JPS63220791A

JPS63220791A - 高速電動機

Info

Publication number: JPS63220791A
Application number: JP62051974A
Authority: JP
Inventors: Itsuki Ban; 伴　五紀
Original assignee: Secoh Giken Co Ltd
Current assignee: Secoh Giken Co Ltd
Priority date: 1987-03-09
Filing date: 1987-03-09
Publication date: 1988-09-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野ゴレザービームのポリゴンミラーの駆動源、ドリルマシン
のドリルの駆動源等は、毎分致方回転（−〇０００〜９
０００００回転）の電動機が必要となっている。

上記した電動機を得る目的に利用されるものである。

（従来の技術〕直流電動機は、理論的に高速度回転をするのに困難な点
があるので、誘導電動機を利用し、インバータにより、
ｑｏｏ　サイフルル５キロサイクル位の交流を作り、こ
の電源により高速電動機を得ている。

ｃ本発明で解決しようとしている問題点〕インバータと
高周波による誘導電動機の場合には、次に述べる問題点
がある。

第１に、電源が大型高価となる。

第２に、誘導電動機の回転子の径は小さく設定され、そ
の結果細長型となる。従って、界磁３相巻線の装着に手
数を必要とし、価格が上昇する。

第、７Ｋ、誘導電動機の出力は、小出力のものなので、
効率が悪くなる。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明は、直流電動機となっているので、誘導電動機の
持っている欠点即ち前項の第１゜第２。第３の問題点が
すべて解決される。

又電機子コイルの通電制御に新規な手段を採用すること
により高速回転を可能としている。

第１に、制御回路を半導体化しているので、高速回転す
ることができる。

第２に１位置検知信号は、一般に電気角で１）０度〜ｌ
−０度であるが、これを９０度としている。

第３に、電機子コイルの蓄積磁気エネルギを電源に還流
して、その急速な消滅を行なっている。

いる。

第２に、位置検知信号を論理回路により処理をして、始
点より電気角で９０度の巾としているので、電機子コイ
ルのインダクタンスにより、通電の立上りが、おくれる
ことを防止し、又蓄積磁気エネルギによる反トルクの発
生を防止して高速回転を行なっている。

第３に、印加電圧を大きくして、電機子電流の立上りの
速度を大きくし、又該電圧により、蓄積磁気エネルギの
急速な消滅を行なっているので、トルクが増大し、又反
トルクの発生がなく、従って高速回転を行なうことがで
きる。

〔実施例〕

次に、第１図以下につき、各実施例の説明をする。各図
面の同一記号のものは同一の部材若しくは同一の表示な
ので重複した説明は省略する。

第１図は、周知のコ相の半導体、電動機のマグネット回
転子ｌと電機子コイル−曝、コｂ、・・・の展開図であ
る。

以降の角度表示はすべて電気角で行なうものとする。

マグネット回転子ｌの磁極は６極で、Ｎ、Ｓ破極／４，
１６．・・・が着磁され、等しいピッチで配設されてい
る。矢印Ｇは回転方向である。

電機子コイルコα、−〇は同相で、端子Ｊα。

３ｂより通電される。又電機子コイルコｂ、コｄは上記
した電機子コイルと位相が９０度ずらして配設されてい
る。端子ｔ４ａ、ｑｂより通電されている。

両電機子コイル群は固定電機子を構成し、コアのある場
合とコアレスの場合とがある。

点線、２ｇのコイルが電機子コイル２ｄの位置に、又点
線２ｆのコイルが電機子コイルコｂの位置に移動したと
考えれば、コ相の電機子であることが理解される筈であ
る。

位置検知素子となるホール素子は記号Ｓ１゜５ｂで示さ
れ、図示の位置で電機子側に固定され、画素子は、マグ
ネット回転子ｌの各磁極に対向して、その磁界に感応し
て出力が得られる説明する。直流電源正端子３／より、
ホール素子Ｈａ、！ｒｂｓｔ供電され、それぞれの出力
は、オペアンプｇｏ　４　、　ｇｏ　ｂにより矩形波の
出力が得られる。これ等の出力が第３図のタイムチャー
トにおいて、曲線２４１）　、　：ＩＡ　ｂ　、　＠”
中及び曲線λ７１゜コクｂ、・・・として示されている
。両者の位相差は９０度で、各曲線の巾は１）０度であ
る。通常の２相の電動機の場合には、位置検知信号２６
４の巾だけ、電機子コイルに通電するが、高速度となる
と、インダクタンスの為に、電機子電流の立上りは点線
２６ダのようＫなり、降下部は点線２６へのようＫなる
。点線２１．　Ａの部分の通電は反トルクとなり、速度
の上昇が抑止され、一般に毎分３０００〜亭０００回転
位となる。

