JPH0739191A - Reluctance motor - Google Patents

Reluctance motor

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JPH0739191A
JPH0739191A JP5222877A JP22287793A JPH0739191A JP H0739191 A JPH0739191 A JP H0739191A JP 5222877 A JP5222877 A JP 5222877A JP 22287793 A JP22287793 A JP 22287793A JP H0739191 A JPH0739191 A JP H0739191A
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JP
Japan
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armature
phase
armature coil
energization
coil
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JP5222877A
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Japanese (ja)
Inventor
Itsuki Ban
五紀 伴
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Secoh Giken Co Ltd
Original Assignee
Secoh Giken Co Ltd
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Publication date
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To rotate a motor having a large output at a high speed by supplying electrostatic energy stored in a small-value capacitor simultaneously upon starting of conducting to an armature coil to accelerate a rise of a conducting current. CONSTITUTION:Armatures 9a, 9b are connected in series, energized by terminals 8a, 8d, and armatures 9c, 9d and 9e, 9f are respectively connected in series, and energized by terminals 8b, 8e and 8c, 8f. Armature coils are isolated at 120 degrees, and the coils 9a and 9b, 9c and 9d, 9e and 9f respectively become the coils of first, second and third phases. If the coils 9a, 9b of the first phase are energized when a rotor 1 is moved leftward at 180 degrees, salient poles 1a, 1b are magnetically attracted to poles 16a, 16b, 16c via the other opposite poles to be rotated. When the energization is stopped when they rotated at 120 degrees and the coils 9c, 9d are energized, the rotor 1 is further rotated rightward, and when the energization is stopped when it is rotated at 120 degrees and the coils 9e, 9f of the third phase are energized, the rotor 1 is further rotated rightward.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】大きい出力で、しかもトルクリプ
ルが少ないので動力源として広い用途がある。例えば電
気自動車、電気自転車、クレーン、電気掃除機等に利用
できる。
[Industrial application] Since it has a large output and little torque ripple, it has a wide range of uses as a power source. For example, it can be used for electric vehicles, electric bicycles, cranes, vacuum cleaners, and the like.

【従来の技術】リラクタンス型電動機は、出力トルクの
大きい特性があるが、回転速度がおそいこと、振動が発
生すること等の欠点の為に実用化された例はない。
2. Description of the Related Art A reluctance type electric motor has a large output torque, but it has not been put into practical use due to its drawbacks such as a low rotation speed and vibration.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】第1の課題 リラクタ
ンス型電動機の場合には、回転子の突極の数が多く、イ
ンダクタンスが大きいので、磁極と突極に蓄積され若し
くは放出される磁気エネギの量が大きく、又1回転毎の
蓄積と放出の回数が多い。従って、出力トルクは大きい
長所がある反面に低速となる問題点がある。大出力の電
動機となると上述した問題は解決することが更に困難と
なる。第2の課題 図1は周知の3相片波通電のリラク
タンス型電動機の平面図である。記号16は固定電機子
で、珪素鋼板積層体で作られ、磁極16a,16b,…
には電機子コイル17a−1,17b−1,…が装着さ
れる。回転子1は矢印A方向に回転する。記号5は回転
軸である。電機子コイル17b−1,17e−1が通電
されると、回転子1は矢印A方向に回転し、電気角で1
20度回転すると通電が停止され、次に電機子コイル1
7c−1,17f−1が通電され、電気角で120度通
電すると同じ角度回転する。上述したように、電機子コ
イル17a−1,17d−1→17b−1,17e−1
→17c−1,17f−1の順の通電により矢印A方向
に回転する。上述した回転のトルクは、突極が2個づつ
関与し、他の4個は関与しない。6個の突極が同時にト
ルクを発生すればトルクは3倍となるが、これが達成で
きない問題点がある。第3の課題 電機子コイル17a
−1,17d−1が通電されると、磁極16a,16d
は突極1a,1eに径方向に吸引されるので、固定電機
子16は吸引力により変形歪曲する。回転して磁極16
b,16eと磁極16c,16fと対向突極との吸引に
より固定電機子16は変形する。かかる変形により振動
が発生する問題点がある。又突極と磁極間の空隙を一定
とすることが技術的に困難なので回転子1の受ける吸引
力は回転とともに変化して回転子1が径方向に振動す
る。従って振動音を発生し、又回転子1の回転軸の軸受
の耐用時間を少なくする問題点がある。大型で大出力の
ものとなると上述した問題点は解決が困難となる。第4
の課題 第2の課題を解決すると、図11について後述
するように大きいリプルトルクを発生する問題点があ
る。
In the case of a reluctance type motor, since the number of salient poles of the rotor is large and the inductance is large, the magnetic energy accumulated or released in the magnetic poles and salient poles is reduced. The amount is large, and the number of accumulations and discharges per revolution is large. Therefore, although the output torque is large, there is a problem that the output torque is low. When the electric motor has a large output, it becomes more difficult to solve the above-mentioned problems. Second Problem FIG. 1 is a plan view of a well-known three-phase single-wave energizing reluctance motor. Reference numeral 16 is a fixed armature, which is made of a laminated body of silicon steel plates and has magnetic poles 16a, 16b, ...
Armature coils 17a-1, 17b-1, ... Are attached to the. The rotor 1 rotates in the direction of arrow A. Symbol 5 is a rotation axis. When the armature coils 17b-1 and 17e-1 are energized, the rotor 1 rotates in the direction of arrow A, and the rotor 1 has an electrical angle of 1
When it rotates 20 degrees, the energization is stopped, and then the armature coil 1
7c-1 and 17f-1 are energized, and when energized by an electrical angle of 120 degrees, they rotate by the same angle. As described above, the armature coils 17a-1, 17d-1 → 17b-1, 17e-1
→ 17c-1 and 17f-1 are energized in this order to rotate in the direction of arrow A. Two salient poles are involved in the above-described rotation torque, and the other four are not involved. If six salient poles simultaneously generate torque, the torque will be tripled, but there is a problem that this cannot be achieved. Third subject Armature coil 17a
When -1, 17d-1 is energized, the magnetic poles 16a, 16d
Is attracted to the salient poles 1a and 1e in the radial direction, so that the fixed armature 16 is deformed and distorted by the attraction force. Rotate and magnetic pole 16
The fixed armature 16 is deformed by the attraction of b and 16e, the magnetic poles 16c and 16f, and the opposing salient poles. There is a problem that such deformation causes vibration. Further, since it is technically difficult to make the gap between the salient poles and the magnetic poles constant, the suction force received by the rotor 1 changes with rotation, and the rotor 1 vibrates in the radial direction. Therefore, there is a problem that vibration noise is generated and the service life of the bearing of the rotating shaft of the rotor 1 is shortened. If the device is large and has a large output, it is difficult to solve the above-mentioned problems. Fourth
Problem to be Solved When the second problem is solved, there is a problem that a large ripple torque is generated as described later with reference to FIG.

【0003】[0003]

【課題を解決するための手段】第1の手段 3相両波通
電のリラクタンス型電動機において、磁性体回転子の外
周面の両側部に等しい巾と等しい離間角で配設されたn
個(nは2以上の正整数)の第1,第2の突極と、円筒
状の第1の固定電機子の内周部に等しい離間角で配設さ
れた6n個のスロットに位相が電気角で120度づつ順
次にずらして装着された第1,第2,第3の相の電機子
コイルと、該第1の固定電機子と全く同じ構成で、その
スロットに位相が電気角で120度づつ順次にずらして
第1第2第3の相の電機子コイルが装着された第2
の固定電機子と、第1,第2の固定電機子のスロットの
位置をずらして、対応する第1,第2,第3の相の電機
子コイルと、第1第2第3の相の電機子コイルの相
対位置を電気角で30度の奇数倍だけずらして配設する
か若しくはこれ等を同相として、対向する第1の突極と
第2の突極の位置を30度の奇数倍だけずらして配設す
る手段と、第1の突極の回転位置を検出して、電気角で
120度の巾で互いに240度離間した第1の相の位置
検知信号ならびにこれ等より位相が電気角で120度お
くれた第2の相の位置検知信号ならびにこれ等より位相
が電気角で120度おくれた第3の相の位置検知信号な
らびに第1,第2,第3の相の位置検知信号よりそれぞ
れ位相が電気角で30度の奇数倍おくれた第1第2
第3の相の位置検知信号が得られる位置検知装置と、第
1,第2,第3,第1第2第3の相の電機子コイル
のそれぞれに直列接続された半導体スイッチング素子
と、該電機子コイルと半導体スイッチングとの直列接続
体に供電する直流電源と、第1,第2,第3,第1
第3の相の位置検知信号を介してそれぞれ第1,第
2,第3,第1第2第3の相の電機子コイルに直列
に接続した半導体スイッチング素子を位置検知信号の巾
だけ導通して電機子コイルを通電する通電制御回路と、
半導体スイッチング素子が位置検知信号の末端で不導通
に転化したときに、該半導体スイッチング素子と電機子
コイルとの接続点より、ダイオードを介して電機子コイ
ルにより蓄積された磁気エネルギを小容量のコンデンサ
に流入充電して保持することにより電機子コイルの通電
電流の降下を急速とする電気回路と、設定された角度だ
け磁性体回転子が回転して次に通電される電機子コイル
が位置検知信号によりその巾だけ通電されるときに、そ
の通電の開始されると同時に前記した小容量のコンデン
サに蓄積された静電エネルギを、該電機子コイルに流入
せしめて、通電電流の立上がりを急速とする電気回路と
より構成されたものである。第2の手段 3相片波通電
のリラクタンス型電動機において、磁性体回転子の外周
面に等しい巾と等しい離間角で配設されたn個(nは2
以上の正整数)の第1の突極と、磁性体回転子と同軸で
同期回転する磁性体回転子の外周面に等しい巾と等しい
離間角で配設された6n個の第2の突極と、円筒状の固
定電機子の内周部に等しい離間角で配設された6n個の
スロットに位相が電気角で120度づつ順次にずらして
装着された第1,第2,第3の相の電機子コイルと、固
定電機子に並置された円筒状磁性体の内周部に等しい離
間角で突出されるとともに所定の巾の少なくともn個の
磁極ならびにこれ等に装着された励磁コイルと、第1,
第2の突極のそれぞれを僅かな空隙を介して前記した固
定電機子内周面と円筒状磁性体の磁極と対向して保持す
る手段と、第1の突極の回転位置を検出して、電気角で
120度の巾で互いに240度離間した第1の相の位置
検知信号ならびにこれ等より位相が電気角で120度お
くれた第2の相の位置検知信号ならびにこれ等より位相
が電気角で120度おくれた第3の相の位置検知信号が
得られる位置検知装置と、第1,第2,第3の相の電機
子コイルと励磁コイルのそれぞれに直列接続された半導
体スイッチング素子と、電機子コイルと励磁コイルのそ
れぞれと半導体スイッチング素子の直列接続体に供電す
る直流電源と、第1,第2,第3の相の位置検知信号を
介してそれぞれ第1,第2,第3の相の電機子コイルに
直列接続した半導体スイッチング素子を位置検知信号の
巾だけ導通して電機子コイルを通電する通電制御回路
と、第2の突極の位置を検出して得られる位置検知信号
により、第2の突極に対向する磁極に該突極が侵入する
点より励磁コイルを通電し、両者が対向した点で通電を
断つ電気回路と、半導体スイッチング素子が位置検知信
号の末端で不導通に転化したときに、該半導体スイッチ
ング素子と電機子コイルとの接続点より、ダイオードを
介して電機子コイルにより蓄積された磁気エネルギを小
容量のコンデンサに流入充電して保持することにより電
機子コイルの通電電流の降下を急速とする電気回路と、
設定された角度だけ磁性体回転子が回転して次に通電さ
れる電機子コイルが位置検知信号によりその巾だけ通電
されるときに、その通電の開始されると同時に前記した
小容量のコンデンサに蓄積された静電エネルギを、該電
機子コイルに流入せしめて、通電電流の立上がりを急速
とする電気回路と前記した励磁コイルの通電を電機子コ
イルの通電電流に対応した値に保持する通電電流制御回
路と、電機子コイルの通電による出力トルクのリプルト
ルクの凹部に励磁コイルの通電によるリプルトルクの突
部を合致せしめるようにトルクを発生する部材の相対位
置を調整する手段とより構成されたものである。第3の
手段 2相両波通電のリラクタンス型電動機において、
磁性体回転子の外周面の両側部に等しい巾と等しい離間
角で配設されたn個(nは2以上の正整数)の第1の突
極と、該磁性体回転子と同軸で同期回転する磁性体回転
子の外周面に等しい離間角で配設された4n個の第2の
突極と、円筒状の固定電機子の内周部に等しい離間角で
配設された4n個のスロットに位相が電気角で90度づ
つ順次にずらして装着された第1,第2,第3,第4の
相の電機子コイルと、固定電機子に並置された円筒状磁
性体の内周部に等しい離間角で突出されるとともに所定
の巾の少なくともn個の磁極ならびにこれ等に装着され
た励磁コイルと、第1,第2の突極のそれぞれを僅かな
空隙を介して前記した固定電機子内周面と円筒状磁性体
の磁極と対向して保持する手段と、第1の突極の回転位
置を検出して、電気角で90度の巾で互いに連続した第
1,第2,第3,第4の相の位置検知信号が得られる装
置と、第1,第2,第3,第4の相の電機子コイルと励
磁コイルのそれぞれに直列接続された半導体スイッチン
グ素子と電機子コイルと励磁コイルのそれぞれと半導体
スイッチング素子の直列接続体に供電する直流電源と、
第1,第2,第3,第4の相の位置検知信号を介してそ
れぞれ第1,第2,第3,第4の相の電機子コイルに直
列接続した半導体スイッチング素子を位置検知信号の巾
だけ導通して電機子コイルに通電する通電制御回路と、
第2の突極の位置を検出して得られる位置検知信号によ
り、第2の突極に対向する磁極に該突極が侵入する点よ
り励磁コイルを通電し、両者が対向した点で通電を断つ
電気回路と、半導体スイッチング素子が位置検知信号の
末端で不導通に転化したときに、該半導体スイッチング
素子と電機子コイルとの接続点より、ダイオードを介し
て電機子コイルにより蓄積された磁気エネルギを小容量
のコンデンサに流入充電して保持することにより電機子
コイルの通電電流の降下を急速とする電気回路と、設定
された角度だけ磁性体回転子が回転して次に通電される
電機子コイルが位置検知信号によりその巾だけ通電され
るときに、その通電の開始されると同時に前記した小容
量のコンデンサに蓄積された静電エネルギを、該電機子
コイルに流入せしめて、通電電流の立上がりを急速とす
る電気回路と前記した励磁コイルの通電を電機子コイル
の通電に対応した値に保持する通電電流制御回路と、電
機子コイルの通電による出力トルクのリプルトルクの凹
部に励磁コイルの通電によるリプルトルクの突部を合致
せしめるようにトルクを発生する部材の相対位置を調整
する手段とより構成されたものである。
[Means for Solving the Problems] First Means In a reluctance type electric motor of three-phase double-wave conduction, n arranged at both sides of an outer peripheral surface of a magnetic rotor with equal width and equal separation angle.
(N is a positive integer of 2 or more) and the first and second salient poles, and the phase is distributed to the 6n slots arranged at equal intervals at the inner peripheral portion of the cylindrical first fixed armature. The armature coils of the first, second, and third phases, which are installed by sequentially shifting by 120 degrees in terms of electrical angle, have exactly the same configuration as the first fixed armature, and the phase is in the slot in terms of electrical angle. Shift by 120 degrees in sequence
The second with the armature coils of the first , second , and third phases attached
Of the stationary armature and the slots of the first and second stationary armatures, and the corresponding armature coils of the first , second , and third phases, and the first , second , and third stationary armatures. The relative positions of the armature coils of the phases are arranged so as to be offset by an odd multiple of 30 degrees in terms of electrical angle, or these are in phase and the positions of the first salient pole and the second salient pole facing each other are set to 30 degrees. A means for arranging them by an odd number of times and a rotational position of the first salient pole are detected to detect the position of the first phase, which is separated by 240 degrees from each other by an electrical angle of 120 degrees, and the phase detection signals from these. Is the position detection signal of the second phase which is 120 degrees behind in electrical angle, and the position detection signal of the third phase whose phase is 120 degrees in electrical angle from these and the positions of the first, second and third phases first, second, respectively from the detection signal phase-delayed odd multiple of 30 degrees in electrical angle,
A position detecting device for position detection signal of the third phase is obtained, and the first, second, third, first, second, semiconductor switching elements connected in series to each of the armature coils of the third phase A direct current power source for supplying a series connection body of the armature coil and semiconductor switching, and first, second, third, first , and second
2, first via respective position detection signals of the third phase, the second, third, first, second, third semiconductor switching element the position detection signal connected in series with the armature coils of the phase An energization control circuit that conducts only the width and energizes the armature coil,
When the semiconductor switching element is converted into non-conduction at the end of the position detection signal, the magnetic energy accumulated by the armature coil via the diode is transferred from the connection point between the semiconductor switching element and the armature coil to a small-capacity capacitor. The electric circuit that makes the current flowing through the armature coil rapidly drop by charging and holding it, and the armature coil that is energized next time when the magnetic rotor rotates by the set angle detects the position detection signal. When the current is applied for that width, the electrostatic energy accumulated in the small-capacity capacitor is caused to flow into the armature coil at the same time when the current is started, and the rise of the current is made rapid. It is composed of an electric circuit. Second Means In a reluctance type electric motor of three-phase single wave conduction, n pieces (n is 2) arranged at the outer peripheral surface of the magnetic body rotor with the same width and the same separation angle.
(The above positive integer) first salient poles, and 6n second salient poles arranged on the outer peripheral surface of the magnetic body rotor that rotates in synchronization with the magnetic body rotor at equal intervals and with equal spacing angles. And the 1st, 2nd, and 3rd slots are mounted with 6n slots arranged at equal intervals on the inner peripheral portion of a cylindrical fixed armature with their phases sequentially shifted by 120 electrical degrees. Phase armature coil, and at least n magnetic poles having a predetermined width and protruding from the inner peripheral portion of the cylindrical magnetic body juxtaposed to the fixed armature at equal spacing angles, and excitation coils mounted on these magnetic poles. , First,
A means for holding each of the second salient poles so as to face the inner peripheral surface of the fixed armature and the magnetic pole of the cylindrical magnetic body through a slight gap, and detecting the rotational position of the first salient pole. , A position detection signal of a first phase separated by 240 degrees in electrical angle and 240 degrees from each other, and a position detection signal of a second phase delayed by 120 degrees in electrical angle and the phase detected by these A position detection device that can obtain a position detection signal of a third phase with an angle of 120 degrees, and a semiconductor switching element that is connected in series to each of the armature coils and excitation coils of the first, second, and third phases. , A DC power supply for supplying the armature coil, the exciting coil, and the semiconductor switching element in series connection, and the first, second, and third phase position detection signals, respectively. -Semiconductor connected in series to the armature coil of An energization control circuit that conducts the switching element by the width of the position detection signal to energize the armature coil, and a magnetic pole that faces the second salient pole by the position detection signal obtained by detecting the position of the second salient pole. An electric circuit that energizes the exciting coil from the point where the salient pole enters and cuts off the energization at a point where the salient poles face each other, and the semiconductor switching element when the semiconductor switching element is converted to non-conduction at the end of the position detection signal. From the connection point between the armature coil and the armature coil, the magnetic energy accumulated by the armature coil is charged into and held by a small-capacity capacitor via the diode, and the electric current is rapidly reduced. Circuit,
When the magnetic rotor rotates by the set angle and the armature coil to be energized next time is energized by the width by the position detection signal, the energization is started at the same time as the small-capacity capacitor described above. An electric circuit that causes the accumulated electrostatic energy to flow into the armature coil to make the rise of the energization current rapid and the energization of the above-mentioned exciting coil to maintain a value corresponding to the energization current of the armature coil. A control circuit and means for adjusting the relative position of the member that generates torque so that the concave portion of the ripple torque of the output torque due to the energization of the armature coil matches the protrusion of the ripple torque due to the energization of the excitation coil. is there. Third means In a reluctance type electric motor of two-phase double-wave conduction,
The first salient poles of n pieces (n is a positive integer of 2 or more) arranged on both sides of the outer peripheral surface of the magnetic body rotor at the same width and at the same spacing angle are synchronized with the magnetic body rotor coaxially. The 4n second salient poles are arranged on the outer peripheral surface of the rotating magnetic body rotor at equal spacing angles, and the 4n second salient poles are arranged on the inner peripheral portion of the cylindrical fixed armature at equal spacing angles. Armature coils of the first, second, third, and fourth phases, which are sequentially installed in the slots by shifting their phases by 90 electrical degrees, and the inner circumference of the cylindrical magnetic body juxtaposed to the fixed armature. Of at least n magnetic poles having a predetermined width and projecting at equal spacing angles to each other, the exciting coils mounted on these magnetic poles, and the first and second salient poles, respectively, with a slight gap therebetween. A means for holding the inner peripheral surface of the armature and the magnetic pole of the cylindrical magnetic body so as to face each other, and a rotational position of the first salient pole are detected, so Device for obtaining position detection signals of first, second, third, and fourth phases which are continuous with each other at an angle of 90 degrees, and armature coils of first, second, third, and fourth phases And a DC power supply that supplies power to the series connection body of each of the semiconductor switching element, the armature coil, the excitation coil, and the semiconductor switching element, which are connected in series to each of the excitation coil,
The semiconductor switching elements connected in series to the armature coils of the first, second, third, and fourth phases via the position detection signals of the first, second, third, and fourth phases are used to detect the position detection signals. An energization control circuit that conducts only the width and energizes the armature coil,
A position detection signal obtained by detecting the position of the second salient pole energizes the exciting coil from the point where the salient pole enters the magnetic pole facing the second salient pole, and energizes at the point where the two salient poles face each other. When the disconnecting electric circuit and the semiconductor switching element are converted to non-conductivity at the end of the position detection signal, the magnetic energy accumulated by the armature coil via the diode from the connection point between the semiconductor switching element and the armature coil. Circuit that rapidly charges the current flowing through the armature coil by charging and holding a small-capacity capacitor, and an armature that is energized next by the magnetic rotor rotating by a set angle. When the coil is energized for its width by the position detection signal, at the same time when the energization is started, the electrostatic energy accumulated in the small-capacity capacitor is caused to flow into the armature coil. And an energizing current control circuit for maintaining the energization of the exciting coil at a value corresponding to the energization of the armature coil, and an electric circuit for making the rise of the energizing current rapid, and a concave portion of ripple torque of output torque due to energization of the armature coil. And a means for adjusting the relative position of the member for generating the torque so that the projections of the ripple torque due to the energization of the exciting coil are matched.

