JPH04281390A - High speed motor - Google Patents

High speed motor

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Publication number
JPH04281390A
JPH04281390A JP3123302A JP12330291A JPH04281390A JP H04281390 A JPH04281390 A JP H04281390A JP 3123302 A JP3123302 A JP 3123302A JP 12330291 A JP12330291 A JP 12330291A JP H04281390 A JPH04281390 A JP H04281390A
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JP
Japan
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phase
armature
position detection
coil
coils
Prior art date
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Pending
Application number
JP3123302A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Itsuki Ban
伴 五紀
Hideo Okada
秀夫 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Secoh Giken Co Ltd
Original Assignee
Secoh Giken Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to EP92905783A priority patent/EP0528046A1/en
Priority to PCT/JP1992/000271 priority patent/WO1992016046A1/en
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Publication of JPH04281390A publication Critical patent/JPH04281390A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a reluctance type motor and a brushless DC motor having a high speed, a large tprqie and an excellent efficiency. CONSTITUTION:When energization of one armature coil is stopped, magnetic energy stored in a core is prevented from being circulated to a power source side by a reverse preventing diode, fed to and charged in a capacitor having a small capacitance to be held at a high voltage, and hence a current is abruptly dropped. Next armature coil is energized after a predetermined time, but since a charge voltage of the capacitor becomes high by the applied voltage, and hence the current is abruptly raised. Since the rise and fall of the current of the4 armature coil become abrupt, a motot can be rotated at several tens of thousands rpm. Further, means for energizing an inductance coil at the time of energizing the armature coil supplying magnetic energizes of both in the capacitor when the energizations of both are interrupted, energizing an armature coil to be energized next and supplementing energy loss due to copper loss and iron loss, is employed. Accordingly, a reluctance type motor having a high speed and a high torque can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】周知のブラシレス電動機及びイン
バータ付誘導電動機の利用される産業分野に利用される
[Industrial Application Field] This invention is used in industrial fields where well-known brushless motors and inverter-equipped induction motors are used.

【従来の技術】リラクタンス型電動機は、出力トルクが
大きく、マグネット回転子が不要であると言う利点があ
るが、反面に欠点も多いので実用化された例はほとんど
ない。特に高速電動機は実用化された例はない。又直流
のブラシレス電動機も相似した理由で、汎用された例は
少ない。
2. Description of the Related Art Reluctance type electric motors have the advantage of having a large output torque and not requiring a magnetic rotor, but they also have many drawbacks, so there are almost no examples of them being put into practical use. In particular, there are no examples of high-speed electric motors being put into practical use. Also, for similar reasons, there are few examples of DC brushless motors being widely used.

【0002】0002

【発明が解決しようとする課題】第1の課題  リラク
タンス型の電動機は、振動を発生し易いことが欠点とな
っている。この問題を解決することが必要である。第2
の課題  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
磁気エネルギの量が大きく、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。第3の課題  ブラシレ
スの直流電動機の場合には、上述した課題は解決されて
いるが、より高速で高トルクの電動機を得ようとすると
第2の課題と同じ問題点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] First Problem Reluctance type electric motors have a disadvantage in that they tend to generate vibrations. It is necessary to solve this problem. Second
Problems: Since the rotor has a large number of salient poles and a large inductance, the amount of magnetic energy stored or released in the magnetic poles and salient poles is large, and the number of times of storage and release per rotation is large. Therefore, although it has the advantage of having a large output torque, it also has the problem of low speed. Third Problem Although the above-mentioned problems have been solved in the case of a brushless DC motor, the same problems as the second problem arise when trying to obtain a higher-speed, high-torque electric motor.

【0003】第4の課題  電機子コイルのインダクタ
ンスがリラクタンス型の電動機の場合には著しく大きい
ので、通電初期の電流の立上がりがおそく、又通電停止
時の電流の降下がおくれる。前者は出力トルクを減少し
、後者は反トルクを発生する問題点がある。通電初期の
立上がりを速くする為に電源を高電圧とすると、磁気飽
和点以降で鋭い電流の立上がりが発生する。この為に、
振動と電気ノイズを発生し、又上述した電流の立上がる
区間は、トルクの小さい区間なので、欠点のみが助長さ
れる問題点がある。上述した減トルクと反トルクの発生
することにより高速化(毎分数万回転)は不可能となる
問題点がある。一般に利用される回転速度(毎分数千回
転)としても減トルクと反トルクが発生して、効率が劣
化する不都合がある。出力トルクを大きくする為に電源
電圧を上昇する手段を採用すると、1000ボルト以上
となり実用性が失なわれる。ブラシレス直流電動機の場
合にも、より高速とする場合に同じ問題点が発生する。
Fourth Problem: Since the inductance of the armature coil is extremely large in the case of a reluctance type motor, the rise of current at the initial stage of energization is slow, and the current drop when energization is stopped is delayed. The former has the problem of reducing output torque, and the latter has the problem of generating counter torque. If the power source is set to a high voltage in order to speed up the initial rise of current, a sharp rise of the current will occur after the magnetic saturation point. For this purpose,
Since vibrations and electrical noise are generated, and the above-mentioned current rise section is a section where the torque is small, there is a problem that only the disadvantages are exacerbated. There is a problem in that high speed (tens of thousands of revolutions per minute) is impossible due to the above-mentioned reduced torque and counter torque. Even at the commonly used rotational speed (several thousand revolutions per minute), reduced torque and counter-torque occur, resulting in a disadvantage that the efficiency deteriorates. If a means of increasing the power supply voltage is adopted in order to increase the output torque, the voltage would exceed 1000 volts, which would be impractical. The same problem occurs with brushless DC motors at higher speeds.

【課題を解決するための手段】第1の手段  固定電機
子と磁性体回転子を備えた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複数個の突極と、固定電機子
の内周面より突出され、軸対称の位置にある磁極が同相
となり、突極と僅かな空隙を介して対向し、等しいピッ
チで配設されるとともに、電機子コイルの装着される磁
極の円周方向の巾が電気角で120度若しくは180度
の巾の6n個(nは正整数)の磁極と、該磁極に装着さ
れた第1,第2,第3の相の電機子コイルと、突極の回
転位置を検知して、電気角で120度の巾で360度の
位相差のある矩形波の第1の相の位置検知信号ならびに
第1の相の位置検知信号と同じ波形と位相差を有し、第
1の相の位置検知信号よりそれぞれ位相が順次に電気角
で120度おくれた第2,第3の相の位置検知信号が得
られる複数個の位置検知素子を含む位置検知装置と、各
電機子コイルの両端に接続されたスイッチング素子と、
スイッチング素子と対応する電機子コイルの直列接続体
の直流電源負電圧側に並列に逆接続されたダイオードな
らびに電機子コイルの負電圧側に1端が逆接続されたダ
イオードと、直流電源に順方向に接続した逆流防止用の
第1,第2,第3のダイオードを介して、それぞれ第1
,第2,第3の相の電機子コイルに対して、両端に接続
したスイッチング素子が第1,第2,第3の相の位置検
知信号によりそれぞれ導通せしめられるることにより供
電する第1,第2,第3の通電制御回路と、第1,第2
,第3の通電制御回路に含まれる前記した負電圧側に1
端が逆接続されたダイオードを介して、第1,第2,第
3の相の電子機コイルの通電が断たれたときに、蓄積さ
れた磁気エネルギをそれぞれ流入充電して保持する小容
量の第1,第2,第3のコンデンサと、第3の相の電子
機コイルの通電の開始と同時に第1のコンデンサに充電
された静電エネルギを該電機子コイルに流入放電し、第
2の相の電子機コイルと第1の相の電機子コイルの通電
の開始と同時に第3のコンデンサと第2のコンデンサは
充電された静電エネルギをそれぞれ第2の相の電機子コ
イルと第1の相の電機子コイルに流入放電せしめる電気
回路と、突極が磁極に侵入し始める点より電気角で30
度前後の区間内において、設定された角度を経過した点
で該磁極に捲着された電機子コイルの通電が開始される
ように、前記した位置検知素子を固定電機子側に固定す
る手段とより構成されたものである。第2の手段  請
求項1において、第1,第2,第3の相の位置検知信号
の巾の前半部の巾だけ通電されるインダクタンスコイル
と、該インダクタンスコイルの通電が断たれたときに、
その蓄積磁気エネルギをそれぞれ第1,第2,第3のコ
ンデンサに流入充電する電気回路とより構成されたもの
である。
[Means for Solving the Problems] First Means In a three-phase single-wave energized reluctance motor equipped with a fixed armature and a magnetic rotor, the magnetic rotor is arranged at a width equal to the outer circumferential surface of the magnetic rotor and at a separation angle equal to the outer peripheral surface of the magnetic rotor. The plurality of salient poles and magnetic poles protruding from the inner peripheral surface of the fixed armature and located in axially symmetrical positions are in phase, facing the salient poles with a small gap, and are arranged at equal pitches. and 6n magnetic poles (n is a positive integer) having a circumferential width of 120 degrees or 180 degrees in electrical angle, and a first magnetic pole attached to the magnetic poles. The rotational positions of the second and third phase armature coils and salient poles are detected, and a first phase position detection signal of a rectangular wave with a width of 120 degrees in electrical angle and a phase difference of 360 degrees is generated. Second and third phase position detection signals that have the same waveform and phase difference as the first phase position detection signal, and whose phases are sequentially delayed by 120 electrical degrees from the first phase position detection signal. a position sensing device including a plurality of position sensing elements capable of obtaining a switching element; and a switching element connected to both ends of each armature coil.
A diode connected in parallel and reversely to the negative voltage side of the DC power supply of the series connection body of the switching element and the corresponding armature coil, and a diode with one end reversely connected to the negative voltage side of the armature coil, and a diode connected in the forward direction to the DC power supply. through the first, second, and third diodes for backflow prevention connected to the first and second diodes, respectively.
, the first, second and third phase armature coils are electrically energized by the switching elements connected to both ends thereof being brought into conduction by the first, second and third phase position detection signals, respectively. second and third energization control circuits, and first and second energization control circuits;
, 1 on the negative voltage side mentioned above included in the third energization control circuit.
When the first, second, and third phase electronic machine coils are de-energized, the stored magnetic energy flows in and charges and retains the small capacitance through diodes whose ends are reversely connected. Simultaneously with the start of energization of the first, second, and third capacitors and the third phase electronic machine coil, the electrostatic energy charged in the first capacitor flows into and discharges the armature coil, and the second Simultaneously with the start of energization of the phase electronic coil and the first phase armature coil, the third capacitor and the second capacitor transfer the charged electrostatic energy to the second phase armature coil and the first phase armature coil, respectively. An electrical circuit that causes inflow and discharge into the armature coil of a phase, and an electric angle of 30 from the point where the salient pole begins to enter the magnetic pole.
means for fixing the position detection element to the fixed armature side so that energization of the armature coil wound around the magnetic pole is started at a point when a set angle has elapsed within the section before and after the angle; It is composed of Second means In claim 1, an inductance coil is energized by the width of the first half of the width of the first, second, and third phase position detection signals, and when the energization of the inductance coil is cut off,
It is composed of an electric circuit that causes the stored magnetic energy to flow into and charge the first, second, and third capacitors, respectively.