本発明は、上述した問題を解決し、２００００回転以上
の電動機とすることに特徴を有するものである。

第Ｓ図（りのアンド回路ｋｌ　ｅＬの上側の入力は、曲
線２６α、　２Ａ　ｂ　、・・・となり、下側の入力は
、曲線、２７　ａ　、　２？　ｂを反転回路で反転した
第５図の曲線２９　Ｋ　、　Ｊ？　ｂ　、・・・となる
。アンド回路３７７　ｆＬの出力は、第５図の曲線、７
０　’ｌ　、　、７０　ｂ　、・・・となり、その巾は
９０度となる。

アンド回路Ｓｌｂの上側の入力は、第５図の曲線２り”
　Ｉ　、２７ｂ１　”’Ｉ下側の入力は、曲線２６ａ。

２６ｂ、・・・を反転回路で反転した曲線２ｔ１．コｔ
ｂ。

・・・となる。アンド回路！ｒ／　Ａの出力は、曲線３
／ａ。

・・・となる。

アンド回路！／／＝　、！；／（Ｌのそれぞれの上側の
入力は、曲線コア４．．２りす、・・・及び曲線コア４
．コクｂ。

・・・を反転した曲線２ｑｉ　、　２９　ｂ　、・・・
となる、それぞれの下側の入力は、曲線ｓｂ　＠、　Ｊ
Ａ　ｂ　、・・・及び曲線２１’　ｃＬ、　２６　ｂ　
、　１．、を反転した曲線２１８．Ｈｈ。

・・・となる。アンド回路！ｒｌＩ？の出力は、曲線３
コ一３２ｂ、・・・となる。又アンド回路！ｒｌｄの出
力は、曲線３３　ＣＬ　、・・・となる。

トランジスタｌＩｔ　ａ　、　ｌＩｇ　ｂ　、・・・、
電機子コイル、１４，２ｎは、直流電源正端子！／より
供電されて作動するトランジスタブリッジ回路となって
いる。

電動機を駆動する為の通電と同時に、規準正電圧端子ｉ
ｔに電圧が印加され、抵抗ｓ；　ｂを介してコンデンサ
！ｒ！＄は充電される。

従って通電の初期には、ツェナダイオード３３Ｃを介し
て、アンド回路！；’Ｉ　Ｉ！　、　評りの入力は／Ｓ
それぞれ第Ｓ図の曲線コロ　ＬＬ、　、２／、　ｂ　、
・・・及び曲線コア　ａ　、　、２７　ｂ　、・・・と
なる。

所定時間経過すると、アンド回路、ｒｐ　ｒＬ、　ｙ＜
ｃ　ｂのツェナダイオード＆ｊ　ｌ？を介する入力はロ
ーレベルとなり１曲線２４ｇ、コロ７５１・・・と曲線
λり喀。

コア＋６．・・・の電気信号によるオア回路３；Ｊ　’
Ｚ　、　！；、３　ｂのｔ参宛入力は消滅する。

従って、オア回路”　”　、　！；３　Ａの出力は、ア
ンド回路Ｓ／　ｒＬ、、ｊ−／　ｂの出力である曲線３
０ｍ、３ｔｙｂ。

・・・及び曲線３／４．・・・となる。

オア回路Ｓ３虐の出力により、トランジスタＲ爆、轄す
が導通して電機子コイル２ａ、コＣは右方に通電され、
オア回路ｓｒ　ｂの出力により、トランジスタＲｌ’）
　、　４（、ｆ　ｄが導通して電機子コイルス４．コｅ
は逆方向に通電される。

従って、駆動の初期においては、電機子コイル２４．コ
ｂは往復してｌｔＯ度の通電が行なわれ、次に９０度の
通電が行なわれる。

アンド回路！ｒ／　ｆ！　、　ｊ／　ｄの端子３コａ、
３コｂの出力により、電機子コイルコｂ、コｄは、上述
したトランジスタブリッジ回路と全く同じ構成の回路に
より通電制御が行なわれているので、通電の初期では、
第３図の曲線コυ１コアｂ、・・・の位置検知信号によ
り右方に通電され、曲線！？４゜２９ｂ、・・・の位置
検知信号により左方に通電される。