【0004】[0004]

【作用】第1の作用 リラクタンス型の電動機は、電機
子コイルの通電による電機子磁心と回転子の突極の磁路
が殆ど閉じられているので、そのインダクタンスが大き
い。従って電機子コイルの通電の初期の立上りがおそ
く、又通電が断たれたときに電流の降下が延長される。
従って高速回転が不可能となる欠点がある。大出力の電
動機とするとこの欠点は助長される。本発明装置では、
電機子コイルの通電が断たれたときに、電機子コイルの
磁気エネルギを小容量のコンデンサに充電して電流降下
を急速とし、該コンデンサの高電圧を利用して次に通電
される電機子コイルの通電の立上りを急速としている。
従って大きい出力の電動機でも高速回転とすることがで
きる。
In the reluctance type motor, the inductance is large because the magnetic paths of the armature core and the salient poles of the rotor are almost closed by the energization of the armature coil. Therefore, the initial rise of the energization of the armature coil is delayed, and the current drop is extended when the energization is cut off.
Therefore, there is a drawback that high speed rotation is impossible. This drawback is aggravated when a high-output electric motor is used. In the device of the present invention,
When the energization of the armature coil is cut off, the small-capacity capacitor is charged with the magnetic energy of the armature coil to cause a rapid current drop, and the high voltage of the capacitor is used to energize the armature coil next. The rise of electricity is rapid.
Therefore, even a high-power electric motor can be rotated at high speed.

【0005】第2の作用 回転子の突極のすべてが出力
トルクに休止することなく寄与しているので、大きい出
力トルクが得られる作用がある。第3の作用 回転子の
突極のすべてが径方向に外側方向に磁気的に吸引されて
いるので振動の発生が防止される。
Second Action Since all the salient poles of the rotor contribute to the output torque without stopping, a large output torque can be obtained. Third Action Since all the salient poles of the rotor are magnetically attracted radially outward, vibration is prevented.

【0006】第4の作用 上述した第2の作用を達成す
るように構成すると次に述べる欠点を発生する。即ち図
11につき後述するように磁極巾に対応した大きいリプ
ルトルクを発生する。本発明装置では、リプルトルクの
凹部の位置にリプルトルクの突部のある出力トルク曲線
を有する装置を付加して出力トルクを平坦として上述し
た欠点を除去する作用がある。
Fourth Action If the above-mentioned second action is constructed, the following drawback occurs. That is, as will be described later with reference to FIG. 11, a large ripple torque corresponding to the magnetic pole width is generated. In the device of the present invention, a device having an output torque curve having a protrusion of the ripple torque at the position of the recess of the ripple torque is added to flatten the output torque, thereby eliminating the above-mentioned drawbacks.

【0007】[0007]

【実施例】次に実施例につき本発明装置の詳細を説明す
る。各図面の同一記号の部材は同じ部材なので重複した
説明は省略する。図2において、外筺9の内側には、円
筒状の固定電機子16が固着されている。固定電機子1
6は、珪素鋼板を積層した周知の手段により作られてい
る。この内周面にはスロット12個が等しい離間角で配
設され、各スロットに電機子コイルが捲回して装着され
る。スロット17a,17dには電機子コイルが捲回さ
れ、電気角で180度離間した2個のスロットに装着さ
れる。以降の角度表示はすべて電気角とする。スロット
17b,17e及びスロット17c,17fにもそれぞ
れ電機子コイルが捲回される。他の電機子コイルも同様
な構成となっている。外筺9の両側の軸受には回転軸5
が回動自在に支持され、これに磁性体回転子1が固定さ
れる。回転子1は固定電機子16と同じく珪素鋼板積層
体で作られている。回転子1の外周には突極1a,1b
が突出して設けられ、この外周は0.5ミリメートル位
の空隙を介して磁極16a,16b,…と対向する。
EXAMPLES Next, details of the apparatus of the present invention will be described with reference to examples. Since the members with the same symbols in each drawing are the same members, duplicate description will be omitted. In FIG. 2, a cylindrical fixed armature 16 is fixed inside the outer casing 9. Fixed armature 1
6 is made by a well-known means in which silicon steel plates are laminated. Twelve slots are arranged at equal intervals on the inner peripheral surface, and an armature coil is wound and mounted in each slot. Armature coils are wound around the slots 17a and 17d, and are mounted in two slots separated by 180 electrical degrees. All subsequent angle displays shall be electrical angles. Armature coils are also wound around the slots 17b and 17e and the slots 17c and 17f, respectively. The other armature coils have the same configuration. The bearings on both sides of the outer casing 9 have rotating shafts 5
Is rotatably supported, and the magnetic rotor 1 is fixed thereto. The rotor 1 is made of a silicon steel plate laminated body like the fixed armature 16. Salient poles 1a and 1b are provided on the outer circumference of the rotor 1.
Are provided so as to protrude, and the outer circumference faces the magnetic poles 16a, 16b, ... Through a gap of about 0.5 mm.

【0008】図2の展開図を図3に示す。点線Bの左側
が図2の展開図である。回転子は記号1として固定電機
子は記号16として示される。図3において、スロット
17a,17dに捲回される電機子コイルは最下段の電
機子コイル9aとして表示できる。スロット17c,1
7fに捲回される電機子コイルは、電機子コイル9cと
して表示できる。同様に他の電機子コイルも記号9b,
9d,9e,9fとして表示できる。電機子コイル9
a,9bは直列に接続され端子8a,8dより供電され
る。電機子コイル9c,9d及び電機子コイル9e,9
fもそれぞれ直列に接続され、端子8b,8eと端子8
c,8fより供電される。各電機子コイルは120度離
間し、電機子コイル9a,9b,電機子コイル9c,9
d,電機子コイル9e,9fはそれぞれ第1,第2,第
3の相の電機子コイルとなる。回転子1が180度左方
に移動して停止しているときに、第1の相の電機子コイ
ル9a,9bに通電すると、突極1a,1bは磁極16
a,16b,16cと他の対向磁極により磁気的に吸引
されて矢印A方向に回転する。120度回転したときに
通電を停止し、電機子コイル9c,9d(第2の相の電
機子コイル)を通電すると更に右方に回転し、120度
回転したときに通電を停止し、第3の相の電機子コイル
9e,9fに通電すると更に右方に回転する。上述した
説明より判るように第1,第2,第3の相の電機子コイ
ルに120度の区間だけ順次に通電すると、回転子1は
矢印A方向に回転して3相片波通電のリラクタンス型電
動機となる。
A developed view of FIG. 2 is shown in FIG. The left side of the dotted line B is a development view of FIG. The rotor is shown as symbol 1 and the fixed armature as symbol 16. In FIG. 3, the armature coil wound around the slots 17a and 17d can be represented as the lowermost armature coil 9a. Slot 17c, 1
The armature coil wound on 7f can be represented as armature coil 9c. Similarly, the other armature coils have the symbol 9b,
It can be displayed as 9d, 9e, and 9f. Armature coil 9
a and 9b are connected in series and supplied from terminals 8a and 8d. Armature coils 9c and 9d and armature coils 9e and 9
f is also connected in series, and terminals 8b and 8e and terminal 8 are
Power is supplied from c and 8f. The armature coils are separated by 120 degrees, and the armature coils 9a and 9b and the armature coils 9c and 9 are separated.
d and armature coils 9e and 9f are armature coils of the first, second and third phases, respectively. When the rotor 1 moves 180 degrees to the left and is stopped, when the first-phase armature coils 9a and 9b are energized, the salient poles 1a and 1b turn into the magnetic pole 16
It is magnetically attracted by a, 16b, 16c and other opposing magnetic poles and rotates in the direction of arrow A. When the armature coils 9c and 9d (the second-phase armature coils) are energized, the energization is stopped when rotated by 120 degrees, and the energization is further rotated to the right. When the armature coils 9e and 9f of the phase are energized, they further rotate to the right. As can be seen from the above description, when the first, second, and third phase armature coils are sequentially energized for a section of 120 degrees, the rotor 1 rotates in the direction of arrow A and is a three-phase single-wave reluctance type. Become an electric motor.

【0009】突極1eを付加して3突極とすることがで
きる。この場合には点線Bは右方に360度移動する。
突極数は2個以上複数個の突極とすることができ、比例
して出力トルクが増大する。図1の電動機の場合には、
突極1a,1b,…は6個あるが出力トルクに有効なも
のは2個である。本発明の手段によると、6個の突極よ
り出力トルクが得られるので3倍の出力トルクとなる効
果がある。従来の図1に示す電動機の場合には、突極1
a,1eにより固定電機子16は磁気吸引力を矢印4−
1,4−4の方向に受けて変形し、120度回転する
と、突極1b,1fにより矢印4−2,4−5の方向の
吸引力により変形し、次に120度回転すると、矢印4
−3,4−6の方向の吸引力により変形する。従って固
定電機子16は回転とともに変形の方向が変化して振動
を発生する欠点がある。本発明装置では、突極のすべて
に同時に吸引力が発生するので固定電機子16は同周方
向の圧縮力が発生するのみで変形がなく、従って振動の
発生が抑止される作用効果がある。電機子コイルにより
磁化される磁極の極性は、図2において軸対称の位置に
ある磁極が異極となるように磁化される。
A salient pole 1e can be added to form a three salient pole. In this case, the dotted line B moves 360 degrees to the right.
The number of salient poles can be two or more salient poles, and the output torque increases proportionally. In the case of the electric motor of FIG.
Although there are six salient poles 1a, 1b, ..., Two are effective for output torque. According to the means of the present invention, since the output torque can be obtained from the six salient poles, the output torque can be tripled. In the case of the conventional electric motor shown in FIG. 1, the salient pole 1
The fixed armature 16 applies a magnetic attraction force to the arrow 4- by a and 1e.
When it is received and deformed in the directions of 1, 4-4 and rotated by 120 degrees, it is deformed by the attraction force in the directions of arrows 4-2 and 4-5 by the salient poles 1b, 1f, and when it is rotated by 120 degrees next, the arrow 4
It is deformed by the suction force in the directions of -3 and 4-6. Therefore, the fixed armature 16 has a drawback that the direction of deformation changes with rotation and generates vibration. In the device of the present invention, since the attractive force is simultaneously generated in all the salient poles, the fixed armature 16 only produces a compressive force in the same circumferential direction and is not deformed. Therefore, there is an effect that vibration is suppressed. The polarities of the magnetic poles magnetized by the armature coil are magnetized so that the magnetic poles located at axially symmetrical positions in FIG. 2 have different polarities.