【0004】第3の手段  固定電機子と磁性体回転子
を備えた3相全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
設された複数個の突極と、固定電機子の内周面より突出
され、軸対称の位置にある磁極が同相となり、突極と僅
かな空隙を介して対向し、等しいピッチで配設されると
ともに、電機子コイルの装着される磁極の円周方向の巾
が電気角で120度若しくは180度の巾の12n個(
nは正整数)の磁極と、該磁極に装着された電機子コイ
ルと、突極の回転位置を検知して、電気角で120度の
巾で360度の位相差のある矩形波の第1の相の位置検
知信号及び第1の相の位置検知信号と同じ波形と位相差
を有し、第1の位置検知信号よりそれぞれ位相が順次に
電気角で120度おくれた第2,第3の相の位置検知信
号ならびに第1の相の位置検知信号と同じ波形と位相差
を有し、第1の相の位置検知信号より位相が電気角で1
80度おくれた第1の相の位置検知信号及び第1の相の
位置検知信号と同じ波形と位相差を有し、第1の相の位
置検知信号よりそれぞれ位相が順次に電気角で120度
おくれた第2,第3の相の位置検知信号が得られる複数
個の位置検知素子を含む位置検知装置と、第1の相の片
波通電の電機子コイルの1組を第1,第1の電機子コイ
ルと呼称し、第2,第3の相のそれぞれの片波通電の電
機子コイルの各1組をそれぞれ第2,第2の電機子コイ
ル及び第3,第3の電機子コイルと呼称したときに、各
電機子コイルの両端に接続されたスイッチング素子と対
応する電機子コイルの直列接続体の直流電源負電圧側に
並列に逆接続されたダイオードならびに電子コイルの負
電圧側に1端が逆接続されたダイオードと、固定電機子
の磁極に装着された第1,第2,第3の電機子コイルの
両端に接続されたスイッチング素子を、それぞれ第1,
第2,第3の相の位置検知信号の巾だけ導通せしめ、他
の磁極に装着された第1,第2,第3の励磁コイルの両
端に接続されたスイツチング素子を、それぞれ第1,第
2,第3の相の位置検知信号の巾だけ導通せしめる電気
回路と、直流電源に順方向に接続された逆流防止用の第
1,第2,………,第6のダイオードを介して第1,第
2,第3の電機子コイルと第1,第2,第3の電機子コ
イルに対して、両端に接続したスイッチング素子の導通
により、それぞれ通電する第1,第2の通電制御回路と
、第1,第2の通電制御回路に含まれる前記した負電圧
側に1端が逆接続されたダイオードを介して第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
機子コイルの通電が断たれたときに、蓄積された磁気エ
ネルギをそれぞれ流入充電して保持する小容量の第1,
第2,第3のコンデンサと第1,第2,第3のコンデン
サと、第3,第3の相の電機子コイルの通電の開始と同
時に第1,第1のコンデンサに充電された静電エネルギ
を第3,第3の相の電機子コイルにそれぞれ流入放電し
、第2,第2の相の電機子コイルの通電の開始と同時に
第3,第3のコンデンサに充電された静電エネルギを第
2,第2の相の電機子コイルにそれぞれ流入放電し、第
1,第1の相の電機子コイルの通電の開始と同時に第2
,第2のコンデンサに充電された静電エネルギを第1,
第1の相の電機子コイルにそれぞれ流入放電せしめる電
気回路と、突極が磁極に侵入し始める点より電気角で3
0度前後の区間内において、設定された角度を経過した
点で該磁極に捲着された電機子コイルの通電が開始され
るように、前記した位置検知素子を固定電機子側に固定
する手段とより構成されたものである。第4の手段  
請求項3において、第1,第2,第3の相の位置検知信
号の巾の前半の巾だけ通電される第1のインダクタンス
コイルと、第1,第2,第3の位置検知信号の巾の前半
の巾だけ通電される第2のインダクタンスコイルと、第
1のインダクタンスコイルの通電が断たれたときに、そ
の蓄積磁気エネルギをそれぞれ第1,第2,第3のコン
デンサに流入充電し、第2のインダクタンスコイルの通
電が断たれたときに、その蓄積磁気エネルギをそれぞれ
第1,第2,第3のコンデンサに流入充電する電気回路
とより構成されたものである。
Third Means: In a three-phase full-wave energized reluctance motor equipped with a fixed armature and a magnetic rotor, a plurality of reluctance motors are arranged at a width equal to the outer peripheral surface of the magnetic rotor and at a separation angle equal to the outer peripheral surface of the magnetic rotor. The salient poles and the magnetic poles that protrude from the inner peripheral surface of the fixed armature and are located in axially symmetrical positions are in phase, facing the salient poles with a slight air gap, and are arranged at equal pitches. The circumferential width of the magnetic pole to which the coil is attached is 120 degrees or 180 degrees in electrical angle.
The magnetic pole (n is a positive integer), the armature coil attached to the magnetic pole, and the rotational position of the salient pole are detected, and the first rectangular wave with a width of 120 degrees in electrical angle and a phase difference of 360 degrees is generated. The second and third position detection signals have the same waveform and phase difference as the phase position detection signal and the first phase position detection signal, and the phases of the second and third position detection signals are sequentially delayed by 120 degrees in electrical angle from the first position detection signal. It has the same waveform and phase difference as the phase position detection signal and the first phase position detection signal, and the phase is 1 electrical angle from the first phase position detection signal.
The first phase position detection signal is delayed by 80 degrees and has the same waveform and phase difference as the first phase position detection signal, and each phase is sequentially 120 degrees in electrical angle from the first phase position detection signal. A position detection device including a plurality of position detection elements that can obtain delayed position detection signals of the second and third phases, and one set of armature coils with single-wave energization of the first phase are connected to the first and first phases. Each set of single-wave energized armature coils for each of the second and third phases is called the second and second armature coils and the third and third armature coils, respectively. When called, a switching element connected to both ends of each armature coil and a diode connected in reverse in parallel to the negative voltage side of the DC power supply of the series connection body of the corresponding armature coil, and a diode connected to the negative voltage side of the electronic coil. A diode with one end connected in reverse, and a switching element connected to both ends of the first, second, and third armature coils attached to the magnetic poles of the fixed armature are connected to the first, second, and third armature coils, respectively.
The switching elements connected to both ends of the first, second, and third excitation coils attached to the other magnetic poles are made conductive by the width of the position detection signals of the second and third phases, respectively. 2. The electric circuit conducts the width of the position detection signal of the third phase, and the first and second energization control circuits that energize the first, second and third armature coils and the first, second and third armature coils, respectively, by conduction of switching elements connected to both ends; and the first and second energization control circuits through diodes whose one end is reversely connected to the negative voltage side described above, which are included in the first and second energization control circuits.
, when the third-phase armature coil and the first, second, and third-phase armature coils are de-energized, the small-capacity second phase inflow charges and retains the accumulated magnetic energy, respectively. 1,
Electrostatic charges charged in the first and first capacitors at the same time as the second and third capacitors, the first, second and third capacitors, and the start of energization of the armature coils of the third and third phases. Energy flows into and discharges into the third and third phase armature coils, respectively, and the electrostatic energy charged in the third and third capacitors simultaneously with the start of energization of the second and second phase armature coils. flows into and discharges into the second and second phase armature coils, respectively, and at the same time as the first and first phase armature coils start energizing, the second
, the electrostatic energy charged in the second capacitor is transferred to the first,
An electric circuit that causes inflow and discharge to the armature coil of the first phase, and a point where the salient pole starts to enter the magnetic pole is 3 in electrical angle.
Means for fixing the above-mentioned position detection element to the fixed armature side so that energization of the armature coil wound around the magnetic pole is started at a point where a set angle has elapsed within an interval around 0 degrees. It is composed of: Fourth means
In claim 3, the first inductance coil is energized by the width of the first half of the width of the position detection signals of the first, second, and third phases, and the width of the first, second, and third phase position detection signals. When the second inductance coil is energized by the width of the first half of , and the first inductance coil is de-energized, the stored magnetic energy flows into and charges the first, second, and third capacitors, respectively; When the second inductance coil is de-energized, the stored magnetic energy flows into the first, second, and third capacitors to charge them, respectively.

【0005】第5の手段  固定電気子とマグネット回
転子を備えた3相全波通電の直流電動機において、電機
子の磁極に装着された第1,第2,第3の相の電機子コ
イルと、第1の相の正方向の通電モードのときに第1の
相の電機子コイルと呼称し、逆方向の通電モードのとき
に第1の相の電機子コイルと呼称し、第2,第3の正向
の通電モードのときにそれぞれ第2,第3の相の電機子
コイル、又逆方向の通電モードのときにそれぞれ第2,
第3の相の電機子コイルと呼称したときに、マグネット
回転子のN,S磁極の位置を検知して、電気角で120
度の巾で360度位相差のある矩形波の第1の相の位置
検知信号とこれよりそれぞれ位相が順次に電気角で12
0度おくれた第2,第3の位置検知信号ならびに第1の
相の位置検知信号と同じ巾と位相差を有し、第1の相の
位置検知信号より位相が電気角で180度おくれた第1
の相の位置検知信号及び第1の相の位置検知信号よりそ
れぞれ位相が順次に電気角で120度おくれた第2,第
3の相の位置検知信号が得られる複数個の位置検知素子
を位置検知装置と、各電機子コイルの両端に接続された
スイッチング素子と、スイッチング素子と対応する電機
子コイルの直列接続体の直流電源負電圧側に並列に逆接
続されたダイオードならびに電機子コイルの負電圧側に
1端が逆接続されたダイオードと、第1,第2,第3の
電機子コイルの両端に接続されたスイッチング素子をそ
れぞれ第1,第2,第3の相の位置検知信号の巾だけ導
通せしめ、第1,第2,第3の電機子コイルの両端に接
続されたスイッチング素子を、それぞれ第1,第2,第
3の相の位置検知信号の巾だけ導通せしめる電気回路と
、直流電源に順方向に接続された逆流防止用の第1,第
2,…,第6のダイオードを介して第1,第2,第3の
電機子コイルと第1,第2,第3の電機子コイルに対し
て、両端に接続したスイッチング素子の導通により、そ
れぞれ通電する第1,第2の通電制御回路と、第1,第
2の通電制御回路に含まれる前記した負電圧側に1端が
逆接続されたダイオードを介して、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
ルの通電が断たれたときに、蓄積された磁気エネルギを
それぞれ流入充電して保持する小容量の第1,第2,第
3のコンデンサと第1,第2,第3のコンデンサと、第
3,第3の相の電機子コイルの通電の開始と同時に第1
,第1のコンデンサに充電された静電エネルギを第3,
第3の電機子コイルにそれぞれ流入放電し、第2,第2
の相の電機子コイルの通電の開始と同時に第3,第3の
コンデンサに充電された静電エネルギを第2,第2の相
の電機子コイルにそれぞれ流入放電し、第1,第1の相
の電機子コイルの通電の開始と同時に第2,第2のコン
デンサに充電された静電エネルギを第1,第1の相の電
機子コイルにそれぞれ流入放電せしめる電気回路と、各
電機子コイルの通電により発生する出力トルクが最大値
となるように前記した位置検知素子を固定電機子側に固
定する手段とより構成されたものである。
Fifth Means In a three-phase full-wave energized DC motor equipped with a fixed armature and a magnetic rotor, first, second, and third phase armature coils attached to the magnetic poles of the armature and , when the first phase is in the forward direction energization mode, it is called the first phase armature coil, when it is in the reverse direction energization mode, it is called the first phase armature coil, and the second, 3, the armature coils of the second and third phases, respectively, in the forward energization mode, and the second and third phase armature coils, respectively, in the reverse energization mode.
When called the third phase armature coil, the position of the N and S magnetic poles of the magnet rotor is detected and the electrical angle is 120.
The position detection signal of the first phase of the rectangular wave with a phase difference of 360 degrees in the width of 12 degrees, and the phase of each wave is sequentially 12 degrees in electrical degrees.
It has the same width and phase difference as the second and third position detection signals that are delayed by 0 degrees and the first phase position detection signal, and the phase is delayed by 180 degrees in electrical angle from the first phase position detection signal. 1st
A plurality of position detection elements are positioned so as to obtain second and third phase position detection signals whose phases are successively delayed by 120 electrical degrees from the first phase position detection signal and the first phase position detection signal. A detection device, a switching element connected to both ends of each armature coil, a diode connected in parallel and reversely to the negative voltage side of the DC power supply of the series connection body of the switching element and the corresponding armature coil, and the negative voltage side of the armature coil. A diode with one end reversely connected to the voltage side and a switching element connected to both ends of the first, second, and third armature coils are used to generate the position detection signals of the first, second, and third phases, respectively. an electric circuit that conducts the switching elements connected to both ends of the first, second, and third armature coils by the widths of the position detection signals of the first, second, and third phases, respectively; , the first, second, third armature coils and the first, second, third armature coils via the first, second, ..., sixth diodes for backflow prevention connected in the forward direction to the DC power supply. The first and second energization control circuits each energize the armature coil by conduction of the switching elements connected to both ends, and the above-mentioned negative voltage side included in the first and second energization control circuits. When the first, second, and third phase armature coils and the first, second, and third phase armature coils are de-energized via a diode whose one end is reversely connected, First, second, and third capacitors of small capacity each inflowing and charging accumulated magnetic energy to hold the first, second, and third capacitors, and armature coils of the third and third phases. At the same time as the start of energization, the first
, the electrostatic energy charged in the first capacitor is transferred to the third capacitor,
The third armature coil is inflow and discharge, respectively, and the second and second
At the same time as the energization of the phase armature coils starts, the electrostatic energy charged in the third and third capacitors flows into and discharges the second and second phase armature coils, respectively. An electric circuit that causes electrostatic energy charged in second and second capacitors to flow into and discharge from the first and first phase armature coils, respectively, simultaneously with the start of energization of the phase armature coils, and each armature coil. The above-mentioned position sensing element is fixed to the fixed armature side so that the output torque generated by energization reaches a maximum value.

