JPS6149811B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は制御装置に係り、特に電磁装置に係
る。

本発明は起動及び調整装置の関数発生器として
制御装置に適用することができ、例えば乗物の電
動機や負荷を扱う電気設備のためのサイリスタ制
御装置に適用できる。

３レツグ式の磁気回路とピボツトアーマチヤと
を備え、上記レツグがコイルを支持し、そして上
記アーマチヤの導磁性部分が扇形又は棒状セクタ
又は円錐形として作られる様な電磁装置が知られ
ている。磁気回路とアーマチヤの接触面も棒面又
は円錐面として作られる。

２レツグ式の磁気回路を２つ備え、これら回路
が互いに対向して且つ上記レツグと同軸的に配置
され、そして更に上記レツグの衝接端間に或るギ
ヤツプを有する様な電磁装置も知られている。上
記磁気回路のレツグには１つ或いは多数のコイル
が設置される。上記磁気回路のギヤツプは、ラジ
アル方向に輪郭付けされた平らなデイスクとして
又は可変の輪郭を持つプレートとして磁気物質で
作られたピボツト即ち浮動アーマチヤを受け入れ
る。

このアーマチヤが回わされた時即ちシフトされ
た時は、磁気回路レツグの磁束間の関係が変化
し、これが出力信号レベル即ち上記電磁装置の信
号レベルを変化せしめる。

実際上この様な装置は、装置の設計によつて厳
密に調整された１つの機能しか達成しない。従つ
て行なわれる機能をほんのわずかだけ修正しよう
とする場合であつても電磁装置の設計を実質的に
変えることが必要である。更に、かゝる装置は磁
気回路とアーマチヤとの間のギヤツプを技術的に
色々に調整することに依り広範に変化する出力特
性を示す。

外側のレツグにコイルを備えた３レツグ式の磁
気回路と、該磁気回路のレツグの衝接端上に設置
された不均一厚みのピボツトアーマチヤとを具備
する様な電磁装置が知られている（例えば、
USSR発明者証第427403号Cl.HOI 21／06、29／
08参照）。アーマチヤのシヤフトは磁気回路の中
央レツグに置かれる。このアーマチヤを完全なデ
イスク状になる様に補なう磁気スクリーンが、磁
気回路のレツグに面したアーマチヤ面の、最低厚
みの部分に設けられる。このスクリーンは磁気抵
抗の高い物質で作られる。アーマチヤを回わした
状態では磁気回路のレツグ間に磁束が分布し直さ
れ、これが電磁装置の出力信号レベルを変化せし
める。

既知の電磁装置の出力信号レベルを変えるとい
う機能は、ピボツトアーマチヤの透磁性を変える
という原理によつて決定される。それ故、磁気装
置の機能を修正することはアーマチヤの交換を伴
なうことになる。その上、既知の電磁装置では磁
気回路の中央レツグに生じる磁束を直接変えるこ
とができず、これが電磁装置の能力を実質的に限
定することになる。

そこで本発明の目的は、電磁装置の適応能力を
広げることである。

本質的に、本発明は、３レツグ式の磁気回路と
ピボツトアーマチヤとを具備し、磁気回路のレツ
グにはコイルが配置され、アーマチヤのシヤフト
は磁気回路の対称軸に対してシフトされ、そして
アーマチヤとシヤフトとを連結するバネアームに
よつてアーヤチヤが磁気回路レツグの衝接端に保
持される様な電磁装置に関する。この場合、アー
マチヤは、アーマチヤと磁気回路との長手方向対
称軸が或る角度を形成する様に磁気回路に対して
回転することができる。更に、アーマチヤは非対
称の形状を有することができ、且つ磁気回路のレ
ツグの衝接端とそれに隣接したアーマチヤ面との
間にギヤツプを有することができる。磁気回路の
全てのレツグにコイルを配置することができ且つ
コイルに１つの電気巻線を設けることも多数の電
気巻線を設けることもできる。

