WO1991002402A1 - Moteur a reluctance - Google Patents

Description

明 糸田 リ ラ ク タ ン ス 型電動機

技術分野

本発 明 は 、 出 力 ト ル ク が大 き く 、 ト ル ク リ ブルが少 な く 高効率 の 直流電動機 と し て 、 産業機器の駆動源 と し て 利 用 さ れ 、 特 に 、 サ ー ボ電動機 と し て使用 す る と 有効 な リ ラ ク タ ン ス 型電動機 に 関 す る 。 背景技術

従来 、 リ ラ ク タ ン ス 型の電動機 は 、 一般の整流子電動 機 の よ う に 相数 を 多 く で き な い 。 こ れ は 、 各相 の半導 体 回 路 の 価格が高 い た め に実用 性が失 な われ る か ら で あ る 。

従 つ て 、 各磁極の蓄積磁気エ ネ ル ギ は 大 き く な り 、 そ の 放 出 と 蓄積 に 時間 がカゝカ > り 、 高 ト ル ク と な る が高速 と な ら な い 問題点力⁵' あ る 。

さ ら に 、 特 に 出 力 ト リレ ク の大 き レヽ リ ラ ク タ ン ス 型 の電 動機 の場合 に は 、 電機子の磁極 の数が多 く な り 、 ま た 、 そ の 磁路の空隙が小 さ い の で 、 蓄積磁気 ェ ネ ル ギが大 き く 、 上記 し た 不都合 は助長 さ れ る 。

高 ト ル ク と す る 程 こ の 問題 は解決不能 と な る も の で あ る 。

次 に 、 電機子 コ イ ルの イ ン ダ ク タ ン ス カ S大 き レヽ の で 、 電機子電流の立上 り と 降下 の 時間が增大 し て 、 出 力 ト ル ク の リ ブルが大 き く な る 問題点力 S あ る 。

ま た 、 効率 も 劣化 す る 問題点が あ る 。

そ こ で 、 本発 明 は 、 高速 、 高効率で 、 小型 で廉価 な の リ ラ ク タ ン ス 型電動機 を提供す る こ と を 目 的 と す る 。 発 明 の 開示

本発 明 は 、 定電流で各相 の電機子 コ ィ ルの通電 を し た と き に 、 回転子の突極が磁極 に侵入 し 始め て か ら 電気角 で 1 0 度〜 2 〇 度近傍で ト ル ク が最大値 と な り 、 そ の 後 は 平坦 な ト ル ク が所定 区 間 だ け得 ら れ る 2 相 リ ラ ク タ ン ス型 の電動機 に お い て 、 時間 的 に重畳 し な い連続 し た電 気角 で 9 0 度 の 幅の位置検知信号が配設 さ れ た単相 の第

1 、 第 2 、 第 3 第 4 の位置検知信号が得 ら れ る 突極の 位置 を検知 す る 位置検知素子 を 含む位置検知装置 と 、 第

1 の 相 及 び 第 2 の 相 の 電機子 コ イ ル を そ れ ぞ れ 第 1 、 第 1 の 電機子 コ ィ ル.及 び第 2 、 第 2 の電機子 コ イ ル 成 し た と き に 、 該第 1 、 、 第 2 、 W2 の電機子 コ ィ ルの 両端 に 接続 さ れ た半導体ス ィ ツ チ ン グ素子 と 、 各 々 の該半導体 ス ィ ツ チ ン グ素子 と 該電機子 コ イ ル の 直列接 航体 に逆接続 さ れ た ダイ オ ー ド と 、 第 1 、 第 2 、 第 3 、 第 4 の 位置検知信号 に よ り 、 該半導体 ス イ ッ チ ン グ素子 を導通 せ し め て 、 そ れ ぞれ該第 1 、 第 2 、 第 1 、 第 2 の 電機子 コ イ レ の通電 を行 な っ て一方 向 の 出 力 ト ル ク を 発 生せ し め る 通電制御 回路 と 、 電源正極若 し く は 負極側 に 順方 向 に 挿入 し た 1 個 の ダ イ オ ー ド を 介 し て 、 該通電制 御 回路 に 供電 す る 直流電源 と 、 該位置検知素子 の 固 定位 置 を調整 し て 、 ト ル.ク の最大値 .と な る 近傍 よ り 各 々 の該 電機子 コ イ ル の 通電 を 開始す る 手段 と 、 電機子電流 を設 定値 に 保持 す る チ ヨ ッ パ 回路 と 、 位置検知信号 に よ り 通 電制御 が行 わ れ て い る 該電機子 コ ィ ルが、 該位置検知信 号 の 末端 に お い て 、 通電が停止 さ れ た と き に 、 該電機子 コ イ ル に蓄積 さ れ た磁気 エ ネ ル ギが逆接続 さ れ た ダ ィ ォ ー ド を 介 し て 該直流電源 に帰還 さ れ る こ と を 、 該電源側 に 順 方 向 に 挿入 さ れ た 1 個 の ダ イ ォ ー ド に よ り 阻止 し て 、 次 に 通電 さ れ る 該電機子 コ イ ル の蓄積磁気エ ネ ル ギ に転化 し て 、 該電機子電流の立上が り と 降下 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 プ ル ト ル ク を 除去 し た リ ラ ク タ ン ス型電動機で あ る 。

さ ら に 、 本発 明 は 、 定電流 で各相 の電機子 コ イ ルの通 電 を し た と き に 、 回転子の 突極が磁極 に侵入 し 始 め て か ら 電 気 角 で 1 0 度〜 2 0 度 近 傍 で ト ル ク が最 大 値 と な り 、 そ の 後 は 平坦 な ト ル ク が所定 区 間 だ け得 ら れ る 3 相 リ ラ ク タ ン ス 型の電動機 に お い て 、 時間 的 に重畳 し な い 連続 し た 電気角 で 1 2 0 度の 幅の第 1 、 第 2 、 第 3 の位 置検知信号の配設 さ れ た Α 相 の位置検知信号 な ら び に 、 こ れ等 と 電気角 で 6 0 度の位相差の あ る 第 4 、 第 5 、 第 6 の 位置検知信号 の配設 さ れ た B 相 の位置検知信号が得 ら れ る 突極 の位置 を 検知 す る 位置検知素子 を 含む位置検 知装置 と 、 第 1 、 第 2 、 第 3 の相 の電機子 コ イ ル を そ れ ぞれ第 1 、 第 1 の 電機子 コ イ ル 、 第 2 、 第 2 の電機子 コ ィ ル 、 第 3 、 第 3 の電機子 コイ ル に構成 し た と き に 第 1 、 第 1 、 第 2 、 第 2 、 第 3 、 第 3 の電機子 コ イ ル の 両端 に接続 さ れ た半導体 ス イ ッ チ ン グ素子 と 、 各 々 の該 半導体 ス ィ ツ チ ン グ素子 と 該電機子 コ イ ル の 直列接続体 に逆接続 さ れ た ダイ オ ー ド と 、 第 1 、 第 2 、 第 3 の位置 検知信号 に よ り 、 該半導体 ス イ ッ チ ン グ素子 を導通せ し め て 、 そ れ ぞれ第 1 、 第 2 、 第 3 の電機子 コ イ ルの通電 を 行 っ て 、 一方 向 の 出 力 ト ル ク を発生せ し め る 第 1 の通 電制御 回路 と 、 第 4 、 第 5 、 第 6 の位置検知信号 に よ り 該半導体 ス イ ッ チ ン グ素子 を導通せ し め て 、 そ れぞれ該 第 1 、 第 2 、 第 3 の電機子 コ イ ル の通電 を行 な っ て 、 同 方 向 の ト ル ク を 発生せ し め る 第 2 の通電制御 回路 と 、 電 源正極若 し く は 負 極側 に順方向 に挿入 し た 第 1 、 第 2 の ダ イ オ ー ド を 介 し て 、 そ れぞれ該第 1 、 第 2 の通電制御 回 路 に供電 す る 直流電源 と 、 該位置検知素子の 固定位置 を調整 し て 、 ト ル ク の最大値 と な る 近傍 よ り 各 々 の該電 亥 機子 コ イ ル の通電 を 開始す る 手段 と 、 電機子電流 を設定 値 に 保持す る チ ヨ ッ パ 回路 と 、 第 1 、 第 2 、 第 3 の位置 検知信号 に よ り 通電が行われて い る 電機子 コ イ ルが、 該 位 置 検 知 信 号 の 末 端 に お い て 、 通電 が停止 さ れ た と き に 、 該電機子 コ イ ル に蓄積 さ れ た磁気エ ネ ル ギが逆接続 さ れ た該 ダ イ ォ ー ド を 介 し て 直流電源 に帰還 さ れ る こ と を 、 該第 1 の ダ イ オ ー ド に よ り 阻止 し て 、 次 に通電 さ れ る 該電機子 コ イ ル の蓄積磁気エ ネ ル ギ に転化 し 、 第 4 、 第 5 、 第 6 の 位置検知信号 に よ り 通電が行 な わ れ て い る ' 該電機子 コ イ ル が 、 該位置検知信号 の 末端 に お い て通電 が停止 さ れ た と き に .、 該電機'子 .コ イ ル に蓄積 さ れた磁気 ェ ネ ル ギが逆接続 さ れ た ダ イ 才 一 ド を 介 し て 直流電源 に 帰 還 さ れ る こ と を 、 該 第 2 の ダ イ オ ー ド に よ り 阻止 し て 、 次 に通電 さ れ る 該電機子 コ イ ルの蓄積磁気エ ネ ル ギ に転化 し て 、 該電機子電流 の立上 り と 降下 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 プ ル ト ル ク を 除去 し た リ ラ ク タ ン ス型電動機 で あ る 。