【0006】[0006]

【作用】位置検知信号の巾だけ電機子コイルが通電され
、その末端で通電が停止されたときに、電機子コイルの
蓄積磁気エネルギが小容量のコンデンサに流入充電して
高電圧となる。従って磁気エネルギの消滅時間は著しく
小さくなるので反トルクの発生が防止される。所定時間
後に到来する次の位置検知信号により電機子コイルの通
電が開始されるが、このときの印加電圧は、前記したコ
ンデンサの充電電圧となるので通電電流の立上がりが急
速となる。従って減トルクの発生が防止される。以上の
説明より判るように、リラクタンス型の電動機の回転速
度の上昇が不可能となる欠点を除去できる作用があり、
第2,第4の課題を解決する作用がある。マグネット回
転子を有する直流電動機の電機子コイルのインダクタン
スは前記たリラクタンス型の電動機の場合のように大き
くはないが、より高速とすると、インダクタンスによる
トルクと効率の減少が発生する。従って上述した手段を
採用することにより第3の課題が解決される。
[Operation] The armature coil is energized by the width of the position detection signal, and when the energization is stopped at the end, the magnetic energy stored in the armature coil flows into a small capacitor and charges it, resulting in a high voltage. Therefore, the time for the magnetic energy to disappear is significantly shortened, so that the generation of counter torque is prevented. The armature coil starts to be energized by the next position detection signal that arrives after a predetermined time, but since the applied voltage at this time is the charging voltage of the capacitor described above, the energizing current rises quickly. Therefore, generation of reduced torque is prevented. As can be seen from the above explanation, it has the effect of eliminating the drawback that it is impossible to increase the rotational speed of reluctance type electric motors.
It has the effect of solving the second and fourth problems. Although the inductance of the armature coil of a DC motor with a magnetic rotor is not as large as in the case of the reluctance type motor, higher speeds result in a reduction in torque and efficiency due to the inductance. Therefore, the third problem is solved by employing the above-mentioned means.

【0007】対称の位置にある磁極の電機子コイルが同
時に通電されるので、径方向の磁気吸引力がバランスし
て振動の発生が抑止されるので第1の課題を解決する作
用がある。又上述したコンデンサの充電エネルギを増大
する為に、インダクタンスコイルに蓄積した磁気エネル
ギを、電機子コイルに蓄積した磁気エネルギに加算した
ものによりコンデンサを充電している。従って充電時の
鉄損と銅損による電機子コイルの磁気エネルギの減少を
補充し、次に通電される電機子コイルの磁気エネルギに
転化できるので、通電電流の立上がりと降下を高速化で
きる。従って高速度の回転が得られる作用がある。電源
電圧が低い場合に特に有効である。
Since the armature coils of the magnetic poles located at symmetrical positions are energized at the same time, the magnetic attraction forces in the radial direction are balanced and the occurrence of vibration is suppressed, thereby solving the first problem. Further, in order to increase the charging energy of the capacitor mentioned above, the capacitor is charged by adding the magnetic energy stored in the inductance coil to the magnetic energy stored in the armature coil. Therefore, the decrease in magnetic energy of the armature coil due to iron loss and copper loss during charging can be supplemented and converted into magnetic energy of the armature coil to be energized next, so that the rise and fall of the energized current can be made faster. Therefore, there is an effect that high speed rotation can be obtained. This is particularly effective when the power supply voltage is low.

【0008】[0008]

【実施例】図1以降について本発明の実施例を説明する
。各図面の同一記号のものは同一部材なので、その重複
した説明は省略する。以降の角度表示はすべて電気角で
表示する。次に本発明が適用される3相片波のリラクタ
ンス型の電動機の構成について説明する。図1は、固定
電機子と回転子の平面図である。図1において、記号1
は回転子で、その突極1a,1b,…の巾は180度、
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、磁極16a,16b,16c,16d,16
e,16fが、それ等の巾が180度で、等しい離間角
で配設されている。突極と磁極の巾は180度で等しく
されている。突極数は8個、磁極数は6個である。 電機子16も回転子1と同じ手段により作られている。 磁極16a,16b,…には、電機子コイル17a,1
7b,…がそれぞれ捲着されている。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and subsequent figures. Components with the same symbols in each drawing are the same members, so a duplicate description thereof will be omitted. All angles shown below are shown in electrical angles. Next, the configuration of a three-phase single-wave reluctance motor to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a plan view of a fixed armature and a rotor. In Figure 1, symbol 1
is a rotor, and the width of its salient poles 1a, 1b,... is 180 degrees,
Each is arranged at an equal pitch with a phase difference of 360 degrees. The rotor 1 is made by known means of laminating silicon steel plates. Symbol 5 is the rotation axis. The fixed armature 16 has magnetic poles 16a, 16b, 16c, 16d, 16
e, 16f are 180 degrees wide and are arranged at equal separation angles. The widths of the salient pole and the magnetic pole are equal at 180 degrees. The number of salient poles is 8 and the number of magnetic poles is 6. The armature 16 is also made by the same means as the rotor 1. The magnetic poles 16a, 16b, . . . have armature coils 17a, 1
7b, . . . are wrapped around each other.

【0009】図3は、図1の磁極と回転子の展開図であ
る。図1において、円環部16及び磁極16a,16b
,…は、図示しない外筺に固定されて固定電機子となる
。記号16の部分は磁路となる磁心である。電機子コイ
ル17a,17dは直列若しくは並列に接続され、この
接続体を電機子コイル32aと呼称する。電機子コイル
17b,17e及び電機子コイル17c,17fも同様
に接続され、これ等をそれぞれ電機子コイル32b,電
機子コイル32cと呼称する。電機子コイル32bが通
電されていると、突極1b,1fが吸引されて、矢印A
方向に回転子1が回転する。120度回転すると、電機
子コイル32bの通電が断たれ、電機子コイル32cが
通電される。更に120度回転すると、電機子コイル3
2c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120度の回転毎に、電機子コイル3
2a→電機子コイル32b→電機子コイル32c→とサ
イクリツクに交替され、3相片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、図示のよ
うに、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。
FIG. 3 is an exploded view of the magnetic poles and rotor of FIG. 1. In FIG. 1, an annular portion 16 and magnetic poles 16a, 16b
,... are fixed to an outer casing (not shown) to form a fixed armature. The part indicated by symbol 16 is a magnetic core that becomes a magnetic path. The armature coils 17a and 17d are connected in series or in parallel, and this connected body is called an armature coil 32a. Armature coils 17b, 17e and armature coils 17c, 17f are also connected in the same manner and are referred to as armature coil 32b and armature coil 32c, respectively. When the armature coil 32b is energized, the salient poles 1b and 1f are attracted, and the arrow A
The rotor 1 rotates in the direction. When the armature coil 32b is rotated by 120 degrees, the armature coil 32b is de-energized and the armature coil 32c is energized. When rotated further 120 degrees, armature coil 3
2c is de-energized, and armature coil 32a is energized. In the energizing mode, every 120 degree rotation, armature coil 3
2a→armature coil 32b→armature coil 32c→, and is cyclically alternated, and is driven as a three-phase single-wave motor. At this time, the magnetic poles located at axially symmetrical positions are magnetized into N and S poles, as shown in the figure. Since the two excited magnetic poles are always different in polarity, the leakage magnetic fluxes passing through the non-excited magnetic poles are in opposite directions, and the generation of counter torque is prevented.

【0010】上述した洩れ磁束を更に小さくする為には
、第1の相の磁極16a,16dをそれぞれ2個1組と
し、それぞれを電機子コイルの通電により、N,S磁極
に励磁する。それぞれの2個1組の磁極による洩れ磁束
は、他の磁極において打消されて消滅して、洩れ磁束が
殆んど無くなる。他の磁極16b,16c,…16fも
、それぞれ2個1組の構成となり、N,S極に励磁され
る2個1組の磁極となる。効果も同様で洩れ磁束が消滅
する。この場合の突極1a,1b,…の数は、16個と
なる。この場合の出力トルクは2倍となる。電機子コイ
ル32a,32b,32cをそれぞれ第1,第2,第3
の相の電機子コイルと呼称する。図1の回転子1の突極
の数は8個であるが、回転子1の径を小さくする為に突
極数を4個とすることもできる。この場合には、磁極の
巾は120度となる。図3のコイル10a,10b,1
0c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,10b,10cは120
度離間している。コイルは5ミリメートル径で100タ
ーン位の空心のものである。図6に、コイル10a,1
0b,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,
15b,15cはブリッジ回路となり、コイル10a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。
In order to further reduce the above-mentioned leakage magnetic flux, the magnetic poles 16a and 16d of the first phase are each made into a set of two, and each is excited to the N and S magnetic poles by energizing the armature coil. The leakage magnetic flux caused by each set of two magnetic poles is canceled out and disappears at the other magnetic poles, and the leakage magnetic flux is almost eliminated. The other magnetic poles 16b, 16c, . The effect is the same, and the leakage magnetic flux disappears. In this case, the number of salient poles 1a, 1b, . . . is 16. In this case, the output torque is doubled. The armature coils 32a, 32b, and 32c are connected to the first, second, and third armature coils, respectively.
It is called the phase armature coil. Although the number of salient poles of the rotor 1 in FIG. 1 is eight, the number of salient poles can also be set to four in order to reduce the diameter of the rotor 1. In this case, the width of the magnetic pole is 120 degrees. Coils 10a, 10b, 1 in FIG.
0c is a position detection element for detecting the position of the salient poles 1a, 1b, ..., and is fixed to the armature 16 side at the position shown in the figure.
The coil surfaces face the side surfaces of the salient poles 1a, 1b, . . . with gaps interposed therebetween. Coils 10a, 10b, 10c are 120
They are far apart. The coil has an air core with a diameter of 5 mm and about 100 turns. In FIG. 6, coils 10a, 1
From 0b and 10c, a device for obtaining a position detection signal is shown. In FIG. 6, a coil 10a, a resistor 15a,
15b and 15c form a bridge circuit, which is adjusted to be balanced when the coil 10a is not facing the salient poles 1a, 1b, . . . . Therefore, the outputs of the diode 11a and the capacitor 12a as well as the low-pass filter made up of the diode 11b and the capacitor 12b are equal, and the output of the operational amplifier 13 is at a low level. Symbol 10 is an oscillator that oscillates for about 1 megacycle. When the coil 10a faces the salient poles 1a, 1b, . . . , the impedance decreases due to iron loss (eddy current loss and hysteresis loss), so the voltage drop across the resistor 15a increases and the output of the operational amplifier 13 becomes high level.