【0010】次に図3の回転子1が対向する固定電機子
16により駆動される電機子コイルの通電制御手段を説
明する。図3の電機子コイル9a,9bを電機子コイル
39a,電機子コイル9c,9d,電機子コイル9e,
9fをそれぞれ電機子コイル39b,39cと呼称す
る。図3の回転子3は回転子1と同軸で同期回転するよ
うに構成され、アルミニユームのような導体で作られ
る。突極3a,3b,3c…は150度の巾となり、図
示の相対位相で回転する。コイル10a,10b,10
cは、突極3a,3b,…の位置を検出する為の位置検
知素子で、図示の位置で電機子16の側に固定され、コ
イル面は、突極3a,3b,…の側面に空隙を介して対
向している。コイル10a,10b,10cは120度
離間している。コイルは5ミリメートル径で30ターン
位の空心のものである。図6に、コイル10a,10
b,10cより、位置検知信号を得る為の装置が示され
ている。図6において、コイル10a,抵抗15a,1
5b,15cはブリッジ回路となり、コイル10aか突
極3a,3b,…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、ダイオード11a,コン
デンサ12aならびにダイオード11b,コンデンサ1
2bよりなるローパスフイルタの出力は等しく、オペア
ンプ13の出力はローレベルとなる。記号10は発振器
で2メガサイクル位の発振が行なわれている。コイル1
0aが突極3a,3b,…に対向すると、銅損によりイ
ンピーダンスが減少するので、抵抗15a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。
Next, the energization control means of the armature coil driven by the fixed armature 16 facing the rotor 1 of FIG. 3 will be described. The armature coils 9a and 9b of FIG. 3 are replaced by armature coils 39a, armature coils 9c and 9d, armature coils 9e,
9f are called armature coils 39b and 39c, respectively. The rotor 3 of FIG. 3 is configured to rotate coaxially with the rotor 1 and is made of a conductor such as aluminum. The salient poles 3a, 3b, 3c ... Have a width of 150 degrees and rotate in the illustrated relative phase. Coils 10a, 10b, 10
c is a position detecting element for detecting the positions of the salient poles 3a, 3b, ..., Fixed to the armature 16 side at the position shown in the drawing, and the coil surface has a gap on the side surface of the salient poles 3a, 3b ,. Are facing through. The coils 10a, 10b, 10c are separated by 120 degrees. The coil is an air-core coil with a diameter of 5 mm and about 30 turns. In FIG. 6, the coils 10a, 10
b and 10c, a device for obtaining a position detection signal is shown. In FIG. 6, a coil 10a, resistors 15a, 1
5b and 15c form a bridge circuit, and are adjusted so as to be balanced when not facing the coil 10a or the salient poles 3a, 3b, .... Therefore, the diode 11a, the capacitor 12a and the diode 11b, the capacitor 1
The outputs of the low-pass filters composed of 2b are equal, and the output of the operational amplifier 13 is at a low level. Reference numeral 10 is an oscillator, which oscillates about 2 megacycles. Coil 1
When 0a faces the salient poles 3a, 3b, ..., Impedance decreases due to copper loss, so that the voltage drop of the resistor 15a becomes large and the output of the operational amplifier 13 becomes high level.

【0011】ブロック回路18の入力は、図13のタイ
ムチヤートの曲線45a,45b,…となり、反転回路
13aを介する入力は、曲線45a,45b,…を反転
したものとなる。図6のブロック回路14a,14b
は、それぞれコイル10b,10cを含む上述したブロ
ック回路と同じ構成のものを示すものである。発振器1
0は共通に利用することができる。ブロック回路14a
の出力及び反転回路13bの出力は、ブロック回路18
に入力され、それらの出力信号は、図13において、曲
線46a,46b,…,及び曲線46a,46b,…を
反転したものとなる。ブロック回路14bの出力及び反
転回路13cの出力は、ブロック回路18に入力され、
それらの出力信号は、図13において、曲線47a,4
7b,…及びこれを反転したものとなる。曲線45a,
45b,…に対して、曲線46a,46b,…は位相が
120度おくれ、曲線46a,46b,…に対して、曲
線47a,47b,…は位相が120度おくれている。
ブロック回路18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18a,18b,…,18fより120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18a,18b,18cの出力は、図13において、
それぞれ曲線49a,49b,…,曲線50a,50
b,…,曲線51a,51b,…として示されている。
端子18d,18e,18fの出力は、それぞれ曲線5
1a,51b,…,曲線52a,52b,…,曲線53
a,53b,…として示されている。端子18aと18
dの出力信号、端子18bと18eの出力信号,端子1
8cと18fの出力信号の位相差は30度である。又端
子18a,18b,18cの出力信号は、順次に120
度おくれ、端子18d,18e,18fの出力信号も同
じく順次に120度おくれている。矢印44aは180
度の巾を示し、矢印44bは150度の巾を示してい
る。曲線48a,48b,…を得る手段は、曲線46
a,46b,…を反転した出力と曲線45a,45b,
…をアンド回路の入力とすると、その出力が曲線48
a,48b,…となる。他の下段の曲線も同様な手段に
より得ることができる。この手段がブロック回路18と
して示されているものである。
The input of the block circuit 18 is the time chart curves 45a, 45b, ... Of FIG. 13, and the input through the inversion circuit 13a is the inversion of the curves 45a, 45b ,. Block circuits 14a and 14b of FIG.
Shows the same configuration as the above-mentioned block circuit including the coils 10b and 10c, respectively. Oscillator 1
0 can be commonly used. Block circuit 14a
Of the block circuit 18 and the output of the inverting circuit 13b.
, And their output signals are the inversions of the curves 46a, 46b, ... And the curves 46a, 46b ,. The output of the block circuit 14b and the output of the inverting circuit 13c are input to the block circuit 18,
These output signals are represented by curves 47a, 4 in FIG.
7b, ... And the reverse of this. Curve 45a,
The phases of the curves 46a, 46b, ... Are delayed by 120 degrees with respect to 45b, ..., And the phases of the curves 47a, 47b ,.
The block circuit 18 is a circuit commonly used in a control circuit of a three-phase Y-type semiconductor motor, and is a rectangular wave electric signal having a width of 120 degrees from the terminals 18a, 18b, ..., 18f by the input of the position detection signal described above. Is a logic circuit that can be obtained. The outputs of the terminals 18a, 18b, 18c are as shown in FIG.
Curves 49a, 49b, ..., Curves 50a, 50, respectively
b, ..., Curves 51a, 51b ,.
The outputs of the terminals 18d, 18e, and 18f are the curves 5 respectively.
1a, 51b, ..., Curves 52a, 52b, ..., Curve 53
are shown as a, 53b, .... Terminals 18a and 18
d output signal, terminals 18b and 18e output signal, terminal 1
The phase difference between the output signals of 8c and 18f is 30 degrees. Further, the output signals of the terminals 18a, 18b, 18c are sequentially output to 120
The output signals of the terminals 18d, 18e and 18f are also sequentially delayed by 120 degrees. The arrow 44a is 180
The width of the degree is shown, and the arrow 44b shows the width of 150 degree. The means for obtaining the curves 48a, 48b, ...
a, 46b, ... Inverted output and curves 45a, 45b,
When ... is the input of the AND circuit, its output is the curve 48
a, 48b, ... The other lower curves can be obtained by similar means. This means is shown as block circuit 18.

【0012】電機子コイルの通電手段を図8につき次に
説明する。電機子コイル39a,39b,39cの両端
には、それぞれトランジスタ20a,20b及び20
c,20d及び20e,20fが挿入されている。トラ
ンジスタ20a,20b,20c,…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。アンド回路41aの下側の入力がハイレベルの
ときに、端子42a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20a,20bが導通して、電機
子コイル39aが通電される。同様に端子42b,42
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20c,20d及びトランジスタ20e,20fが
導通して、電機子コイル39b,39cが通電される。
端子40は励磁電流を指定する為の基準電圧である。端
子40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。電源スイッチ(図示せず)を投入す
ると、オペアンプ40bの−端子の入力は+端子のそれ
より低いので、オペアンプ40bの出力はハイレベルと
なり、トランジスタ20a,20bが導通して、電圧が
電機子コイル39aの通電制御回路に印加される。抵抗
22aは、電機子コイル39aの励磁電流を検出する為
の抵抗である。記号30aは絶対値回路である。
The energizing means of the armature coil will be described below with reference to FIG. Transistors 20a, 20b and 20 are provided at both ends of the armature coils 39a, 39b and 39c, respectively.
c, 20d and 20e, 20f are inserted. The transistors 20a, 20b, 20c, ... Are switching elements and may be other semiconductor elements having the same effect. Power is supplied from the DC power source positive / negative terminals 2a and 2b. When an input signal on the lower side of the AND circuit 41a is at high level and a high-level electric signal is input from the terminal 42a, the transistors 20a and 20b become conductive and the armature coil 39a is energized. Similarly, the terminals 42b, 42
When a high-level electric signal is input from c, the transistors 20c and 20d and the transistors 20e and 20f become conductive, and the armature coils 39b and 39c are energized.
The terminal 40 is a reference voltage for designating the exciting current. The output torque can be changed by changing the voltage of the terminal 40. When a power switch (not shown) is turned on, the input of the negative terminal of the operational amplifier 40b is lower than that of the positive terminal, so the output of the operational amplifier 40b becomes high level, the transistors 20a and 20b become conductive, and the voltage is changed to the armature coil. 39a is applied to the energization control circuit. The resistor 22a is a resistor for detecting the exciting current of the armature coil 39a. Symbol 30a is an absolute value circuit.

【0013】端子42aの入力信号は、図13の位置検
知信号48a,48b…又端子42b,42cの入力信
号は、位置検知信号49a,49b,…及び50a,5
0b,…となっている。上述した位置検知信号曲線の1
つが図7のタイムチヤートの1段目に曲線48aとして
示されている。この曲線48aの巾だけ電機子コイル3
9aが通電される。矢印23aは通電角120度を示し
ている。通電の初期では、電機子コイルのインダクタン
スの為に立上がりがおくれ、通電が断たれると、蓄積さ
れた磁気エネルギが、図8のダイオード49a−1が除
去されていると、ダイオード21a,21bを介して電
源に還流放電されるので、点線K−1の右側の曲線25
の後半部のように降下する。正トルクの発生する区間
は、矢印23で示す180度の区間なので、反トルクの
発生があり、出力トルクと効率を減少する。高速回転と
なるとこの現象は著しく大きくなり使用に耐えられぬも
のとなる。
The input signal of the terminal 42a is the position detection signals 48a, 48b ... In FIG. 13, and the input signal of the terminals 42b, 42c is the position detection signals 49a, 49b ,.
0b, ... 1 of the position detection signal curve described above
One is shown as a curve 48a in the first stage of the time chart of FIG. The width of this curve 48a is the armature coil 3
9a is energized. The arrow 23a indicates a conduction angle of 120 degrees. In the initial stage of energization, the rise is delayed due to the inductance of the armature coil, and when the energization is cut off, the stored magnetic energy causes the diodes 21a and 21b to turn on when the diode 49a-1 of FIG. 8 is removed. Since it is refluxed to the power supply via the
Descends like the second half of. Since the section where the positive torque is generated is the section of 180 degrees indicated by the arrow 23, the counter torque is generated and the output torque and the efficiency are reduced. At high speeds, this phenomenon becomes extremely large and unusable.

【0014】反トルク発生の時間巾は、高速となっても
変化しないが、正トルク発生の区間23の時間巾は回転
速度に比例して小さくなるからである。他の位置検知信
号49a,50aによる電機子コイル39b,39cの
通電についても上述した事情は同様である。曲線25の
立上がりもおくれるので、出力トルクが減少する。即ち
減トルクが発生する。これは、磁極と突極により磁路が
閉じられているので大きいインダクタンスを有している
からである。リラクタンス型の電動機は大きい出力トル
クを発生する利点がある反面に回転速度を上昇せしめる
ことができない欠点があるのは、上述した反トルクと減
トルクの発生の為である。かかる欠点を除去する為の周
知の手段は、突極が磁極に侵入する以前に進相して、電
機子コイルの通電を始めることである。
This is because the time width of anti-torque generation does not change even at high speeds, but the time width of the positive torque generation section 23 decreases in proportion to the rotation speed. The above-mentioned circumstances are the same for the energization of the armature coils 39b, 39c by the other position detection signals 49a, 50a. Since the rising of the curve 25 is delayed, the output torque is reduced. That is, a reduction torque is generated. This is because the magnetic path is closed by the magnetic poles and the salient poles, and thus has a large inductance. The reluctance type electric motor has the advantage of generating a large output torque, but has the drawback of not being able to increase the rotation speed because of the above-described generation of the counter torque and the reduced torque. A well-known means for eliminating such a drawback is to advance the phase of the salient pole before entering the magnetic pole and start energizing the armature coil.

【0015】進相通電をすると、磁極のインダクタンス
が著しく小さいので、急速に立上がるが、出力トルクの
発生する点即ち突極が磁極に侵入し始めると、インダク
タンスが急速に大きくなり、電流も急速に降下する。従
って出力トルクが減少する欠点がある。正逆転の運転を
する場合には、位置検知素子の数が2倍必要となる欠点
がある。本発明装置は、図8の逆流防止用のダイオード
49a−1,49b−1,49c−1とコンデンサ47
a,47b,47cを付設することにより、上述した欠
点を除去したことに特徴を有するものである。曲線36
aの末端で通電が断たれると、電機子コイル39aに蓄
積された磁気エネルギは、逆流防止用ダイオード49a
−1により、直流電源側に還流しないでダイオード21
b,21aを介して、コンデンサ47aを図示の極性に
充電して、これを高電圧とする。従って、磁気エネルギ
は急速に消滅して電流が急速に降下する。
When the phase-advancing current is applied, the inductance of the magnetic pole is remarkably small, so that it rapidly rises. However, when the point where the output torque is generated, that is, the salient pole begins to enter the magnetic pole, the inductance rapidly increases and the current also rapidly increases. Descend to. Therefore, there is a drawback that the output torque is reduced. In the case of the forward and reverse operation, there is a drawback that the number of position detecting elements is doubled. The device of the present invention is composed of diodes 49a-1, 49b-1, 49c-1 and a capacitor 47 for preventing backflow shown in FIG.
It is characterized in that the above-mentioned drawbacks are eliminated by attaching a, 47b, 47c. Curve 36
When the energization is cut off at the end of a, the magnetic energy stored in the armature coil 39a is transferred to the backflow prevention diode 49a.
-1 prevents the diode 21 from flowing back to the DC power supply side.
The capacitor 47a is charged to the polarity shown in FIG. Therefore, the magnetic energy disappears rapidly and the current drops rapidly.

【0016】図7のタイムチヤートの1段目の曲線26
a,26b,26cは、電機子コイル39aを流れる電
流曲線でその両側の点線26−1,26−2間が120
度となっている。通電電流は曲線26bのように急速に
降下して反トルクの発生が防止され、コンデンサ47a
は高電圧に充電して保持される。次に位置信号曲線48
bにより、トランジスタ20a,20bが導通して再び
電機子コイル39aが通電されるが、このときの印加電
圧は、コンデンサ47aの充電電圧と電源電圧(端子2
a,2bの電圧)が加算されるので、電機子コイル39
aの電流の立上がりが急速となる。この現象により、曲
線26aのように急速に立上がる。以上の説明のよう
に、減トルクと反トルクの発生が除去され、又矩形波に
近い通電となるので、出力トルクが増大する。
The first stage curve 26 of the time chart of FIG.
Reference numerals a, 26b, and 26c are current curves flowing through the armature coil 39a, and 120 between the dotted lines 26-1 and 26-2 on both sides thereof.
It is a degree. The energizing current rapidly drops as shown by the curve 26b to prevent the generation of anti-torque, and the condenser 47a
Is charged and held at a high voltage. Next, the position signal curve 48
b causes the transistors 20a and 20b to conduct and the armature coil 39a to conduct again. The applied voltage at this time is the charging voltage of the capacitor 47a and the power supply voltage (terminal 2).
(voltages of a and 2b) are added, the armature coil 39
The current of a rises rapidly. This phenomenon causes a rapid rise as shown by the curve 26a. As described above, the generation of the reduced torque and the counter torque is eliminated, and the current is supplied in the shape of a rectangular wave, so that the output torque is increased.

【0017】次にチョッパ回路について説明する。電機
子コイル39aの電流が増大して、その検出の為の抵抗
22aの電圧降下が増大し、基準電圧端子40の電圧
(オペアンプ40bの+端子の入力電圧)を越えると、
アンド回路41aの下側の入力がローレベルとなるの
で、トランジスタ20a,20bは不導通に転化し、励
磁電流が減少する。オペアンプ40bのヒステリシス特
性により、所定値の減少により、オペアンプ40bの出
力はハイレベルに復帰して、トランジスタ20a,20
bを導通して励磁電流が増大する。かかるサイクルを繰
返して、励磁電流は設定値に保持される。図7の曲線2
6cで示す区間がチョッパ制御の行なわれている区間で
ある。曲線26cの高さは基準電圧端子40の電圧によ
り規制される。図8の電機子コイル39bは、端子42
bより入力される位置検知信号曲線49a,49b,…
により、その巾だけトランジスタ20c,20dの導通
により通電され、オペアンプ40c,抵抗22b,絶対
値回路30b,アンド回路41bによりチョッパ制御が
行なわれる。ダイオード49b−1,コンデンサ47b
の作用効果も電機子コイル39aの場合と同様である。
電機子コイル39cについても上述した事情は全く同様
で、端子42cに図13の位置検知信号曲線50a,5
0b,…が入力されて電機子コイル39cの通電制御が
行なわれる。トランジスタ20e,20f,アンド回路
41c,オペアンプ40d,抵抗22c,絶対値回路3
0c,ダイオード49c−1,コンデンサ47cの作用
効果も前述した場合と全く同様である。
Next, the chopper circuit will be described. When the current of the armature coil 39a increases and the voltage drop of the resistor 22a for detecting it increases and exceeds the voltage of the reference voltage terminal 40 (the input voltage of the + terminal of the operational amplifier 40b),
Since the input on the lower side of the AND circuit 41a becomes low level, the transistors 20a and 20b are turned off and the exciting current decreases. Due to the hysteresis characteristic of the operational amplifier 40b, the output of the operational amplifier 40b returns to the high level due to the decrease of a predetermined value, and the transistors 20a, 20
The exciting current is increased by conducting b. By repeating this cycle, the exciting current is maintained at the set value. Curve 2 in FIG.
A section indicated by 6c is a section where chopper control is performed. The height of the curve 26c is regulated by the voltage of the reference voltage terminal 40. The armature coil 39b of FIG.
Position detection signal curves 49a, 49b, ...
As a result, the transistors 20c and 20d are turned on by that width, and the operational amplifier 40c, the resistor 22b, the absolute value circuit 30b, and the AND circuit 41b perform chopper control. Diode 49b-1, capacitor 47b
The effect of is also similar to that of the armature coil 39a.
The above-mentioned circumstances are exactly the same for the armature coil 39c, and the position detection signal curves 50a, 5 of FIG.
0b, ... Are input to control the energization of the armature coil 39c. Transistors 20e, 20f, AND circuit 41c, operational amplifier 40d, resistor 22c, absolute value circuit 3
0c, the diode 49c-1, and the capacitor 47c have the same effect as the above-mentioned case.

