JPH0759328A - ステップモータおよびステップモータの制御方法 - Google Patents
ステップモータおよびステップモータの制御方法Info
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- JPH0759328A JPH0759328A JP18518994A JP18518994A JPH0759328A JP H0759328 A JPH0759328 A JP H0759328A JP 18518994 A JP18518994 A JP 18518994A JP 18518994 A JP18518994 A JP 18518994A JP H0759328 A JPH0759328 A JP H0759328A
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- winding
- step motor
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- permanent magnet
- windings
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K26/00—Machines adapted to function as torque motors, i.e. to exert a torque when stalled
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M3/00—Idling devices for carburettors
- F02M3/06—Increasing idling speed
- F02M3/07—Increasing idling speed by positioning the throttle flap stop, or by changing the fuel flow cross-sectional area, by electrical, electromechanical or electropneumatic means, according to engine speed
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/14—Pivoting armatures
- H01F7/145—Rotary electromagnets with variable gap
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- Electromagnetism (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 第1巻線W3,W4を有する制御相と、これ
に対して前以て決められた回転角度にある、永久磁石に
より形成される別の相とを有するステップモータにおい
て、ステップモータの調整領域を拡大する。 【構成】 永久磁石による相は別の巻線W5,W6を備
え、第1巻線および別の巻線は同じまたは同じでない巻
き方向を有しかつ直列に縦続接続されている。
に対して前以て決められた回転角度にある、永久磁石に
より形成される別の相とを有するステップモータにおい
て、ステップモータの調整領域を拡大する。 【構成】 永久磁石による相は別の巻線W5,W6を備
え、第1巻線および別の巻線は同じまたは同じでない巻
き方向を有しかつ直列に縦続接続されている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、第1の巻線を有する制
御相と、これに対して前以て決められた回転角度にあ
る、永久磁石により永久磁気的にバイアスされている少
なくとも1つの別の相とを有するステップモータ、殊に
2極のステップモータに関する。
御相と、これに対して前以て決められた回転角度にあ
る、永久磁石により永久磁気的にバイアスされている少
なくとも1つの別の相とを有するステップモータ、殊に
2極のステップモータに関する。
【0002】
【従来の技術】ステップモータは、殊に電子制御が所望
されるところで、調整部材としてますます使用されるよ
うになっている。すなわちステップモータは、とりわけ
車両の絞り弁の位置調整、殊に内燃機関の無負荷回転数
の制御のための使用される。
されるところで、調整部材としてますます使用されるよ
うになっている。すなわちステップモータは、とりわけ
車両の絞り弁の位置調整、殊に内燃機関の無負荷回転数
の制御のための使用される。
【0003】通常作動、殊に無負荷回転数より上の回転
数では、絞り弁の位置調整はボーデンワイヤを介して行
われ、ボーデンワイヤはガスペダルの変位距離を、絞り
弁に固定連結することができる索車(プーリー駆動機
構)に伝達する。
数では、絞り弁の位置調整はボーデンワイヤを介して行
われ、ボーデンワイヤはガスペダルの変位距離を、絞り
弁に固定連結することができる索車(プーリー駆動機
構)に伝達する。
【0004】内燃機関の無負荷制御のために今や上述の
ようにステップモータは、無負荷制御を最適化するため
に使用することができる。そこで通例使用の2極のステ
ップモータでは、絞り弁の移動調整能力は電気的には9