本 発 明 に よ れ ば 、 位 置 検 知 信 号 の あ る 区 間 で は 、 チ ヨ ッ パ制御 に よ り 、 電機子電流 を設定値 に保持 し 、 そ の 末端 で の み 、 電機子 コ イ ル の蓄積磁気エ ネ ル ギ を 次 に 通電 す べ き 電機子 コ イ ル の蓄積磁気エ ネ ル ギ に転換す る こ と に よ り 、 放電電流 を急速 に 消滅せ し め 、 ま た 、 同 時 に 次 の 電機子 コ イ ル の通電電流の立上 り を急速 と し て い る 。 従 っ て 、 高速 、 高 ト ル ク の電動機 と す る こ と がで き る 。

上記 し た 作用 の た め に 、 印加直流電源 よ り 、 順方 向 に 接続 し た ダ イ オ ー ド を介 し て 供電 し 、 必要 あれば、 こ れ に 付力 Π し て 電源 に 並列 に接続 さ れた コ ン デ ン ザが使 用 さ れ て い る 。

高速 、 高 ト ル ク と す る た め の周知 の手段 は 、 印加電圧 を 上 昇 せ し め て 目 的 を 達 し て い る 力 S 、 こ の 手 段 に よ る と 、 効率が劣化 す る 不都合が あ り 、 ま た 、 高速 に も 限界 が あ り 、 一般 に 1 0 ， 0 0 0 回転毎分位以上 は 不可能で あ る 。

本発 明 の 手段 に よ る と 、 上述 し た よ う に 、 位置検知信 号の始端部 の通電 の立上 り と 末端部の 降下電流の幅 を 小 さ く で き る の で 、 減 ト ル ク と 反 ト ル ク の発生が抑止 さ れ、 1 0 万 回 毎分位の電動機が得 ら れ る 作用 が あ る 。

機子 コ ィ ルの 大 き い イ ン ダ ク 夕 ン ス に よ る 通電の遅 れ を 除去 し て い る の で 、 位置検知信号の 幅だ け 、 設定 さ れ た電流 で通電 で き る

従 つ て 、 位置検知素子の 固 定位置 を 調整す る こ と に よ り 、 平坦 な 卜 ル ク の 区 間 の みの通電 を行 な う こ と 力 S で き る の で 、 出力 ト ル ク の ト ル ク リ プルが除去 さ れ、 ま た 、 高効率の電動機が得 ら れ る 作用 力 あ る 。

電源電圧が低 い ¾? 口 で も 、 高速 、 高効率の リ ラ ク タ ン ス 型 の電動機が得 ら れ る 。

電源が単相交流 の場合 に は 、 コ ン デ ン サ (平滑用 ） の 容量が、 従来の技術 に比較 し て小容量の も の で よ い 。

3 相 父流 を電源 と す る 場合 に は 、 平滑用 の コ ン デ ン サ が更 に著 し く 小 さ く な る の で電源が簡略化 さ れ る 。

電機子 コ ィ ル を単相若 し く は A 相 と B 相 に 分害 lj し て処 理 す る こ と に よ り 、 通電制御 回路が簡 略化 さ れ、 小型 、 廉価 と な る 図面の簡単 な説明

第 1 図 （ a ) は 、 3 相 リ ラ ク タ ン ス 型の電動機の構成 の説明 図 、 第 1 図 （ b ) は 、 2 相 リ ラ ク タ ン ス 型の電動 了 機の構成の 説 明 図 、 第 2 図 は 、 同 じ く 3 相 と 2 相 の 電動 機 の 回 転子 、 磁極 、 電機子 コ イ ルの展開 図 、 第 3 図及 び 第 4 図 は 、 コ イ ル よ .り 位置検知信号 を得 る 電気 回路 図 、 第 5 図 は 、 位置検知信号 曲線 と 電機子電流 と 出 力 ト ル ク の タ イ ム チ ャ ー ト 、 第 6 図 は 、 電機子 コ イ ルの通電制御 回路 図 、 第 7 図 は 、 位置検知信号の タ イ ム チ ャ ー ト を そ れ ぞれ示 す 。 発 明 を 実施す る た め の最良の形態

以下 、 本発 明 を 図面 を 参照 し て そ の実施例 に基づ い て 説 明 す る 。

以 降の 角 度表示 は す べ て電気角 で表示 す る 。

第 1 図 （ a ) は 、 本発明 が適用 さ れ る 3 相 の リ ラ ク タ ン ス 型電動機 の一例 で 、 そ の 回転子の突極 と 固定電機子 の 磁極 と 電機子 コ イ ルの構成 を示す平面図 で あ る 。

回転子 1 の 突極 1 a ， l b , … の 幅 は 1 8 0 度 、 そ れ ぞれ は 3 6 0 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 構 成 さ れ 、 回転軸 5 を軸心 と す る 。

固 定電機子 1 6 に は 、 磁極 1 6 a ， 1 6 b , 1 6 c ,

1 6 d , 1 6 e , 1 6 f , 1 6 a , 1 6 b , - 1 6 f が、 そ れ等 の 幅力 s 1 8 0 度 で 、 等 し い離間角 で配設 さ れ て い る 。

突極 1 a ， 1 b ， … と 磁極 1 6 a , … の 幅は 1 8 0 度 で等 し い。 突極数 は 1 4 個 、 磁極数 は 1 2 個で あ る 。 第 2 図 （ a ) は 、 第 1 図 （ a ) の リ ラ ク タ ン ス 型 3 相 電動機の展 開 図 で 、 機械角 で 1 .8 0 度 ま で表示 さ れ 、 そ の以降 は 省 略 さ れ て い る 。

第 1 図 （ a ) の突極 l a ， l b , 及 び磁極 1 6 a ,

1 6 b , … は 省 略 さ れて い る 力 、 こ れ等 は 、 突極 1 a ， 1 b , … 及 び磁極 1 6 a ， 1 6 b , … と そ れ ぞれ軸対称 の位置 に あ る の で 、 径方 向 の磁気吸 引 力がバ ラ ン ス さ れ て 、 機械振動 の 発生 と 軸受 に 対す る 押圧力 を僅少 と す る 作用 があ る 。

第 2 図 （ a ) の コ イ リレ 1 0 a , 1 0 b , 1 0 c は 、 突 極 l a ， l b ， … の位置 を検出 す る た めの 位置検知素子 で 、 図示 の 位置で 固定電機子 1 6 の側 に 固定 さ れ、 コ ィ ル面 は 、 突極 1 a ， 1 b ， … の側面 に空隙 を介 し て 対 向 し て レヽ る 。

コ イ ル 1 0 a , 1 0 b , 1 0 c は 1 2 0 度離 間 し 、 5 ミ リ メ 一 ト ル 径 で 1 0 0 タ ー ン 位 の 空 心 の も の で あ る 。

第 4 図 に 、 コ イ ル 1 0 a ， 1 0 b ， 1 0 c よ り 位置検 知信号 を得 る た め の装置が示 さ れて い る 。

コ イ ル 1 0 a ， 抵抗 1 5 a , 1 5 b , 1 5 c は ブ リ ツ ジ 回路 と な り 、 コ イ ル 1 0 a 力 突極 1 _a ， 1 b , … 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 1 1 a ， コ ン デ ン サ 1 2 a な ら び に ダ イ オ ー ド 1 1 b ， コ ン デ ン サ 1 2 b よ り な る ロ ー パ _g ス フ イ ソレ 夕 の 出 力 は 等 し く 、 オ ペ ア ン プ 1 3 の 出 力 は ロ ー レ ベ ル と な る 。

発 振器 7 で 1 メ ガ.サ ィ ク 位 の 発 振 が行 な わ れ て い る 。 コ イ ル 1 0 a 力 突極 1 a ， 1 b ， … 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 1 5 a の 電 圧 降下 が 大 き く な り 、 オ ペ ア ン プ 1 3 の 出 力 は ノ、 ィ レ ベ ル と な る 。

ブ ロ ッ ク 回 路 9 の 入 力 は 、 第 7 図 （ a ) の タ イ ム チ ャ ー ト の 曲 線 2 5 a ， 2 5 b , … と な り 、 反 転 回 路 1 3 d を 介 す る 入 力 は 、 曲 線 2 6 a ， 2 6 b , … と な る 。

第 4 図 の ブ ロ ッ ク 回路 7 a , 7 b は 、 そ れ ぞれ コ イ ル 1 0 b , 1 0 c を含 む上述 し た ブ リ ッ ジ 回路 を示す も の で あ る 。

発振器 7 は共通 に利用 す る こ と がで き る 。

ブ ロ ッ ク 回 路 7 a の 出 力 及 び反転 回 路 1 3 e の 出 力 は 、 プ ロ ッ ク 回路 9 に入力 さ れ、 そ れ ら の 出 力信号 は 、 曲 線 2 7 a ， 2 7 b- , … ， 曲線 2 8 a ， 2 8 b , … と し て示 さ れ る 。

ブ ロ ッ ク 回 数 7 b の 出 力 及 び反転 回 路 1 3 f の 出 力 は 、 ブ ロ ッ ク 回路 9 に入力 さ れ 、 そ れ ら の 出 力信号 は 、 第 7 図 （ a ) に お い て 、 曲線 2 9 a ， 2 9 b , … ， 曲線 3 0 a ， 3 0 , … と し て 示 さ れる 。

曲 線 2 5 a ， 2 5 b , … に 対 し て 、 曲 線 2 7 a ， 2 7 b , … は 位 相 力 1 2 0 度 遅 れ 、 曲 線 2 7 a ， 2 7 b , … に 対 し て 、 曲線 2 9 a ， 2 9 b , … は位相 が 1 2 0 度遅れ て レ、 る 。

ブ ロ ッ ク 回 路 9 は 3 相 Y '型の半導体電動機の制御 回 路 に よ り 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 9 a ， 9 b , … ， 9 f よ り 1 2 0 度の 幅 の 矩形波の 電気信号が得 ら れ る 論理 回路 で あ る 。