本発明は電磁装置の適応能力を簡単に拡張する
ことができる。

以下添付図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

第１図を参照すれば、本発明による電磁装置は
磁気回路１を備えており、そしてこの磁気回路に
はレツグ２，３及び４が設けられている。又、こ
のレツグには１つ或いは多数のコイル５が配置さ
れる。アーマチヤ６がバネアーム７によつてレツ
グ２，３及び４の衝接端に保持され、そしてこの
バネアーム７はその１端がアーマチヤ６にしつか
りと固定され且つその他端がアーマチヤ６の回転
シヤフト８にしつかりと固定される。アーマチヤ
６と磁気回路１の１つのレツグとの間にはギヤツ
プ９があり、これは本発明のこの実施例に於いて
はレツグ４の衝接端の凹窩によつて形成される。
ギヤツプ９を持つた電磁装置はアーマチヤ６を回
転する角度αの関数として変化するインダクタン
スＱ_Lを有しており、これが第２図の性能曲線１
０で示されている。もしギヤツプ９がなければ、
上記関数は第２図の性能曲線１１の様になる。

第３図はアーマチヤ６のシヤフト８（第１図）
が磁気回路１の対称軸に対して色々にシフトされ
た場合を示している。シヤフト８の中心はシヤフ
トの座標“ａ”及び“ｂ”により示した点O₁，
O₂及びO₃（第３図）に置くことができる。更
に、第３図はコイル５，５′及び５″を磁気回路１
に配置した変型を示し、且つアーマチヤ６を角度
α゜及びα_１゜にまわした時の磁気回路１に対す
るアーマチヤ６の位置を示している。第４図は、
コイル５を持つた第３図の電磁装置のインダクタ
ンスＱ_Lの変化を、点O₁，O₂及びO₃に各々位置し
た中心のまわりでのアーマチヤ６のα゜及びα_１
゜の回転の関数として、曲線１２で示している。

曲線１３はコイル５に交流電流を流した時のコ
イル５′（第３図）の電圧Ｖを変化を示してお
り、これは点O₂に位置された中心のまわりでア
ーマチヤ６を回転するところの角度α゜及びα_１
゜（第３図）の関数である。

曲線１４（第４図）はコイル５に交流電流を供
給した時のコイル５″（第３図）の電圧Ｖの変化
を示しており、これは点O₁に置かれた中心のま
わりでアーマチヤ６を回転するところの角度α゜
及びα_１゜の関数である。

電磁装置の出力信号（インダクタンス、電圧）
のレベル変化の関数は、本発明によれば、磁気回
路１とアーマチヤ６との対称の中心が一致する時
に磁気回路１とアーマチヤ６との長手方向対称軸
が角度β゜を形成する様に、アーマチヤ６に対し
て磁気回路１（第５図）を１方向又は他方向に回
転することにより角度α゜及びα_１゜によつて対
称形にされる。これらの対称形にされた関数が第
６図に示されている。

第６図の曲線１５はコイル５を備えた第５図の
電磁装置のインダクタンスＱ_Lの変化を、アーマ
チヤ６を回転する角度α゜及びα_１゜の関数とし
て示している。

第６図の曲線１６はコイル５に変流電流を供給
した時のコイル５′（第５図）の電圧Ｕの変化を
示しており、これはアーマチヤ６を回転する角度
α゜及びα_１゜の関数である。

第６図の曲線１７はコイル５（第５図）に交流
電流を供給した時のコイル５の電圧Ｕの変化を、
アーマチヤ６を回転する角度α゜及びα_１゜の関
数として示している。

非対称形のアーマチヤ６（第７図）を有する電
磁装置は、回転角α゜及びα_１゜の関数として第
８図にプロツトされた非対称の出力特性を有して
いる。曲線１８はこの電磁装置のインダクタンス
Ｑ_Lの変化を示している。