【0018】各電機子コイルの通電は、突極が磁極に侵
入する点若しくは30度の区間を経過した点のいずれで
もよい。回転速度、効率、出力トルクを考慮して調整
し、位置検知素子となるコイル10a,10b,10c
の固定電機子側に固定する位置を変更する。以上の説明
より理解されるように3相片波通電の電動機として効率
良く、大きい出力と高速回転を行なうことができるので
本発明の1つの目的が達成される。しかし出力トルクに
大きいリプルがあるので使用目的により問題が残る。本
発明は3相両波通電とすることにより上述した問題を解
決したことに特徴を有するものである。
The energization of each armature coil may be performed either at the point where the salient pole enters the magnetic pole or at the point where a section of 30 degrees has passed. Coils 10a, 10b, 10c that are position-sensing elements that are adjusted in consideration of rotation speed, efficiency, and output torque
Change the fixed position on the fixed armature side of. As can be understood from the above description, a large output and high-speed rotation can be efficiently performed as a three-phase single-wave electric motor, so that one object of the present invention is achieved. However, since there are large ripples in the output torque, problems remain depending on the purpose of use. The present invention is characterized in that the above-mentioned problems are solved by using the three-phase dual-wave power supply.

【0019】図11は、3相片波通電の場合のトルク曲
線で、よこ軸は回転子の回転角度たて軸は出力トルクを
示している。曲線27a,27b,27cは電機子電流
がそれぞれ1アンペア、1.5アンペア、2アンペアの
場合を示している。回転子の径が22ミリメートル、固
定電機子の外径が50ミリメートル、その長さも同じく
50ミリメートルの場合である。よこ軸は回転する角度
で示してある。リプルトルクは70%位となる。トルク
曲線の凹部は突極の端部がスロットに侵入した点となっ
ている。曲線27cの左端即ち零度の点では出力トルク
が零である。従って電源投入時に突極が上記した位置に
あると起動困難となる。突極端部がスロットの空間を経
過した直後に電機子コイルに通電開始すると所要方向の
トルクが得られて上記した不都合が除去される。図12
につき後述するように大きい出力トルクが得られる反面
に上述した欠点がある。従って3相全波通電若しくは他
の手段により点線曲線33若しくは33aで示す出力ト
ルクが得られる装置を付加することにより、上述した欠
点が除去される。これが本件発明の1つの目的である。
図12は出力トルク曲線で、よこ軸は電機子電流、たて
軸はトルクである。この電動機は上述した構成のもので
ある。曲線43の初期は2乗曲線となり、その後は1乗
曲線となる。一般の電動機の場合には、点線43aの点
で磁束が飽和して点線43a以下の出力トルクとなる。
本発明装置ではその後もリニヤにトルクが増大するの
で、同型の他の電動機の7倍位の出力トルクが得られる
特徴がある。
FIG. 11 is a torque curve in the case of three-phase single wave energization. The horizontal axis shows the rotation angle of the rotor and the vertical axis shows the output torque. Curves 27a, 27b and 27c show the cases where the armature current is 1 amp, 1.5 amp and 2 amp respectively. The rotor diameter is 22 mm, the fixed armature outer diameter is 50 mm, and the length is also 50 mm. The horizontal axis is shown as the angle of rotation. The ripple torque is about 70%. The concave portion of the torque curve is the point where the end of the salient pole enters the slot. The output torque is zero at the left end of the curve 27c, that is, at the zero degree point. Therefore, when the salient pole is in the above position when the power is turned on, it becomes difficult to start. When the armature coil is energized immediately after the protruding portion has passed through the space of the slot, torque in the required direction is obtained, and the above inconvenience is eliminated. 12
However, as described later, a large output torque can be obtained, but on the other hand, there are the above-mentioned drawbacks. Therefore, by adding a device capable of obtaining the output torque indicated by the dotted curve 33 or 33a by three-phase full-wave energization or other means, the above-mentioned drawbacks are eliminated. This is one purpose of the present invention.
FIG. 12 is an output torque curve, where the horizontal axis is the armature current and the vertical axis is the torque. This electric motor has the structure described above. The curve 43 initially has a square curve, and thereafter has a square curve. In the case of a general electric motor, the magnetic flux is saturated at the point of the dotted line 43a and the output torque becomes equal to or less than the dotted line 43a.
Since the torque of the device of the present invention increases linearly thereafter, there is a feature that an output torque about seven times that of other electric motors of the same type can be obtained.

【0020】図11の点線33で示すトルクを付加する
には突極若しくはスロットの位相が30度の奇数倍ずれ
た3相片波通電の電動機を回転軸を共通として付設すれ
ばよい。次にその手段を説明する。図5は全体の構成を
示す断面図である。図5において、金属製の外筐(円筒
状)25−1の右側には円形の側板25−2の外周折曲
部が嵌着され、両側の中央部に設けたボール軸受29
a,29bには回転軸5が回動自在に支持される。回転
軸5には回転子1が支持体5−1を介して固定される。
回転子1の突極(図示せず)は、図2の回転子1の突極
と同じ構成となっている。突極に磁極が対向すね固定電
機子Cは外筺25−1の内側に固定され、その構成は図
2,図3の固定電機子16と同じ構成となっている。回
転子1の右側面には同形の外周部の突出部を有するアル
ミニユーム製の回転子3が固着し回転子1と同期回転す
る。外周部にはコイル10a,10b,10cが対向し
ているので、図3で前述したように図13に示される位
置検知信号を得ることができる。
In order to apply the torque indicated by the dotted line 33 in FIG. 11, a three-phase single-wave electric motor in which the salient poles or slots are out of phase by an odd multiple of 30 degrees may be attached with a common rotating shaft. Next, the means will be described. FIG. 5 is a sectional view showing the overall structure. In FIG. 5, the outer peripheral bent portion of the circular side plate 25-2 is fitted to the right side of the metal outer casing (cylindrical) 25-1, and the ball bearings 29 provided in the central portions on both sides.
The rotary shaft 5 is rotatably supported on the a and 29b. The rotor 1 is fixed to the rotating shaft 5 via a support 5-1.
The salient poles (not shown) of the rotor 1 have the same structure as the salient poles of the rotor 1 of FIG. The shin fixed armature C whose magnetic pole faces the salient pole is fixed inside the outer casing 25-1 and has the same structure as the fixed armature 16 of FIGS. 2 and 3. On the right side surface of the rotor 1, a rotor 3 made of aluminum having a protrusion of the same outer peripheral portion is fixed and rotates in synchronization with the rotor 1. Since the coils 10a, 10b, 10c are opposed to each other on the outer peripheral portion, the position detection signal shown in FIG. 13 can be obtained as described above with reference to FIG.

【0021】固定電機子CとC−1は同じ位相で外筺2
5−1に固定され、回転子は回転子1と同じ構成で位
相を回転子1の突極に対して相対的に30度ずらして
(軸方向のまわりに30度回転する)同期回転する。固
定電機子C,C−1の磁極は回転子の外周突極と空隙を
介して対向する。固定電機子C−1の磁極の電機子コイ
ルは3相となり、これ等を電機子コイル39d,39
e,39fと呼称する。電機子コイル39d,39e,
39fを図8と同様な電気回路により、図13の位置検
知信号51a,51b,…,52a,52b,…,53
a,53b,…を介して電機子コイル39d,39e,
39fの通電制御を行なうことにより3相片波通電の電
動機として運転することができる。固定電機子C,C−
1の両者により3相全波通電の電動機となる。
The fixed armatures C and C-1 are in the same phase and the outer casing 2
The rotor 1 is fixed to 5-1 and has the same configuration as the rotor 1 and is synchronously rotated with the phase shifted by 30 degrees relative to the salient poles of the rotor 1 (rotated by 30 degrees around the axial direction). . The magnetic poles of the stationary armatures C and C-1 face the outer circumferential salient poles of the rotor via a gap. The armature coils of the magnetic poles of the fixed armature C-1 have three phases.
e, 39f. Armature coils 39d, 39e,
The position detection signals 51a, 51b, ..., 52a, 52b, ..., 53 of FIG.
a, 53b, ... through armature coils 39d, 39e,
By controlling the energization of 39f, the motor can be operated as a three-phase single-wave energization motor. Fixed armature C, C-
Both of them make a three-phase full-wave electric motor.

【0022】前述した固定電機子C−1は図3において
記号16として示され、回転子は記号として、その突
極は記号1a1b1c,…として示されている。突
1a1b1c,…は突極1a,1b,1c,…に
対して位相が30度ずれて同期回転する。各突極を同相
として固定電機子16と16の位相を30度ずらしても
同じ目的が達成できる。固定電機子16の構成は固定電
機子16と同じ構成なので点線で略示してある。突極の
数が3個以上の場合には、固定電機子も点線Bの右側に
対応して延長される。以上の説明のように3相全波通電
を行なうことにより、図11の出力トルク曲線27cの
凹部のそれぞれに曲線33で示すトルクが付加されるの
で合成トルク曲線は平坦化され欠点が除去される。曲線
27cと33の位相差は30度となっている。
The above-mentioned fixed armature C-1 is shown as symbol 16 in FIG. 3, the rotor is shown as symbol 1 , and the salient poles are shown as symbols 1a , 1b , 1c , .... The salient poles 1a , 1b , 1c , ... Rotate in synchronization with the salient poles 1a, 1b, 1c ,. Even if the salient poles are in phase with each other and the phases of the fixed armatures 16 and 16 are shifted by 30 degrees, the same purpose can be achieved. Since the fixed armature 16 has the same structure as the fixed armature 16, the fixed armature 16 is shown by dotted lines. When the number of salient poles is three or more, the fixed armature is also extended corresponding to the right side of the dotted line B. By performing the three-phase full-wave energization as described above, the torque shown by the curve 33 is added to each of the concave portions of the output torque curve 27c in FIG. 11, so that the combined torque curve is flattened and the defects are eliminated. . The phase difference between the curves 27c and 33 is 30 degrees.

【0023】次に図4につきリプルトルクを除去する他
の手段を説明する。図3と同じ記号のものは同じ部材で
作用効果も同じなので説明を省略する。異なっているの
は電機子16、1個のみの3相片波通電となり、回転子
も1個で記号1として示されている。回転子4は磁性体
で作られ、回転子1と同軸で同期回転するように構成さ
れ、外側に突極4a,4b,…が突出して設けられ、突
極の巾は24度で36度離間している。固定電機子6は
固定電機子16と同軸で隣接して外筺内側に固定され
る。固定電機子6の内側には磁極6a,6bが突出さ
れ、突極4a,4b,…と空隙を介して対向する。固定
電機子6と回転子4は珪素鋼板積層体で作られている。
磁極6a,6bには励磁コイル6−1,6−2が捲着さ
れ互いに異極となるように励磁される。磁極6a,6b
の巾は30度で、突極1a,1b,…の数と同じであ
る。又突極1a,1bの2倍の数としてもよい。
Next, another means for removing the ripple torque will be described with reference to FIG. Items having the same symbols as those in FIG. The only difference is that only one armature 16 and three-phase single-wave conduction are used, and one rotor is also designated by the symbol 1. The rotor 4 is made of a magnetic material and is configured to rotate synchronously with the rotor 1 coaxially. The salient poles 4a, 4b, ... is doing. The fixed armature 6 is coaxially adjacent to the fixed armature 16 and is fixed inside the outer casing. Magnetic poles 6a, 6b are projected inside the fixed armature 6 and face the salient poles 4a, 4b, ... Through a gap. The stationary armature 6 and the rotor 4 are made of a silicon steel plate laminated body.
Exciting coils 6-1 and 6-2 are wound around the magnetic poles 6a and 6b and excited so that they have different polarities. Magnetic poles 6a, 6b
Has a width of 30 degrees, which is the same as the number of salient poles 1a, 1b, .... Further, the number may be twice as many as the salient poles 1a and 1b.

【0024】前実施例と同様に点線Bの右側に延長して
突極1a,1bの数を増加し、又対応して突極4a,4
b,…と磁極6a,6bの数を増加しても実施すること
ができる。固定電機子16と回転子1による出力トルク
曲線は前述したように図11の曲線27cに示すものと
なりリプルトルクがある。図4の突極4a,4b,…に
よるトルク曲線は点線曲線33aで示すように、曲線2
7cの凹部に突出部があり従って出力トルクが平坦とな
る作用効果がある。図4の突極1a,1b,…と突極4
a,4b,…と磁極6a,6bと固定電機子16との相
対位相は上述したリプルトルクを除去できる条件を満足
するように設定する必要がある。磁極6a,6bの中間
に更に2個の磁極を配設することができる。この場合に
は図11の曲線33で示すトルクのピーク値が大きくな
るので、磁極6a,6b,…の回転軸方向の長さを1/
2位とすることができる。従って電動機の長さを短くで
きる効果がある。例えば図5の固定電機子C−1を図4
の固定電機子6とし、回転子を図4の回転子4とする
と、矢印29dの巾は矢印29cの巾の1/2位となる
ので、回転軸5の方向の長さを短くすることができる。
励磁コイル6−1,6−2のアンペアターンを大きくす
ると更に長さを短くできる効果がある。
As in the previous embodiment, the number of salient poles 1a, 1b is increased by extending to the right of the dotted line B, and correspondingly, salient poles 4a, 4 are also provided.
.. and the number of magnetic poles 6a, 6b can be increased. The output torque curve of the fixed armature 16 and the rotor 1 becomes the curve 27c of FIG. 11 as described above, and there is ripple torque. The torque curve formed by the salient poles 4a, 4b, ... In FIG. 4 is a curve 2 as shown by a dotted curve 33a.
Since there is a protrusion in the concave portion of 7c, the output torque is flattened. Salient poles 1a, 1b, ... And salient pole 4 in FIG.
The relative phases of a, 4b, ..., Magnetic poles 6a, 6b, and fixed armature 16 must be set so as to satisfy the conditions for removing the above-described ripple torque. Two more magnetic poles can be arranged between the magnetic poles 6a and 6b. In this case, since the peak value of the torque indicated by the curve 33 in FIG. 11 becomes large, the length of the magnetic poles 6a, 6b, ...
Can be ranked second. Therefore, there is an effect that the length of the electric motor can be shortened. For example, the fixed armature C-1 shown in FIG.
If the fixed armature 6 is used and the rotor 1 is the rotor 4 of FIG. 4, the width of the arrow 29d is about half of the width of the arrow 29c. Therefore, shorten the length in the direction of the rotating shaft 5. You can
Increasing the ampere turns of the exciting coils 6-1 and 6-2 has the effect of further shortening the length.

【0025】図8につき励磁コイル6−1,6−2の通
電制御手段を説明する。図8において、励磁コイル6−
1,6−2は直列若しくは並列に接続され、この両端に
はトランジスタ20g,20h,ダイオード49d−1
が接続される。抵抗22d,絶対値回路30d,オペア
ンプ40e,コンデンサ47dはそれぞれ前述した電機
子コイル39a,39b,39cの通電制御と同じ構成
となり作用効果も同じである。ブロック回路Dは、図4
の突極4a,4b,…の位置検知装置で、小さい径の位
置検知用のコイル10dが突極4a,4b,…の側面に
対向し、対向したときに鉄損によりインピーダンスが変
化するように構成されている。従って図6の回路と同じ
構成で、オペアンプ13に対応するオペアンプの出力の
巾は突極4a,4b,…の巾となり、この出力が図8の
アンド回路41dの入力となる。他の1つの入力はオペ
アンプ40eの出力なので、基準電圧源40の電圧に対
応した励磁コイル6−1,6−2の通電電流となる。か
かる通電電流によるトルク曲線のピーク値即ち図11の
点線33aのピーク値が曲線27cのピーク値と同じ高
さとなるように調整することがよい。
The energization control means for the exciting coils 6-1 and 6-2 will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the exciting coil 6-
1, 6-2 are connected in series or in parallel, and transistors 20g, 20h and a diode 49d-1 are provided at both ends thereof.
Are connected. The resistor 22d, the absolute value circuit 30d, the operational amplifier 40e, and the capacitor 47d have the same configuration as that of the energization control of the armature coils 39a, 39b, and 39c described above, respectively, and the same effects. The block circuit D is shown in FIG.
In the position detecting device for salient poles 4a, 4b, ..., A coil 10d for position detection having a small diameter faces the side surfaces of salient poles 4a, 4b ,. It is configured. Therefore, with the same configuration as the circuit of FIG. 6, the width of the output of the operational amplifier corresponding to the operational amplifier 13 becomes the width of the salient poles 4a, 4b, ... And this output becomes the input of the AND circuit 41d of FIG. Since the other one input is the output of the operational amplifier 40e, it becomes the energizing current of the exciting coils 6-1 and 6-2 corresponding to the voltage of the reference voltage source 40. It is preferable to adjust such that the peak value of the torque curve due to the energized current, that is, the peak value of the dotted line 33a in FIG. 11 has the same height as the peak value of the curve 27c.