従って、周知のコ相の電動機として起動する。

この状態で回転速度が上昇すると、第Ｓ図の点線ムダ、
コロｈで説明したように、反トルクが混入して、上昇に
限界が発生する。

しかし、設定時間後に、電機子コイルの通電中が９０度
となるので、電機子電流の立上りの曲線は、第５図の点
線３０１のように、降下の曲線は点線３ｏルのようＫな
る。これは、第３図（ｇ）のダイオード９９　ａ　、　
ｕｑ　ｂ・・・の作用によるものである。

点線３θｆの右側の飽和点までの巾が９０度となるよう
に、諸常数を設定しておくと、降下部の点線３θルも９
０度以内となり、反トルクが発生しない。従って回転速
度が上昇して、本発明の目的が達成される効果がある。

他の位置検知信号、？／　ｒＬ、　３１　ｂ　、・・・
その他も点線で示す通電が行なわれて、反トルクの発生
が防止できるものである。

本実施例のトランジスタＩＩＡ’　ｈのベース制御を第
３図（勾のように変更すると出力トルクを増大せしめる
ことができる。

第Ｓ図（句の端子Ｓ７１？には、第Ｓ図（勾のオア回路
り３曝の出力が入力され、端子５７　ｍ　、　５７　ｈ
はそれぞれ電機子コイル２４．−〇の右端に接続されて
いる。

オア回路Ｓ３虐の出力がハイレベルより、ローレベルに
転化すると、コンデンサ！乙の電圧により、設定時間だ
けトランジスタ＋ｔｘ　ｂの導通が持続するので、出力
トルクが増大する。このときに第３図の点線３θｈの右
端は反トルクとなるが、電流値が小さいので大きい反ト
ルクを発生することはない。

トランジスタｙにｄについて・も全く同じ回路が付設さ
れているものである。次に第６図のタイムチャートにつ
いて説明する。

この場合の位置検知素子はｔ個となる。第１図において
、ホール素子！ｎ、！ｒｇ（９０度の位相差）及びホー
ル素子ｚｃＬ、ｓｆが、ホール素子ｊ；ｃ、１ｇよりそ
れぞれ設定角だけ９０度より小さく、左方にずらして電
機子に固定されている。

ホール素子！ｅ、！ｄは、第ｇ図ＣＣ）の回路により、
オペアンプｓｓ　ａ　、　ｓｇ　ｈより出力が得られ、
それ等の出力は、第６図のタイムチャートにおいて、曲
線ζ１．みす、・・・及び曲線３！；４，３！ｂ。

・・・として示され、それ等の位相差は、９０度より設
定値だけ小さくされている。

アンド回路ｊ９の端子ｓｑ　ｉの出力は、第６図で、曲
線３４　ｍ　、　、７４　ｂ　、・・・として示されて
いる。

第３図（弓のアンド回路６０の入力は、曲線３１４゜３
ｕｂ、・・・及び曲線３Ａ；　４　、　、？Ｊ　ｂ　、
・・・を反転回路により反転したものなので、アンド回
路６０の出力端子６０Ｇの出力は、第６図の曲線３７４
Ｓ・・・として示される。

端子Ｓ９４の出力は、第を図（４）のトランジスタブリ
ッジ回路のトランジスタｇ　ａ　、　Ｒｈを導通せしめ
るよ５に、又端子６０　’Ｌの出力は、トランジスタｙ
ｔ　ｅ　、　ｔｔｇ　ｄを導通せしめるように構成され
ている。

従って、電機子コイル、２ａ、Ｊｅは往復して通電され
る。

第１図のホール素子ｚａ、ｓｊの出力も、図示していな
いが、オペアンプコ個により増巾され工いる。その出力
は、第ふ図において、曲線、１ｇ　４　、３１　ｈ、・
・・及び曲線Ｊ９喀、　３９　ｈ　、…とじて示される
。これ等の位置検知信号のアンド回路を介する出力が、
第６図において、曲線＜９０　ａ　。

ａｔ）　ｂ　、・・・とじて示されている。

又位置検知信号を反転回路により反転し、アンド回路の
λつの入力とすると、その出力は、曲線Ｑ／　ａ、・・
・として示されている。

第Ｓ図（勾のトランジスタブリッジ回路と同じ手段によ
り、電機子コイルコｂ、コｄが、位置検知信号曲線Ｉｇ
）　４　、　ｕ　Ａ　、・・・及び曲線ｑｌα、・・・
により付勢して作動せしめているので、電機子コイル２
ｂ、λｄも往復して通電される。従って、λ相の電動機
として運転することができる。