本発明による電磁装置は次の様に作動する。

レツグ２，３，４並びに１つ又は多数のコイル
５が備えられた磁気回路１（第１図）はピボツト
アーム６によつて閉じられる。シヤフト８を或る
方向に角度α゜又はα_１゜（第３図）まで回転す
ることによつてアーム７でアーマチヤ６を回わし
た時は、磁気回路１のレツグ２，３及び４（第１
図）の衝接端とアーマチヤ６との重畳部分が変化
する。従つて、制御スロツトルとしてこの電磁装
置を用いた時は、この装置のインダクタンスＱ_L
（第２図）も変化する。この変化が第２図に示さ
れている。曲線１０はレツグ４の衝接端とアーマ
チヤ６との間にギヤツプ９（第１図）がある場合
のインダクタンスＱ_Lの変化を示している。第２
図の曲線１１はギヤツプ９がない場合のインダク
タンセＱ_Lの変化を示している。

制御変成器として電磁装置を用いた場合（第３
図）には、アーマチヤ６を角度α゜又はα_１゜ま
で回転した時の、磁気回路１とアーマチヤ６との
重畳部分の変化が、磁気回路１の磁束の変化を生
じ、従つて例えばコイル５′及び５″に対する変成
電圧の変化を生じる。

アーマチヤ６を回転するところの中心（点
O₁，O₂及びO₃）が磁気回路１の対称軸に対してシ
フトされた時（座標“ａ”及び“ｂ”）には、コ
イル５′及び５″の変成電圧を変える原理が変化す
る。これらの変化が第４図にプロツトされてい
る。

曲線１２は、アーマチヤ６を回転する角度α゜
及びα_１゜と、アーマチヤ６を回転するところの
シフトされた中心（点O₁，O₂及びO₃）の座標
“ａ”及び“ｂ”との関数として、第３図の電磁
装置のコンダクタンスＱ_Lの変化を示している。
この場合には、第４図の曲線１２は、アーマチヤ
６を回転するところの角度α゜及びα_１゜（第３
図）に対応する左右部分が対称的であることを特
徴とする。

第４図の曲線１３はアーマチヤ６を回転する角
度α゜及びα_１゜の関数として、コイル５′（第
３図）に生じる変成電圧Ｕの変化を示しており、
そして曲線１４はコイル１５″に生じる電圧の変
化を示している。

電磁装置の出力信号の変化の全ての関数は、磁
気回路１（第５図）とアーマチヤ６との長手方向
対称軸が角度β゜を形成する様にアーマチヤ６に
対して磁気回路１を回転することによつて対称形
にされる。出力信号（インダクタンスＱ_L及び電
圧Ｕ）の変化の関数が第６図にプロツトされてい
る。第６図の曲線１５は第５図の電磁装置のイン
ダクタンスの変化を、アーマチヤ６を回転する角
度α゜及びα_１゜の関数として示している。第６
図の曲線１６はアーマチヤ６を回転する角度α゜
及びα_１゜の関数として、コイル５′（第５図）
の変成電圧の変化を示しており、そして曲線１７
はコイル５″（第５図）の電圧の変化を示してい
る。

これに対して、電磁装置の出力信号の変化の、
実質的に非対称な関数は、非対称形のアーマチヤ
６（第７図）によつて達成される。

第８図は、この非対称アーマチヤ６（第７図）
を回転する角度α゜及びα_１゜の関数として、電
磁装置のインダクタンスＱ_Lの変化の曲線１８を
１例として示している。

アーマチヤ６のシヤフト８（第１図）を磁気回
路１の対称軸に対してシフトした場合には、アー
マチヤ６を回転した時の磁気回路１のレツグ２，
３，４の衝接端とアーマチヤ６との重なり代の変
化が前とは異なつたものになる。

その結果、磁気回路１の各レツグ２，３，４の
磁束の変化も前とは異なつたものになる。従つて
電磁装置の出力信号を、磁気回路１の各レツグ
２，３，４に生じた磁束変化の電気的等価体の和
及び／又は差として、且つ又微分された形態とし
て示すことができる。