【0011】ブロック回路18の入力は、図12のタイ
ムチヤートの曲線33a,33b,…となり、反転回路
13aを介する入力は、曲線33a,33b,…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12において、曲線
34a,34b,…,及び曲線34a,34b,…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12において、曲線35a,35
b,…及びこれを反転したものとなる。曲線33a,3
3b,…に対して、曲線34a,34b,…は位相が1
20度おくれ、曲線34a,34b,…に対して、曲線
35a,35b,…は位相が120度おくれている。 ブロック回路18は、3相Y型のブラシレス電動機の制
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12
0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12におい
て、それぞれ曲線36a,36b,…,曲線37a,3
7b,…,曲線38a,38b,…として示されている
。端子18d,18e,18fの出力は、それぞれ曲線
43a,43b,…,曲線44a,44b,…,曲線4
5a,45b,…として示されている。端子18aと1
8dの出力信号、端子18bと18eの出力信号,端子
18cと18fの出力信号の位相差は180度である。 又端子18a,18b,18cの出力信号は、順次に1
20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。コイル10a,
10b,10cの対向する突極1a,1b…の代りに、
図1の回転子1と同期回転する同じ形状のアルミニユー
ム板を用いても同じ効果がある。
The inputs to the block circuit 18 are the curves 33a, 33b, . . . in the time chart of FIG. 12, and the inputs through the inversion circuit 13a are the inverted curves 33a, 33b, . Block circuits 14a and 14b in FIG. 6 have the same configuration as the above-described block circuits including coils 10b and 10c, respectively. Oscillator 10
can be used in common. The output of the block circuit 14a and the output of the inversion circuit 13b are input to the block circuit 18, and their output signals are the inversions of the curves 34a, 34b, ... and the curves 34a, 34b, ... in FIG. . The output of the block circuit 14b and the output of the inversion circuit 13c are input to the block circuit 18, and their output signals are shown in curves 35a and 35 in FIG.
b, ... and the inverted version of this. Curve 33a, 3
3b,..., curves 34a, 34b,... have a phase of 1.
The curves 35a, 35b, . . . are delayed by 120 degrees in phase with respect to the curves 34a, 34b, . The block circuit 18 is a circuit commonly used in the control circuit of a three-phase Y-type brushless motor, and is connected to terminals 18a, 18b, ..., 18f by inputting the above-mentioned position detection signal.
This is a logic circuit that can obtain a rectangular wave electrical signal with a width of 0 degrees. The outputs of the terminals 18a, 18b, 18c are shown in curves 36a, 36b, ..., curves 37a, 3, respectively in FIG.
7b, . . . and curves 38a, 38b, . The outputs of the terminals 18d, 18e, 18f are curves 43a, 43b, ..., curves 44a, 44b, ..., curve 4, respectively.
5a, 45b, . . . Terminals 18a and 1
The phase difference between the output signal of 8d, the output signals of terminals 18b and 18e, and the output signals of terminals 18c and 18f is 180 degrees. Also, the output signals of terminals 18a, 18b, 18c are sequentially 1
There is a delay of 20 degrees, and the output signals of terminals 18d, 18e, and 18f are also sequentially delayed by 120 degrees. Coil 10a,
Instead of the opposing salient poles 1a, 1b... of 10b, 10c,
The same effect can be obtained by using an aluminum plate of the same shape that rotates synchronously with the rotor 1 in FIG.

【0012】図1の平面図及び図3の展開図において、
円環16及び磁極16a,16b,…は、外筺に固定さ
れて電機子となる。記号16の部分は磁路となる磁心で
ある。記号16及び記号16a,16b,…を電機子若
しくは固定電機子と呼称する。
In the plan view of FIG. 1 and the developed view of FIG.
The ring 16 and the magnetic poles 16a, 16b, . . . are fixed to the outer casing to form an armature. The part indicated by symbol 16 is a magnetic core that becomes a magnetic path. Symbol 16 and symbols 16a, 16b, . . . are called armatures or fixed armatures.

【0013】励磁される軸対称の磁極と突極との径方向
の磁気吸引力はバランスするので振動の発生が抑止され
る。電機子コイルの通電手段を図9につき次に説明する
。電機子コイル32a,32b,32cの両端には、そ
れぞれトランジスタ20a,20b及び20c,20d
及び20e,20fが挿入されている。トランジスタ2
0a,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、励磁コイル3
2aが通電される。同様に端子42b,42c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32b,32c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32aの通電制御回路に印加される。抵抗22aは
、電機子コイル32a,32b,32cの励磁電流を検
出する為の抵抗である。
[0013] Since the radial magnetic attraction forces between the excited axisymmetric magnetic poles and the salient poles are balanced, the generation of vibrations is suppressed. The means for energizing the armature coils will now be described with reference to FIG. Transistors 20a, 20b and 20c, 20d are provided at both ends of the armature coils 32a, 32b, 32c, respectively.
and 20e, 20f are inserted. transistor 2
0a, 20b, 20c, . . . are switching elements, and may be other semiconductor elements having the same effect. Power is supplied from DC power supply positive and negative terminals 2a and 2b. When the lower input of the AND circuit 41a is at high level,
When a high level electrical signal is input from the terminal 42a,
The transistors 20a and 20b become conductive, and the exciting coil 3
2a is energized. Similarly, when a high level electrical signal is input from the terminals 42b and 42c, the transistor 20c
, 20d and the transistors 20e, 20f conduct,
Armature coils 32b and 32c are energized. Terminal 40 is a reference voltage for specifying armature current. By changing the voltage at terminal 40, the output torque can be changed. 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, the transistors 20a and 20b conduct, and the voltage is applied to the armature coil. The voltage is applied to the energization control circuit 32a. The resistor 22a is a resistor for detecting the excitation current of the armature coils 32a, 32b, and 32c.

【0014】端子42aの入力信号は、図12の位置検
知信号36a,36b…又端子42b,42cの入力信
号は、位置検知信号37a,37b,…及び38a,3
8b,…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曲線36aとして示されて
いる。この曲線36aの巾だけ電機子コイル32a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、電源に還流放電されるのが一般的手段なの
で、点線G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 signals to the terminal 42a are the position detection signals 36a, 36b, . . . in FIG. 12, and the input signals to the terminals 42b, 42c are the position detection signals 37a, 37b, .
8b,... 1 of the above position detection signal curves
This is shown as curve 36a in the time chart of FIG. The armature coil 32a is energized by the width of this curve 36a. The arrow 23a indicates an energization angle of 120 degrees. At the beginning of energization, the rise is delayed due to the inductance of the armature coil, and when the energization is cut off, the accumulated magnetic energy is generally discharged back to the power supply, so the curve on the right side of the dotted line G It descends like the second half of 25. Since the section where positive torque occurs is the 180 degree section shown by arrow 23, counter torque occurs, reducing the output torque and efficiency. At high speed rotation, this phenomenon becomes extremely large and becomes unusable.

【0015】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37a,38aによる電機子コイル32b,32c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
クが得られる利点がある反面に回転速度が低下する欠点
があるのは、上述した反トルクと減トルクの発生がある
からである。
This is because the time width of the counter torque generation does not change even at high speeds, but the time width of the positive torque generation section 23 becomes smaller in proportion to the rotational speed. The above-mentioned situation is the same for the energization of the armature coils 32b, 32c by the other position detection signals 37a, 38a. Since the rise of curve 25 is also delayed, the output torque decreases. That is, reduced torque occurs. This is because the magnetic path is closed by the magnetic poles and salient poles, so it has a large inductance. Although a reluctance type electric motor has the advantage of being able to obtain a large output torque, it has the disadvantage of decreasing rotational speed because of the generation of the above-mentioned counter torque and reduced torque.

【0016】本発明装置では、図9に示す逆流防止用の
ダイオード49a,49b,49cとコンデンサ47a
,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36a
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、逆流防止用ダイオード49aに
より、直流電源側に還流しないでダイオード21b,2
1a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。図7のタイムチヤー
トの曲線27,27a,27bは、電機子コイル32a
を流れる電流曲線で、その両側の点線間が120度とな
っている。通電電流は曲線27b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。
In the device of the present invention, diodes 49a, 49b, 49c and a capacitor 47a for preventing backflow shown in FIG.
, 47b, 47c, the above-mentioned drawbacks are eliminated. curve 36a
When the current is cut off at the end of the armature coil 32a, the magnetic energy accumulated in the armature coil 32a is prevented from flowing back to the DC power supply side by the backflow prevention diode 49a, and is transferred to the diodes 21b and 2.
The capacitor 47a is charged to the polarity shown in the figure through the capacitor 1a, and is made to have a high voltage. Therefore, the magnetic energy quickly dissipates and the current drops rapidly. Curves 27, 27a, and 27b of the time chart in FIG. 7 represent the armature coil 32a.
This is the current curve flowing through the current, and the distance between the dotted lines on both sides is 120 degrees. The energizing current rapidly drops as shown by curve 27b, preventing the generation of counter torque, and capacitor 47a is charged and held at a high voltage.

【0017】所定時間後に位置検知信号(曲線38a)
が端子42cに入力されることにより励磁コイル32c
が、トランジスタ20e,20fの導通により通電され
る。このときにコンデンサ47aの充電電圧が印加され
るので、高電圧となり電流は急速に立上がる。コンデン
サ47aを除去して、コンデンサ47aを付設しても上
述した作用効果は同じである。かかる作用により、曲線
27のように急速に立あがる。立上がりの通電曲線27
は中途で図示の立上がりがおそくなる。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
と磁心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。
Position detection signal (curve 38a) after a predetermined time
is input to the terminal 42c, the exciting coil 32c
is energized by conduction of transistors 20e and 20f. At this time, since the charging voltage of the capacitor 47a is applied, the voltage becomes high and the current rises rapidly. Even if the capacitor 47a is removed and a capacitor 47a is added, the above-mentioned effects are the same. Due to this action, the curve rises rapidly as shown by curve 27. Rising energization curve 27
In the middle, the rise shown in the figure becomes slow. This is because when magnetic energy moves between armature coils, it is converted into thermal energy and disappears due to copper loss in the coils and iron loss in the magnetic core. Means for eliminating such inconvenience will be described later. As explained above, the generation of reduced torque and counter-torque is eliminated, and the energization becomes close to a rectangular wave, so the output torque increases.