【0026】図8では、電機子コイルの両端に設けたト
ランジスタにより通電制御が行なわれているが、電機子
コイルの負電圧側にトランジスタを1個のみ使用しても
本発明を実施できる。図9につきその説明をする。図9
において、電機子コイル39a,39b,39cの下端
には、それぞれトランジスタ20a,20b及び20c
が挿入されている。トランジスタ20a,20b,20
c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。本実施例では、トランジス
タ20a,20b,20cは電機子コイルの下端即ち電
源負極側にあるので、その導通制御の入力回路は簡素化
される特徴がある。
In FIG. 8, energization is controlled by the transistors provided at both ends of the armature coil, but the present invention can be implemented by using only one transistor on the negative voltage side of the armature coil. This will be described with reference to FIG. Figure 9
At the lower ends of the armature coils 39a, 39b and 39c, the transistors 20a, 20b and 20c are respectively provided.
Has been inserted. Transistors 20a, 20b, 20
c is a switching element and may be another semiconductor element having the same effect. DC power supply positive / negative terminals 2a, 2b
More power is being supplied. In this embodiment, since the transistors 20a, 20b, 20c are located at the lower end of the armature coil, that is, the power supply negative electrode side, the input circuit for conduction control thereof is characterized by being simplified.

【0027】端子42a,42b,42cより、図13
の位置検知信号曲線48a,48b,…,曲線49a,
49b,…,曲線50a,50b,…が入力される。上
述した入力信号により、トランジスタ20a,20b,
20cがアンド回路41a,41b,41cを介してベ
ース入力が得られて導通して、電機子コイル39a,3
9b,39cが導通される。端子40は励磁電流を指定
する為の基準電圧である。端子40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
イッチ(図示せず)を投入すると、オペアンプ40bの
−端子の入力は+端子のそれより低いので、オペアンプ
40bの出力はハイレベルとなり、トランジスタ20a
が導通して、電圧が電機子コイルの通電制御回路に印加
される。抵抗22,絶対値回路30aは、電機子コイル
39a,39b,39cの電機子電流を検出する為の装
置である。
From the terminals 42a, 42b and 42c, as shown in FIG.
Position detection signal curves 48a, 48b, ..., Curve 49a,
49b, ..., Curves 50a, 50b ,. By the input signal described above, the transistors 20a, 20b,
20c receives the base input via the AND circuits 41a, 41b, 41c and is conductive, and the armature coils 39a, 3c
9b and 39c are conducted. The terminal 40 is a reference voltage for designating the exciting current. The output torque can be changed by changing the voltage of the terminal 40. When the power switch (not shown) is turned on, the input of the negative terminal of the operational amplifier 40b is lower than that of the positive terminal, so the output of the operational amplifier 40b becomes high level and the transistor 20a.
Becomes conductive and a voltage is applied to the energization control circuit of the armature coil. The resistor 22 and the absolute value circuit 30a are devices for detecting the armature currents of the armature coils 39a, 39b, 39c.

【0028】本実施例では、前述した反トルクと減トル
クの発生を防止して高速高トルクとする為に次の手段が
採用される。図9の小容量のコンデンサ47a及びダイ
オード21a及び半導体素子19a,34a,34b等
を付設して上述した欠点を除去し、又電機子コイルの通
電制御のスイッチング素子(記号20a,20b,20
c)を電源負電圧側に1個のみ使用したことに特徴を有
するものである。位置検知信号曲線36aの末端で通電
が断たれると、電機子コイル39aに蓄積された磁気エ
ネルギは、直流電源側に還流しないでダイオード21
a,33aを介して、コンデンサ47aを図示の極性に
充電して、これを高電圧とする。従って、磁気エネルギ
は急速に消滅して電流が急速に降下する。
In the present embodiment, the following means are adopted in order to prevent the occurrence of the above-mentioned counter torque and torque reduction and to achieve high speed and high torque. A small capacity capacitor 47a and diode 21a and semiconductor elements 19a, 34a, 34b of FIG. 9 are attached to eliminate the above-mentioned drawbacks, and a switching element (symbols 20a, 20b, 20 for controlling energization of an armature coil).
This is characterized in that only one c) is used on the negative voltage side of the power supply. When the energization is cut off at the end of the position detection signal curve 36a, the magnetic energy stored in the armature coil 39a does not flow back to the DC power supply side, but goes to the diode 21.
The capacitor 47a is charged to the polarity shown in FIG. Therefore, the magnetic energy disappears rapidly and the current drops rapidly.

【0029】図7のタイムチヤートの1段目の曲線26
a,26b,26cは、電機子コイル39aを流れる電
流曲線でその両側の点線26−1と26−2間が120
度となっている。通電電流は曲線26bのように急速に
降下して反トルクの発生が防止され、コンデンサ47a
は高電圧に充電して保持される。電機子コイル39b,
39cについても電機子コイル39aと同じ構成の通電
制御回路が使用され、これ等がブロック回路G,Hとし
て示される。従って上述した反トルク発生の防止が行な
われる。次に位置信号曲線48bにより、トランジスタ
20aが導通して再び電機子コイル39aが通電される
が、このときの印加電圧は、コンデンサ47aの充電電
圧と電源電圧(端子2a,2bの電圧)の両者となるの
で、電機子コイル39aの電流の立上がりが急速とな
る。この現象により、曲線26aのように急速に立上が
る。この理由を次に説明する。図9のブロック回路4に
より位置検知信号48bの始端部の微分パルスが得ら
れ、これを入力とする単安定回路によりみじかい巾の電
気パルスが得られる。この電気パルスによりトランジス
タ34b,34a,SCR19aが導通するので、コン
デンサ47aの高電圧が電機子コイル39aに印加され
て立上がりの電流を急速とし、その後は直流電源の電圧
により曲線26a(図7)の電流が得られる。コンデン
サ47aの放電の終了とともに、SCR19aは不導通
に転化する。以上の説明のように、減トルクと反トルク
の発生が除去され、又矩形波に近い通電となるので、出
力トルクが増大する。他の電機子コイル39b,39c
の通電制御も全く同様に行なわれその作用効果も同様で
ある。
The first stage curve 26 of the time chart of FIG.
Reference numerals a, 26b, and 26c denote current curves flowing through the armature coil 39a, and 120 between the dotted lines 26-1 and 26-2 on both sides of the current curve.
It is a degree. The energizing current rapidly drops as shown by the curve 26b to prevent the generation of anti-torque, and the condenser 47a
Is charged and held at a high voltage. Armature coil 39b,
An energization control circuit having the same configuration as that of the armature coil 39a is used for 39c, which are shown as block circuits G and H. Therefore, the anti-torque generation described above is prevented. Next, the position signal curve 48b causes the transistor 20a to conduct and the armature coil 39a to conduct again. At this time, the applied voltage is both the charging voltage of the capacitor 47a and the power supply voltage (voltage of the terminals 2a and 2b). Therefore, the current of the armature coil 39a rises rapidly. This phenomenon causes a rapid rise as shown by the curve 26a. The reason for this will be described below. The block circuit 4 of FIG. 9 obtains a differential pulse at the starting end of the position detection signal 48b, and a monostable circuit having this as an input obtains an electric pulse of a very small width. Since the transistors 34b, 34a and the SCR 19a are turned on by this electric pulse, the high voltage of the capacitor 47a is applied to the armature coil 39a to make the rising current rapid, and thereafter, the voltage of the DC power supply causes the curve 26a (FIG. 7) to change. Electric current is obtained. Upon completion of discharging the capacitor 47a, the SCR 19a is converted to non-conduction. As described above, the generation of the reduced torque and the counter torque is eliminated, and the current is supplied in the shape of a rectangular wave, so that the output torque is increased. Other armature coils 39b, 39c
The energization control of is also performed in exactly the same manner, and the effect thereof is also the same.

【0030】次にチョッパ回路の説明をする。電機子コ
イル39aの励磁電流が増大して、その検出の為の抵抗
22、絶縁値回路30aの電圧が増大し、基準電圧端子
40の電圧(オペアンプ40bの+端子の入力電圧)を
越えると、アンド回路41aの下側の入力がローレベル
となるので、トランジスタ20aは不導通に転化し、励
磁電流が減少する。オペアンプ40bのヒステリシス特
性により、所定値の減少により、オペアンプ40bの出
力はハイレベルに復帰して、トランジスタ20aを導通
して励磁電流が増大する。かかるサイクルを繰返して、
励磁電流は設定値に保持される。図7の曲線26cで示
す区間がチョッパ制御の行なわれている区間である。曲
線26cの高さは基準電圧端子40の電圧により規制さ
れる。図9の電機子コイル39bは、端子42bより入
力される位置検知信号曲線49a,49b,…により、
その巾だけのトランジスタ20bの導通により通電さ
れ、オペアンプ40b、抵抗22、絶対値回路30a、
アンド回路41bによりチョッパ制御が行なわれる。電
機子コイル39cについても上述した事情は全く同様
で、端子42cに図13の位置検知信号曲線50a,5
0b,…が入力されて電機子コイル39cの通電制御が
行なわれる。トランジスタ20c、アンド回路41c、
オペアンプ40b、抵抗22、絶対値回路30aの作用
効果も前述した場合と全く同様である。コンデンサ47
aは小容量の方が充電電圧が高電圧となるので、通電曲
線の立上がりと降下を急速とし、高速回転の電動機を得
ることができ、リラクタンス型電動機の欠点となってい
る低速度となる欠点が除去できる。上述したコンデンサ
の容量は充電電圧が回路のトランジタを破損しない範囲
で小容量のものを使用することがよい。
Next, the chopper circuit will be described. When the exciting current of the armature coil 39a increases, the voltage of the resistor 22 and the insulation value circuit 30a for detecting it increases, and exceeds the voltage of the reference voltage terminal 40 (the input voltage of the + terminal of the operational amplifier 40b), Since the input on the lower side of the AND circuit 41a becomes low level, the transistor 20a is turned off and the exciting current decreases. Due to the hysteresis characteristic of the operational amplifier 40b, the output of the operational amplifier 40b returns to the high level due to the decrease of the predetermined value, the transistor 20a is turned on, and the exciting current increases. Repeat this cycle,
The exciting current is held at the set value. The section indicated by the curve 26c in FIG. 7 is the section where the chopper control is performed. The height of the curve 26c is regulated by the voltage of the reference voltage terminal 40. The armature coil 39b of FIG. 9 has position detection signal curves 49a, 49b, ...
It is energized by conduction of the transistor 20b of that width, and the operational amplifier 40b, the resistor 22, the absolute value circuit 30a,
Chopper control is performed by the AND circuit 41b. The above-mentioned circumstances are exactly the same for the armature coil 39c, and the position detection signal curves 50a, 5 of FIG.
0b, ... Are input to control the energization of the armature coil 39c. A transistor 20c, an AND circuit 41c,
The operational effects of the operational amplifier 40b, the resistor 22, and the absolute value circuit 30a are exactly the same as those described above. Condenser 47
As for a, since the charging voltage becomes higher when the capacity is smaller, the rising and falling of the energization curve can be made faster, and a high-speed motor can be obtained, which is a drawback of the reluctance motor being low speed. Can be removed. It is preferable to use a capacitor having a small capacity as long as the charging voltage does not damage the transistor of the circuit.

【0031】ブロック回路Jは励磁コイル6−1,6−
2を通電制御する為の電気回路で、図8の励磁コイル6
−1,6−2の通電制御回路と同じである。従ってリプ
ルトルクを除去する作用効果があり本発明の目的が達成
される。次に図3で説明した3相全波通電による本発明
装置の電機子コイルの通電制御回路の詳細を図10によ
り説明する。図10において、端子42a,42b,4
2cより入力される位置検知信号はそれぞれ図13の曲
線48a,48b,…,曲線49a,49b,…,曲線
50a,50b,…である。端子42aより入力がある
と、アンド回路41aを介してトランジスタ20aが導
通して電機子コイル39aの通電が開始され、その後は
抵抗22,絶対値回路30a,オペアンプ40bによる
チョッパ作用により、端子40の基準電圧に対応した通
電電流値に制御される。端子42aの入力が消滅する
と、トランジスタ20aは不導通に転化し、電機子コイ
ル39aの磁気エネルギはダイオード21a,33aを
介してコンデンサ47aを充電して高電圧とする。前述
したチョッパ作用のあるときにも小量づつコンデンサ4
7aが充電されているので、その磁気エネルギが付加さ
れてコンデンサ47aの充電電圧を上昇する。この電圧
は使用するトランジスタの耐電圧により調整する必要が
ある。
The block circuit J includes exciting coils 6-1 and 6-.
2 is an electric circuit for controlling energization of the exciting coil 6 of FIG.
This is the same as the energization control circuits -1 and 6-2. Therefore, there is an effect of removing the ripple torque, and the object of the present invention is achieved. Next, details of the armature coil energization control circuit of the device of the present invention by the three-phase full-wave energization described in FIG. 3 will be described with reference to FIG. In FIG. 10, terminals 42a, 42b, 4
Position detection signals input from 2c are curves 48a, 48b, ..., Curves 49a, 49b, ..., Curves 50a, 50b ,. When there is an input from the terminal 42a, the transistor 20a becomes conductive through the AND circuit 41a and the energization of the armature coil 39a is started. After that, the resistor 22, the absolute value circuit 30a, and the operational amplifier 40b act as a chopper to operate the terminal 40. The energizing current value corresponding to the reference voltage is controlled. When the input to the terminal 42a disappears, the transistor 20a is turned off, and the magnetic energy of the armature coil 39a charges the capacitor 47a via the diodes 21a and 33a to a high voltage. Even when there is a chopper action as described above, the condenser 4
Since 7a is charged, its magnetic energy is added to raise the charging voltage of the capacitor 47a. This voltage must be adjusted according to the withstand voltage of the transistor used.

【0032】端子42bの入力により、トランジスタ2
0bが導通したときもチョッパ作用により通電制御が行
なわれ、不導通に転化すると、電機子コイル39bの磁
気エネルギは、ダイオード21b,33bを介してコン
デンサ47bを高電圧に充電する。端子42cの入力に
より、トランジスタ20cが導通したときにも、チョッ
パ作用により通電制御が行なわれ、不導通に転化する
と、電機子コイル39cの磁気エネルギは、ダイオード
21c,33cを介してコンデンサ47cを高電圧に充
電する。端子42cの入力の初期で、ブロック回路4
(微分パルスを介する単安定回路を含む回路)の出力を
介して、トランジスタ34b,34a,SCR19aが
導通するので、コンデンサ47aの高電圧が電機子コイ
ル39cに印加されて電流の立上りを急速とする。端子
19d,19eにはそれぞれ端子42a,42bの入力
の初期に得られる電気パルスが同様な手段で入力され
る。従ってコンデンサ47b,47cの高電圧が電機子
コイル39a,39bに印加されて、通電の立上りを急
速とする。以上の説明より判るように、前実施例と同様
に高速で反トルクと減トルクの発生のない高効率の電動
機を得ることができる。
The input of the terminal 42b causes the transistor 2
Even when 0b is turned on, energization control is performed by the chopper action, and when it is turned off, the magnetic energy of the armature coil 39b charges the capacitor 47b to a high voltage via the diodes 21b and 33b. Even when the transistor 20c is turned on by the input of the terminal 42c, energization control is performed by the chopper action, and when the transistor 20c is turned off, the magnetic energy of the armature coil 39c increases the capacitor 47c via the diodes 21c and 33c. Charge to voltage. At the initial stage of the input of the terminal 42c, the block circuit 4
Since the transistors 34b, 34a and the SCR 19a are conducted through the output of (the circuit including the monostable circuit via the differential pulse), the high voltage of the capacitor 47a is applied to the armature coil 39c to make the rise of the current rapid. . The electric pulses obtained at the initial stage of the input of the terminals 42a and 42b are input to the terminals 19d and 19e by the same means. Therefore, the high voltage of the capacitors 47b and 47c is applied to the armature coils 39a and 39b, and the rise of energization is made rapid. As can be understood from the above description, it is possible to obtain a high-efficiency electric motor that is free from the occurrence of counter torque and torque reduction as in the previous embodiment.

【0033】電機子コイル39d,39e,39fは図
3の固定電機子16に装着された第1,第2,第3の相
の電機子コイルで、ブロック回路39は電機子コイル3
9a,39b,39cと全く同じ構成の電気回路とな
り、端子42d,42e,42fの位置検知入力により
通電制御が行なわれる。端子42d,42e,42fの
入力は、それぞれ図13の曲線51a,51b,…,曲
線52a,52b,…,曲線53a,53b,…となっ
ているので、対応する電機子コイルの3相片波通電が行
なわれる。電機子コイル39a,39b,39cの通電
による出力トルクに対して、電機子コイル39d,39
e,39fの通電による出力トルクは位相が30度おく
れているので、図3につき前述したように、リプルトル
クが除去される作用効果が得られる。
The armature coils 39d, 39e and 39f are the armature coils of the first, second and third phases mounted on the fixed armature 16 of FIG. 3, and the block circuit 39 is the armature coil 3
The electric circuit has exactly the same configuration as 9a, 39b, 39c, and energization control is performed by the position detection input of terminals 42d, 42e, 42f. The inputs of the terminals 42d, 42e, 42f are the curves 51a, 51b, ..., The curves 52a, 52b, ..., The curves 53a, 53b ,. Is performed. The armature coils 39d, 39d, 39c,
Since the output torques due to the energization of e and 39f are delayed by 30 degrees, the effect of removing the ripple torque can be obtained as described above with reference to FIG.