アーマチヤ６を磁気回路１に対して初期位置の
角度α゜まで回転した時は、磁気回路１のレツグ
２，３，４に生じる磁束の変化の、上記作用の差
をなくすことができる。これに対して、非対称的
なアーマチヤ６（第７図）はこの差を最大にする
様に助成する。更に、アーマチヤ６を磁気回路１
に対して回転するシヤフト８（第１図）の変位に
依り所要レンジ内で変えられる様に電磁装置の設
計を容易に変更できる。これは、磁気回路１の各
レツグ２，３，４の磁束を変化する作用も同時に
変えられる様にする。従つて、乗物の牽引モータ
のサイリスタパルス制御装置内にある制御器の関
数発生器として本発明による電磁装置を用いた場
合には、回生制動行程を含むあらゆる制御を具現
化することができる。

前記説明より、本発明による電磁装置が既知の
電磁装置に勝る実質的な効果を有することが明ら
かであろう。

例えば、加速性乗物の牽引モータに対する制御
行程とこの乗物の回生制動に対する制御行程とが
基本的に異なるということが知られている。本発
明による電磁装置を用いればこの様な装置の制御
に於いてこれらの異なつた作用を容易に具現化で
きる。なぜならば、出力信号関数に必要とされる
非対称性が、アーマチヤ６の初期位置（設定位
置）からの回転方向に左右されることを特徴とす
る様な電磁装置が具現化できるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電磁装置を一般的に示し
た図、第２図は本発明による電磁装置のインダク
タンスの変化を表わす性能曲線をアーマチヤ回転
角の関数として示したグラフ、第３図はアーマチ
ヤのシヤフトを磁気回路の対称軸に対して色々に
シフトした場合と、磁気回路のレツグに対するコ
イルの設置状態とを示した図、第４図は第３図の
本発明による電磁装置の性能曲線を、回転軸のシ
フト、回転の方向及び角度の関数として示したグ
ラフ、第５図は磁気回路に対するアーマチヤの
色々な初期位置を示した図、第６図はシフト及び
回転角並びにアーマチヤの回転方向の関数として
性能曲線を示した図、第７図は本発明による非対
称形のアーマチヤを示した図、第８図はアーマチ
ヤの回転方向及び角度の関数として性能曲線を示
したグラフである。 １……磁気回路、２，３，４……磁気回路のレ
ツグ、５……コイル、６……アーマチヤ、７……
アーム、８……アーマチヤの回転シフト、９……
ギヤツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ３レツグ式の磁気回路１と、コイル５と、上
   記磁気回路１の上記レツグ２，３，４の至近に配
   置されたアーマチヤ６とを備え、然してこのアー
   マチヤがシヤフト８のまわりで回転できる様な磁
   束制御式の電磁装置に於いて、上記アーマチヤ６
   は、このアーマチヤ６の長手方向対称軸と上記磁
   気回路１の長手方向対称軸とのなす角度を変える
   ように、上記磁気回路１の端面と平行な平面内に
   て回転され、且つ上記アーマチヤ６が回転される
   上記シヤフト８が、上記磁気回路１の上記対称軸
   に対して変位されうることを特徴とする電磁装
   置。 ２ 上記アーマチヤ６にしつかり固定されたバネ
   アーム７によつて、上記磁気回路１のレツグ２，
   ３，４の衝接端に上記アーマチヤ６を保持する特
   許請求の範囲第１項記載の電磁装置。 ３ 上記アーマチヤ６と上記磁気回路１のレツグ
   ２，３，４の１つとの間にギヤツプ９を形成した
   特許請求の範囲第１項記載の磁気装置。 ４ 上記アーマチヤ６が回転される上記シヤトフ
   ８は、その長手方向対称軸が上記磁気回路１の対
   称軸に対して成る角度に位置される様に変位され
   る特許請求の範囲第１項記載の電磁装置。 ５ 上記アーマチヤ６は上記磁気回路１のレツグ
   ２，３，４の形状とは異なつた形状をしている特
   許請求の範囲第１項記載の電磁装置。