0゜であり、すなわちこの場合機械的には僅か1.8゜
にしかならない。この小さな移動調整角度に基づいて、
内燃機関が無負荷において非活性状態(デッド状態)に
おかれるする危険がある。ある領域、例えば600ない
し1200r.p.mに対して、十分な無負荷制御機能
を発揮し得るために、この領域は例えば0ないし10゜
のステップモータに対する調整領域を機械的に有するよ
うにすべきである。
ようにステップモータは、無負荷制御を最適化するため
に使用することができる。そこで通例使用の2極のステ
ップモータでは、絞り弁の移動調整能力は電気的には9
0゜であり、すなわちこの場合機械的には僅か1.8゜
にしかならない。この小さな移動調整角度に基づいて、
内燃機関が無負荷において非活性状態(デッド状態)に
おかれるする危険がある。ある領域、例えば600ない
し1200r.p.mに対して、十分な無負荷制御機能
を発揮し得るために、この領域は例えば0ないし10゜
のステップモータに対する調整領域を機械的に有するよ
うにすべきである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ステ
ップモータの調整領域を著しく拡大することである。
ップモータの調整領域を著しく拡大することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、冒頭に述べた形式のステップモータから出発し
て、永久磁気的な相を取り囲む別の巻線が設けられてお
り、かつ第1の巻線および別の巻線は同じまたは同じで
ない巻き方向を有しかつ直列に縦続接続されているよう
にしたことによって解決される。
れば、冒頭に述べた形式のステップモータから出発し
て、永久磁気的な相を取り囲む別の巻線が設けられてお
り、かつ第1の巻線および別の巻線は同じまたは同じで
ない巻き方向を有しかつ直列に縦続接続されているよう
にしたことによって解決される。
【0007】また、このステップモータを制御する方法
において、本発明によれば、永久磁石の作用は、別の巻
線における一方の方向における電流によって次のように
変化される、すなわちステップモータの調整領域はその
調整領域の一方の側において、それが飽和領域の少し手
前まで制御可能であるように制限され、これに対し他方
の方向における相応の反対の電流方向において永久磁石
の作用は低減される。
において、本発明によれば、永久磁石の作用は、別の巻
線における一方の方向における電流によって次のように
変化される、すなわちステップモータの調整領域はその
調整領域の一方の側において、それが飽和領域の少し手
前まで制御可能であるように制限され、これに対し他方
の方向における相応の反対の電流方向において永久磁石
の作用は低減される。
【0008】
【作用】本発明による接続形成および制御方法に基づい
て、合成電流ベクトルによって形成される円線図は、x
軸に関連して非対称である。別の巻線の巻数の大きさの
程度に応じて、永久磁石の、合成電流ベクトルに対する
影響を、ステップモータの回転子に対して拡大された調
整角度が得られるように制御することができる。その際
別の巻線の総巻数が第1の巻線の総巻数のほぼ半分の大
きさであるとき最適な関係を実現することができる。と
いうのはこの場合に可能な最大の調整領域を実現するこ
とができるからである。
て、合成電流ベクトルによって形成される円線図は、x
軸に関連して非対称である。別の巻線の巻数の大きさの
程度に応じて、永久磁石の、合成電流ベクトルに対する
影響を、ステップモータの回転子に対して拡大された調
整角度が得られるように制御することができる。その際
別の巻線の総巻数が第1の巻線の総巻数のほぼ半分の大
きさであるとき最適な関係を実現することができる。と
いうのはこの場合に可能な最大の調整領域を実現するこ
とができるからである。
【0009】1つまたは複数の直列接続されたダイオー
ドまたはZダイオードによって形成することができる1
つの方向において阻止されている半導体回路素子によっ
て、永久磁石による磁束を増強する電流ベクトル成分を
制限することができ、その結果これにより、ステップモ
ータが飽和領域に入るのを妨げることができる。
ドまたはZダイオードによって形成することができる1
つの方向において阻止されている半導体回路素子によっ
て、永久磁石による磁束を増強する電流ベクトル成分を
制限することができ、その結果これにより、ステップモ
ータが飽和領域に入るのを妨げることができる。
【0010】まず、図4の略図および図5の線図を用い
て、2極ステップモータの巻線の公知の配置について説
明する。
て、2極ステップモータの巻線の公知の配置について説
明する。
【0011】合成フィールドベクトルを形成する、巻線
W1,W2における2つの相電流Ip1およびIp2に
基づいて、ステップモータの回転子は所定の角度位置に
調整される。図5のx軸に、励磁電流IEの、定格電流
INに対する比が示されている。図5から明らかである
ように、合成電流ベクトルIの相電流Ip1の変化によ
って、円線図OK1は、±45゜の角度領域β、すなわ
ちこの場合は機械的には1.8゜の領域に相応する、電
気的には90゜の領域にわたってx軸に対して平行に経
過する。この領域は、冒頭に述べたように、申し分ない
無負荷制御に対して満足できない。
W1,W2における2つの相電流Ip1およびIp2に