端 子 9 a ， 9 b ， 9 c の 出 力 は 、 そ れ ぞ れ 曲 線

3 1 a , 3 1 b , 、 曲 線 3 2 a ， 3 2 b , … ， 3 3 a ， 3 3 b ， … と し て示 さ れて レ、 る 。

端 子 9 d ， 9 e , 9 f の 出 力 は 、 そ れ ぞ れ 曲 線 3 4 a , 3 4 b , … ， 曲 線 3 5 a , 3 5 b , … ， 曲 線 3 6 a , 3 6 b … と し て 示 さ れ て い る 。 端 子 9 a と 9 d の 出 力 信 号 、 端 子 9 b と 9 e の 出 力 信 号 、 端 子 9 c と 9 f の 出 力信号の位相差 は 1 8 0 度 で あ る 。

ま た 、 端子 9 a ， 9 b ， 9 c の 出力信号は 、 順次 に 、 重 畳 す る こ と な く 、 1 2 0 度遅 れ 、 端子 9 d ， 9 e , 9 f の 出 力信号 も 同 じ く 順次 に 1 2 0 度遅れ て い る 。

コ イ ル 1 0 a , Γ 0 b , 1 0 c の 対 向 す る 突極 l a , 1 , … の 代 り に 、 第 1 図 （ a ) の 回転子 1 と 同 期 回転 す る 同 じ 形状の ア ル ミ ニ ュ ー ム 板 を 用 い て も 同 じ 効果が あ る 。

リ ラ ク タ ン ス型の電動機 は 、 次 に述べ る 欠点が あ る 。 第 1 に 、 突極が磁極 に対 向 し 始め る 初期 は ト ル ク が著 し く 大 き く 、 末期 で は小 さ く な る 。 従 っ て 合成 ト ル ク も 大 き い リ プ ル ト ル ク を含 む欠点が あ る 。 かか る 欠点 を 除 丄 ₁ 去 す る に は 、 例 え ば次の手段 に よ る と 有効 で あ る 。

即 ち 突極 と 磁極 の対 向面 の 回転軸 の方 向 の 幅 を 異 な ら し め る 手段 と す る 。 か る 手'段 に よ り 対 向面の 洩れ磁束 に よ り 、 出 力 ト ル ク 曲線 は 第 5 図 （ c ) の 曲線 1 4 a ， 1 4 b , … の よ う に平坦 と な る 。

曲線 1 4 d ， 1 4 c , 1 4 b ， 1 4 a は 、 そ れ ぞれ電 機子電流が 0 · 5 ア ン ペ ア 、 1 . 0 ア ン ペ ア 、 1 . 5 ァ ン ペ ア 、 2 · 0 ア ン ペ ア の場合 の例 で あ る 。

従 っ て 、 電機子 コ イ ルの通電幅 と 、 通電 し 始 め る 点 を 選択 す る こ と に よ り 出 力 ト ル ク リ プル を 除去す る こ と が で き る 。

こ れが本発 明 の 1 つ の手段 と な っ て い る 。 第 2 に効率 が劣化 す る 欠点が あ る 。

第 5 図 （ c ) の タ イ ム チ ャ ー ト の 位 置 検 知 信 号 3 1 a の 幅 は 矢印 3 c で 、 1 2 0 度 の 幅 と な り 、 そ の始 端 で電機子 コ イ ルの通電が開始 さ れる と 、 大 き い ィ ン ダ ク タ ン ス の た め に点線 7 b の よ う に立上力 s り が遅れ 、 末 端 で通電が断 た れ でも 、 大 き い蓄積磁気エ ネ ル ギ の放電 の た め に点線 7 b の右端の よ う に 降下部の 幅が大 き く な る 。

立 上 り 力⁵ 遅 れ る と ト ル ク が 減 少 し 、 降 下 部 力 s 、 1 8 0 度の 幅 の 矢 印 3 d の右端 を越 え る と 反 ト ル ク を 発 生 す る 。 高速度 と な る と そ の影響 は著 し く な る 。

従 っ て 、 低速度 の 回転 と な り 、 高速度 と す る と 効率が 劣化 す る 。 電機子電流の立上 り と 降下 を急速 と し て 、 高速度で効 ' 率 の 劣化 を 防止 す る こ と が本発 明 の 1 つ の手段 と な っ て い る 。 .

第 3 に 、 出 力 ト ル ク を大 き く す る と 、 即 ち突極 と 磁極 数 を増加 し 、 励磁電流 を増加 す る と 、 回転速度が著 し く 小 さ く な る 欠点力 s あ る 。

一般 に 、 リ ラ ク タ ン ス型の電動機で は 、 出 力 ト ル ク を 増 大 す る に は 、 第 1 図 （ a ) の 磁極 と 突 極 の 数 を 増 加 し 、 ま た 、 両者 の対 向空隙 を小 さ く す る こ と が必要 と な る 。

こ の と き に 回転数 を所要値 に保持す る と 、 第 1 図 の磁 極 1 6 a ， 1 6 b , … と 突極 1 a ， 1 b ， … に蓄積 さ れ る 磁気 エ ネ ル ギ に よ り 、 励磁電流の立上 り 傾斜が相対的 に緩 く な り 、 ま た 、 通電が断 たれて も 、 磁気エ ネ ル ギ に よ る 放電電镝が消滅す る 時間が相対的 に延長 さ れ、 従 つ て 、 大 き い反 ト ル ク が発生 す る 。

かか る 事情 に よ り 、 電機子電流値の ピー ク 値 は小 さ く な り 、 反 ト ル ク も 発生す る の で 、 回転速度が小 さ い値 と な る 欠点があ る 。

本 発 明 の手段 に よ る と 、 電機子電流の立上 り と 降下が 急速 と な る の で 、 上述 し た欠点が除去 さ れ る 。

第 1 図 （ a ) 及 び第 2 図 （ a ) の展 開 図 に お い て 、 円 璟部 1 6 及 び磁極 1 6 a , 1 6 b , ··· は 、 珪素鋼板 を積 層 固化す る 周 知 の手段 に よ り 構成 さ れ、 外筐 1 7 に 固 定 さ れ て 電機子 と な る 。 磁心 ]: 6 は 磁 路 と な る 。 磁 心 1 6 及 び磁 極 1 6 a ， 1 6 b , … を 電機子 を構成 す る 。

突極 は 1 4 個 と な り 、 等 し'い.幅 と 等 し い離間角 と な つ て レ、 る 。 磁 極 1 6 a ， 1 6 b , … の 幅 は 突極 幅 と 等 し く 、 1 2 個 が等 し い ピ ッ チ で配設 さ れて い る 。 電機子 コ イ ル 1 7 b 7 c 7 b ， 1 7 c が通電 さ れ る と 、 突極 l b ， 1 c , 1 b , l c 力 s吸 弓 I さ れて 、 矢印 A 方 向 に 回 転 す る 。

更 に 回転 す る と 、 電機子 コ イ ル 1 7 b ， 1 7 b の通電 力 停止 さ れ 、 電機子 コ イ ル 1 7 d ， 1 7 d が通電 さ れ る の で 、 突極 1 d ， 1 d に よ る ト ル ク が発生 す る 。

回 転子 1 力 s 6 0 度 回転 す る 毎 に 、 電機子 コ イ ル の通電 モ ー ド が変 更 さ れ 、 磁極 の 励 磁磁極 は 、 磁極 1 6 b ，

1 6 b ( N , S 極 ） 1 6 c , 1 6 c ( N , S 極 ） 磁 極 1 6 c ， 1 6 c C N , S 極 1 6 d 1 6 d ( N

S 極 ） —磁極 1 6 d ， 1 6 d ( N , S 極 ） ， 1 6 e

6 e ( N , S 極 ） —磁極 1 6 e ， 1 6 e ( N , S 極 ）

6 f , 1 6 f ( N , S 極 ） "→ 磁 極 1 6 f ， 1 6 f

( N , S 極 ） ， 1 6 a ， 1 6 a ( N , S 極 ） → と サ イ ク リ ッ ク に 交替 さ れ て 、 矢印 A 方 向 に 回転子 1 が駆動 さ れ る 3 相 の リ ラ ク タ ン ス電動機 と な る 。

励 磁 さ れ る 2 個 の 磁 極 が常 に 異 極 と な っ て い る た め 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 。 次 に 、 電 機 子 コ イ ル 1 7 a ， .1 7 a ， 1 7 b , 7 b の通電手段 に つ い て説明 す る

電機子 コ イ ル 1 7 a ， 1 7 a は 、 直列 も し く は並列 に 接続 さ れ て レ、 る 。 電機子 コ イ ル 1 7 b ， 1 7 b 及びそ の 他の電機子 コ イ ル 1 7 c ， 1 7 c … に っ し、 て も 同 じ 接続 が行 な わ れて い る 。

第 6 図 （ b ) お い て 、 電機子 コ イ ル 1 Ί a 1 7 a

1 7 c ， 1 7 c , 1 7 e , 1 7 e の両端 に は 、 そ れ ぞれ ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a ， 2 0 b 及 び 2 0 c ， 2 0 d 及び 2 0 e , 2 O f 力 S挿入 さ れて い る 。 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a ， 2 0 b , 2 0 c ， … は 、 ス イ ツ 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 レ、 。

直流電源正負端子 2 a ， 2 b よ り 供電が行な われて い る 。

ア ン ド 回 路 4 3 a の 下側 の 入 力 力 s ハ イ レ ベ ル の と き に 、 端 子 4 a よ り ノ \ ィ レ ベ ル の 電 気 信号 が 入 力 さ れ る と 、 ト ラ ン ジ ス 2 0 a ， 2 0 b 力 導通 し て 、 電機子 コ ィ ル 1 7 a ， 1' 7 a 力 S通電 さ れる 。

端子 4 b ， 4 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 2 0 c ， 2 0 d 及び ト ラ ン ジ ス タ 2 0 e , 2 0 f 力 S 導 通 し て 、 電 機 子 コ イ ル 1 7 c ,

1 7 c , 1 7 e , 1 7 e 力 ^s'通電 さ れる 。

ブ ロ ッ ク 回 路 D ， E ， F は 、 電 機 子 コ イ ル 1 7 b ，

1 7 b 及び 1 7 d ， 1 7 d 及 び 1 7 f ， 1 7 f の通電制 御 回路 で 、 電機子 コ イ ル 1 7 a ， 1 マ a の通電制御 回路 と 全 く 同 じ 構成 の も の で あ る 。