このときに、位置検知信号ａｏ　ａ　、　＜ｔｏ　７５
　、・・・。

Ｕ／α、・・・による出力トルクが零となる点はないの
で、自起動することができる。

これは、曲線ＵＯ？　、功す、・・・、　ＩＩ／　ｃｇ
　、・・・ノ巾がすべ′ｃ９０度以上となるように構成
されているので、零トルクの点がなくなった為である。

回転速度が上昇すると、第り図の曲線３６４の場合の電
機子電流は点線ＪＡ　！ｉ、　ｊ４んのよう忙なるが、
前実施例と同じように１通電角はｔｇｏ度の巾となって
いる。

従って反トルクの発生がなく、高速度の電動機が得られ
る効果がある。

このときに、電機子に対して、ホール素子３ＣとｊｔＬ
の離間している角度は９０度より小さく、従って位置検
知信号の巾は９０度より設定値だけ大きくなっている。

大忙第コ図に示す展開図は、３相の電動機の場合である
。マグネット回転子７は磁極となり、等しい巾の磁極り
ｆＬ、りす、・・・が設けられている。

ホール素子／θｍ、９０ｂ、／θｔは、ｉｘｏ度だけ互
いに離間して電機子に固定され、誘導コ、イル／／慝、
　／／　ｂ　、　／／　ｅも同じく電機子１ｃ固定され
、ホール素子ｉｏ　ｓと誘導コイル／１αは／９０度離
離間いる。他のホール素子９０　ｂ　、　９０　ｅと誘
導コイル／／　ｂ　、　／／　Ｃについても事情は全く
同じである。

電機子コイルｇ４．ｇｂ、ざＯは図示の位置で電機子に
装着されている。点線ｇｄで示す電機子コイルが、電機
子コイルｆｅの位置まで移動しているので、３相の電動
機となっている。

ホール素子９０４　、９０　ｂ　、　９０　ｔｐ及び誘
導コイル／／　傷、　／／　ｂ　、　／／　ｅはマグネ
ット回転子りの磁極面に対向して出力が得られている。

誘導コイルの出力は、微分出力となるので、ホール素子
９０１と誘導コイル／／４の出力の位相差は９０度とな
る。他のホール素子ＩＯＡと誘導コイル／／ｂ及びホー
ル素子９０　／？と誘導コイル／／　／’についても事
情は同じである。

次に、電機子コイルｇｑ、ｇｈ、ｇｏの通電制御回路に
つき説明する。

第７図において、直流電源正極３／により通電されてい
るホール素子ｔＯａ（第２図に同一記号で示す）の出力
は、オペアンプクコ喀により増巾され、Ａ点の出力波形
は、第ダ図のタイムチャートの曲１）！／４ｔ　４　、
　／４１　ｂ　、−で示される。

誘導コイル／／ａは、Ｉｓλ図に示したように、磁極り
喀、りす、・・・に対向しているので、その誘導出力が
得られる。

反転回路１）７　ｎを介する出力即ち８点の電気信号は
、第参図で曲ｌｓｌダ４．／ダｂ、・・・を反転したも
のとなる。

誘導・イー７、・（以降は・イ〜７宥呼称するＳの誘導
出力は、マグネット回転子グの磁界の曲線の微分出力と
なるので、９０度の位相差となる。

従って、第２図に示すように、ホール素子９０信とコイ
ル／／ｎとの位置の差を・１）０度とすることにより、
ホール素子ＩＯＩＫの出力に対して、コイルｔｔ　ａの
誘導出力を９０度だけ進相して得ることができる。記号
’１２　ｂはオペアンプで、出力は矩形波の曲線／＆　
Ｉｓ　、　／＆　ｈ　、・・・となる。

ホール素子９０４とコイル／／　１％は、マグネット回
転子７の磁極面若しくは、端面に対向して本体側に固定
されるが、実用的には、第７図示の電気回路が設けられ
るプリント基板上に固定される。

例えば第１）に示すように、プラスチック基板６上に、
ホール素子ＩＯ＠とコイル／／　１ｍを所定の距離だけ
離間して貼着し、これを前記したプリント基板上に貼着
することができる。