【0018】電機子コイル32cの通電が停止されると
、その蓄積磁気エネルギは、ダイオード21e,21f
を介して、コンデンサ47cに流入充電して高電圧に保
持する。コンデンサ47cの充電された静電エネルギは
、端子42bに位置検知信号(曲線57a)が入力され
て、トランジスタ20c,20dが導通して電機子コイ
ル32bの通電が開始されたときに、同時に電機子コイ
ル32bに流入して電流の立上がりを急速とする。この
区間では逆流防止用のダイオード49bにより、上述し
た静電エネルギは電源側に還流することが防止され、コ
ンデンサ47cの電圧が端子2a,2bに等しくなって
始めて電源より電力が供電されて電機子コイルの通電が
開始される。電機子コイル32bの通電が断たれると、
ダイオード21c,21dを介してコンデンサ47bが
高電圧に充電されて保持され、電流の降下が急速となる
。次に電機子コイル32aの通電が開始されたときに、
コンデンサ47bの充電された高電圧により電流の立上
がりを急速とする。コンデンサ47a,47b,47c
を除去してコンデンサ47a,47b,47cを付設し
ても上述した作用効果は同様である。以上の説明より理
解されるように、各電機子コイルの通電の立上がりと降
下は急速となり本発明の目的が達成される。コンデンサ
47a,47b,47cは小容量とし、回路素子の耐電
圧特性を考えて最も小さい容量とすることにより、より
高速で高トルクの3相片波通電の電動機を得ることがで
きる。正転中に電磁制動をかける場合には、端子42a
,42b,…の位置検知信号の入力を交換して逆転トル
クを発生せしめればよい。又オペアンプ40bの出力に
より、それぞれ3個のトランジスタを導通し、このトラ
ンジスタを介して端子39a,39b,39cの出力を
電源側に還流することにより目的が達成できる。
When the armature coil 32c is de-energized, the stored magnetic energy is transferred to the diodes 21e and 21f.
The voltage flows into the capacitor 47c and charges the capacitor 47c to maintain it at a high voltage. The electrostatic energy charged in the capacitor 47c is simultaneously applied to the armature when the position detection signal (curve 57a) is input to the terminal 42b, the transistors 20c and 20d are turned on, and the armature coil 32b starts to be energized. The current flows into the coil 32b and the current rises quickly. In this section, the electrostatic energy mentioned above is prevented from flowing back to the power supply side by the backflow prevention diode 49b, and power is not supplied from the power supply until the voltage of the capacitor 47c becomes equal to the terminals 2a and 2b, and the armature Energization of the coil is started. When the armature coil 32b is de-energized,
The capacitor 47b is charged and held at a high voltage via the diodes 21c and 21d, and the current drops rapidly. Next, when energization of the armature coil 32a is started,
The high voltage charged in the capacitor 47b causes the current to rise quickly. Capacitors 47a, 47b, 47c
Even if the capacitors 47a, 47b, and 47c are added after removing the capacitors 47a, 47b, and 47c, the above-mentioned effects are the same. As can be understood from the above description, the rise and fall of energization of each armature coil is rapid, and the object of the present invention is achieved. By setting the capacitors 47a, 47b, and 47c to a small capacity, and setting the capacitance to the smallest considering the withstand voltage characteristics of the circuit elements, it is possible to obtain a three-phase single-wave current motor with higher speed and higher torque. When applying electromagnetic braking during normal rotation, the terminal 42a
, 42b, . . . may be exchanged to generate the reverse rotation torque. Further, the purpose can be achieved by making three transistors conductive by the output of the operational amplifier 40b and circulating the outputs of the terminals 39a, 39b, and 39c to the power supply side via these transistors.

【0019】次にチョッパ回路について説明する。電機
子コイル32aの電機子電流が増大して、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,2
0b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
27a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27a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32bは、端子4
2bより入力される位置検知信号曲線37a,37b,
…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40b,抵抗22a,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32cについても上述した事情は全く同様で、
端子42cに図12の位置検知信号曲線38a,38b
,…が入力されて電機子コイル32cの通電制御が行な
われる。
Next, the chopper circuit will be explained. When the armature current of the armature coil 32a increases and the voltage drop of the resistor 22a for its detection increases and exceeds the voltage of the reference voltage terminal 40 (the input voltage of the + terminal of the operational amplifier 40b), the AND circuit 41a Since the lower input of the transistor becomes low level, the transistors 20a and 20b are turned non-conductive.
Excitation current decreases. Due to the hysteresis characteristic of the operational amplifier 40b, the output of the operational amplifier 40b returns to a high level due to a decrease in the predetermined value, and the output of the operational amplifier 40b returns to the high level, and the transistors 20a and 2
0b is made conductive and the excitation current increases. By repeating this cycle, the excitation current is maintained at the set value. The section indicated by the curve 27a in FIG. 7 is the section where chopper control is performed. The height of the curve 27a is regulated by the voltage at the reference voltage terminal 40. The armature coil 32b in FIG.
Position detection signal curves 37a, 37b, input from 2b,
..., the transistors 20c and 20d are made conductive by the width, and the chopper control is performed by the operational amplifier 40b, the resistor 22a, and the AND circuit 41b. The above-mentioned circumstances are exactly the same regarding the armature coil 32c.
The position detection signal curves 38a and 38b of FIG. 12 are connected to the terminal 42c.
, . . . are input to control the energization of the armature coil 32c.

【0020】各電機子コイルの通電は、突極が磁極に侵
入する点より30度前後の区間のいずれの点でもよい。 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目
的が達成される。3相全波通電の場合には、片波づつを
上述した手段により構成すれば同じ目的が達成できるが
その詳細は後述する。図8のタイムチャートの1段目の
曲線36a,37a,…は位置検知信号で、曲線31a
,31b,…は、対応する電機子コイルの通電曲線であ
る。図7の1段目の曲線26a,26b,26cは電機
子コイルの通電曲線を示し、点線26−1と26−2の
間隔は位置検知信号の120度の巾で、点線26−1と
26−3の間隔は180度で出力トルクのある区間であ
る。曲線9a,9b,9cは出力トルク曲線で、点線2
6−1の点で通電が開始され、同時に突極が磁極に侵入
し始める。曲線9aは電機子コイルの電流が小さいとき
で、トルクは平坦であるが、電流の増大とともにトルク
ピーク値は、曲線9b,9cに示すように左方に移動し
、ピーク値の巾もせまくなる。通電の開始される点は、
上述したトルク特性と通電電流値を考慮して突極が磁極
に侵入する点より30度おくれた区間の中間の点となる
ように位置検知コイル10a,10b,10cの固定位
置を調整することがよい。
[0020] Each armature coil may be energized at any point within the range of about 30 degrees from the point where the salient pole enters the magnetic pole. The positions of the coils 10a, 10b, and 10c, which serve as position sensing elements, are fixed to the fixed armature side by adjusting the rotational speed, efficiency, and output torque. As can be understood from the above description, the object of the present invention is achieved because it is possible to efficiently produce large output and high speed rotation as a three-phase, single-wave energized electric motor. In the case of three-phase full-wave energization, the same objective can be achieved by configuring each wave by the above-mentioned means, the details of which will be described later. Curves 36a, 37a, . . . in the first row of the time chart in FIG. 8 are position detection signals, and curve 31a
, 31b, . . . are energization curves of the corresponding armature coils. Curves 26a, 26b, and 26c in the first row of FIG. The interval -3 is 180 degrees and is a section with output torque. Curves 9a, 9b, and 9c are output torque curves, and dotted line 2
At point 6-1, energization is started, and at the same time, the salient poles begin to penetrate into the magnetic poles. Curve 9a shows when the current in the armature coil is small and the torque is flat, but as the current increases, the torque peak value moves to the left as shown in curves 9b and 9c, and the width of the peak value also becomes narrower. . The point where energization starts is
Taking into account the above-mentioned torque characteristics and energizing current value, the fixed positions of the position detection coils 10a, 10b, and 10c can be adjusted so that the fixed position of the position detection coils 10a, 10b, and 10c is at the midpoint of the section 30 degrees apart from the point where the salient pole enters the magnetic pole. good.

【0021】次に3相全波通電のリラクタンス型電動機
に本発明を適用した実施例につき説明する。この場合の
電動機の構成の1つの実施例が図2に示されている。図
4はその展開図である。図2,図4において、回転軸5
に固定した磁性体回転子1には、180度の巾で等しい
離間角の突極1a,1b,…10個が設けられる。固定
電気子16には、電機子コイルの捲着部の巾が120度
の磁極16a,16b,…12個が等しいピッチで配設
される。電機子16は外筺9の内側に固定され、外筺9
の両側の側板に設けた軸受により、回転軸5は回動自在
に支持されている。磁極16a,16b,…には、それ
ぞれ電機子コイル17a,17b,…が装着されている
。位置検知用のコイル10a,10b,10cは、12
0度離間して図示の位置で電機子16の側に固定され、
突極1a,1b,…の側面に対向している。コイル10
a,10b,10cより位置検知信号を得る電気回路は
、前述した図6の電気回路で、図12のタイムチヤート
の各曲線で示す位置検知信号が得られる。
Next, an embodiment in which the present invention is applied to a three-phase full-wave energized reluctance motor will be described. One example of the configuration of the electric motor in this case is shown in FIG. FIG. 4 is a developed diagram thereof. In FIGS. 2 and 4, the rotating shaft 5
10 salient poles 1a, 1b, . . . with a width of 180 degrees and an equal separation angle are provided on a magnetic rotor 1 fixed to a magnetic rotor 1. On the fixed armature 16, twelve magnetic poles 16a, 16b, . . . each having a width of 120 degrees at the winding portion of the armature coil are arranged at equal pitches. The armature 16 is fixed inside the outer casing 9 and
The rotating shaft 5 is rotatably supported by bearings provided on the side plates on both sides. Armature coils 17a, 17b, . . . are attached to the magnetic poles 16a, 16b, . The coils 10a, 10b, 10c for position detection are 12
fixed to the side of the armature 16 at the illustrated position with a 0 degree separation,
It faces the side surfaces of the salient poles 1a, 1b, . coil 10
The electric circuit for obtaining the position detection signals from a, 10b, and 10c is the electric circuit shown in FIG. 6 described above, and the position detection signals shown by the respective curves of the time chart in FIG. 12 are obtained.