従 っ て 、 ア ン ド 回路 4 3 d , 4 3 e , 4 3 f の下側 の 入 力 力 ^s ノヽ ィ レ ベ ルの と き に端子 4 d ， 4 e , 4 f に ノヽ ィ レ ベ ル の 入 力 力 あ る と 、 そ れ ぞれ電機子 コ イ ル 1 7 b ， 1 7 b 及 び 1 7 d , 1 7 d 及び 1 7 f , 1 7 f が通電 さ れ る 。

端子 4 0 は 、 電機子電流を指定 す る た め の基準電圧で あ る 。 端子 4 0 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 力 ^s 'で き る 。

電源 ス ィ ッ チ （ 図示せず ） を 投入 す る と 、 オ ペ ア ン プ 4 0 a の — 端子の 入力 は + 端子 の そ れ よ り 低 い の で 、 ォ ペ ア ン プ 4 0 a の 出 力 は ハ イ レ ベ ル と な り 、 ト ラ ン ジ ス 夕 2 0 a , 2 0 b ， … ， 2 0 f が導通 し て 、 電圧が電機 子 コ イ ル 1 7 a ， 1 7 a 1 7 c 1 7 c 1 7 e

1 7 e の通電制御 回路 に 印力 [] さ れる 。

抵 抗 2 2 a ， 2 2 b は 、 そ れ ぞ れ 電 機 子 コ イ ル

1 7 a , 1 7 a , 1 7 c ， 1 7 c , 1 7 e , 1 7 e 及び

1 7 b , 1 7 b , 1 7 d , 1 7 d , 1 7 f , 1 7 ΐ の電 機子電流 を検 出 す る た め の抵抗で あ る 。

オ ペ ア ン プ 4 0 b に つ い て も 事情 は全 く 同 じ で 、 電源 の 投入 と 共 に ブ ロ ッ ク 回路 D ， E ， F に電圧力 s印力 [] さ れ る 。

端子 4 a の 入力信号 は 、 第 7 図 （ a ) の位置検知信号

3 1 a , 3 1 b , … ま た 、 端子 4 b ， 4 c の 入 力 信 号 は 、 位 置 検 知 信 号 3 2 a , 3 2 b , … 及 び 3 3 a ， 6

3 3 b ， … と な っ て レヽ る 。

上 記 し た 曲 線 は 同 一記 号 で 、 第 5 図 （ b ) の タ イ ム チ ャ ー ト に 示 さ れ て い る 。' 曲 線 3 1 a , 3 2 a , 3 3 a , … は連続 し て レヽ る 。

ま た 、 第 7 図 （ a ) の位置検知信号 3 6 a , 3 6 b , … ， 3 4 a , 3 4 b , ··· ， 3 5 a , 3 5 b , … は 、 そ れ ぞれ第 6 図 （ b ) の端子 4 d ， 4 e , 4 f に 入力 さ れて レヽ る 。

第 5 図 （ b ) に は 、 曲 線 3 6 a ( 3 6 b と 同 じ で あ る 。 ） 3 4 a , 3 5 a , … 力 示 さ れ 、 そ れ等 は重畳 に す る こ と な く 連続 し て レヽ る 。

第 5 図 （ b ) の 位 ·置 検知 信号 曲 線 3 1 a が 、 第 6 図 ( b ) の端子 4 a に入力 さ れた場合 に つ い て説 明 す る 。 位置検知信号 3 1 a が、 第 5 図 （ c ) に 同一記号で示 さ れて レヽ る 。

電機子電流 は 、 点線 7 b の よ う に増大 す る 。 リ ラ ク タ ン ス 型 の 電動機で は 、 イ ン ダ ク タ ン ス が大 き い の で 、 曲 線 3 1 a の始端部の点線 7 b の立上 り は遅 く な る 。

従 っ て端子 2 a の 印加電圧 を大 き く す る 必要が あ る 。 高速度 と な る に 従 っ て 、 曲線 3 1 a の 幅 は小 さ く な る の で 、 端子 2 a の電圧 を対応 し て高電圧の も の を使用 す る 必要が あ る 。

電機子電流が設定値 （第 6 図 （ b ) の端子 4 0 の基準 電 圧 に よ り 指 定 さ れ る 。 ） を 越 え る と 、 オ ペ ア ン プ 4 0 a の 出 力 力 s ロ ー レ べ リレ と な る の で 、 ア ン ド 回 路 4 3 a の 出 力 力 口 一 レ ベ ル と な り 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a は不導通 と な る 。

従 っ て 、 電機子 コ イ ル 1 7 a ， 1 7 a に蓄積 さ れ た 磁 気 エ ネ ル ギ は ダイ オ ー ド 2 1 a , ト ラ ン ジ ス タ 2 0 b ， 抵抗 2 2 a を 介 し て放電 さ れ 、 放電電流が所定値 ま で低 下 す る と 、 オ ペ ア ン プ 4 0 a の ヒ ス テ リ シ ス 特 性 に よ り 、 出 力 力 ノ\ ィ レ ベ ル に復帰 し 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a , 2 0 b は 再 び導通 し て 、 電機子電流が増大 す る 。

基 準 電 圧 4 0 に よ り 規 制 さ れ る 設 定 値 ま で 増 大 す る と 、 オ ペ ア ン プ 4 0 a の 出 力 力 S ロ ー レ べ リレ と な り 、 ト ラ ン ジ ス 夕 2 0 a が不導通 に転化 し て 、 電機子電流が降下 す る 。

かか る サ イ ク ル を繰返 す チ ヨ ッ パ 回路 と な り 、 第 5 図 ( c ) の矢 印 3 c の 区 間 を経過 す る 。

曲 線 3 1 a の 末 端 に お い て 、 第 6 図 （ b ) の 端 子 4 a の入力が消 滅 す る 。 従 っ て 、 電機子 コ イ ル 1 7 a ，

1 7 a に 蓄 積 さ れ た 磁 気 エ ネ ル ギ は 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a , 2 0 b 力 S 共 に 不 導通 と な る の で 、 ダ イ オ ー ド 2 1 b ~→ コ ン デ ン サ 4 7 a → 抵 抗 2 2 a — ダ イ オ ー ド 2 1 a の 順 で通電 さ れ、 コ ン デ ン サ 4 7 a を 充電 す る 。

し カゝ し 、 こ の と き す で に 第 5 図 （ b ) の位置検知信号 曲線 3 2 a 力 s'、 第 6 図 （ b ) の端子 4 b に 入 力 さ れ て い る の で 、 電機子 コ イ ル 1 7 a , 1 7 a の蓄積磁気エ ネ ル ギ は 、 電機子 コ イ ル 1 7 c ， 1 7 c の 磁気エ ネ ル ギ に転 化 し 、 電 機 子 電 流 の 立 上 り （ 第 5 図 （ b ) ) の 点 線 3 7 b の左端部 ） を急速 と す る 。

コ ン デ ン サ 4 7 a は 、 ト ラ ン ジ ス タ の導通 、 不導通の タ イ ミ ン グの差が あ る 時 に有効 で あ る が、 必ず し も 必要 な も の で は な い 。

矢 印 3 7 の 幅 は 、 点線 3 7 a と 点線 3 7 b の 降下 と 立 上 り 部 の幅 を示 し て い る 。 矢印 3 7 の 幅が所定角 を越 え る と 反 ト ル ク が発生 し 、 ま た 、 ト ル ク も 減少す る 。 高速 度 と な る に 従 っ て 、 曲線 3 2 a ， 3 3 a の幅が小 さ く な る の で 、 矢 印 3 7 の 幅 も 対 応 し て 小 さ く す る 必要 力 s あ る 。 こ の た め に は 、 ダ イ オ ー ド 4 l a に よ り 、 電機子 コ イ リレ 1 7 a ， 1 7 a の 蓄積磁 気 エ ネ ル ギ が電 源 2 a ， 2 b に 流入 す る こ と を 防止 す る こ と に よ り 目 的が達成 さ れ る 。

ダ イ オ ー ド 4 1 a 力 5 な く 、 電 機 子 コ イ ル 1 7 a ，

1 7 a の磁気 エ ネ ルギが電源 に 流入 す る と 、 点線 3 7 a の 降 下 部 の 幅 が 大 き く な り 、 電 機 子 コ イ ル 1 7 c ,

1 7 c の 印加電圧 も 電源 2 a ， 2 b の電圧 と な る の で 、 点線 3 7 b の立上 り 部の幅 も 大 き く な る 。

従 っ て 、 高速度 の電動機 と す る こ と が不可能 と な る 。 当然 で あ る が、 電源電圧 を上昇 し て も 同 じ 目 的が達成で き る が、 こ の手段 は 、 高電圧電源 と な る の で実用 的 に 問 題が あ り 、 本発 明 に よ る 手段が有効 と な る も の で あ る 。

3 0 0 ヮ ッ ト の 出 力 の 電 動 機 の 場 合 に 、 毎 分 1 0 ， 0 0 0 回転 と す る の に 、 ダイ オ ー ド 4 1 a 力 s な い 場合 に端子 2 a , 2 b の電圧 は 1 5 0 ボ ル ト 位が必要 と _{1 g} な る ；^ 、 ダ イ オ ー ド 4 1 a を使 用 す る と 6 0 ボル ト で す む作用 効果が あ る 。

こ の 場合 に 、 矢 印 7 の 幅 ほ 、. 実測 に よ る と 2 0 マ イ ク ロ 秒位 で 、 1 0 万 回転以上の 回 転速度 を得 る こ と がで き る 効果が あ る 。 こ の場合 に は 、 印加電圧 は 、 逆起電力 に よ り 高電圧 と な る 。