基板基の厚みを設定された値としておくことにより、ホ
ール素子９０＠とコイル／／４とマグネット回転子りの
磁極端面との距離を調整することができる。

又基板６上に載置されたホール素子９０４とコイル／／
４を一体化されたチップ部品として製造することができ
るので量産時に有効な手段となる。

第り図に戻り、コイル／／　１ｍの出力は、オペアンプ
０２　ｈにより、矩形波に増巾整形される。０点の電気
信号は第９図において、曲線／！　＠　、　／、１ｂ、
・・・として示され、曲線／４１ｇ　、　／４１　ｂ　
、　−＠＊に対して９０度位進相している。

コイル／ｌ＠の出力は、ダイオードで整流され、コンデ
ンサ＋１３により平滑化され、端子Ｊθより。

回転速度に比例した出力が得られている、点線記号４Ｉ
ｊ　ｅＬは、リニヤ増巾回路である。コイルｉｉ喝の出
力を両波整流して、端子苺とｂ出力とすると、特性の良
い速度信号を得ることができる。

第を図のＤ点の電気信号は％Ｃ点の電気信号を反転回路
４！７　ｃＬにより反転したものとなるので、第９図の
曲線／！　１Ｂ　、　ｌ！　ｂ　、・・・を反転したも
のとなる。

起動の初期においては、コイル／／　Ｉｓの誘導出力が
小さいので、オペアンプ社の一端子の入力信号は、子端
子（規準正電圧端子ｑ４の入力信号）のそれより小さく
、オペアンプｔＩＳの出力はハイレベルとなっている。

従って、オア回路ｔｌｑ　４　、１）１）　ｂを介する
アンド回路Ｑ４　＠、　９４　Ａの下側の大力もハイレ
ベルとなっている。

アンド回路ｐａ　ｍ　、　４１ｂ　ｈの出力即ちＥ、Ｆ
点の電気信号は、Ａ、Ｂ点の電気信号と同じ波形となり
、第９図の曲線ｌダａ　、　／４（ｂ　、・・・及び曲
線／４１）ｍ　、　７４１　ｂ　、　ａ＠＠を反転した
ものとなる。

トランジスタグにａ　、　ｇ　ｂ　、・・・は、トラン
ジスタブリッジ回路となり、電機子コイルＺ（第２図の
電機子コイルｌ＠を示す。）は往復して通電される。記
号コｌは電源正極である。

Ｅ点の電気信号により、反転回路ダク曝を介してトラン
ジスタｔＩに曝が導通し、又トランジスタｐｇ　ｂ　４
．　Ｅ点の電気信号により導通する。即ち対角線の位置
にあるトランジスタが導通されるので、電機子コイルＺ
は右方に電気角で７３０度の区間だけ通電される。

マグネット回転子りが１）０度回転すると、Ｆ点の電気
信号忙より、反転回路ａｙ　ｂを介して１、トランジス
タａｔ　ｅが導通し、Ｆ点の出力によりトランジスタｑ
ｇ　ｄが導通する。電機子コイルＺは、電気角でｔｇｏ
度のマグネット回転子の回転が行なわれる毎に往復して
通電される。

設定時間後に、即ち回転速度が増大すると、コイルｌｌ
噂の出力も増大し、オペアンプｑ５の一端子の入力信号
が子端子のそれより大きくなるので、オペアンプｌＩｊ
の出力はローレベルとなる。

従って、０点の電気信号（第弘図の曲線／、ｔａ。

ｉｚｂ、・・・）は、アンド回路ＭＡ　Ｉｌ＆の下側の
入力となり、又０点の電気信号を反転回路ｌ１７　ｄで
反転したＤ点の電気信号がアンド回路ｙＡ６の下側の入
力となる。

アンド回路ｌＩｈ　ｇのＥ点の電気信号は、第弘図の曲
線ｔｔｓ　４．　／Ａ　ｂ　、・・・となり、それ等の
巾は９０度となる。又アンド回路Ｑ＆　ｂのＦ点の電気
信号は、第弘図の曲線／ｒ　Ｉｓ　、・・・となり、そ
れ等の巾は９０度となる。

従って、電機子コイルＺ（ざα）は往復して通電される
が、初期の９０度で通電が終了するので、第９図の点線
／？　４　、　／？　ｂ及び曲線／９　Ｌ’Ｌ　、　／
９ｂの形状となる。点線／’ｌ　ｂ　、　／９　ｂは、
電機子コイルの蓄積磁気エネルギが、ダイオードｔｌ？
　傷。

ｕ？　Ａ　、・・・により放電される為の電流を示して
いる。電源に磁気エネルギが環流されるので、通電電流
はみじかい時間で終了するものである。

従って、前実施例と同様に、電機子コイルの通電は、１
ｇＯ度の間に終了し反トルクの発生がないので、高速回
転ができる。当然であるが、電機子コイルの抵抗、イン
ダクタンス、印加電圧は、回転速度に対応して諸常数が
設定されるものである。