【0022】各磁極は、電機子コイルにより図示したよ
うにN,S磁極に電機子される。電機子コイル17a,
17gの直列若しくは並列に接続したものを電機子コイ
ル32aと呼称する。他の電機子コイル17b,17h
,電機子コイル17c,17i,電機子コイル17d,
17j,電機子コイル17e,17k,電機子コイル1
7f,17lの同様に接続されたものをそれぞれ電機子
コイル32d,32b,32e,32c,32fと呼称
する。図12の位置検知信号曲線36a,36b,…,
37a,37b,…,38a,38b,…により、その
巾だけ、電機子コイル32a,32b,32cを通電し
、位置検知信号43a,43b,…,44a,44b,
…,45a,45b,…により、その巾だけ電機子コイ
ル32d,32e,32fをそれぞれ通電すると、3相
全波通電の電動機として、回転子1は矢印A方向に回転
する。上述した通電のモードは次のように表現すること
もできる。電機子コイル32a,32b,32cをそれ
ぞれ第1,第2,第3の電機子コイルと呼称し、電機子
コイル32d,32e,32fをそれぞれ第1,第2,
第3の電機子コイルと呼称する。両者それぞれ片波の通
電となっている。
Each pole is armatured into N and S poles as shown by an armature coil. armature coil 17a,
17g connected in series or in parallel is called an armature coil 32a. Other armature coils 17b, 17h
, armature coil 17c, 17i, armature coil 17d,
17j, armature coil 17e, 17k, armature coil 1
Similarly connected coils 7f and 17l are respectively called armature coils 32d, 32b, 32e, 32c and 32f. Position detection signal curves 36a, 36b, . . . in FIG. 12
37a, 37b,..., 38a, 38b,... energize the armature coils 32a, 32b, 32c by the width thereof, and position detection signals 43a, 43b,..., 44a, 44b,
When the armature coils 32d, 32e, 32f are energized by the widths thereof by . . . , 45a, 45b, . The above-mentioned energization mode can also be expressed as follows. The armature coils 32a, 32b, and 32c are called first, second, and third armature coils, respectively, and the armature coils 32d, 32e, and 32f are called first, second, and third armature coils, respectively.
It is called the third armature coil. Both are energized with one wave each.

【0023】1相の電機子コイルは第1,第1の電機子
コイルで構成され、2,3相の電機子コイルは、それぞ
れ第2,第2の電機子コイル第3,第3の電機子コイル
により構成される。位置検知信号曲線36a,36b,
…,37a,37b,…,38a,38b,…をそれぞ
れ第1,第2,第3の相の位置検知信号と呼称し、位置
検知信号曲線43a,43b,…,曲線44a,44b
,…,曲線45a,45b…をそれぞれ第1,第2,第
3の相の位置検知信号と呼称する。電機子コイルの通電
巾は、120度の巾となる。電機子コイルの通電手段を
図9につき説明する。図9において、電機子コイル32
a,32b,32cの通電制御手段は、前述した3相片
波通電の場合と全く同様なので説明を省略する。位置検
知信号36a,37a,…による電機子コイル32a,
32b,32cの通電電流曲線28a,28b,…が図
8のタイムチャートの2段目に示されている。図9のブ
ロック回路Nは、電機子コイル32d,32e,32f
の通電制御回路で、左側の電機子コイル32a,32b
,32cと全く同じ構成のものである。
The one-phase armature coil is composed of first and first armature coils, and the second and third-phase armature coils are composed of second and second armature coils and third and third armature coils, respectively. Consists of child coils. Position detection signal curves 36a, 36b,
..., 37a, 37b, ..., 38a, 38b, ... are called first, second, and third phase position detection signals, respectively, and position detection signal curves 43a, 43b, ..., curves 44a, 44b
,..., curves 45a, 45b... are called first, second, and third phase position detection signals, respectively. The energized width of the armature coil is 120 degrees. The means for energizing the armature coil will be explained with reference to FIG. In FIG. 9, armature coil 32
The energization control means for a, 32b, and 32c are exactly the same as in the case of the three-phase single-wave energization described above, so a description thereof will be omitted. Armature coil 32a, by position detection signals 36a, 37a,...
Flowing current curves 28a, 28b, . . . of 32b, 32c are shown in the second row of the time chart in FIG. The block circuit N in FIG. 9 includes armature coils 32d, 32e, and 32f.
In the energization control circuit, the left armature coils 32a, 32b
, 32c.

【0024】端子42d,42e,42fより、位置信
号曲線43a,43b,…,曲線44a,44b,…,
曲線45a,45b,…がそれぞれ入力されて電機子コ
イル32d,32e,32fの120度の通電が行なわ
れ、逆流防止用のダイオードと小容量のコンデンサによ
り、通電の立上がりと降下が急速となっている。位置検
知信号曲線43a,44a,45a,…による通電曲線
が図8において曲線29a,29b,29c,…として
示されている。各電機子コイルの通電によるトルクを合
成したものが出力トルクとなる。曲線28a,28b,
…,曲線29a,29b,…の点線部は、前述したチョ
ッパ回路により規制された電流値となっている。電源電
圧が低く、例えばバッテリ電源の場合には、点線部は、
電源電圧と逆起電力の差に比例したほぼ平坦な電流値と
することができる。
From the terminals 42d, 42e, 42f, position signal curves 43a, 43b, . . . , curves 44a, 44b, .
Curves 45a, 45b, ... are respectively input, and the armature coils 32d, 32e, 32f are energized at 120 degrees, and due to the backflow prevention diode and small capacitor, the energization rises and falls quickly. There is. The energization curves based on the position detection signal curves 43a, 44a, 45a, . . . are shown as curves 29a, 29b, 29c, . . . in FIG. The output torque is the sum of the torques caused by energization of each armature coil. Curves 28a, 28b,
..., the dotted line portions of the curves 29a, 29b, ... are current values regulated by the chopper circuit described above. If the power supply voltage is low, e.g. battery power, the dotted line is
A substantially flat current value proportional to the difference between the power supply voltage and the back electromotive force can be obtained.

【0025】上述した3相片波若しくは全波のいづれの
場合においても電機子コイル間をコンデンサを介して磁
気エネルギの移動するときに、銅損と鉄損の為にエネル
ギが減少し電機子コイルの立上がりの特性が劣化し、図
7の1段目の曲線27に示すようになる。立上がりの特
性を曲線27cに示すように良好とする手段を次に説明
する。図12において、曲線36a,36b,…と曲線
44a,44b,…を2つの入力とするアンド回路の出
力により曲線58a,58b,…の60度の巾の電気信
号が得られる。同様な手段により、曲線59a,59b
,…,曲線60a,60b,…曲線61a,61b,…
,曲線62a,62b,…,曲線63a,63b,…で
示す60度の巾で360度の位相差のある電気信号が得
られる。図10の端子42gには、曲線58a,58b
,…,曲線59a,59b,…,曲線60a,60b,
…の電気信号が入力され、トランジスタ20m,20n
が導通してインダクタンスコイル24aが通電される。 インダクタンスコイル24aは、閉じた磁心に捲着され
たコイルで、そのインダクタンスは電機子コイル32a
,32b,…のそれとほぼ等しいものが使用される。通
電電流が増大すると、抵抗22fの電圧降下が増大して
、オペアンプ40fの+端子の入力即ち基準電圧端子4
0の電圧を越えると、オペアンプ40fの出力はローレ
ベルに反転するので、アンド回路41gの出力もローレ
ベルとなり、トランジスタ20mは不導通に転化する。 インダクタンスコイル24aに蓄積された磁気エネルギ
による通電はトランジスタ20n,抵抗22f,ダイオ
ード21mを介して行なわれて電導が減少する。 所定値まで減少すると、オペアンプ40fのヒステリシ
ス特性により出力がハイレベルとなりトランジスタ20
mが導通して、インダクタンスコイル24aの電流が増
大する。かかる通電が繰返されて通電電流が、基準電圧
端子40の電圧に規制されるチョッパ回路を構成してい
る。位置検知信号曲線58a,59a,60aの末端に
おいて、端子42gの入力が消滅するので、トランジス
タ20m,20nは不導通に転化し、インダクタンスコ
イル24aの蓄積磁気エネルギは、ダイオードとトラン
ジスタ4aを介して端子4−1より出力される。
In either the three-phase single-wave or full-wave case described above, when magnetic energy is transferred between armature coils via a capacitor, energy decreases due to copper loss and iron loss, and the armature coil's energy decreases due to copper loss and iron loss. The rising characteristic deteriorates and becomes as shown by the curve 27 in the first row of FIG. Next, a means for improving the rising characteristics as shown by the curve 27c will be explained. In FIG. 12, the output of an AND circuit having two inputs of curves 36a, 36b, . . . and curves 44a, 44b, . By similar means, curves 59a and 59b
,..., curves 60a, 60b,... curves 61a, 61b,...
, curves 62a, 62b, . . . , curves 63a, 63b, . . . electrical signals having a width of 60 degrees and a phase difference of 360 degrees are obtained. The terminal 42g in FIG. 10 has curves 58a and 58b.
,..., curves 59a, 59b,..., curves 60a, 60b,
... electrical signals are input, transistors 20m, 20n
becomes conductive, and the inductance coil 24a is energized. The inductance coil 24a is a coil wound around a closed magnetic core, and its inductance is the armature coil 32a.
, 32b, . . . are used. When the conducting current increases, the voltage drop across the resistor 22f increases, and the input voltage of the + terminal of the operational amplifier 40f, that is, the reference voltage terminal 4
When the voltage exceeds 0, the output of the operational amplifier 40f is inverted to low level, so the output of the AND circuit 41g also becomes low level, and the transistor 20m is turned non-conductive. Electricity is supplied by the magnetic energy stored in the inductance coil 24a through the transistor 20n, the resistor 22f, and the diode 21m, and the conduction is reduced. When it decreases to a predetermined value, the output becomes high level due to the hysteresis characteristic of the operational amplifier 40f, and the transistor 20
m becomes conductive, and the current in the inductance coil 24a increases. Such energization is repeated to form a chopper circuit in which the energized current is regulated by the voltage of the reference voltage terminal 40. At the ends of the position detection signal curves 58a, 59a, 60a, the input to the terminal 42g disappears, so the transistors 20m, 20n are turned non-conducting, and the stored magnetic energy in the inductance coil 24a is transferred to the terminal via the diode and the transistor 4a. It is output from 4-1.

【0026】端子4−2には、位置検知信号曲線36a
,36b,…が入力されているので、入力がある区間だ
けトランジスタ4a,4bが導通する。従って上述した
インダクタンスコイル24aの通電が停止されたときは
、曲線36a,36b,…の中央部なので、トランジス
タ4aを介して端子4−1より出力が得られ、この出力
は図9の端子39aに入力されるので、コンデンサ47
aを充電し、この静電エネルギは、電機子コイル間を磁
気エネルギが移動するときの前述した熱損失を補充する
。従って、図7の曲線27の立上がりを曲線27cのよ
うに急速とする作用効果がある。図10のブロック回路
B,Cはトランジスタ4a,4bの回路と同じ構成のも
ので、端子4−3,4−5には、位置検知信号曲線37
a,37b,…と曲線38a,38b,…がそれぞれ入
力され、端子4−4,4−6の出力はそれぞれ図9の端
子39b,39cに入力されている。端子4−3,4−
5は端子4−2に対応し、端子4−4,4−6は端子4
−1に対応するものである。従って電機子コイル32b
,32cの通電の停止時に同じ作用効果があり、電流の
立上がりを急速とする。上述した説明は、3相片波通電
の場合である。
A position detection signal curve 36a is connected to the terminal 4-2.
, 36b, . . . , the transistors 4a and 4b are conductive only during the period where the input is present. Therefore, when the above-mentioned inductance coil 24a is de-energized, since it is at the center of the curves 36a, 36b,..., an output is obtained from the terminal 4-1 via the transistor 4a, and this output is sent to the terminal 39a in FIG. Since it is input, capacitor 47
a, and this electrostatic energy supplements the aforementioned heat loss as magnetic energy moves between the armature coils. Therefore, there is an effect that the rise of the curve 27 in FIG. 7 is made rapid like the curve 27c. Block circuits B and C in FIG. 10 have the same configuration as the circuits of transistors 4a and 4b, and terminals 4-3 and 4-5 have a position detection signal curve 37.
a, 37b, . . . and curves 38a, 38b, . Terminal 4-3, 4-
5 corresponds to terminal 4-2, and terminals 4-4 and 4-6 correspond to terminal 4.
-1. Therefore, armature coil 32b
, 32c has the same effect when the current supply is stopped, and the current rises quickly. The above explanation is for three-phase single-wave energization.