ま た 、 出 力 ト ル ク を増大 す る た め に は 、 第 6 図 （ b ) の 基準電圧 4 0 の 電圧 を上昇す れば よ い 。

以上の 説 明 の よ う に 、 本発 明装置で は 、 高速 回転の 限 度 は 、 印力 D電圧 に よ り 制御 さ れ、 出 力 ト ル ク は 、 基準電 圧 （ 出 力'ト ル ク の指令電圧 ） に よ り 、 そ れ ぞれ独立 に制 御 さ れ る こ と が特徵 と な っ て い る 。

電機子 コ イ ル 1 7 c ， 1 7 c の位置検知信号 に よ る 制 御電流の 制御 は 、 第 6 図 （ b ) の オ ペ ア ン プ 4 0 a ， ァ ン ド 回路 4 3 b の チ ヨ ッ ノ 作用 に よ り 、 第 5 図 （ b ) の 点線 3 7 b で示 す よ う に 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 c の オ ン ォ フ に よ り 変ィヒ し 、 曲線 3 2 a の末端 に お しヽ て 、 点線 の よ う に急速 に 降下 す る '。

次 に 、 位 置 検 知 信 号 3 3 a が 、 第 6 図 （ b ) の 端子 c に 入 力 さ れ る と 、 電機子 コ イ ル 1 7 e ， 1 7 e の通電 力 ^s 同 様 に 行 な わ れ る 。

以上 の よ う に 、 電機子 コ イ ル は 、 順次 に連続 し て通電 さ れ て 出 力 ト ル ク が発生す る 。

以上 の通電 の モ ー ド を A 相 の通電 モ ー ド と 呼称 す る 。 第 7 図 （ a ) の 位 置 検 知 信 号 3 6 a ， 3 6 b ， .·· ，

- 1

5

3 4 a ， 3 4 b ， … ， 3 5 a , 3 5 b , … は 、 そ れ ぞれ 第 6 図 （ b ) の 端子 4 d ， 4 e , 4 f に 入 力 さ れ 、 ブ ロ ッ ク 回路 D ， E ， F に 含 ま れ る 電機子 コ イ ル 1 7 b ，

1 7 b , 7 d , 1 7 d 1 7 f , 1 7 f の通電 を制御 す る

第 5 図 （ b ) に 、 曲線 3 6 a ， 3 4 a ， 3 5 a 力 s示 さ れ て い る 。 こ れ等 は 1 2 0 度の 幅 で隣接 し 、 上段の 曲線 よ り 6 0 度位相 が遅れ て い る 。

曲線 3 6 a ， 3 4 a , 3 5 a の点線部は 、 電機子電流

10 を 示 し て い る 。 立上 力 り と 降下部 の 幅 は 、 ダ イ オ ー ド 4 1 b , コ ン デ ン サ 4 7 b に よ り 規 制 さ れ る こ と は 、 A 相 の通電 モ ー ド の塲合 と 同様で あ る 。

ま た 、 ア ン ド 回路 4 3 d ， 4 3 e , 4 3 f , オ ペ ア ン プ 4 0 b , 基準電圧端子 4 0 の電圧 に よ る 各 曲線の 中 間 部の チ ヨ ッ パ制御 も A 相 の通電モ ー ド の場合 と 同様 で あ る 。 作用 効果 も ま た 、 同様で あ る 。

曲 線 3 6 a , 3 6 b , … ， 3 4 a , 3 4 b , … ，

3 5 a , 3 5 b , … に よ る 電機子 コ イ ル 1 7 b ， 1 7 b

1 7 d , 1 7 d , 1 7 f , 1 7 f の通電制御 を Β 相 の通

20 電 モ ー ド と 呼称 す る 。

本実施例 の よ う な 3 相 の電動機は 、 第 1 相 、 第 2 相 、 第 3 相 の 通 電 モ ー ド と な る こ と が一般 的 な 表現 で あ る が 、 本 明 細 書 で は 、 2 つ に 分離 し て Α 相 、 B 相 の 通 電 モ ー ド と 呼称 し て レヽ る 。

25 A 相 と B 相 の通電モ ー ド の た め に 、 電機子電流制御 の チ ヨ ッ ノ 回 路 も 2 組 で す み 、 ま た 前述 し た よ う に ダ イ オ ー ド 4 1 a ， 4 l b の使 用 に よ り 、 電機子 コ イ ル の磁 気 エ ネ ル ギ の 消 滅 と 増大 を 急速 と す る こ と がで き て 、 高 速電動機が得 ら れ る 効果が あ る 。 次 に 出力 ト ル ク の リ プ ル を 除去 す る 手段 に つ き 説 明 す る 。

第 5 図 （ c ) に お い て 、 前述 し た よ う に 、 各電機子 コ ィ ル の 1 8 0 度 の 定電流通電時 に お け る ト ル ク 曲線 は 、 曲線 1 4 a ， 1 4 b , … と し て示 さ れ て レヽ る 。

第 2 図 （ a ) の 位 置 検 知 素子 と な る コ イ ル 1 0 a ， 1 0 b , 1 0 c の 固 定位置 を 調整 し て 、 第 5 図 （ c ) の 位置検知信号曲線 3 1 a の始端部 を点線 4 2 a の点即 ち ト ル ク 曲線 が平坦 に な り 始 め る 点 と す る 。

曲 線 3 1 a の 末 端 部 は 点線 4 2 c の 点 と な り 、 点 線

4 2 a と 4 2 c の 区間力 S電機子 コ イ ル 1 7 a ， 1 7 a の 通電 区 間 と な る 。

前 述 し た よ う に 、 通 電 曲 線 の 立上 り と 降 下 は 急速 と な っ て い る の で 、 出 力 ト ル ク は平坦 と な る 。

曲線 1 4 a 及 び更 に電機子電流 の大 き い場合 に は 、 通 電 の 末期 で ト ル ク が減少す る が、 電機子電流が小 さ い程 出 力 ト ル ク の平坦性 は良好 と な る 。

他 の 位置検知信号 に よ る 対応す る 電機子 コ イ ルの 出 力 ト リレ ク に つ い て も 上述 し た事情 は全 く 同 様で あ る 。

従 っ て 合成 ト ル ク の ト ル ク リ プル も 除去 さ れ る 効果が あ る 。

サ ー ボ電動機 と し て使用 し た場合 に は 、 出 力 ト ル ク の 平坦性が要求 さ れ る の は 、 負荷の停止点の近傍で あ る 。 こ の と き に は 出 力 ト ル ク は減少 し て い る の で 、 電機子 電流 も 小 さ く 、 第 5 図. （ c ) の '曲線 1 4 a ， 1 4 b 以下 の通電電流 の ト ル ク 曲線 と な り 、 ト ル ク は平坦 と な る 。 従 っ て有効 な技術手段 を供与で き る も の で あ る 。

電機子 コ イ ル の通電 区 間 は 、 ト ル ク の最大値の 区 間 と な っ て い る の で効率 も 良好 と な る 特徴が あ る 。

ト ル ク 曲線 1 4 a ， 1 4 b , … の形状は 、 対 向 す る 磁 極 と 突極 と の形状 を変更す る こ と に よ り 、 ト ル ク の平坦 部 の 特 性 と 区 間 を 変 更 す る こ と 力 で き る の で 、 点 線 4 2 a の位置 を 対応 し て変更 す る 必要が あ る 。

一般的手段 に よ る と 、 点線 4 2 a と ト ル ク 曲線 の始点 部 と の 幅 は 1 0 度〜 2 0 度で あ る 。

上述 し た説明 よ り 理解 さ れる よ う に 、 第 7 図 （ a ) の 位 置 検 知 信 号 曲 線 3 1 a , 3 1 b , … ， 曲 線 3 2 a , 3 2 b , … ， 曲線 3 3 a ， 3 3 b , … は 、 電機子 コ イ ル

1 7 a , 1 7 a , 1 7 c , 1 7 c ， 1 7 e , 1 7 e の 1 2 0 度 の 幅の通電制御 を行 な い 、 ま た 、 位置検知信号 曲線 3 6 a ， 3 6 b , … 、 曲線 3 4 a ， 3 4 b , … ， 曲 線 3 5 a ， 3 5 b , "' は 、 電機子 コ イ ル 1 7 b ， 7 b

， 1 7 d , 1 7 d , 1 7 f , 1 7 f の 1 2 0 度の幅の通 電制御 を行 な っ て い る 。

出 力 ト ル ク 即 ち 電機子電流値 を指定す る の は 、 基準電 圧 （ 第 6 図 （ b ) の端子 4 0 の電圧 ） の み な の で 、 印加 電圧 リ プル に無 関係 と な る 。 つ つ 従 っ て 、 第 6 図 （ b ) の 電源端子 2 a , 2 b の リ プル 電圧 は 余 り 関係が な い の で 、 整流 の た め の コ ン デ ン サ は 小 さ い容量 の も の で も ，よ く 、 ま'た 、 交流電源が 3 相 の 場 合 に は 、 整流 コ ン デ ン サ は さ ら に 小容量 と な り 、 電源 を 簡素化 で き る 特徴が あ る 。

上述 し た 事情 は 、 後述す る 実施例の場合 に も 、 整流 コ ン デ ン サ に つ い て 同 じ で あ る 。

次 に 、 2 相 の リ ラ ク タ ン ス 型電動機 に本発 明 を適用 し た 場合 に つ き 説 明 す る 。

第 1 図 （ b ) は 、 2 相 の リ ラ ク タ ン ス型電動機の平面 図 、 第 2 図 （ b ) は そ の突極 、 磁極 、 電機子 コ イ ル の展 開 図 で あ る 。

第 1 図 （ b ) に お い て 、 円 環部 1 6 及び磁極 1 6 a ， 1 6 b , … は 、 珪素鋼板 を積層 固化 す る 周知の手段 に よ り 作 ら れ 、 図示 し な い外筐 に 固 定 さ れ て電機子 と な る 。 磁心 1 6 は磁路 で あ る 。

磁 極 1 6 a ， 1 6 b に は 、 電 機 子 コ イ ル 1 7 a ， 1 7 b が捲着 さ れ て いる 。 他 の電機子 コ イ ル は省 略 さ れ て 図示 し て い な い 。