基づいて、ステップモータの回転子は所定の角度位置に
調整される。図5のx軸に、励磁電流IEの、定格電流
INに対する比が示されている。図5から明らかである
ように、合成電流ベクトルIの相電流Ip1の変化によ
って、円線図OK1は、±45゜の角度領域β、すなわ
ちこの場合は機械的には1.8゜の領域に相応する、電
気的には90゜の領域にわたってx軸に対して平行に経
過する。この領域は、冒頭に述べたように、申し分ない
無負荷制御に対して満足できない。
【0012】相電流Ip2が流れる巻線W2を永久磁石
に置換しても、同じ円線図OK1が得られる。このこと
は公知である。
に置換しても、同じ円線図OK1が得られる。このこと
は公知である。
【0013】
【実施例】次に図1ないし図3を用いて本発明を図示の
実施例につき詳細に説明する。
実施例につき詳細に説明する。
【0014】図1には、磁極NR,SRを有する回転子R
の周囲に、鉄から成る固定子STが設けられており、そ
の際2つの相対向する極にそれぞれ巻線W3またはW4
が配置されている、ステップモータの配置構成が略示さ
れている。これに対して垂直に、永久磁石の特性を有し
かつ巻線W5およびW6が巻き付けられている磁極が設
けられている。通例、巻線W3およびW4は直列接続さ
れておりかつ接続点P3およびP4において導出されて
いる。巻線W3およびW4には相電流Ip3が流れかつ
巻線W5およびW6には相電流Ip5が流れる。このこ
とは、ステップモータの接続点がP3,P4,P5およ
びP6であるとするとき、図1の場合に当てはまる。
の周囲に、鉄から成る固定子STが設けられており、そ
の際2つの相対向する極にそれぞれ巻線W3またはW4
が配置されている、ステップモータの配置構成が略示さ
れている。これに対して垂直に、永久磁石の特性を有し
かつ巻線W5およびW6が巻き付けられている磁極が設
けられている。通例、巻線W3およびW4は直列接続さ
れておりかつ接続点P3およびP4において導出されて
いる。巻線W3およびW4には相電流Ip3が流れかつ
巻線W5およびW6には相電流Ip5が流れる。このこ
とは、ステップモータの接続点がP3,P4,P5およ
びP6であるとするとき、図1の場合に当てはまる。
【0015】ところで本発明の設定課題によれば、ステ
ップモータの位置調整領域、すなわちその位置調整角度
は拡大されるべきである。この理由から、図1の装置で
は、固定子STに、巻線W5およびW6が巻き付けられ
ている永久磁石SSおよびNSを有する磁極が設けられて
いる。
ップモータの位置調整領域、すなわちその位置調整角度
は拡大されるべきである。この理由から、図1の装置で
は、固定子STに、巻線W5およびW6が巻き付けられ
ている永久磁石SSおよびNSを有する磁極が設けられて
いる。
【0016】ところで図1の実施例において、巻線W5
およびW6はそれぞれ、巻線W3およびW4に比して半
分の巻数を有するものと仮定する。図1に示されている
ように、巻線W3,W4,W5およびW6は直列接続さ
れておりかつ接続点P7およびP8において導出されて
いる。これにより、これらには、図1に示されているよ
うに1つの共通の制御電流IGが流れる。
およびW6はそれぞれ、巻線W3およびW4に比して半
分の巻数を有するものと仮定する。図1に示されている
ように、巻線W3,W4,W5およびW6は直列接続さ
れておりかつ接続点P7およびP8において導出されて
いる。これにより、これらには、図1に示されているよ
うに1つの共通の制御電流IGが流れる。
【0017】そこで、このことは図2における電流ベク
トルIG2に相応するのだが、磁極SSおよびNSの永久磁
石の作用は定格電流による励磁に相応するものと仮定す
る。図2のx軸に、比IE/INが示されており、y軸に
も示されている。
トルIG2に相応するのだが、磁極SSおよびNSの永久磁
石の作用は定格電流による励磁に相応するものと仮定す
る。図2のx軸に、比IE/INが示されており、y軸に
も示されている。
【0018】そこで、円線図OK2を形成するために、
制御電流IGがその最高の正の値を以て巻線を流れるも
のと仮定する。図1の巻線の配置構成に基づいて、総電
流IGは、正のx軸方向における電流ベクトル成分IG1
と、これに対して垂直に延在するy軸方向における電流
ベクトル成分IG5とから合成されている。最初に、磁極
の周りの巻線の方の巻数は、残りの(他方の巻線の)巻
数の半分の大きさでしかないようにすべきでると仮定し
たので、相応の巻き方向において電流ベクトルIG2は電
流ベクトルIG3だけ低減され、その結果y軸において合
成電流ベクトルIG5が生じる。合成電流ベクトルIG5お
よび電流ベクトルIG1は生成(合成)電流IGを形成
し、その結果円線図点Q1が生成され得る。
制御電流IGがその最高の正の値を以て巻線を流れるも
のと仮定する。図1の巻線の配置構成に基づいて、総電
流IGは、正のx軸方向における電流ベクトル成分IG1
と、これに対して垂直に延在するy軸方向における電流
ベクトル成分IG5とから合成されている。最初に、磁極
の周りの巻線の方の巻数は、残りの(他方の巻線の)巻
数の半分の大きさでしかないようにすべきでると仮定し
たので、相応の巻き方向において電流ベクトルIG2は電
流ベクトルIG3だけ低減され、その結果y軸において合