ベース入力信号は、第４図の曲線／コとなり、電機子電
流は点線ｌコ信、／コｂとなり、点１ｉＢコｂは反トル
クとなり回転速度の上昇は望めない。又Ｙ型接続とする
と、ベース入力信号は曲線／Ｊとなり、電機子電流の立
上りは点線１，７　ａとなり出力トルクが減少し、又降
下部は点１ｍ／Ｊｂとなり、末期に反トルクを発生して
、回転速度の上昇が望めない。

しかし、本発明手段によると、前述したように、高い回
転速度が得られる効果がある。

第２図の電機子コイルｔｂ、ｔｒｎについても、第を図
と全く同じ制御回路が構成され、ホール素子／Ｑ　ｂ　
、　９０　ｅ及びコイル／／　ｂ　、　／／　ｅの位置
検知信号和より同じ通電制御が行なわれ、その作用効果
も又同じである。

電機子コイルｇｈを例として説明する。

ホール素子ｔａ　ｂの出力は、第を図の曲線〃信。

２０ｂ、・・・となり、曲線／ｅ＠、／ｊｉｂ、・・・
より／Ｊ（７度位相差でおくれている。

コイル／／ｂの出力は、曲線コ／４．コｔｂ、・・・と
なり、曲線２ｏ４　、　Ｊ６　ｂ　、・・・と９０度位
相差がある。

第り図のアンド回路ａｔ　ａ　、　ａｂ　ｂに対応する
アンド回路の出力は、曲線−ａ　、　ｕ　ｂ　、・・・
及び曲線コ４Ｉｍ、・・・どなる。

通電曲線は、点線２Ｊｓ、ｕｈ及び曲線コα。

Ｍｋのようになり、反トルクの発褐が防止される。

以上の説明より判るように、３相の電動機が得られ、反
トルクの発生がなく、しかも出力が大きく、高速度の半
導体電動機が得られる。

又起動時には、１ｇＯ度の通電が行なわれるので起動特
性が良好となる。同じ思想によりグ相の電動纂も構成で
きる。

次に、第９図について説明する。

第９図（＠）において、記号６３は、第７図若しくは第
３図（叫のトランジスタｉｎ　ｓ　、　ａｔ　ｂ　、・
・・によるトランジスタブリッジ回路を示している。

端子６３　’ｌ　、　６．？　ｈ　、　４３　ｎ　、　
＆Ｊ　ｄは、例えば第を図の反転回路１　Ｇ　、アンド
回路ｌｉｔ　ｂ　、同じくアンド回路ｅｂ　ｂ　、アン
ド回路ｑ４　ｍの出力がそれぞれ入力されている。

記号６６は回転軸沈設けられたロータリエンコーダ装置
で、この出力パルスはＦＧ変換回路６Ｓに入力され、そ
の出力は回転速度に比例する電圧としてとり出され、こ
の速度信号は、オペアンプ６４１の一端子に入力されて
いる。

正電圧端子６１）　ＣＬ　ＶＣは、規準電圧が入力され
ている。

従って、回転速度が、設定値に達するまでＬ端子６ダα
の入力電圧よりＦＶ変換回路６５の出力電圧が低いので
、オペアンプ６４１の出力はハイレベルとなり、トラン
ジスタ６２は不導通となる。

しかし、回転速度が設定値を越えると、オペアンプ６ダ
の出力が反転してローレベルとなるので、トランジスタ
６２は導通して、抵抗６１が短絡される。

以上の構成と作用なので、本発明電動機の起動時には、
抵抗６１を介して電機子コイルが通電されるので、過大
な電機子電流が流れて、電機子コイルが焼損することが
防止される。又速度が上昇すると、トランジスタ６コが
導通するので、印加電圧が上昇し、高速度となったとき
に、大きい逆起電力が発生しても充分な電機子電流を通
電することができる特徴がある。

上述した手段が必要となるのは次の理由による。即ち、
本発明電動機は、９０万回の高速運転が行なわれるので
、逆起電力が太き（、従って高い電圧を印加する必要が
ある。又ｆｇａ図の曲線／４　ｇの点線／〕喀で示す立
上りは急速とする必要があるので、高電圧電源を必要と
する。又点線／７　Ａの降下も急速とする必要があるの
で、高電圧となる。