外筐 に設 け た軸受 に は 、 回転軸 5 が回動 自 在 に支持 さ れ 、 こ れ に 回転子 1 力 S固着 さ れ て い る 。

回転子 1 の 外周部 に は 、 突極 1 a ， 1 b ， … 力 設 け ら れ 、 磁極 1 6 a ， 1 6 b ， … と 0 . 1 〜 0 . 2 ミ リ メ ー ト リレ位 を空 隙 を 介 し て対 向 し て い る 。 回転子 1 も 電機子 1 6 と 同 じ 手 段 に よ り 作 ら れ て い る 。 こ の 展 開 図 力 s第 2 図 （ b ) に 示 さ れ て レヽ る 。

第 2 図 （ b ) に お い て 、 突極 は 1 0 個 と な り 、 等 し い 幅 と 離 間角 と な っ て レヽ る 。 '

磁極 1 6 a ， 1 6 b , … の 幅 は突極幅 と 等 し く 、 8 個 が等 し レ、 ピ ッ チ で配設 さ れて い る 。

電機子 コ イ ル 1 7 b ， 1 7 f , 1 7 c , 1 7 g が通電 さ れ る と 、 突極 l b , 1 , 1 c , l h 力 s吸弓 I さ れて 、 矢 印 A 方 向 に 回転 す る 。

更 に 回 転す る と 、 電機子 コ イ ル 1 7 b ， 1 7 f の通電 が停止 さ れ 、 電機子 コ イ ル 1 7 d , 1 7 h が通電 さ れ る の で 、 突極 1 d ， 1 i に よ る ト ル ク 力 発生す る 。

矢印 1 8 a は 、 図示 の状態 よ り 9 0 度 回転す る 励磁極 性 を 示 す も の で 磁 極 1 6 b ， 1 6 c は N 極 ， 磁 極 1 6 f , 1 6 g は S 極 と な る 。 かか る 極性の磁化は 、 磁 束 の洩れ に よ る 反 ト ル ク を小 さ く す る た め で あ る 。

次の 9 0 度 の 回転即 ち 矢印 1 8 b の 間 で は 、 各磁極 は 図示 の N ， S 磁性 と な る 。 0 の表示 は無励磁の も の を示 し て レヽ る 。

次 の 9 0 度 の 回 転 、 そ の 次 の 9 0 度 の 回 転 は 矢 印 1 8 c , 1 8 d の 間 の極性 に磁ィヒ さ れ る 。

上述 し た励磁 に よ り 、 回転子 1 は 、 矢印 A 方向 に 回転 し て 2 相 の 電動機 と な る も の で あ る 。

各磁極間 の 幅 は 、 突極幅の 1 . 5 倍 と な っ て い る 。 ま た 、 電機子 コ イ ルを装着す る 空 間 が、 大 き く な つ て い る の で 、 太 い電線 を 利用 す る こ と がで き 、 銅損 を減少 つ ₅ し て効率 を上昇せ し め る 効果が あ る 。

リ ラ ク タ ン ス 型 の電動機 は 、 界磁 マ グ ネ ッ ト が な い の で 、 そ の 磁束分 ま で磁.極 に よ る'発.生磁束 を大 き く す る 必 要力 S あ る 。 従 っ て 、 磁極間 の空 間 の大 き い こ と は重要 な 意味 を有 す る も の で あ る

第 2 図 （ b ) の突極数 は 、 1 0 個 と.な り 、 従来周知 の こ の種 の も の よ り 多 い 。 従 つ て 、 各磁極 に励磁 に よ り 蓄 積 さ れ た 磁気 エ ネ ル ギの放電 に よ り 反 ト ル ク を 発生 し 、 出 力 ト ル ク は大 き く な る が、 回転速度が低下 し て 問題点 残 り 、 実用 化 で き な く な る

し か し 、 本発 明 の手段 に よ る と 、 上述 し た不都合が除 去 さ れ 、 出 力 ト ル ク が増大 す る 効果の みが付加 さ れ る 。 そ の 詳細 に つ い て は後述す る

上述 し た 回 転子 1 の駆動 ト ル ク 発生 の説 明 は 、 電機子 コ イ ルの 通電角 が 1 8 0 度の場合で あ る 。 本発 明 の手段 は 通電角 が 9 0 度 で あ る が、 回転の原理 は全 く 同様 で あ る 。

第 6 図 （ a ) に お ·(/ヽ て 、 電機子 コ イ ル K ， L は 、 第 2 図 （ b ) の電機子 コ イ ル 1 7 a ， 1 7 6 及 び 1 7 〇 ， 1 7 g を そ れ ぞれ示 し 、 2 組の電機子 コ イ ル は 、 直列若 し く は並列 に接続 さ れて い る 。

電機子 コ イ ル K ， L の両端 に は 、 そ れぞれ ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a , 2 O b 及 び 2 0 c , 2 O d が揷 入 さ れ て い る 。

卜 ラ ン ジ ス タ 2 0 a ， 2 0 b ， 2 0 c , 2 0 d 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 レ、 。

直 流 電 源 正 負 端 子 2 a ， 2' b よ り 供電 が行 わ れ て い る 。 子 4 a よ り ハ イ レ ベ ル の 電 気 信 号 が入 力 さ れ る と 、 卜 ラ ン ジ ス タ 2 0 a ， 2 0 b 力 導通 し て 、 電機子 コ ィ ル K が通電 され る 。

¾子 4 c よ り ハ イ レ ベ ル の電気信号が入力 さ れ る と 、 卜 ラ ン ジ ス 夕 2 0 c ， 2 0 d が導通 し て 、 電機子 コ イ ル L が通電 さ れ る 。

位置検知信号 を 得 る た め の手段 を 次 に説明 す る 。

第 2 図 （ b ) の コ イ ル 8 a ， 8 b は 、 第 2 図 （ a ) の コ イ ル 1 0 a と 同 じ 構成の も の で 、 突極 l a ， l b , - の側面 に対 向 し て 、 電機子側 に 固定 さ れて い る 。

n ィ ル 8 a ， 8 b は第 2 図 （ b ) に示 さ れ る よ う に 、 突極 1 a ， l b , … の側面 に空隙 を介 し て対 向 し 、 突極 側面 に 対 向 す る と 、 鉄損 （ 渦流損 を含み、 こ の損失が大 き い ） の た め に 、 コ イ ル の イ ン ピ ー ダ ン ス 力⁵ 小 さ く な る 。 コ イ ル 8 a ， .8 b は （ 3 6 0 + 9 0 ) 度離間 し て い る 。

第 3 図 に 、 コ イ ル 8 a , 8 b よ り 、 位置検知信号 を得 る た め の装置が示 さ れて い る 。

コ ィ ル 8 a , 8 b , 抵抗 1 5 a ， 1 5 b ， 1 5 c ， 1 5 d は ブ リ ッ ジ 回路 を構成 す る 。

発振 回路 7 の 出 力周波数 は 1 メ ガサ イ ク ル位 と な っ て い る 。 _{2 ?} コ イ ル- 8 a ， 8 b は空心 コ イ ル で 、 固 定電機子側 に 固 定 さ れ 、 第 2 図 （ b ) の突極 l a ， l b ， … に対 向 す る と 、 渦流損失 の た め 、 そ の ン ピ ー ダ ン ス が小 さ く な り 、 抵抗 1 5 a の電圧降下が大 き く な る 。

コ イ ル 8 a が突極 に対 向 す る と 、 ダ イ オ ー ド 1 1 a ， コ ン デ ン サ 1 2 a よ り な る 口 一 ノ \° ス フ ィ ル タ に よ り 平滑 化 さ れ た 電気信号が、 オ ペ ア ン プ 1 3 a の + 端子 に 入力 さ れ る 。

抵抗 1 5 b の 電圧降下 も 、 ダ イ オ ー ド l i b ， コ ン デ ン サ 1 2 b よ り な る ロ ー ノ ス フ ィ ル 夕 に よ り 直流ィヒ さ れ た電気信号が オ ペ ア ン プ 1 3 b の + 端子 に入力 さ れ る 。 コ イ ル 8 a ， 8 b 力 s、 突極 に対向 し な い と き に 、 ブ リ ツ ジ 回路が平衡 す る よ う に調整 さ れて い る の で 、 こ の と き に オ ペ ア ン プ 1 3 a , 1 3 b の 出 力 は な い 。

コ イ リレ 8 a が突極 に対 向 す る と 、 オ ペ ア ン プ 1 3 a の 出 力 は 、 1 8 0 度 の 幅の矩形波の 出 力 と な り 、 こ の信号 が 第 7 図 （ b ) の タ イ ム チ ャ ー ト で 、 曲 線 7 0 a ， 7 0 b , … と し て 示 さ れて しヽ る 。

抵 抗 1 5 c の 電 圧 降 下 は 、 オ ペ ア ン プ 1 3 a ， 1 3 b の一端子 に入力 さ れて い る 。 端子 6 a の 出 力 が上 述 し た 曲線 7 0 a ， 7 0 b , … と な り 、 端子 6 b の 出 力 は 、 曲線 7 2 a ， 7 2 b , … と な り 、 そ れぞれの 曲線の 幅 は 1 8 0 度 で あ る 。

反 転 回 路 を 介 す る 端 子 6 c ， 6 d の 出 力 は 、 曲 線 7 3 a , 7 3 b , … 及 び 曲 線 7 4 a , 7 4 b , … と な る 。 .