【0034】次に本発明の手段を2相両波通電のリラク
タンス型電動機に使用した実施例につき説明する。図1
4は固定電機子と回転子の平面図である。図14におい
て、記号1は回転子で、その突極1a,1bの巾は18
0度(機械角で90度)でそれぞれは360度の位相差
で等しいピッチで配設されている。回転子1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5は
回転軸である。固定電機子16には、スロット8個が等
しい離間角で設けられそれぞれ記号17a,17b,…
で示されている。記号9は外筺となる円筒である。スロ
ット17a,17c及びスロット17e,17gにはそ
れぞれ1個のコイルが捲回され、2個のコイルは直列若
しくは並列に接続されて第1の相の電機子コイルとな
る。本実施例では直列接続されている。スロット17
b,17d及びスロット17f,17hにはそれぞれ1
個のコイルが捲回され、2個のコイルは直列に接続され
て第2の相の電機子コイルとなる。スロット17c,1
7e及びスロット17g,17aにはそれぞれ1個のコ
イルが捲回され、2個のコイルは直列に接続され第3の
相の電機子コイルとなる。スロット17d,17f及び
スロット17h,17bにはそれぞれ1個のコイルが捲
回されて直列に接続されて第4の相の電機子コイルとな
る。一般に2相の電動機は第1,第2の相の電機子コイ
ルにより構成されているものであるが、各相が180度
の位相差の通電と考えると、第1の相は2個1組とな
り、第2の相も2個1組の電機子コイルとなる。これ等
を第1,第3の相及び第2,第4の相の電機子コイルと
呼称する。通電の順序は第1の相→第2の相→第3の相
→第4の相の電機子コイルの順となりこれが繰返されて
出力トルクが得られる。
Next, an embodiment in which the means of the present invention is used for a reluctance type electric motor of two-phase double-wave conduction will be described. Figure 1
4 is a plan view of the fixed armature and the rotor. In FIG. 14, symbol 1 is a rotor, and the salient poles 1a and 1b have a width of 18
They are arranged at an equal pitch with a phase difference of 360 degrees at 0 degrees (90 degrees in mechanical angle). The rotor 1 is made by a well-known means in which silicon steel plates are laminated. Symbol 5 is a rotation axis. The fixed armature 16 is provided with eight slots at equal spacing angles, and symbols 17a, 17b, ...
Indicated by. Reference numeral 9 is a cylinder serving as an outer casing. One coil is wound around each of the slots 17a and 17c and the slots 17e and 17g, and the two coils are connected in series or in parallel to form a first-phase armature coil. In this embodiment, they are connected in series. Slot 17
1 for b, 17d and slots 17f, 17h
One coil is wound and the two coils are connected in series to form a second phase armature coil. Slot 17c, 1
One coil is wound around each of 7e and the slots 17g and 17a, and the two coils are connected in series to form a third-phase armature coil. One coil is wound in each of the slots 17d and 17f and the slots 17h and 17b and connected in series to form a fourth-phase armature coil. Generally, a two-phase electric motor is composed of armature coils of the first and second phases, but considering that each phase is energized with a phase difference of 180 degrees, the first phase is a set of two. Therefore, the second phase also becomes a pair of two armature coils. These are referred to as armature coils of the first, third and second and fourth phases. The order of energization is in the order of the first phase → the second phase → the third phase → the fourth phase of the armature coil, and this is repeated to obtain the output torque.

【0035】矢印Aは回転子1の回転方向で、突極1
a,1bの巾は機械角で90度となり、互いに同じ角度
だけ離間する。図15は回転子1と電機子コイルの展開
図である。図15において、電機子コイル9a,9bは
前述した第1の相の電機子コイルを示し、電機子コイル
9c,9d及び電機子コイル9e,9f及び電機子コイ
ル9g,9hはそれぞれ前述した第2,第3,第4の相
の電機子コイルを示している。第1,第2,第3,第4
の相の電機子コイルの導出端子は記号8a,8e及び8
b,8f及び8c,8g及び8d,8hで示される。固
定電機子16も回転子1と同じく珪素鋼板積層体により
作られている。第1,第2,第3,第4の相の電機子コ
イルの装着されるスロットが図15で記号17a,17
b,…として、又対応する磁極が記号16a,16b,
…として示される。
The arrow A indicates the direction of rotation of the rotor 1, and the salient pole 1
The widths of a and 1b are 90 degrees in mechanical angle, and are separated by the same angle. FIG. 15 is a development view of the rotor 1 and the armature coil. In FIG. 15, armature coils 9a and 9b are the first-phase armature coils described above, and armature coils 9c and 9d and armature coils 9e and 9f and armature coils 9g and 9h are respectively the above-described second armature coils. , 3rd and 4th phase armature coils are shown. 1st, 2nd, 3rd, 4th
The lead-out terminals of the armature coil of the phase are symbols 8a, 8e and 8
b, 8f and 8c, 8g and 8d, 8h. The fixed armature 16 is also made of a silicon steel plate laminated body like the rotor 1. Slots in which the armature coils of the first, second, third, and fourth phases are mounted are indicated by symbols 17a and 17 in FIG.
b, ..., and the corresponding magnetic poles are represented by symbols 16a, 16b,
Shown as ...

【0036】上述した第1,第2,第3,第4の相の電
機子コイルを以降はそれぞれ電機子コイル32a,電機
子コイル32b,電機子コイル32c,電機子コイル3
2dと呼称する。電機子コイル32cが通電されている
と、突極1a,1bが吸引されて、矢印A方向に回転子
1が回転する。90度回転すると、電機子コイル32c
の通電が断たれ、電機子コイル32dが通電される。更
に90度回転すると、電機子コイル32dの通電が断た
れて、電機子コイル32aが通電される。通電モードは
90度の回転毎に、電機子コイル32a→電機子コイル
32b→電機子コイル32c→電機子コイル32d→と
サイクリックに交替され、2相全波の電動機として駆動
される。このときに軸対称の位置にある磁極は、N,S
極に着磁されている。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。
The armature coils of the first, second, third, and fourth phases described above are hereinafter referred to as armature coil 32a, armature coil 32b, armature coil 32c, and armature coil 3, respectively.
2d. When the armature coil 32c is energized, the salient poles 1a and 1b are attracted and the rotor 1 rotates in the direction of arrow A. When rotated 90 degrees, the armature coil 32c
Is turned off and the armature coil 32d is turned on. When the armature coil 32d further rotates by 90 degrees, the energization of the armature coil 32d is cut off and the armature coil 32a is energized. The energization mode is cyclically alternated every 90 degrees of rotation, and the armature coil 32a → the armature coil 32b → the armature coil 32c → the armature coil 32d → is driven as a two-phase full-wave motor. At this time, the magnetic poles at the axially symmetrical positions are N, S
It is magnetized to the pole. Since the two excited magnetic poles are always of different polarities, the leakage magnetic fluxes passing through the non-excited magnetic poles are in opposite directions to each other, thus preventing generation of anti-torque.

【0037】コイル10a,10bは、突極1a,1b
の位置を検出する為の位置検知素子で、図示の位置で電
機子16の側に固定され、コイル面は、突極1a,1b
の側面に空隙を介して対向している。コイル10a,1
0bは90度離間している。コイルは5ミリメートル径
で30ターン位の空心のものである。図16に、コイル
10a,10bより、位置検知信号を得る為の装置が示
されている。図16において、コイル10a,抵抗15
a,15b,15cはブリッジ回路となり、コイル10
aか突極1a,1b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、ダイオード11a,コ
ンデンサ12aならびにダイオード11b,コンデンサ
12bよりなるローパスフイルタの出力は等しく、オペ
アンプ13の出力はローレベルとなる。記号10は発振
器で1メガサイクル位の発振が行なわれている。コイル
10aが突極1a,1b,…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15a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。
The coils 10a and 10b are salient poles 1a and 1b.
Of the salient poles 1a, 1b, which is fixed to the armature 16 side at the position shown in the figure by a position detecting element for detecting the position of
It faces the side surface of the through gap. Coils 10a, 1
0b are separated by 90 degrees. The coil is an air-core coil with a diameter of 5 mm and about 30 turns. FIG. 16 shows an apparatus for obtaining a position detection signal from the coils 10a and 10b. In FIG. 16, the coil 10a and the resistor 15
a, 15b, 15c become a bridge circuit, and the coil 10
It is adjusted so as to be in equilibrium when it does not face a or the salient poles 1a and 1b. Therefore, the outputs of the low-pass filter composed of the diode 11a, the capacitor 12a and the diode 11b, the capacitor 12b are equal, and the output of the operational amplifier 13 is at a low level. Reference numeral 10 is an oscillator, which oscillates about 1 megacycle. When the coil 10a faces the salient poles 1a, 1b, ..., Impedance decreases due to iron loss (eddy current loss and hysteresis loss), so that the voltage drop of the resistor 15a becomes large and the output of the operational amplifier 13 becomes high level.

【0038】ブロック回路18の入力は、図18のタイ
ムチヤートの曲線56a,56b,…となり、反転回路
13aを介する入力は、曲線56a,56b,…を反転
した曲線58a,58b,…となる。図16のブロック
回路14aはコイル10bを含む上述した回路と同じ構
成のものを示すものである。発振器10は共通に利用す
ることができる。ブロック回路14aの出力及び反転回
路13bの出力は、ブロック回路18に入力され、それ
らの出力信号は、図18において、曲線57a,57
b,…,及び曲線57a,57b,…を反転した曲線5
9a,59b,…となる。曲線57a,57b,…は曲
線56a,56b,…より位相が90度おくれている。
曲線56a,56b,…と曲線59a,59b,…を2
つの入力とするアンド回路の出力は曲線60a,60
b,…となり、曲線56a,56b,…と曲線57a,
57b,…を2つの入力とするアンド回路の出力は曲線
61a,61b,…となる。同じ手段により曲線62
a,62b,…と曲線63a,63b,…が得られる。
上述した回路がブロック回路18として示され、端子1
8a,18b,…の出力はそれぞれ曲線60a,60
b,…と下段の曲線で示す信号となっている。コイル1
0a,10bの対向する図15の回転子1の代りに同じ
形状のアルミニユーム板を使用しても同じ目的が達成さ
れる。
The inputs of the block circuit 18 are the time chart curves 56a, 56b, ... Of FIG. 18, and the inputs via the inversion circuit 13a are the curves 58a, 58b ,. The block circuit 14a shown in FIG. 16 has the same configuration as the above-described circuit including the coil 10b. The oscillator 10 can be commonly used. The output of the block circuit 14a and the output of the inverting circuit 13b are input to the block circuit 18, and their output signals are shown by curves 57a and 57 in FIG.
, and curve 5 that is the reverse of curves 57a, 57b ,.
9a, 59b, ... The curves 57a, 57b, ... Are 90 degrees out of phase with the curves 56a, 56b ,.
The curves 56a, 56b, ... And the curves 59a, 59b ,.
The outputs of the AND circuit, which has two inputs, are the curves 60a, 60
, and curves 56a, 56b, ... And curves 57a,
The outputs of the AND circuit having 57b, ... As two inputs are curves 61a, 61b ,. Curve 62 by the same means
, and curves 63a, 63b, ... Are obtained.
The circuit described above is shown as block circuit 18 and is connected to terminal 1
The outputs of 8a, 18b, ... Are curves 60a, 60, respectively.
b, ... And the signal shown by the lower curve. Coil 1
The same purpose can be achieved by using aluminum plates of the same shape instead of the rotors 1 of 0a and 10b facing each other in FIG.

【0039】電機子コイルの通電手段を図17につき次
に説明する。電機子コイル32a,32b,32c,3
2dの下端には、それぞれトランジスタ20a,20
b,20c,20dが挿入されている。トランジスタ2
0a,20b,20c,20d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。本実施例では、トランジスタ20a,20b,20
c,20dは電機子コイルの下端即ち電源負極側にある
ので、その導通制御の入力回路は簡素化される特徴があ
る。
The energizing means of the armature coil will be described below with reference to FIG. Armature coils 32a, 32b, 32c, 3
At the lower end of 2d, transistors 20a, 20
b, 20c, 20d are inserted. Transistor 2
0a, 20b, 20c and 20d serve as switching elements and may be other semiconductor elements having the same effect.
Power is supplied from the DC power source positive / negative terminals 2a and 2b. In this embodiment, the transistors 20a, 20b, 20
Since c and 20d are located on the lower end of the armature coil, that is, on the negative electrode side of the power supply, the input circuit for conduction control thereof is characterized by being simplified.

【0040】次に図17につき詳細を説明する。端子4
2a,42b,42c,42dより、図18の位置検知
信号曲線60a,60b,…,曲線61a,61b,
…,曲線62a,62b,…,曲線63a,63b,…
が入力される。上述した入力信号により、トランジスタ
20a,20b,20c,20dがアンド回路41a,
41b,41c,41dを介してベース入力が得られて
導通して、電機子コイル32a,32b,32c,32
dが通電される。端子40は電機子電流を指定する為の
基準電圧である。端子40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。電源スイッチ
(図示せず)を投入すると、オペアンプ40bの+端子
の入力は−端子のそれより低いので、オペアンプ40b
の出力はローレベルとなり、反転回路28bの入力もロ
ーレベルなのでその出力はハイレベルとなり、トランジ
スタ20aが導通して、電圧が電機子コイルの通電制御
回路に印加される。抵抗22は、電機子コイル32a,
32b,32c,32dの電機子電流を検出する為の抵
抗である。ブロック回路K,L,Mは、電機子コイル3
2b,32c,32dの通電制御の為の回路で、電機子
コイル32aの回路と同じ構成のものを示している。
Details will be described below with reference to FIG. Terminal 4
2a, 42b, 42c, 42d, position detection signal curves 60a, 60b, ..., Curves 61a, 61b, of FIG.
..., curves 62a, 62b, ..., curves 63a, 63b, ...
Is entered. By the input signal described above, the transistors 20a, 20b, 20c, 20d are turned on by the AND circuit 41a,
The base input is obtained through 41b, 41c, and 41d to conduct, and the armature coils 32a, 32b, 32c, and 32 are connected.
d is energized. Terminal 40 is a reference voltage for designating the armature current. The output torque can be changed by changing the voltage of the terminal 40. When the power switch (not shown) is turned on, the input of the positive terminal of the operational amplifier 40b is lower than that of the negative terminal, so the operational amplifier 40b
Output becomes low level, and the input of the inverting circuit 28b also becomes low level, so that output becomes high level, the transistor 20a becomes conductive, and the voltage is applied to the armature coil conduction control circuit. The resistor 22 is an armature coil 32a,
These are resistors for detecting the armature currents of 32b, 32c and 32d. The block circuits K, L, M are armature coils 3
A circuit for controlling energization of 2b, 32c, 32d, which has the same configuration as the circuit of the armature coil 32a is shown.

【0041】リラクタンス型の電動機では、位置検知信
号の始端部で電機子電流の立上りがおくれ、又末端部で
電機子電流の降下がおくれる。前者は減トルクとなり後
者は反トルクとなる。これは、磁極と突極により磁路が
閉じられているので大きいインダクタンスを有している
からである。リラクタンス型の電動機は大きい出力トル
クを発生する利点がある反面に回転速度を上昇せしめる
ことができない欠点があるのは、上述した反トルクと減
トルクの発生の為である。本発明装置は、図17の逆流
防止用のダイオード49a−1,49b−1,…,及び
小容量のコンデンサ47a及びダイオード21a,21
d及び半導体素子34a,34b,19a等を付設して
上述した欠点を除去し、又電機子コイルの通電制御のス
イッチング素子(記号20a,20b,20c,20
d)を電源負電圧側に1個のみ使用したことに特徴を有
するものである。本実施例では端子42a,42b,…
に入力される位置検知信号は90度の巾の図18の曲線
60a,60b,…,曲線61a,61b,…,曲線6
2a,62b,…,曲線63a,63b,…が入力され
る。端子42aの入力信号曲線60aの末端で通電が断
たれると、電機子コイル32aに蓄積された磁気エネル
ギは、ダイオード21aを介して、コンデンサ47aを
図示の極性に充電して、これを高電圧とする。従って、
磁気エネルギは急速に消滅して電流が急速に降下する。
In the reluctance type motor, the armature current rises at the beginning of the position detection signal, and the armature current falls at the end. The former is reduced torque and the latter is counter torque. This is because the magnetic path is closed by the magnetic poles and the salient poles, and thus has a large inductance. The reluctance type electric motor has the advantage of generating a large output torque, but has the drawback of not being able to increase the rotation speed because of the above-described generation of the counter torque and the reduced torque. The device of the present invention comprises diodes 49a-1, 49b-1, ... For preventing backflow shown in FIG. 17, and a small-capacity capacitor 47a and diodes 21a, 21.
d and semiconductor elements 34a, 34b, 19a, etc. are attached to eliminate the above-mentioned drawbacks, and switching elements (symbols 20a, 20b, 20c, 20 for controlling energization of the armature coil).
It is characterized in that only one d) is used on the negative voltage side of the power supply. In this embodiment, the terminals 42a, 42b, ...
The position detection signal inputted to the curve 60a, 60b, ..., Curves 61a, 61b, ..., Curve 6 in FIG.
2a, 62b, ..., Curves 63a, 63b ,. When the energization is cut off at the end of the input signal curve 60a at the terminal 42a, the magnetic energy stored in the armature coil 32a charges the capacitor 47a to the polarity shown in the figure via the diode 21a, and this is charged to a high voltage. And Therefore,
The magnetic energy disappears rapidly and the current drops rapidly.