【0027】3相全波通電の場合には、インダクタンス
コイル24bを含む回路が付加される。端子42hには
、図12の曲線61a,61b,…,曲線62a,62
b,…,曲線63a,63b,…が入力され、端子4−
12,4−7,4−9にはそれぞれ曲線43a,43b
,…,曲線44a,44b,…,曲線45a,45b,
…の電気信号が入力される。オペアンプ40g,アンド
回路41h,トランジスタ20p,20q,抵抗22g
はチョッパ回路となり、基準電圧端子40に規制された
通電制御が行なわれることは、インダクタンスコイル2
4aと同様である。ブロック回路D,Eは、トランジス
タ4c,4dの回路と同じ構成のもので、端子4−8,
4−10は端子4−11に対応し、端子4−7,4−9
は端子4−12に対応している。端子4−12,4−7
,4−9にはそれぞれ図12の曲線43a,43b,…
,曲線44a,44b,…,曲線45a,45b,…の
電気信号が入力され、端子4−11,4−8,4−10
の出力により、図9の電機子コイル32d,32e,3
2fのそれぞれの磁気エネルギを充電して保持する3個
のコンデンサを充電している。従って、電機子コイル間
を磁気エネルギが移動するときの熱損失を補充すること
ができる。以上の説明より理解されるように、3相全波
通電の場合にも本発明の目的が達成される。前実施例で
は、図7の曲線27のように中途で、立上がりがおくれ
るが、本実施例では点線27cで示すように急速に立上
がり、その後はチョッパ作用により平坦な通電となる。 従ってほぼ矩形波に近い形状の通電が行なわれるので出
力トルクを増大し、又リプルトルクを減少する作用効果
がある。
In the case of three-phase full-wave energization, a circuit including an inductance coil 24b is added. The terminal 42h has curves 61a, 61b, ..., curves 62a, 62 in FIG.
b,..., curves 63a, 63b,... are input, and terminal 4-
12, 4-7, and 4-9 have curves 43a and 43b, respectively.
,..., curves 44a, 44b,..., curves 45a, 45b,
... electrical signals are input. Operational amplifier 40g, AND circuit 41h, transistors 20p, 20q, resistor 22g
becomes a chopper circuit, and the fact that the regulated energization control is performed on the reference voltage terminal 40 means that the inductance coil 2
Same as 4a. Block circuits D and E have the same configuration as the circuits of transistors 4c and 4d, and terminals 4-8,
4-10 corresponds to terminal 4-11, and terminals 4-7, 4-9
corresponds to terminal 4-12. Terminal 4-12, 4-7
, 4-9 are the curves 43a, 43b, . . . in FIG. 12, respectively.
, curves 44a, 44b, ..., curves 45a, 45b, ... are input to the terminals 4-11, 4-8, 4-10.
The armature coils 32d, 32e, 3 in FIG.
It charges three capacitors that charge and hold the magnetic energy of each of 2f. Therefore, heat loss when magnetic energy is transferred between the armature coils can be compensated for. As can be understood from the above explanation, the object of the present invention can be achieved even in the case of three-phase full-wave energization. In the previous embodiment, the rise is delayed in the middle as shown by the curve 27 in FIG. 7, but in this embodiment, the rise is rapid as shown by the dotted line 27c, and after that, the current flow becomes flat due to the chopper action. Therefore, current is supplied in a shape close to a rectangular wave, which has the effect of increasing output torque and reducing ripple torque.

【0028】次に、マグネット回転子を有する3相直流
電動機に本発明を適用した実施例につき説明する。図5
は、マグネット回転子1と固定電機子16の展開図であ
る。記号1−1,1−3,…はS極に、記号1−2,1
−4,…はN極に磁化され、各N,S磁極は軟鋼円筒に
より磁路が閉じられ、磁路開放端は界磁となる磁極16
a,16b,…に対向している。磁極16a,16b,
…には、電機子コイル17a,17b,…が捲着されて
いる。上述した構成は、3相全波通電の周知の直流電動
機の構成となっている。ホール素子7a,7b,7cは
120度離間してN,S磁極1−1,1−2,…に対向
しいる。ホール出力は周知の回路により論理処理が行な
われて、図12に示す各位置検知信号が得られる。電機
子コイル17a,17dの直列若しくは並列接続体を電
機子コイルKと呼称する。電機子コイル17b,17e
及び電機子コイル17c,17fの同様な接続体をそれ
ぞれ電機子コイルL,Mと呼称する。
Next, an embodiment in which the present invention is applied to a three-phase DC motor having a magnetic rotor will be described. Figure 5
is a developed view of the magnet rotor 1 and the fixed armature 16. Symbols 1-1, 1-3, ... are S poles, symbols 1-2, 1
-4,... are magnetized as N poles, each N and S magnetic pole has a magnetic path closed by a mild steel cylinder, and the open end of the magnetic path becomes a field magnetic pole 16
a, 16b, . . . Magnetic poles 16a, 16b,
... are wound with armature coils 17a, 17b, .... The above-described configuration is that of a well-known three-phase full-wave current DC motor. The Hall elements 7a, 7b, 7c are opposed to the N and S magnetic poles 1-1, 1-2, . . . at a distance of 120 degrees. The Hall output is subjected to logic processing by a well-known circuit to obtain each position detection signal shown in FIG. A series or parallel connection body of the armature coils 17a and 17d is called an armature coil K. Armature coil 17b, 17e
Similar connections of the armature coils 17c and 17f are respectively referred to as armature coils L and M.

【0029】電機子コイルK,L,Mに図12の位置検
知信号曲線36a,36b,…,曲線37a,37b,
…,曲線38a,38b,…の巾だけそれぞれ正方向に
通電し、電機子コイルK,L,Mに図12の位置検知信
号曲線43a,43b,…,曲線44a,44b,…,
曲線45a,45b,…の巾だけそれぞれ逆方向に通電
すると、マグネット回転子1は矢印A方向に回転する3
相直流電動機となる。次に図11により、各電機子コイ
ルの通電制御回路を説明する。トランジスタ20a,2
0bが導通すると電機子コイルKは右方(正方向)に通
電され、トランジスタ20c,20dが導通すると、左
方(逆方向)に通電される。電機子コイルL,Mについ
ても上述した事情は全く同様で、対角線の位置にあるト
ランジスタ2個づつを導通することにより電機子コイル
L,Mはそれぞれ正逆方向に通電される。端子42a,
42b,42cよりそれぞれ図12の位置検知信号曲線
36a,36b,…,曲線37a,37b,…,曲線3
8a,38b,…が入力され、端子42d,42e,4
2fよりそれぞれ図12の位置検知信号曲線43a,4
3b,…及びその下段の曲線の2段に示される電気信号
が入力される。端子20−2,20−4はそれぞれ端子
42b,42cに接続されている。端子42a,42b
,42cの入力により、対応するトランジスタが導通す
るので、電機子コイルK,L,Mは正方向に通電される
Position detection signal curves 36a, 36b, . . . , curves 37a, 37b, shown in FIG. 12 are applied to armature coils K, L, M.
..., curves 38a, 38b, ... are energized in the positive direction, and the armature coils K, L, M are supplied with position detection signal curves 43a, 43b, ..., curves 44a, 44b, ..., shown in FIG. 12, respectively.
When electricity is applied in the opposite direction by the width of the curves 45a, 45b, ..., the magnet rotor 1 rotates in the direction of arrow A3.
It becomes a phase DC motor. Next, the energization control circuit for each armature coil will be explained with reference to FIG. Transistor 20a, 2
When 0b is conductive, the armature coil K is energized to the right (positive direction), and when transistors 20c and 20d are conductive, the armature coil K is energized to the left (reverse direction). The above-mentioned situation is exactly the same for the armature coils L and M, and the armature coils L and M are energized in the forward and reverse directions by respectively conducting two diagonally located transistors. Terminal 42a,
Position detection signal curves 36a, 36b, ..., curves 37a, 37b, ..., curve 3 in FIG. 12 from 42b, 42c, respectively.
8a, 38b, ... are input, and terminals 42d, 42e, 4
2f, position detection signal curves 43a and 4 in FIG. 12, respectively.
3b, . . . and the electrical signals shown in the two curves below are input. Terminals 20-2 and 20-4 are connected to terminals 42b and 42c, respectively. Terminals 42a, 42b
, 42c, the corresponding transistors become conductive, so that the armature coils K, L, M are energized in the positive direction.

【0030】従って3相片波で、通電角が120度の直
流電動機として駆動される。電機子コイルK,L,Mは
正方向の通電のモードとなり、このときの電機子コイル
K,L,Mをそれぞれ第1の相の電機子コイル、第2の
相の電機子コイル、第3の相の電機子コイルと呼称する
。端子20−1,20−3はそれぞれ端子42e,42
fに接続される。端子42d,42e,42fの入力に
より、対応するトランジスタが導通して、電機子コイル
K,L,Mは逆方向に通電される。従って3相片波で、
通電角が120度の直流電動機として駆動される。 このときの電機子コイルK,L,Mをそれぞれ第1の相
の電機子コイル、第2の相の電機子コイル、第3の相の
電機子コイルと呼称する。第1,第1の電機子コイルは
電機子コイルKの正逆方向の通電モードを示し、第2,
第2及び第3,第3の相の電機子コイルはそれぞれ電機
子コイルL,Mの正逆方向の通電モードを示している。 電機子コイルK,L,Mがバイフアラ巻きの場合には、
それぞれ2個1組の電機子コイルとなるので、上述した
第1,第1の電機子コイルはバイフアラ巻きされた2個
1組の電機子コイルKを示し、他の電機子コイルも同様
に考えることができる。
Therefore, it is driven as a DC motor with a three-phase single wave and a conduction angle of 120 degrees. The armature coils K, L, and M are in the positive direction energization mode, and the armature coils K, L, and M at this time are the first phase armature coil, the second phase armature coil, and the third phase armature coil, respectively. It is called the phase armature coil. Terminals 20-1 and 20-3 are terminals 42e and 42, respectively.
connected to f. The inputs to the terminals 42d, 42e, 42f cause the corresponding transistors to conduct, and the armature coils K, L, M to be energized in the opposite direction. Therefore, with a three-phase single wave,
It is driven as a DC motor with a conduction angle of 120 degrees. The armature coils K, L, and M at this time are respectively referred to as a first phase armature coil, a second phase armature coil, and a third phase armature coil. The first and first armature coils indicate the forward and reverse energization modes of the armature coil K, and the second,
The armature coils of the second, third, and third phases indicate the forward and reverse energization modes of the armature coils L and M, respectively. When the armature coils K, L, and M are double wound,
Since each armature coil is a set of two pieces, the above-mentioned first and second armature coils represent a set of two armature coils K wound around each other, and the other armature coils are considered in the same way. be able to.