第 7 図 （ b ) の 曲 線 7 0 a ， 7 0 b , … と 曲 線 7 4 a , 7 4 b ， … 信号の合致 し た部分 を ア ン ド 回路 に よ り 得 る と 、 曲線 8 2 a ， 8 2 b ， … と な る 。

曲線 7 2 a , 7 2 b , … と 曲線 7 0 a ， 7 0 b , … に っ レ、 て も 同 じ 手段 に よ り 、 曲線 8 3 a ， 8 3 b , … が得 ら れ る 。

同 様 な 手 段 で 、 曲 線 7 2 a ， 7 2 b ， … と 曲 線 7 3 a , 7 3 b , … よ り 、 曲線 8 4 a ， 8 4 b , … が 、 ま た 、 曲線 7 3 a ， 7 3 b , … と 曲線 7 4 a ， 7 4 b , … よ り 曲線 8 5 a ， 8 5 b , … が得 ら れ る 。

以上 の位置検知信号 は 、 .第 6 図 （ a ) の 回路 に使用 さ れ る も の で あ る 。

次 に上述 し た 2 相 の位置検知信号 に よ り 通電制御 さ れ る 電機子 コ イ ル に つ き 、 第 6 図 （ a ) に よ り 説明 す る 。

前述 し た よ う に 、 電機子 コ イ ル K 、 L は電機子 コ イ ル 1 7 a , 1 7 e 及 び電機子 コ イ ル 1 7 c ， 1 7 g で あ る 。 ブ ロ ッ ク 回路 c'は 、 電機子 コ イ ル M ， N を含 む通電 制御 回 路 で 、 電機子 コ イ ル K ， L の も の と 全 く 同 じ 構成 で あ る 。

電機子 コ イ ル Μ ， Ν は そ れぞれ電機子 コ イ ル 1 7 b ， 1 7 ： e の 直 列 若 し く は 並 列 接 続 体 及 び 電 機 子 コ イ ル 1 7 d , 1 7 h の 同様 な接続体 を示 し て い る 。

前 述 し た 第 7 図 （ b ) の 位置検 知 信号 曲 線 8 2 a ， 8 2 b , … と 曲 線 8 3 a ， 8 3 b , … と 曲 線 8 4 a ， 2 _g

8 4 b , … と 曲 線 8 5 a ， 8 5 b , … は 、 そ れ ぞれ端子 4 a , 4 b , 4 c , 4 d よ り 入力 さ れ る 。

従 っ て 、 電機子 コ イ ル は 、 9 0 度ずっ通電 さ れ、 そ の 順序 は電機子 コ イ ル K — M ·→ L → N と な る 。 位置検知信 号 曲 線 8 2 a , 8 3 a , 8 4 a ， 8 5 a 力 、 第 5 図 ( a ) に 同 一記号 で示 さ れて い る 。

第 6 図 （ a ) に お い て 、 電源が投入 さ れ た と き に 、 端 子 4 a よ り 曲線 8 2 a の位置検知信号が入力 さ れて い る と 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a ， 2 0 b 力 導通 し て 、 電機子 コ ィ ル K の 通電が 開始 さ れ、 こ の 曲線が第 5 図 （ a ) に点 線 2 3 と し て示 さ れ て レ、 る 。

従 っ て 抵 抗 2 2 に 電 圧 降 下 が 発 生 し 、 オ ペ ア ン プ 4 0 a の + 端子 の 入力 で あ る 基準電圧 4 0 の電圧 を越 え る と 、 オ ペ ア ン プ 4 0 a の 出 力 は 口 一 レ ベ ル と な り 、 ァ ン ド 回路 4 3 a の 出 力 も 口 一 レ ベル に転ィヒす る の で 、 ト ラ ン ジ ス 夕 2 0 a は不導通 と な る 。

ト ラ ン ジ ス タ 2 O b は導通 し て い る の で 、 電機子 コ ィ ル K に 蓄積 さ れ た磁気エ ネ ル ギ は 、 ダイ オ ー ド 2 1 a , 抵抗 2 2 を 介 し て放電 さ れ る 。

抵抗 2 2 の電圧降下が減少 し て 、 所定値 を越 え る と 、 オ ペ ア ン プ 4 0 a の ヒ ス テ リ シ ス特性 に よ り 、 そ の 出 力 力 Sノ、 ィ レ ベ ル に復帰す る 。 従 っ て 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a は 再 び導通 し て 、 電機子電流が増大 し 、 基準電圧 4 0 に よ り 規 制 さ れ る 電 流 を 越 え る と 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a は再 び不導通 と な る 。 かカゝ るサ イ ク ルを繰返す チ ヨ パ 回路が構成 さ れて い る 。 位 置 検 知 信 号 8 2 a の 末 端 で 、 ト ラ ン ジ ス タ 2 0 a , 2 O b は と も に 不導通 と な る の で 、 電機子 コ ィ ル K の 蓄 積 磁 気 エ ネ ル ギ は 、 ダ イ オ ー ド 2 1 a , 2 l b を 介 し て 、 コ ン デ ン サ 4 7 を 充電す る 。

こ の 充 電 電圧 に よ り 、 次 に 通 電 さ れ る 電機子 コ イ ル M の 印加電圧が上昇す る の で 、 通電電流 は急速 に立上が る 。 こ の と き に 、 端子 4 3 b に 入力 さ れ る 第 5 図 （ a ) の 位置検知信号 曲線 8 3 a に よ り 、 電機子 コ イ ル M に 電 圧が印力 D さ れて レヽ る も の で あ る 。

コ ン デ ン サ 4 7 は小容量の も の で よ レヽ 。 小容量の コ ン デ ン サ の方が充電電圧が急速 に上昇 し て 、 電機子 コ イ ル M の通電の立上力 り が急速 と な り 、 ま た 、 同 時 に電機子 コ イ ル K の 電 流 の 降 下 部 の 幅 （ 第 5 図 （ a ) の 矢 印 2 3 の 幅 ） を小 さ く す る こ と がで き る 。

矢 印 2 3 の 幅が、 所定値 を越 え て大 き く な る と 、 反 ト ル ク と 減 ト ル ク を発生す る の で 、 上述 し た よ う に 、 矢印 2 3 の 幅 を 小 さ く し ·高速度の電動機 と す る こ と がで き る 作用 効果が あ る 。

電機子 コ イ ル K の蓄積磁気エ ネ ルギが、 電機子 コ イ ル M の磁気 エ ネ ル ギ に転換す る こ と に よ り 、 矢印 2 3 の 幅 力 小 さ く な る と 考 え る こ と がで き る 。

ダ イ オ ー ド 4 1 は 、 蓄積磁気エ ネ ル ギが、 電源 に流入 し て 、 上述 し た 作用 が行 な わ れな く な る こ と を 防止す る た め の も の で あ る 。 3 ェ コ ン デ ン サ 4 7 を 除去 し て も 、 上述 し た磁気 エ ネ ル ギ の転換 を よ り 高速 に行 う こ と 力 で き る 。 電機子 コ イ ル M の通電 は 、 オ ペ ア ン プ 4 0 a ， ア ン ド 回路 4 3 c に よ り 、 電機子 コ イ ル K の場合 と 同-様 に 行われ る 。

基準電圧 4 0 に よ り 規制 さ れ た電流値 と な る チ ヨ ッ パ 作 用 が行 な わ れ る も の で あ る 。

チ ヨ ッ パ 作用 に よ る 電機子電流の脈流部分 は省略 し て 図示 し て い な い 。

端 子 4 c , 4 d に 、 第 5 図 （ a ) の 位 置 検 知 信 号 8 4 a ， 8 5 a 力 入 力 さ れ た と き に も 、 ア ン ド 回 路 4 3 b , 4 3 d 及 び オ ペ ア ン プ 4 0 a に よ る 電機子電流 の 制御 が 同 様 に 行 な われ、 作用 効果 も 同様で あ る 。

従 っ て 、 一方 向 の ト ル ク が得 ら れて 回転す る 。

第 5 図 （ a ) の タ イ ム チ ャ ー ト の 点数 曲 線 2 3 a ， 2 3 b ， 2 3 c , 2 3 d は 、 そ れぞれ電機子 コ イ ル K ， Μ ， L , Ν の電機子電流曲線 で あ る 。

矢 印 2 3 の 幅 は 、 3 0 0 ヮ ッ ト 出 力 の 電 動 機 で 、 2 0 マ イ ク ロ 秒 と する こ と がで き る の で高速度の 回転 を 行 な う こ と 力 ^sで き る 。

第 5 図 （ c ) に っ き そ の理 由 を説 明 す る 。

位置検知信号 8 2 a ， 8 3 a , … に よ る 電機子 コ イ ル の 通 電 制 御 は 、 全 て 同 じ な の で 、 位 置 検 知 信 号 曲 線 8 2 a に つ い て 説 明 す る 。

電機子 コ イ ルの イ ン ダ ク タ ン ス は 、 前述 し た よ う に大 き い の で 、 矢 印 3 a の 幅 だ け通電す る と 、 点線 7 a で示 す よ う に立上力⁵' り は遅れ、 ま た 、 降下部の幅 は著 し く 大 き く な り 、 立上 力 S り 部 で は ト ル ク が減少 し 、 降下部 が 1 8 0 度の 幅の矢 印 b の右端を越 え る と 反 ト ル ク を 発 生す る 。

従 っ て 高速度 と す る と 効率が劣化 し 、 出力 ト ル ク も 減 少 し て実用 性が失 な われ る と 不都合が あ る 。

本 発 明 の 手 段 に よ る と 、 か か る 不 都 合 が 除 去 さ れ 1 0 万 回毎分の電動機を効率良 く 得 る こ と がで き る 。

第 6 図 （ a ) の ダ イ オ ー ド 4 1 の た め に 、 電機子電流 の 立 上 り と 降 下 の 幅 は 著 し く 小 さ く な り 、 点 線 曲 線 2 3 a で示 す電機子電流 と な る 。

従 っ て 、 減 ト ル ク 、 反 ト ル ク の発生 は 防止 さ れて 、 高 速 、 高 ト ル ク の電動機を得る こ と がで き る も の で あ る 。

曲線 2 3 a の高 さ を増大す る と 高 ト ル ク と な る が、 こ の た め に は 、 逆起電力 を越 え る 端子 2 a , 2 b の電圧 と す れば よ く 、 こ れ は一般直流電動機 と 同様で あ る 。