【0042】次の位置検知信号曲線60bが端子42a
に入力されると、トランジスタ20aが導通して電機子
コイル32aが通電される。ブロック回路4は曲線60
bの始端部の微分パルスにより付勢される単安定回路に
より構成されているので、端子42aの入力の始端部の
電気パルスによりトランジスタ34b,34a,SCR
19aが導通して、コンデンサ47aの高電圧が電機子
コイル32aに印加されて通電の立上りを急速とする。
コンデンサ47aの上述した放電電流は、逆流防止用ダ
イオード49a−1により、直流電源側に還流すること
が防止される。
The next position detection signal curve 60b is the terminal 42a.
Is input to the armature coil 32a, the transistor 20a is turned on and the armature coil 32a is turned on. Block circuit 4 is curve 60
Since it is composed of a monostable circuit which is energized by the differential pulse at the starting point of b, the electric pulse at the starting point of the input of the terminal 42a causes the transistors 34b, 34a, SCR
19a conducts, the high voltage of the capacitor 47a is applied to the armature coil 32a, and the rise of energization is made rapid.
The above-described discharge current of the capacitor 47a is prevented from flowing back to the DC power supply side by the backflow prevention diode 49a-1.

【0043】上述した電機子コイル32aの通電時に、
コンデンサ47aの充電電圧と電源電圧(端子2a,2
bの電圧)の両者が印加電圧となるので、電機子コイル
32aの電流の立上りが急速となる。立上りの通電曲線
は中途で立上りがおそくなる。これは磁気エネルギが電
機子コイル間を移動するときに、コイルの銅損と磁極の
鉄損により熱エネルギに転化して消滅するからである。
かかる不都合を除去する手段については後述する。以上
の説明のように、減トルクと反トルクの発生が除去さ
れ、又矩形波に近い通電となるので、出力トルクが増大
する。ブロック回路K,L,Mは電機子コイル32b,
32c,32dの通電制御回路で、前述した電機子コイ
ル32aと同じ構成のものでその作用効果も同様であ
る。電機子コイル32b,32c,32dは、端子42
b,42c,42dの入力位置検知信号となる図18の
曲線61a,61b,…と曲線62a,62b,…と曲
線63a,63b,…により90度の巾の順次の通電制
御が行なわれる。
When the armature coil 32a is energized,
Charging voltage and power supply voltage of the capacitor 47a (terminals 2a, 2
Both the voltage (b) and the applied voltage become applied voltages, so that the current of the armature coil 32a rises rapidly. The rising energization curve becomes slower in the middle. This is because when the magnetic energy moves between the armature coils, it is converted into heat energy by the copper loss of the coils and the iron loss of the magnetic poles and disappears.
Means for removing such inconvenience will be described later. As described above, the generation of the reduced torque and the counter torque is eliminated, and the current is supplied in the shape of a rectangular wave, so that the output torque is increased. The block circuits K, L and M are armature coils 32b,
The energization control circuits 32c and 32d have the same configuration as that of the armature coil 32a described above, and have the same operation and effect. The armature coils 32b, 32c, 32d have terminals 42
18, the curves 61a, 61b, ..., The curves 62a, 62b, ... And the curves 63a, 63b, ... As the input position detection signals of b, 42c, 42d, the sequential energization control with a width of 90 degrees is performed.

【0044】次にチョッパ回路について説明する。電機
子コイル32aの電流が増大して、その検出の為の抵抗
22の電圧降下が増大し、基準電圧端子40の電圧(オ
ペアンプ40bの−端子の入力電圧)を越えると、オペ
アンプ40bの出力がハイレベルに転化するので、微分
回路28cより微分パルスが得られ、単安定回路28a
を付勢して所定の巾のパルス電気信号が得られる。反転
回路28bの出力はローレベルにその巾だけ転化するの
で、アンド回路41aの出力も同じ巾だけローレベルと
なり、トランジスタ20aもその巾だけ不導通に転化す
る。従って電機子コイルの電流(電機子電流)は降下
し、ダイオード21aを介してコンデンサ47aを充電
する。単安定回路28aの出力信号が消滅すると、反転
回路28b,アンド回路41aの出力は再びハイレベル
に転化して、トランジスタ20aが導通して電機子電流
が増大し始める。電機子電流が設定値を越えると、オペ
アンプ40bの出力が再びハイレベルに転化してトラン
ジスタ20aは、単安定回路28aの出力パルス巾だけ
不導通に転化して電機子電流は降下する。かかるサイク
ルを繰返すチョッパ回路となり、電機子電流は基準電圧
端子40の電圧に規制された電流値となる。基準電圧端
子40の電圧を回転速度に比例した電圧により制御する
周知の手段により定速制御を行なうこともできる。
Next, the chopper circuit will be described. When the current of the armature coil 32a increases and the voltage drop of the resistor 22 for its detection increases, and exceeds the voltage of the reference voltage terminal 40 (the input voltage of the negative terminal of the operational amplifier 40b), the output of the operational amplifier 40b is output. Since it is converted to a high level, a differentiation pulse is obtained from the differentiation circuit 28c and the monostable circuit 28a
Is activated to obtain a pulsed electric signal of a predetermined width. Since the output of the inverting circuit 28b is converted to the low level by its width, the output of the AND circuit 41a is also converted to the low level by the same width, and the transistor 20a is also converted to the non-conduction by that width. Therefore, the current of the armature coil (armature current) drops and charges the capacitor 47a via the diode 21a. When the output signal of the monostable circuit 28a disappears, the outputs of the inverting circuit 28b and the AND circuit 41a are converted to the high level again, the transistor 20a becomes conductive, and the armature current starts to increase. When the armature current exceeds the set value, the output of the operational amplifier 40b is converted to the high level again, the transistor 20a is converted to the non-conductive state by the output pulse width of the monostable circuit 28a, and the armature current drops. The chopper circuit repeats such a cycle, and the armature current has a current value regulated by the voltage of the reference voltage terminal 40. The constant speed control can also be performed by a known means for controlling the voltage of the reference voltage terminal 40 with a voltage proportional to the rotation speed.

【0045】上述したチョッパ作用があるときに、単安
定回路28aの出力パルスの回数だけコンデンサ47a
は繰返して充電されて電圧が上昇し、静電エネルギが蓄
積される。位置検知信号の末端で、トランジスタ20a
が不導通に転化すると、電機子コイル32aの磁気エネ
ルギの全部がコンデンサ47aに充電される。コンデン
サ47aの静電エネルギは、チョッパ周波数と電機子電
流の降下時間に対応した静電エネルギが更に付加され
る。かかる静電エネルギにより、電機子コイル32aが
次に通電されたときに電流が立上るので、前述した電機
子コイルの銅損と磁極の鉄損によるエネルギ損失を補填
することができる。従って電機子電流は急速に立上り、
ほぼ矩形波に近いものとなり出力トルクを増大する作用
効果がある。コンデンサ47aの容量、チョッパ電流の
周波数、単安定回路28aの出力パルス巾は上述し作用
効果があるように調整する必要がある。電機子コイル3
2b,32c,32dもアンド回路41b,41c,4
1dトランジスタ20b,20c,20dにより同じく
電機子電流のチョッパ制御が行なわれる。
When there is the above-mentioned chopper action, the capacitor 47a is output by the number of output pulses of the monostable circuit 28a.
Is repeatedly charged, the voltage rises, and electrostatic energy is accumulated. At the end of the position detection signal, the transistor 20a
Is turned off, all the magnetic energy of the armature coil 32a is charged in the capacitor 47a. The electrostatic energy of the capacitor 47a is further added with electrostatic energy corresponding to the chopper frequency and the fall time of the armature current. Due to such electrostatic energy, a current rises when the armature coil 32a is next energized, so that the above-mentioned energy loss due to copper loss of the armature coil and iron loss of the magnetic poles can be compensated. Therefore, the armature current rises rapidly,
It becomes almost a rectangular wave, and has the effect of increasing the output torque. The capacitance of the capacitor 47a, the frequency of the chopper current, and the output pulse width of the monostable circuit 28a need to be adjusted so as to have the above-mentioned effects. Armature coil 3
2b, 32c and 32d are also AND circuits 41b, 41c and 4
The 1d transistors 20b, 20c and 20d similarly perform chopper control of the armature current.

【0046】電機子コイルの通電は、突極が磁極に侵入
する点より45度までの区間のいずれの点でもよいが、
回転速度,効率,出力トルクを考慮して調整し、位置検
知素子となるコイル10a,10bの固定電機子側に固
定する位置を変更する。以上の説明より理解されるよう
に効率良く、大きい出力と高速回転を行なうことができ
るので本発明の目的が達成される。コンデンサ41aは
小容量の方が充電電圧が高電圧となるので、通電曲線の
立上りと降下を急速とし、高速回転の電動機を得ること
ができ、リラクタンス型電動機の欠点となっている低速
度となる欠点が除去できる。上述したコンデンサの容量
は充電電圧が回路のトランジスタを破損しない範囲で小
容量のものを使用することがよい。
The armature coil may be energized at any point up to 45 degrees from the point where the salient pole enters the magnetic pole.
Adjustment is performed in consideration of the rotation speed, efficiency, and output torque, and the positions of the coils 10a and 10b serving as position detection elements fixed to the fixed armature side are changed. As can be understood from the above description, a large output and a high speed rotation can be performed efficiently, so that the object of the present invention is achieved. Since the charging voltage of the capacitor 41a is higher when the capacity is smaller, the rising and falling of the energization curve can be made rapid, and a high-speed rotating electric motor can be obtained, which is a low speed which is a drawback of the reluctance type electric motor. The defects can be eliminated. It is preferable to use a capacitor having a small capacity as long as the charging voltage does not damage the transistor of the circuit.

【0047】図19のグラフは、2相リラクタンス電動
機の通電による出力トルク曲線である。90度の回転毎
に電機子コイルの通電が交替されるので、曲線54a,
54bに示すように交替点でトルク曲線に凹部が発生す
る欠点がある。本発明の手段によればこの欠点が除去さ
れる。次にその詳細を説明する。図15において、回転
子1と同軸で同期回転する回転子4が設けられる。回転
子4には突極4a,4b,…が突出され、珪素鋼板積層
体で作られる。外筺には固定電機子16に並置して固定
電機子6が固定され、内側に磁極6a,6bが突出して
設けられ励磁コイル6−1,6−2が捲回される。固定
電機子6も固定電機子16と同じ手段で作られている。
突極4a,4b,…の巾は18度で互いに27度離間し
ている。励磁コイル6−1,6−2の通電手段は、前実
施例と同様で、図8で前述した励磁コイル6−1,6−
2の通電制御手段が使用される。この手段が図17でブ
ロック回路Jとして示されている。突極4a,4b,…
が矢印A方向に回転したときに発生する磁極6a,6b
によるトルクが図19のトルク曲線54bの凹部の点で
ピーク値となるように、即ち点線55で示すトルク曲線
となるように各部材の相対位置を調整する。従って合成
トルク曲線は平坦となり本発明の目的が達成される。突
極数を3個以上としても本発明を同様な手段により実施
することができる。
The graph of FIG. 19 is an output torque curve due to energization of the two-phase reluctance motor. Since the energization of the armature coil is alternated every 90 degrees of rotation, the curves 54a,
As shown in 54b, there is a defect that a concave portion is generated in the torque curve at the alternate point. This drawback is eliminated by the means of the present invention. The details will be described below. In FIG. 15, a rotor 4 coaxially rotating with the rotor 1 is provided. Salient poles 4a, 4b, ... Are projected on the rotor 4 and are made of a silicon steel plate laminate. The fixed armature 6 is fixed to the outer casing so as to be juxtaposed with the fixed armature 16, and magnetic poles 6a and 6b are provided so as to project inside and the exciting coils 6-1 and 6-2 are wound. The fixed armature 6 is also made by the same means as the fixed armature 16.
The salient poles 4a, 4b, ... Have a width of 18 degrees and are separated from each other by 27 degrees. The energizing means for the exciting coils 6-1 and 6-2 is the same as in the previous embodiment, and the exciting coils 6-1 and 6- described above with reference to FIG.
Two energization control means are used. This means is shown as block circuit J in FIG. Salient poles 4a, 4b, ...
Magnetic poles 6a, 6b generated when the rotor rotates in the direction of arrow A
The relative positions of the respective members are adjusted so that the torque due to (3) has a peak value at the point of the concave portion of the torque curve 54b in FIG. 19, that is, the torque curve indicated by the dotted line 55. Therefore, the resultant torque curve becomes flat and the object of the present invention is achieved. Even if the number of salient poles is three or more, the present invention can be implemented by the same means.

【0048】[0048]

【発明の効果】第1の効果 同形の誘導電動機と比較し
て出力トルクが10倍位となり、必要により毎分2万回
転位までの回転速度が得られる。図1に示す周知のリラ
クタンス型の電動機と比較して振動が減少し回転が円滑
となる。第2の効果 出力トルク特性が平坦となる。
EFFECT OF THE INVENTION First Effect The output torque is about 10 times as high as that of the induction motor of the same shape, and a rotation speed of up to about 20,000 revolutions per minute can be obtained if necessary. As compared with the well-known reluctance type electric motor shown in FIG. 1, vibration is reduced and rotation is smooth. Second effect The output torque characteristic becomes flat.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来のリラクタンス型電動機の固定電機子と回
転子の断面図
FIG. 1 is a sectional view of a fixed armature and a rotor of a conventional reluctance motor.

【図2】本発明による3相リラクタンス型電動機の固定
電機子と回転子の断面図
FIG. 2 is a sectional view of a fixed armature and a rotor of a three-phase reluctance motor according to the present invention.

【図3】本発明による3相リラクタンス型電動機の回転
子、固定電機子、電機子コイルの展開図
FIG. 3 is a development view of a rotor, a fixed armature, and an armature coil of a three-phase reluctance motor according to the present invention.

【図4】本発明による3相リラクタンス型電動機の他の
実施例の回転子、固定電機子、電機子コイルの展開図
FIG. 4 is a development view of a rotor, a stationary armature, and an armature coil of another embodiment of a three-phase reluctance type electric motor according to the present invention.

【図5】本発明装置の横断面図FIG. 5 is a cross-sectional view of the device of the present invention.

【図6】3相リラクタンス型電動機の位置検知信号を得
る電気回路図
FIG. 6 is an electric circuit diagram for obtaining a position detection signal of a three-phase reluctance motor.

【図7】位置検知信号と対応するトルクのグラフFIG. 7 is a graph of torque corresponding to a position detection signal.

【図8】3相リラクタンス型電動機の通電制御回路図FIG. 8: Energization control circuit diagram of three-phase reluctance type motor

【図9】3相リラクタンス型電動機の通電制御回路の他
の実施例の回路図
FIG. 9 is a circuit diagram of another embodiment of an energization control circuit for a three-phase reluctance motor.

【図10】3相両波通電のリラクタンス型電動機の通電
制御回路図
FIG. 10 is an energization control circuit diagram of a reluctance type motor with three-phase dual-wave energization.

【図11】3相リラクタンス型電動機の出力トルク曲線
のグラフ
FIG. 11 is a graph of an output torque curve of a three-phase reluctance motor.

【図12】リラクタンス型電動機の通電電流と出力トル
クのグラフ
FIG. 12 is a graph of current flowing and output torque of a reluctance motor.

【図13】3相リラクタンス型電動機の位置検知信号曲
線のタイムチヤート
FIG. 13 is a time chart of a position detection signal curve of a three-phase reluctance motor.

【図14】2相両波リラクタンス型電動機の固定電機子
と回転子の断面図
FIG. 14 is a sectional view of a fixed armature and a rotor of a two-phase double-wave reluctance motor.

【図15】本発明による2相両波リラクタンス型電動機
の回転子、固定電機子、電機子コイルの展開図
FIG. 15 is a development view of a rotor, a fixed armature, and an armature coil of a two-phase double-wave reluctance motor according to the present invention.

【図16】2相両波リラクタンス型電動機の位置検知信
号を得る電機回路図
FIG. 16 is an electric circuit diagram for obtaining a position detection signal of a two-phase double-wave reluctance motor.

【図17】2相両波リラクタンス型電動機の通電制御回
路図
FIG. 17 is a conduction control circuit diagram of a two-phase double-wave reluctance motor.

【図18】2相両波リラクタンス型電動機の位置検知信
号曲線のタイムチヤート
FIG. 18 is a time chart of a position detection signal curve of a two-phase double-wave reluctance motor.