成電流ベクトルIG5が生じる。合成電流ベクトルIG5お
よび電流ベクトルIG1は生成(合成)電流IGを形成
し、その結果円線図点Q1が生成され得る。
【0019】ところで制御電流IGが反転されると仮定
するとき、この制御電流はx軸における負の電流ベクト
ルIG6と、y軸における2つの部分ベクトルIG2および
IG4とから合成され、その際y軸における2つの部分ベ
クトルがy方向における合成ベクトルを形成する。図2
から、上に仮定した巻き方向に基づいて、y軸における
部分ベクトルIG2が部分ベクトルIGHだけ高められてい
ることがわかる。電流ベクトルIG6およびy軸における
合成ベクトルは、合成電流IHを形成し、この電流によ
って円線図点Q2が得られる。したがって円線図は、円
線図点Q1から円線図点Q2に経過する。
するとき、この制御電流はx軸における負の電流ベクト
ルIG6と、y軸における2つの部分ベクトルIG2および
IG4とから合成され、その際y軸における2つの部分ベ
クトルがy方向における合成ベクトルを形成する。図2
から、上に仮定した巻き方向に基づいて、y軸における
部分ベクトルIG2が部分ベクトルIGHだけ高められてい
ることがわかる。電流ベクトルIG6およびy軸における
合成ベクトルは、合成電流IHを形成し、この電流によ
って円線図点Q2が得られる。したがって円線図は、円
線図点Q1から円線図点Q2に経過する。
【0020】そこで図5の線図を図2の線図と比較する
と、図2の線図における調整角度が大きくなっているこ
と、すなわち角度φ(図2)がβより大きいことがわか
り、このようにして設定課題は解決される。
と、図2の線図における調整角度が大きくなっているこ
と、すなわち角度φ(図2)がβより大きいことがわか
り、このようにして設定課題は解決される。
【0021】しかし調整角度のこの形式の拡大の際に、
円線図点Q2が既に飽和領域にある危険性がある。ここ
よりこういうことが起こりうるものと仮定して説明す
る。しかし飽和領域において磁気特性の非線形の関係は
発生せず、その結果その場合円線図は図2に示されてい
るようにもはや線形には経過しない。しかし本発明で
は、飽和領域に入らないないようにするためにある措置
がとられる。
円線図点Q2が既に飽和領域にある危険性がある。ここ
よりこういうことが起こりうるものと仮定して説明す
る。しかし飽和領域において磁気特性の非線形の関係は
発生せず、その結果その場合円線図は図2に示されてい
るようにもはや線形には経過しない。しかし本発明で
は、飽和領域に入らないないようにするためにある措置
がとられる。
【0022】図3には、装置の1例が示されており、そ
の際図1および図2に対応する同じ部材および要素には
同じ参照符号が付されている。ここでは磁極SSおよび
NSに並列に、付加的に1つのダイオードDが接続され
ている。そこで電流方向IGを考察すると、このダイオ
ードは阻止方向にあり、その結果図1の関係に対してな
んら変化していないので、円線図点Q1が生じるように
することができる。しかし電流方向IGが反転される
と、すなわち図3に示された方向における電流IHが生
じるようにするとき、ダイオードはこの電流に対して順
方向にある。これにより、図2に示された電流ベクトル
IGHはダイオードの順電圧に基づいて順電圧分だけ低減
されるので、図2に示されている円線図点Q3が生じ、
この円線図点は飽和領域の外側にあるはずである。縦続
接続されるダイオードの数に応じて、この円線図点の位
置を変えることができる。
の際図1および図2に対応する同じ部材および要素には
同じ参照符号が付されている。ここでは磁極SSおよび
NSに並列に、付加的に1つのダイオードDが接続され
ている。そこで電流方向IGを考察すると、このダイオ
ードは阻止方向にあり、その結果図1の関係に対してな
んら変化していないので、円線図点Q1が生じるように
することができる。しかし電流方向IGが反転される
と、すなわち図3に示された方向における電流IHが生
じるようにするとき、ダイオードはこの電流に対して順
方向にある。これにより、図2に示された電流ベクトル
IGHはダイオードの順電圧に基づいて順電圧分だけ低減
されるので、図2に示されている円線図点Q3が生じ、
この円線図点は飽和領域の外側にあるはずである。縦続
接続されるダイオードの数に応じて、この円線図点の位
置を変えることができる。
【0023】換言すれば、ダイオードの順電圧に達して
から、巻線W5およびW6に定電流が流れ、その結果I
GHの電流ベクトルは大きくなることはできない。
から、巻線W5およびW6に定電流が流れ、その結果I
GHの電流ベクトルは大きくなることはできない。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、ステップモータの調整
領域が拡大され、無負荷時に機関が不活性状態になる危
険が回避される。
領域が拡大され、無負荷時に機関が不活性状態になる危
険が回避される。
【図1】内部接続関係が図示されたステップモータの構
成の概略図である。
成の概略図である。
【図2】図1の接続回路のベクトル線図である。
【図3】総巻線に対して1つのダイオードが接続されて
いる、図1の総巻線の略図である。
いる、図1の総巻線の略図である。
【図4】公知の2極ステップモータを示す略図である。
