器
7からの出力信号から位置検出器13の出力信号へ切換え
る。そのため、β制御回路8は、位置検出器13からの出
力信号によりβ制御を行い、SM1を継続運転する。し
たがって、入力選択回路14では、インバータ回路2を停
止させるか、継続運転させるかを選択し、その後継続運
転させる場合は、β制御回路8の入力信号を交流信号発
生器7からの出力信号から位置検出器13からの出力信号
へ切換える。
14は継続運転可能の場合、異常検出回路11からの出力信
号を基に、β制御回路8への入力信号を交流信号発生器
7からの出力信号から位置検出器13の出力信号へ切換え
る。そのため、β制御回路8は、位置検出器13からの出
力信号によりβ制御を行い、SM1を継続運転する。し
たがって、入力選択回路14では、インバータ回路2を停
止させるか、継続運転させるかを選択し、その後継続運
転させる場合は、β制御回路8の入力信号を交流信号発
生器7からの出力信号から位置検出器13からの出力信号
へ切換える。
さらに、本発明の他の実施例を第3図を用いて説明す
る。
る。
第3図に示すように、本実施例では、先の実施例に微分
回路20を加えた。
回路20を加えた。
この微分回路20は、ローパスフィルタ5の出力信号を入
力し、微分することにより、ローパスフィルタ5の出力
信号の変化率を演算する。この微分回路20からの出力信
号は、異常検出回路11に入力され、制限位相差設定器10
からの出力信号と比較され、微分回路20からの出力信号
が制限位相差設定器10からの出力信号に達したとき、異
常状態であると異常検出回路11では判断し、入力選択回
路14へ停止すべき旨の信号または入力信号を切換えるべ
き旨の信号を出力する。
力し、微分することにより、ローパスフィルタ5の出力
信号の変化率を演算する。この微分回路20からの出力信
号は、異常検出回路11に入力され、制限位相差設定器10
からの出力信号と比較され、微分回路20からの出力信号
が制限位相差設定器10からの出力信号に達したとき、異
常状態であると異常検出回路11では判断し、入力選択回
路14へ停止すべき旨の信号または入力信号を切換えるべ
き旨の信号を出力する。
さらに、本発明の他の実施例を第4図を用いて説明す
る。
る。
第4図に示すように、本実施例では、電圧制御発振器6
からの出力信号を所定時間検出するパルス検出回路30
と、基準パルス数設定器31とを備え、このパルス検出回
路30からの出力信号とパルス数設定器31から出力信号を
比較し、異常状態を検出している。以下の作用は他の実
施例と同様である。
からの出力信号を所定時間検出するパルス検出回路30
と、基準パルス数設定器31とを備え、このパルス検出回
路30からの出力信号とパルス数設定器31から出力信号を
比較し、異常状態を検出している。以下の作用は他の実
施例と同様である。
以上述べたように、本発明によれば、同期電動機の誘起
電圧位相が急変した場合や検出した誘起電圧位相に誤差
が含まれた場合等に生じる整流余裕角の不足を防止し、
インバータ回路の転流失敗を防止することが可能であ
る。
電圧位相が急変した場合や検出した誘起電圧位相に誤差
が含まれた場合等に生じる整流余裕角の不足を防止し、
インバータ回路の転流失敗を防止することが可能であ
る。
第1図は本発明の一実施例を示す概要構成図、第2図乃
至第4図は本発明の他の実施例を示す概要構成図、第5
図は従来の無整流子電動機を示す概要構成図である。 1……同期電動機、2……インバータ回路 3……トランス、4……位相差検出回路 5……ローパスフィルタ、6……電圧制御発振器 7……交流信号発生器、8……β制御回路 10……制限位相差設定器、11……異常検出回路 12……停止回路、13……位置検出器 14……入力選択回路
至第4図は本発明の他の実施例を示す概要構成図、第5
図は従来の無整流子電動機を示す概要構成図である。 1……同期電動機、2……インバータ回路 3……トランス、4……位相差検出回路 5……ローパスフィルタ、6……電圧制御発振器 7……交流信号発生器、8……β制御回路 10……制限位相差設定器、11……異常検出回路 12……停止回路、13……位置検出器 14……入力選択回路
Claims (2)
- 【請求項1】無整流子電動機の誘起電圧を検出する電圧
検出手段と、この電圧検出手段からの出力信号を基に、
位相同期ループ制御を行い、前記誘起電圧と同相の信号
を発生するPLL制御手段と、このPLL制御手段内の
位相差に応じて出力される制御信号と予め設定された設
定信号とを比較し、その比較結果により前記誘起電圧の
異常状態を検出する異常検出手段と、この異常検出手段
からの出力信号により保護制御を行う保護制御手段とを
具備したことを特徴とする無整流子電動機制御装置。 - 【請求項2】無整流子電動機のロータ位置を検出する位
置検出手段と、前記無整流子電動機を駆動するインバー
タ回路と、前記無整流子電動機の誘起電圧を検出する電
圧検出手段と、この電圧検出手段からの出力信号を基
に、位相同期ループ制御を行い、前記誘起電圧と同相の
信号を発生するPLL制御手段と、前記位置検出手段ま
たは前記PLL制御手段からの出力信号を入力信号と
し、この入力信号を基に、前記インバータ回路の通電位
相を制御するインバータ制御手段と、前記PLL制御手
段内の位相差に応じて出力される制御信号と予め設定さ
れた設定信号とを比較し、前記位相差あるいは前記位相
差の変化率が所定値を越えるとき、前記インバータ制御
手段の入力信号として前記位置検出手段の出力信号を選
択する入力選択手段とを具備したことを特徴とする無整
流子電動機制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62127110A JPH0650954B2 (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 無整流子電動機制御装置 |
| US07/197,327 US4808902A (en) | 1987-05-26 | 1988-05-23 | Control apparatus for brush-less motor |
| CN88103187A CN1010645B (zh) | 1987-05-26 | 1988-05-26 | 无刷电机的控制装置 |
| DE3817916A DE3817916A1 (de) | 1987-05-26 | 1988-05-26 | Steuervorrichtung fuer buerstenlosen motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62127110A JPH0650954B2 (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 無整流子電動機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63294289A JPS63294289A (ja) | 1988-11-30 |
| JPH0650954B2 true JPH0650954B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=14951853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62127110A Expired - Lifetime JPH0650954B2 (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 無整流子電動機制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4808902A (ja) |
| JP (1) | JPH0650954B2 (ja) |
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