1 8 0 度 の区 間 の ト ル ク 曲線 は 、 前述 し た 3 相 の電動 機 と 同様 に 曲線 1 4 'a ， 1 4 b , … で示 さ れ る 。

曲線 8 2 a の始端部 を点線 4 2 a の点 と す る よ う に 、 位置検知素子 と な る コ イ ル 8 a ， 8 b の 固定位置を調整 し て 固 定 す る と 、 電 機 子 電 流 の 断 た れ る 点 は 点 線 4 2 b の点 と な る 。

点線 4 2 a と 4 2 b の 区間 の 幅 は 9 0 度 と な る 。

従 っ て 、 出 力 ト ル ク は 、 ト リレ ク 曲線 1 4 a ， 1 4 b ， … の平坦部 の み と な り 、 合成 出力 ト ル ク も 平坦 と な る 特 徴 あ る-。

ま た 、 最大 ト ル ク の 区 間 の通電 と な る の で 、 効率が上 昇 す る 効果が あ る 。 ， '

曲線 8 2 a ， 8 3 a , … の境界 に空隙力 あ る と 自 起動 し な い不都 合 が あ る 。 従 っ て空隙が な い よ う に構成す る 必要が あ る 。

本実施例 は 、 2 相 の電動機 で あ る が、 通電の モ ー ド は A 相 の み も し く は B 相 の み と 考 え て も よ レヽ。

ま た 、 1 つ の 同 相 の 通 電 モ ー ド と 考 え る こ と が で き る 。 従 っ て 、 通電制御 回路が簡素化 さ れ る 特徴が あ る 。

第 6 図 （ a ) ( b ) の ダ イ オ ー ド 4 1 ， 4 1 a , 4 1 b は 、 電源負極 2 b の側 に設 け て も 同 じ 目 的 が達成 で き る 。

第 6 図 （ a ) ( b ) に お レ、 て 、 ア ン ド 回 路 4 3 a ， 4 3 b ， … と オ ペ ア ン プ 4 0 a ， 4 0 b に よ る チ ヨ ッ パ 制 御 を 下 側 の ト ラ ン ジ ス タ 2 0 b ， 2 0 d , 2 0 ΐ に 行 っ て も 同 じ 目 的 が達成 さ れ る 。 産業上の利 用可能性

本発 明 は 、 出 力 ト ル ク が大 き く 、 ト ル ク リ プルが少 な く 高能率 の 直流電動機 と し て 、 産業機器の駆動源 と し て 利 用 さ れ、 特 に 、 サ ー ボ電動機 と し て使用 さ れ る 。

Claims

言青 求 の 範 H 1 定電流で各.相 の電機子.コ イ ルの通電 を し た と き に 、 回転子 の突極が磁極 に侵入 し 始め て か ら 電気角 で 1 0 度〜 2 0 度近傍で ト ル ク が最大値 と な り 、 そ の後 は平坦 な ト ル ク が所定 区 間 だ け得 ら れ る 2 相 リ ラ ク タ ン ス 型の電動機 に お い て 、

時 間 的 に重畳 し な い連続 し た電気角 で 9 0 度の 幅 の位置検知信号が配設 さ れた単相 の第 1 、 第 2 、 第 3 、 第 4 の位置検知信号が得 ら れ る 突極の位置を 検 知 す る 位置検知素子 を含 む位置検知装置 と 、 第 1 の 相 及 び第 2 の 相 の 電機子 コ イ ル を そ れ ぞ れ第 1 、 の電機子 コ イ ル及び第 2 、 第 2 の電機子 コ イ ル に構成 し た と き に 、 該第 1 、 第 1 、 第 2 、 第 2 の電 機子 コ イ ル の 両端 に接続 さ れた半導体ス ィ ツ チ ン グ 素子 と 、

各 々 の該半導体ス ィ ツ チ ン グ素子 と 該電機子 コ ィ ルの 直列接続体 に逆接続 さ れた ダイ ォ ー ド と 、

第 1 、 第 2 、 第 3 、 第 4 の位置検知信号 に よ り 、 該半導体ス イ ッ チ ン グ素子を導通せ し め て 、 そ れぞ れ該第 1 、 第 2 、 第 1 、 第 2 の電機子 コ イ ルの通電 を行 な っ て一方向 の 出力 ト ル ク を発生せ し め る 通電 制御 回 路 と 、

電源正極若 し く は 負極側 に順方 向 に挿入 し た 1 個 の ダ イ オ ー ド を介 し て 、 該通電制御回路 に供電す る 直流電源 と 、

該位置検知素子の 固 定位置.を調整 し て 、 ト ル ク の 最大値 と な る 近傍 よ り 各 々 の該電機子 コ イ ルの通電 を 開始 す る 手段 と 、

電機子電流 を 設定値 に保持す る チ ヨ ッ パ 回路 と 、 位置検知信号 に よ り 通電制御が行われて い る 該電機 子 コ イ ルが、 該位置検知信号の末端 に お い て 、 通電 が停止 さ れ た と き に 、 該電機子 コ イ ル に蓄積 さ れ た 磁気エ ネ ル ギ が逆接続 さ れ た ダイ ォ 一 ド を介 し て該 直流電源 に 帰還 さ れ る こ と を 、 該電源側 に順方 向 に 挿入 さ れ た 1 個 の ダ イ オー ド に よ り 阻止 し て 、 次 に 通電 さ れ る 該電機子 コ イ ルの蓄積磁気エ ネ ル ギ に転 化 し て 、 該電機子電流 の立上が り と 降下 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 プル ト ル ク を 除去 し た リ ラ ク タ ン ス 型電動機。

2 定電流 で各相 の電機子 コ イ ルの通電 を し た と き に 、 回 転子の突極が磁極 に侵入 し 始め て か ら 電気角 で 1 0 度〜 2 0 度近傍で ト ル ク が最大値 と な り 、 そ の後 は平坦 な ト ル ク が所定区 間 だ け得 ら れ る 3 相 リ ラ ク タ ン ス 型 の電動機 に お い て、

時間 的 に重畳 し な い連続 し た電気角 で 1 2 0 度 の 幅 の第 1 、 第 2 、 第 3 の位置検知信号の配設 さ れ た A 相 の 位 置 検 知 信 号 な ら び に 、 こ れ等 と 電 気角 で 6 0 度の位相差の あ る 第 4 、 第 5 、 第 6 の位置検知

.si 3 _Q PCT/JP90/00988 信号の配設 さ れ た B 相 の位置検知信号が得 ら れ る 突 極の位置 を検知 す る 位置検知素子 を含 む位置検知装 置 と 、 .

第 1 、 第 2 、 第 3 の相 の電機子 コ イ ル を それぞれ 第 1 、 第 1 の電機子 コ イ ル 、 第 2 、 第 2 の電機子 コ ィ ル 、 第 3 、 第 3 の の電機子 コ イ ル に構成 し た と き に 、 該第 1 、 第 1 、 第 2 、 第 2 、 第 3 、 第 3 の電機 子 コ イ ルの 両端 に接続 さ れ た半導体ス ィ ツ チ ン グ素 子 と 、

各 々 の該半導体 ス ィ ツ チ ン グ素子 と 該電機子 コ ィ ルの 直列接続体 に逆接続 さ れ た ダイ ォ 一 ド と 、

第 1 、 第 2 、 第 3 の位置検知信号 に よ り 、 該半導 体 ス ィ ッ チ ン グ素 子 を 導通 せ し め て 、 そ れ ぞ れ第 1 、 第 2 、 第 3 の電機子 コ イ ルの通電 を行 っ て 、 ― 方 向 の 出 力 ト ル ク を発生せ し め る 第 1 の通電制御 回 路 と 、

第 4 、 第 5 、 ·第 6 の位置検知信号 に よ り 該半導体 ス イ ッ チ ン グ 素 子 を 導 通 せ し め て 、 そ れ ぞ れ 該 第 1 、 第 2 、 第 3 の 電機子 コ イ ル の 通 電 を 行 な つ て 、 同 方向 の ト ル ク を発生せ し め る第 2 の通電制御 回 路 と 、

電 源 正極 若 し く は 負 極 側 に 順 方 向 に 挿入 し た 第 1 第 2 の ダ イ オ ー ド を介 し て 、 そ れ ぞれ該第 1 、 第 2 の通電制御 回路 に供電す る 直流電源 と 、

該位置検知素子の 固定位置 を調整 し て 、 ト ル ク の 最大値 と な る 近傍 よ り 各 々 の該電機子 コ イ ル の通電 を 開始す る 手段 と 、

電機子電流 を設定値 に保持す る チ ヨ ッ パ 回路 と 、 第 1 、 第 2 、 第 3 の位置検知信号 に よ り 通電が行わ れて い る 電機子 コ イ ルが、 該位置検知信号の末端 に お い て 、 通電が停止 さ れ た と き に 、 該電機子 コ イ ル に 蓄 積 さ れ た 磁気 エ ネ ル ギ が逆 接続 さ れ た 該 ダ イ オ ー ド を 介 し て 直流電源 に 帰還 さ れ る こ と を 、 該第 1 の ダ イ オ ー ド に よ り 阻止 し て 、 次 に通電 さ れ る 該 電機子 コ イ ルの蓄積磁気エ ネ ル ギ に転化 し 、 第 4 、 第 5 、 第 6 位置検知信号 に よ り 通電が行 な われ て い る 該電機子 コ イ ルが、 該位置検知信号の末端 に お い て通電が停止 さ れた と き に 、 該電機子 コ イ ル に蓄 積 さ れ た磁気エ ネ ル ギが逆接続 さ れ た ダ イ ォ ー ド を 介 し て 直流電源 に帰還 さ れ る こ と を 、 該第 2 の ダイ オ ー ド に よ り 阻止 し て 、 次 に通電 さ れ る 該電機子 コ ィ ルの 蓄積磁気エ ネ ル ギ に転化 し て 、 該電機子電流 の 立上 り と 降下 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 プル ト ル ク を 除去 し た リ ラ ク タ ン ス 型電動機。