高電圧の印加が行なわれているので、起動低速時に大き
い電機子電流が通電され、焼損の発生する可能性が多い
からである。又オーバーロードが発生したときにも、低
速となるので同じく焼損事故の発生が避けられないが、
このときＫも抵抗４．／の電圧降下の為事故が防止され
るものである。

第を図（句は、抵抗４７に対応するものを一個使用し、
即ち抵抗Ａ／　ＩＳ　、　Ａ／　ｂを使用し、これ等を
トランジスタ６２　＠　、　４４　ｂにより短絡する。

起動して第１の設定速度に達するまでは、端子６７信の
規準電圧より、速度信号（ＦＶ回路６ｊの出力電圧）が
低いので、トランジスタ６コ曝は不導通に保持される。

又端子ｂｔａの電圧より、端子６Ｉ＠の規準電圧の方が
高いので、トランジスタ６コｂも不導通に保持される。

記号６７．６１はオペアンプである。

第１の設定速度を越えると、トランジスタ６コ爆が導通
して、抵抗Ａ／　＠は短絡されるので、電動機の印加電
圧が上昇する。

第コの設定速度を越えると、オペアンプ６１の出力が、
ローレベルに転化するので、トランジスタ６コｂが導通
して、抵抗６ハ１６２ｂの電圧降下が消滅して、電源電
圧が直接印加される。

以上の構成なので、起動時より、コ段階に印加電圧が上
昇する。従って、第を図（勾の場合より、電動機は円滑
に回転速度が上昇し、電機子コイルの焼損を防止できる
。特に高速度の場合に有効な手段となる。

直列抵抗Ａ／　４　、　Ａ／　ｂ　、・・・及びトラン
ジスタの数を更に増加することもできる。ダイオード６
デ４、遥ヂｂは電機子コイルの通電が断たｔたときに、
磁気エネルギを電源に環流消滅せしめる為のものである
。

〔効果〕

実ｄ例につき説明したように、本発明装置は、コアのあ
るもの、コアレスの両者に適用することができ、コアレ
スの場合には、電機子コイルのインダクタンスが小さ込
ので、より高速とすることができる。

反トルクの発生が防止されるので、高速度（コｏｏｏｏ
〜ｔｏｏｏｏｏ　）回毎分の直流電動機を得ることがで
きる。

必要により、起動特性を良好とすることができ、又速度
信号を得て、速度制御を行なうこともできる。

第２図に示した装置を付加すると、電機子コイルの焼損
が防止でき、更に高速度の回転が得られるものである。

α図面の簡単な説明第１図及び第２図は、コ相及び３相の本発明装置のマグ
ネット回転子と電機子コイルの展開図、第３図は、ホー
ル素子と誘導コイルの構成の説明図、第４図は、Ｊ相の
電動機の通電制御回路の各部の電気信号のタイムチャー
ト、第３図及び第４図は、コ相の電動機の通電制御回路
の各部の電気信号のタイムチャート、第７図は、Ｊ相の
電動機の通電制御回路図、第を図は、コ相の電動機の通
電制御回路図、第９図は、電動機の印加電圧の調整の為
の電気回路図をそれぞれ示す。

”　ｍ　’　ｂ＃　””　＠　　／　ｅ　　グ４．りす
、・・・、り・・・マグネット回転子、　　コα、コｂ
、・・・＃”１ｇｂ、・・・電機子コイル、　　ｚａ、
ｚｈ、・・・。

、ｔ　ｆ　、　９０　＠　、　ＩＯＡ　、　９０　ｅ　
、　−・伊ホール素子、／Ｉ　ａ　、　／／　ｂ　、　
／ｌ　ｅ−・・誘導コイＡ／　、　　　　Ａ　・一基板
、ｌコ　、　ｌコ　＠　、　峠・　、　１３　、　／３
　Ｉｓ　、　・・・、／ダ　堪　、　ｌｑ　ｂ　、　・
・・。