【図5】図4の公知の構成のベクトル線図である。
【符号の説明】 W3,W4 第1の巻線、 W5,W6 別の巻線、
SS,NS 永久磁石、IG 制御電流
SS,NS 永久磁石、IG 制御電流
Claims (2)
- 【請求項1】 第1の巻線を有する制御相と、これに対
して前以て決められた回転角度にある、永久磁石により
永久磁気的にバイアスされている少なくとも1つの別の
相とを有するステップモータにおいて、 前記永久磁気的な相(SS,NS)を取り囲む別の巻線
(W5,W6)が設けられており、 かつ前記第1の巻線(W3,W4)および別の巻線(W
5,W6)は同じまたは同じでない巻き方向を有しかつ
直列に縦続接続されていることを特徴とするステップモ
ータ。 - 【請求項2】 永久磁石の作用は、前記別の巻線におけ
る一方の方向における電流によって次のように変化され
る、すなわちステップモータの調整領域はその調整領域
の一方の側において、それが飽和領域の少し手前まで制
御可能であるように制限され、これに対し他方の方向に
おける相応の反対の電流方向において永久磁石の作用は
低減されることを特徴とする請求項1記載のステップモ
ータを制御する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP93111382A EP0634830A1 (de) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | Stellmotor mit begrenzter Winkelbewegung |
| DE93111382.3 | 1993-07-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0759328A true JPH0759328A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=8213082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18518994A Pending JPH0759328A (ja) | 1993-07-15 | 1994-07-15 | ステップモータおよびステップモータの制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0634830A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0759328A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015514887A (ja) * | 2012-02-28 | 2015-05-21 | ブローゼ シュリースジュステーメ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトBrose Schliesssysteme GmbH & Co. Kommanditgesellschaft | 自動車ロック |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58160678A (ja) * | 1982-03-17 | 1983-09-24 | Aisan Ind Co Ltd | 流量制御弁 |
| US4899073A (en) * | 1987-07-24 | 1990-02-06 | Nippondenso Co., Ltd. | 3-position rotational actuator |
| NL8803148A (nl) * | 1988-12-23 | 1990-07-16 | Philips Corp | Inrichting met een actuator, een werkwijze voor toepassing in de inrichting, en een systeem voor het regelen van een gas of vloeistof stroom, omvattende de inrichting. |
-
1993
- 1993-07-15 EP EP93111382A patent/EP0634830A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-07-15 JP JP18518994A patent/JPH0759328A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015514887A (ja) * | 2012-02-28 | 2015-05-21 | ブローゼ シュリースジュステーメ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトBrose Schliesssysteme GmbH & Co. Kommanditgesellschaft | 自動車ロック |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0634830A1 (de) | 1995-01-18 |
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