【図19】2相両波リラクタンス型電動機の出力トルク
曲線のグラフ
FIG. 19 is a graph of an output torque curve of a two-phase double-wave reluctance motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1b,… 回転子と突極 5 回転軸 9,25−1,25−2 外筺 16,16,6 固定電機子 16a,16b,… 磁極 17a−1,17a−2,…,9a,9b,…,39
a,39b,…,32a,32b,… 電機子コイル 17a,17b,… スロット 3,,4,3a,3b,…,1a1b,…,4a,
4b,… 回転子と突極 10a,10b,10c 位置検知コイル 6,6a,6b 固定電機子と磁極 C,C−1 固定電機子 10 発振器 18,14a,14b ブロック回路 30a,30b,30c,30d 絶対値回路 40−1,D,G,H,J,39,K,L,M ブロッ
ク回路 6−1,6−2 励磁コイル 27a,27b,27c,33,33a,54a,54
b,55,43 トルク曲線 40 基準電圧端子
1, 1a, 1b, ... Rotor and salient poles 5 Rotating shafts 9, 25-1, 25-2 Outer housing 16, 16 , 6 Fixed armatures 16a, 16b, ... Magnetic poles 17a-1, 17a-2 ,. 9a, 9b, ..., 39
a, 39b, ..., 32a, 32b, ... Armature coils 17a, 17b, ... Slots 3, 1 , 4, 3a, 3b, ..., 1a , 1b , ..., 4a,
4b, ... Rotor and salient pole 10a, 10b, 10c Position detection coil 6,6a, 6b Fixed armature and magnetic pole C, C-1 Fixed armature 10 Oscillator 18, 14a, 14b Block circuit 30a, 30b, 30c, 30d Absolute value circuit 40-1, D, G, H, J, 39, K, L, M block circuit 6-1, 6-2 Excitation coil 27a, 27b, 27c, 33, 33a, 54a, 54
b, 55, 43 Torque curve 40 Reference voltage terminal

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】3相両波通電のリラクタンス型電動機にお
いて、磁性体回転子の外周面の両側部に等しい巾と等し
い離間角で配設されたn個(nは2以上の正整数)の第
1,第2の突極と、円筒状の第1の固定電機子の内周部
に等しい離間角で配設された6n個のスロットに位相が
電気角で120度づつ順次にずらして装着された第1,
第2,第3の相の電機子コイルと、該第1の固定電機子
と全く同じ構成で、そのスロットに位相が電気角で12
0度づつ順次にずらして第1第2第3の相の電機子
コイルが装着された第2の固定電機子と、第1,第2の
固定電機子のスロットの位置をずらして、対応する第
1,第2,第3の相の電機子コイルと、第1第2
の相の電機子コイルの相対位置を電気角で30度の奇
数倍だけずらして配設するか若しくはこれ等を同相とし
て、対向する第1の突極と第2の突極の位置を30度の
奇数倍だけずらして配設する手段と、第1の突極の回転
位置を検出して、電気角で120度の巾で互いに240
度離間した第1の相の位置検知信号ならびにこれ等より
位相が電気角で120度おくれた第2の相の位置検知信
号ならびにこれ等より位相が電気角で120度おくれた
第3の相の位置検知信号ならびに第1,第2,第3の相
の位置検知信号よりそれぞれ位相が電気角で30度の奇
数倍おくれた第1第2第3の相の位置検知信号が得
られる位置検知装置と、第1,第2,第3,第1
第3の相の電機子コイルのそれぞれに直列接続され
た半導体スイッチング素子と、該電機子コイルと半導体
スイッチングとの直列接続体に供電する直流電源と、第
1,第2,第3,第1第2第3の相の位置検知信号
を介してそれぞれ第1,第2,第3,第1第2第3
の相の電機子コイルに直列に接続した半導体スイッチン
グ素子を位置検知信号の巾だけ導通して電機子コイルを
通電する通電制御回路と、半導体スイッチング素子が位
置検知信号の末端で不導通に転化したときに、該半導体
スイッチング素子と電機子コイルとの接続点より、ダイ
オードを介して電機子コイルにより蓄積された磁気エネ
ルギを小容量のコンデンサに流入充電して保持すること
により電機子コイルの通電電流の降下を急速とする電気
回路と、設定された角度だけ磁性体回転子が回転して次
に通電される電機子コイルが位置検知信号によりその巾
だけ通電されるときに、その通電の開始されると同時に
前記した小容量のコンデンサに蓄積された静電エネルギ
を、該電機子コイルに流入せしめて、通電電流の立上が
りを急速とする電気回路とより構成されたことを特徴と
するリラクタンス型電動機。
1. In a reluctance type electric motor of three-phase dual-wave conduction, n (n is a positive integer of 2 or more) arranged at both sides of an outer peripheral surface of a magnetic rotor with an equal width and an equal separation angle. The first and second salient poles and the 6n slots arranged at equal intervals on the inner circumferential portion of the cylindrical first fixed armature are sequentially mounted by shifting their phases by 120 degrees in terms of electrical angle. First done
The armature coils of the second and third phases and the first fixed armature have exactly the same configuration, and the slots have a phase of 12 electrical degrees.
The positions of the slots of the first and second fixed armatures and the second fixed armature on which the first , second , and third phase armature coils are mounted are sequentially shifted by 0 degrees, a first, second, armature coils of the third phase of the corresponding, first, second,
The relative positions of the three- phase armature coils are arranged so as to be offset by an odd multiple of 30 degrees in electrical angle, or these are in phase and the positions of the first salient pole and the second salient pole facing each other are set to 30. The means for arranging them by an odd number of degrees and the rotational position of the first salient pole are detected so that they are 240 degrees apart from each other with a width of 120 degrees in electrical angle.
Of the first phase position detection signal and the second phase position detection signal which are 120 degrees out of phase from each other and the third phase phase of which the electrical phase is 120 degrees out of phase. Positions at which the phase detection signals of the first , second , and third phases are obtained, whose phases are an odd multiple of 30 electrical degrees from the position detection signal and the position detection signals of the first , second , and third phases Detector, first, second, third, first , first
2 , a semiconductor switching element connected in series to each of the armature coils of the third phase, a DC power supply for supplying the series connection body of the armature coil and the semiconductor switching, first, second, third, first, second, first via respective position detection signals of the third phase, the second, third, first, second, third
An energization control circuit that energizes the armature coil by energizing the armature coil by conducting the semiconductor switching element connected in series to the armature coil of phase No. 1 and the semiconductor switching element is turned off at the end of the position detection signal. At this time, from the connection point between the semiconductor switching element and the armature coil, the magnetic energy accumulated by the armature coil is charged into and held by the small-capacity capacitor via the diode, and the current is supplied to the armature coil. When the magnetic rotor rotates by the set angle and the armature coil to be energized next time is energized by the width by the position detection signal, the energization is started. At the same time, the electrostatic energy stored in the above-mentioned small-capacity capacitor is made to flow into the armature coil to make the rise of the energizing current rapid. Reluctance type motor characterized in that it is more configuration and circuit.
【請求項2】3相片波通電のリラクタンス型電動機にお
いて、磁性体回転子の外周面に等しい巾と等しい離間角
で配設されたn個(nは2以上の正整数)の第1の突極
と、磁性体回転子と同軸で同期回転する磁性体回転子の
外周面に等しい巾と等しい離間角で配設された6n個の
第2の突極と、円筒状の固定電機子の内周部に等しい離
間角で配設された6n個のスロットに位相が電気角で1
20度づつ順次にずらして装着された第1,第2,第3
の相の電機子コイルと、固定電機子に並置された円筒状
磁性体の内周部に等しい離間角で突出されるとともに所
定の巾の少なくともn個の磁極ならびにこれ等に装着さ
れた励磁コイルと、第1,第2の突極のそれぞれを僅か
な空隙を介して前記した固定電機子内周面と円筒状磁性
体の磁極と対向して保持する手段と、第1の突極の回転
位置を検出して、電気角で120度の巾で互いに240
度離間した第1の相の位置検知信号ならびにこれ等より
位相が電気角で120度おくれた第2の相の位置検知信
号ならびにこれ等より位相が電気角で120度おくれた
第3の相の位置検知信号が得られる位置検知装置と、第
1,第2,第3の相の電機子コイルと励磁コイルのそれ
ぞれに直列接続された半導体スイッチング素子と、電機
子コイルと励磁コイルのそれぞれと半導体スイッチング
素子の直列接続体に供電する直流電源と、第1,第2,
第3の相の位置検知信号を介してそれぞれ第1,第2,
第3の相の電機子コイルに直列接続した半導体スイッチ
ング素子を位置検知信号の巾だけ導通して電機子コイル
を通電する通電制御回路と、第2の突極の位置を検出し
て得られる位置検知信号により、第2の突極に対向する
磁極に該突極が侵入する点より励磁コイルを通電し、両
者が対向した点で通電を断つ電気回路と、半導体スイッ
チング素子が位置検知信号の末端で不導通に転化したと
きに、該半導体スイッチング素子と電機子コイルとの接
続点より、ダイオードを介して電機子コイルにより蓄積
された磁気エネルギを小容量のコンデンサに流入充電し
て保持することにより電機子コイルの通電電流の降下を
急速とする電気回路と、設定された角度だけ磁性体回転
子が回転して次に通電される電機子コイルが位置検知信
号によりその巾だけ通電されるときに、その通電の開始
されると同時に前記した小容量のコンデンサに蓄積され
た静電エネルギを、該電機子コイルに流入せしめて、通
電電流の立上がりを急速とする電気回路と前記した励磁
コイルの通電を電機子コイルの通電電流に対応した値に
保持する通電電流制御回路と、電機子コイルの通電によ
る出力トルクのリプルトルクの凹部に励磁コイルの通電
によるリプルトルクの突部を合致せしめるようにトルク
を発生する部材の相対位置を調整する手段とより構成さ
れたことを特徴とするリラクタンス型電動機。
2. In a reluctance type electric motor of three-phase single-wave energization, n first protrusions (n is a positive integer of 2 or more) arranged on the outer peripheral surface of the magnetic rotor with an equal width and an equal separation angle. Of the pole, 6n second salient poles arranged at the same angle as the outer circumference of the magnetic body rotor that rotates in synchronization with the magnetic body rotor in a synchronous manner, and the cylindrical fixed armature. The phase is 1 electrical angle in 6n slots arranged at equal intervals on the circumference.
The 1st, 2nd, 3rd, which were installed by shifting them by 20 degrees
Phase armature coil, and at least n magnetic poles of a predetermined width that are protruded at equal spacing angles from the inner circumferential portion of the cylindrical magnetic body that is juxtaposed to the fixed armature, and the excitation coils attached to these A means for holding each of the first and second salient poles so as to face the inner peripheral surface of the fixed armature and the magnetic pole of the cylindrical magnetic body through a slight gap, and the rotation of the first salient pole. The position is detected and the electrical angle is 120 degrees and 240
Of the first phase position detection signal and the second phase position detection signal which are 120 degrees out of phase from each other and the third phase phase of which the electrical phase is 120 degrees out of phase. A position detection device that obtains a position detection signal, a semiconductor switching element serially connected to each of the first, second, and third phase armature coils and excitation coils, and each of the armature coils and excitation coils and a semiconductor. A DC power supply for supplying power to the series connection of switching elements, and the first, second,
Via the position detection signals of the third phase, the first, second, and
An energization control circuit that energizes the armature coil by conducting a semiconductor switching element connected in series to the armature coil of the third phase by the width of the position detection signal, and a position obtained by detecting the position of the second salient pole. An electric circuit energizes the exciting coil from the point where the salient pole enters the magnetic pole facing the second salient pole by the detection signal, and the energization is cut off at the point where the two salient poles face each other. When the semiconductor switching element and the armature coil are converted to non-conduction by, the magnetic energy accumulated by the armature coil from the connection point between the semiconductor switching element and the armature coil is charged into the small-capacity capacitor and charged and held. The electric circuit that makes the current flowing through the armature coil decrease rapidly, and the width of the armature coil that is energized next time when the magnetic rotor rotates by the set angle depends on the position detection signal. When energized, at the same time when the energization is started, the electrostatic energy accumulated in the small-capacity capacitor described above is caused to flow into the armature coil and the rise of the energized current is made rapid. The energization current control circuit that holds the energization of the excitation coil at a value corresponding to the energization current of the armature coil and the projection of the ripple torque due to the energization of the excitation coil are matched with the recesses of the ripple torque of the output torque due to the energization of the armature coil. A reluctance type electric motor comprising means for adjusting a relative position of a member that generates torque as described above.
【請求項3】2相両波通電のリラクタンス型電動機にお
いて、磁性体回転子の外周面の両側部に等しい巾と等し
い離間角で配設されたn個(nは2以上の正整数)の第
1の突極と、該磁性体回転子と同軸で同期回転する磁性
体回転子の外周面に等しい離間角で配設された4n個の
第2の突極と、円筒状の固定電機子の内周部に等しい離
間角で配設された4n個のスロットに位相が電気角で9
0度づつ順次にずらして装着された第1,第2,第3,
第4の相の電機子コイルと、固定電機子に並置された円
筒状磁性体の内周部に等しい離間角で突出されるととも
に所定の巾の少なくともn個の磁極ならびにこれ等に装
着された励磁コイルと、第1,第2の突極のそれぞれを
僅かな空隙を介して前記した固定電機子内周面と円筒状
磁性体の磁極と対向して保持する手段と、第1の突極の
回転位置を検出して、電気角で90度の巾で互いに連続
した第1,第2,第3,第4の相の位置検知信号が得ら
れる装置と、第1,第2,第3,第4の相の電機子コイ
ルと励磁コイルのそれぞれに直列接続された半導体スイ
ッチング素子と、電機子コイルと励磁コイルのそれぞれ
と半導体スイッチング素子の直列接続体に供電する直流
電源と、第1,第2,第3,第4の相の位置検知信号を
介してそれぞれ第1,第2,第3,第4の相の電機子コ
イルに直列接続した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電機子コイルに通電する通電制御
回路と、第2の突極の位置を検出して得られる位置検知
信号により、第2の突極に対向する磁極に該突極が侵入
する点より励磁コイルを通電し、両者が対向した点で通
電を断つ電気回路と、半導体スイッチング素子が位置検
知信号の末端で不導通に転化したときに、該半導体スイ
ッチング素子と電機子コイルとの接続点より、ダイオー
ドを介して電機子コイルにより蓄積された磁気エネルギ
を小容量のコンデンサに流入充電して保持することによ
り電機子コイルの通電電流の降下を急速とする電気回路
と、設定された角度だけ磁性体回転子が回転して次に通
電される電機子コイルが位置検知信号によりその巾だけ
通電されるときに、その通電の開始されると同時に前記
した小容量のコンデンサに蓄積された静電エネルギを、
該電機子コイルに流入せしめて、通電電流の立上がりを
急速とする電気回路と前記した励磁コイルの通電を電機
子コイルの通電に対応した値に保持する通電電流制御回
路と、電機子コイルの通電による出力トルクのリプルト
ルクの凹部に励磁コイルの通電によるリプルトルクの突
部を合致せしめるようにトルクを発生する部材の相対位
置を調整する手段とより構成されたことを特徴とするリ
ラクタンス型電動機。
3. In a reluctance type electric motor of two-phase dual-wave energization, n pieces (n is a positive integer of 2 or more) arranged at both sides of the outer peripheral surface of the magnetic rotor with equal width and equal separation angle. A first salient pole, 4n second salient poles arranged at equal spacing angles on the outer peripheral surface of the magnetic rotor that rotates in synchronization with the magnetic rotor, and a cylindrical fixed armature. The phase is 9 electrical degrees in the 4n slots arranged at equal spacing angles on the inner periphery of
The 1st, 2nd, 3rd, which were installed by sequentially shifting by 0 degree
The fourth phase armature coil and at least n magnetic poles having a predetermined width and attached to the inner circumferences of the cylindrical magnetic bodies juxtaposed to the fixed armature are projected at equal intervals. An exciting coil, a means for holding each of the first and second salient poles so as to face the inner peripheral surface of the fixed armature and the magnetic pole of the cylindrical magnetic body through a slight gap, and a first salient pole. Of the first, second, third, and fourth phases, which detect the rotational position of each of them and obtain continuous position detection signals with an electrical angle width of 90 degrees. A semiconductor switching element serially connected to each of the fourth-phase armature coil and the exciting coil; a DC power supply for supplying a series connection body of each of the armature coil and the exciting coil to the semiconductor switching element; The second, third, and fourth phase position detection signals , An energization control circuit for energizing the armature coil by conducting a semiconductor switching element connected in series to the armature coils of the second, third, and fourth phases by the width of the position detection signal, and the position of the second salient pole Based on the position detection signal obtained by detecting the current, the exciting coil is energized from the point where the salient pole enters the magnetic pole facing the second salient pole, and the energization is cut off at the point where the two salient poles face each other. When the element is turned off at the end of the position detection signal, the magnetic energy accumulated by the armature coil flows from the connection point between the semiconductor switching element and the armature coil into the small-capacity capacitor via the diode. The electric circuit that makes the current flowing through the armature coil drop rapidly by charging and holding it, and the armature coil that is energized next time when the magnetic rotor rotates by the set angle is the position detection signal. Its width when only is energized, the initiated by the electrostatic energy stored in the small capacitor described above simultaneously the energization by,
An electric circuit for making the rise of the energization current flow rapidly into the armature coil, an energization current control circuit for holding the energization of the exciting coil at a value corresponding to the energization of the armature coil, and an energization of the armature coil A reluctance type electric motor comprising means for adjusting a relative position of a member for generating torque so that a projection of ripple torque due to energization of an exciting coil is matched with a concave portion of ripple torque of output torque.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997004520A1 (en) * 1995-07-18 1997-02-06 Kabushikigaisya Sekogiken Polyphase reluctance motor
WO1997005692A1 (en) * 1995-08-01 1997-02-13 Kabushikigaisya Sekogiken Reluctance motor

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