／！ｒ　＠　、　１ｇ　ｂ　、　・ｅ　、　／Ａ　Ｉｓ
　、　／ルｂ　、　ｓ−、１ｑｔｘ　、　ｉ’ｉｂ。

・・・、　ｉｔ　４　、　ｉｔ　ｂ　、…、　ｔｑ　８
．　ｌｑ　ｂ　、・・・、にｑ。

２ｏＡ　＊、−、コ／　＠　、　Ｊ／　ｂ　、　・Ｉ　
、　２２８　、　！ｊ　ｂ　、　ｕ　ｇ。

ＪＪ　　ｂ　　、　　　・・・、　　評　曝　、　コｔ
、ｂ、　　　・・・　、　　ｎ　　Ｉｓ　　、　　ａ　
　ｂ　　、　　　・・・　。

第７図の制御回路の各部の電気信号曲線、コロ　喀　、
　コＴｏ、　　　…　、　−７喝　、　コク　ｂ　、　
・・・　、　コｇａ、　　コｇｂ。

・・・、　　コ９ａ、　　コ？　　ｂ　　、　　ａ−＠
　　、　　３０　　ｍ　　、　　３０　　ｂ　　、　　
・　　、　　、？／　　８　。

３／　ｈ　、・・・、３コ１．３コｂ、・・・、　３３
１！、　、７．？　ｈ　、・・・。

３ダ場、　ｙｅ　ｂ　、・・・、　３！　４　、　ＪＪ
　ｂ　、・・・、３＆＠、３ｂｈ。

・・・、　、７？　４　、　Ｊ７　ｈ　、・・・、３ざ
ｅｘ　、　３ｒ　ｂ　、・・・、３ヲ１゜３９ｂ、・・
−、ｔｔ−ｏ＠、ｙｏｈ、・・・、　＆／　Ｇ　、・・
・第ｇ図の制御回路の各部の電気信号曲線、　　’１２
ＬＬＱ２’　＊　第３　、　ＩＯｓ、りＯＡ　、！；ｇ
喀、ｓｇｈ・・・オペアンプ、鉢喀、ｑダｂ　、　５３
喀、５３ｂ拳・・オア回路、４１６１Ｂ　、ダ’　ｂ＊
　！／　”　、ｊ／　ｈ、・・・、ｋｉｄ、！ダ６．！
ダｂ、３９．６０・・・アンド回路、　　ｔｕａ、轄す
、・・・。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）マグネット回転子を有する複数相の直流電動機において、各相に対応する電気角で１８
０度の巾の第１の位置検知信号を得る複数個の位置検知
素子と、各相の電機子コイルを正方向に通電をする為に
、第１の位置検知信号の始端より電気角でほぼ９０度の
巾の第２の位置検知信号を出力する論理回路ならびに各
相の電機子コイルを逆方向に通電をする為に、第１の位
置検知信号の始端より電気角でほぼ９０度の巾で、第２
の位置検知信号より電気角で１８０度離間した第３の位
置検知信号を出力する論理回路と、第２、第３の位置検
知信号により、それぞれ対応する各相の電機子コイルに
往復して通電せしめる複数組のトランジスタブリッジ回
路と、電機子電流が断たれたときに、蓄積磁気エネルギ
を電源に還流するように、トランジスタブリッジ回路の
トランジスタに並列に逆接続されたダイオードとより構
成されたことを特徴とする高速電動機。
（２）第（１）項記載の特許請求の範囲において、固定
電機子の所定の位置に固定され、マグネット回転子の磁
界に感応し、互いに電気角で９０度離間した２個のホー
ル素子と、該ホール素子の出力により２相の第２、第３
の位置検知信号を得る論理回路とより構成されたことを
特徴とする２相の高速電動機。
（３）第（１）項記載の特許請求の範囲において、各相
に対応して、固定電機子の所定の位置に固定され、マグ
ネット回転子の磁界に感応するとともに、互いに電気角
で９０度より設定角度だけ小さい角度だけ位相差を有す
る２相の第１の位置検知信号を発生する２個１組よりな
る２組の位置検知素子とより構成されたことを特徴とす
る２相の高速電動機。
（４）第（１）項記載の特許請求の範囲において、各相
に対応して、固定電機子の所定の位置に固定され、マグ
ネット回転子の磁界に感応するとともに、互いに電気角
でほぼ９０度の位相差を有する第１の位置検知信号を発
生するとともに、ホール素子と誘導コイルの１組よりな
る複数組の位置検知素子とより構成されたことを特徴と
する複数相の高速電動機。
（５）第（４）項記載の特許請求の範囲において、誘導
コイルの出力を整流平滑化して速度信号を得る電気回路
を設けたことを特徴とする複数相の高速電動機。
（６）第（１）項記載の特許請求の範囲において、起動
時の設定された時間のみにおいて、第２、第３の位置検
知信号によるトランジスタブリッジ回路の付勢を不作用
に保持し、第１の位置検知信号によりトランジスタブリ
ッジ回路を付勢する制御回路を設けたことを特徴とする
高速電動機。