【0031】以上の説明より判るように、第1,第2,
第3の相の電機子コイルは、図9の励磁コイル32a,
32b,32cにそれぞれ対応するものとなる。励磁コ
イル32aの通電制御の為の部材は、アンド回路41a
,トランジスタ20a,20b,ダイオード21a,2
1b,ダオード49a,コンデンサ47aであるが、同
一記号の図11の部材と対比して考えると、第1の相の
電機子コイル即ち電機子コイルKの正方向の通電につい
て全く同じ作用効果がある。即ち端子42aの入力信号
の巾だけ通電され、電流の降下は急速となる。図9の励
磁コイル32b,32cの通電を制御する部材とその回
路は、図10の第2,第3の相の電機子コイル即ち電機
子コイルL,Mの正方向の通電回路は全く同様な作用効
果がある。図11の第1,第2,第3の相の電機子コイ
ル即ち電機子コイルK,L,Mの逆方向の通電の場合の
通電制御の為の部材(ダイオード49a,49b,49
c,コンデンサ47a−1,47b−1,47c−1,
トランジスタ20c,20d,…,ダイオード21d,
21f,…等)も同じ作用効果がある。オペアンプ40
b,抵抗22aによるチョッパ回路及びオペアンプ40
c,抵抗22bによるチョッパ回路も図9と同じ作用効
果がある。従って、3相全波の直流電動機として駆動さ
れ、必要あればチョッパ回路により基準電圧端子40の
電圧に規制された電流制御を行なうことができる。 電機子コイルK,L,Mの正逆方向の通電の立上がりと
降下が急速となるので反トルクと減んトルクの発生が防
止され高速で効率の良い電動機が得られて本発明の目的
が達成される。コンデンサ47a,47a−1,47b
,47b−1,…を除去して、コンデンサ47a,47
a−1,47b,47b−1…を付設しても作用効果は
同様である。
As can be seen from the above explanation, the first, second,
The third phase armature coil is the excitation coil 32a in FIG.
32b and 32c, respectively. A member for controlling energization of the excitation coil 32a is an AND circuit 41a.
, transistors 20a, 20b, diodes 21a, 2
1b, diode 49a, and capacitor 47a, but when compared with the members of FIG. 11 with the same symbols, they have exactly the same effect on the positive direction energization of the armature coil of the first phase, that is, the armature coil K. . That is, only the width of the input signal to the terminal 42a is energized, and the current drops rapidly. The members and circuits that control the energization of the excitation coils 32b and 32c in FIG. 9 are exactly the same as the positive direction energization circuits of the second and third phase armature coils, that is, the armature coils L and M in FIG. 10. It has an effect. Members (diodes 49a, 49b, 49
c, capacitor 47a-1, 47b-1, 47c-1,
Transistors 20c, 20d, ..., diode 21d,
21f,..., etc.) have the same effect. operational amplifier 40
b, chopper circuit with resistor 22a and operational amplifier 40
The chopper circuit using the resistor 22b also has the same effect as that shown in FIG. Therefore, it is driven as a three-phase full-wave DC motor, and if necessary, the current can be controlled to be regulated to the voltage at the reference voltage terminal 40 by a chopper circuit. Since the rise and fall of energization in the forward and reverse directions of the armature coils K, L, and M become rapid, generation of counter torque and decreasing torque is prevented, and a high-speed and efficient electric motor is obtained, thereby achieving the object of the present invention. be done. Capacitors 47a, 47a-1, 47b
, 47b-1, . . . and the capacitors 47a, 47
Even if a-1, 47b, 47b-1... are attached, the effect is the same.

【0032】[0032]

【発明の効果】第1の効果  振動が少なく、出力トル
クを増大することができる。3相全波通電の電動機とす
ることによりリプルトルクを減少できる。第2の効果 
 マグネット回転子を有するブラシレス3相直流電動機
の場合に高速電動機が得られ、磁極数を増加しても低速
とならないので、高トルクの電動機が得られる。又効率
良く高速度の電動機が得られる。第3の効果  高速回
転(毎分10万回転位まで)の電動機を得ることができ
る。高速回転時においても減トルク,反トルクの発生が
ないので有効な技術が得られる。第4の効果  1つの
電機子コイルの通電が停止されたときに、その蓄積磁気
エネルギをコンデンサの静電気エネルギとして転化し、
それを次に通電すべき電機子コイルの磁気エネルギに転
化している。従って、該コンデンサの容量を変更するこ
とにより、通電電流の立上がりと降下を必要な速さで制
御できるので、高速回転で効率の良い電動機を得ること
ができる。第5の効果  インダクタンスコイルに蓄積
された磁気エネルギにより、電機子コイル間を磁気エネ
ルギが移動するときの電機子コイルの銅損と磁心の鉄損
を補充している。従って、電機子コイルの通電電流の立
上がりと降下を著しく急速とすることができるので、高
速で出力トルクの大きい電動機が得られる。
[Effects of the Invention] First Effect: There is less vibration and the output torque can be increased. Ripple torque can be reduced by using a three-phase full-wave electric motor. Second effect
In the case of a brushless three-phase DC motor having a magnetic rotor, a high-speed motor is obtained, and even if the number of magnetic poles is increased, the speed does not become low, so a high-torque motor is obtained. Furthermore, an efficient and high-speed electric motor can be obtained. Third effect: An electric motor with high speed rotation (up to 100,000 revolutions per minute) can be obtained. Even during high-speed rotation, there is no reduction in torque or counter-torque, so an effective technology can be obtained. Fourth effect: When one armature coil is de-energized, the stored magnetic energy is converted into electrostatic energy of the capacitor,
This is converted into magnetic energy for the armature coil to be energized next. Therefore, by changing the capacitance of the capacitor, the rise and fall of the energizing current can be controlled at the required speed, so it is possible to obtain a highly efficient electric motor that rotates at high speed. Fifth effect: The magnetic energy stored in the inductance coil supplements the copper loss of the armature coil and the iron loss of the magnetic core when the magnetic energy moves between the armature coils. Therefore, the rise and fall of the current flowing through the armature coil can be made extremely rapid, so that a motor with high speed and large output torque can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明による3相片波リラクタンス型電動機の
平面図
[Fig. 1] A plan view of a three-phase single-wave reluctance motor according to the present invention.

【図2】本発明による3相全波リラクタンス型電動機の
平面図
[Fig. 2] A plan view of a three-phase full-wave reluctance electric motor according to the present invention.

【図3】図1の電動機の電機子と回転子の展開図[Figure 3] Developed view of the armature and rotor of the motor in Figure 1

【図4
】図2の電動機の電機子と回転子の展開図
[Figure 4
] Developed view of the armature and rotor of the motor in Figure 2

【図5】マグ
ネット回転子を有する直流電動機の固定電機子とマグネ
ット回転子の展開図
[Figure 5] Developed view of the fixed armature and magnetic rotor of a DC motor with a magnetic rotor

【図6】3相の位置検知装置の電気回路図[Figure 6] Electrical circuit diagram of a three-phase position sensing device

【図7】電機
子コイルの通電電流、出力トルクのタイムチャート
[Figure 7] Time chart of armature coil current and output torque

【図8】位置検知信号と励磁電流のタイムチャート[Figure 8] Time chart of position detection signal and exciting current

【図
9】3相全波通電の電機子コイルの通電制御回路図
[Figure 9] Armature coil energization control circuit diagram for three-phase full-wave energization

【図
10】図9の回路にインダクタンスコイルを付加した電
気回路図
[Figure 10] Electrical circuit diagram with an inductance coil added to the circuit in Figure 9

【図11】マグネット回転子を有する直流電動機の電機
子コイルの通電制御回路図
[Figure 11] Power supply control circuit diagram of the armature coil of a DC motor with a magnetic rotor

【図12】位置検知信号のタイムチャート[Figure 12] Time chart of position detection signal

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1b,…  回転子と突極 5  回転軸 16,16a,16b,…  電機子と磁極17a,1
7b,…  電機子コイル 9  外筺 10a,10b,10c  位置検知コイル18,14
a,14b  位置検知信号を得るブロック回路 7a,7b,7c  ホール素子 1  1−1,1−2,…,  マグネット回転子とN
,S磁極 N  電機子コイル通電制御のブロック回路2a,2b
  直流電源正負極 24a,24b  インダクタンスコイルK,L,M,
32a,32b,…  電機子コイルB,C,D,E 
 トランジスタ4a,4bと同じ作用を行なうブロック
回路 33a,33b,…、34a,34b,…、35a,3
5b…、36a,36b,…、37a,37b,…、3
8a,38b,…、43a,43b,…、44a,44
b,…、45a,45b,…、58a,58b,…、5
9a,59b,…、60a,60b,…、61a,61
b,…、62a,62b,…、63a,63b,…  
位置検知信号曲線 9a,9b,9c…  トルク曲線
1, 1a, 1b,... Rotor and salient poles 5 Rotating shafts 16, 16a, 16b,... Armature and magnetic poles 17a, 1
7b,... Armature coil 9 Outer casing 10a, 10b, 10c Position detection coil 18, 14
a, 14b Block circuits 7a, 7b, 7c for obtaining position detection signals Hall elements 1 1-1, 1-2,..., magnet rotor and N
, S magnetic pole N Armature coil energization control block circuits 2a, 2b
DC power supply positive and negative poles 24a, 24b inductance coils K, L, M,
32a, 32b,... Armature coil B, C, D, E
Block circuits 33a, 33b, ..., 34a, 34b, ..., 35a, 3 that perform the same function as the transistors 4a, 4b.
5b..., 36a, 36b,..., 37a, 37b,..., 3
8a, 38b,..., 43a, 43b,..., 44a, 44
b,..., 45a, 45b,..., 58a, 58b,..., 5
9a, 59b,..., 60a, 60b,..., 61a, 61
b,..., 62a, 62b,..., 63a, 63b,...
Position detection signal curves 9a, 9b, 9c...torque curves

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  固定電機子と磁性体回転子を備えた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複
数個の突極と、固定電機子の内周面より突出され、軸対
称の位置にある磁極が同相となり、突極と僅かな空隙を
介して対向し、等しいピッチで配設されるとともに、電
機子コイルの装着される磁極の円周方向の巾が電気角で
120度若しくは180度の巾の6n個(nは正整数)
の磁極と、該磁極に装着された第1,第2,第3の相の
電機子コイルと、突極の回転位置を検知して、電気角で
120度の巾で360度の位相差のある矩形波の第1の
相の位置検知信号ならびに第1の相の位置検知信号と同
じ波形と位相差を有し、第1の相の位置検知信号よりそ
れぞれ位相が順次に電気角で120度おくれた第2,第
3の相の位置検知信号が得られる複数個の位置検知素子
を含む位置検知装置と、各電機子コイルの両端に接続さ
れたスイッチング素子と、スイッチング素子と対応する
電機子コイルの直列接続体の直流電源負電圧側に並列に
逆接続されたダイオードならびに電機子コイルの負電圧
側に1端が逆接続されたダイオードと、直流電源に順方
向に接続した逆流防止用の第1,第2,第3のダイオー
ドを介して、それぞれ第1,第2,第3の相の電機子コ
イルに対して、両端に接続したスイッチング素子が第1
,第2,第3の相の位置検知信号によりそれぞれ導通せ
しめられるることにより供電する第1,第2,第3の通
電制御回路と、第1,第2,第3の通電制御回路に含ま
れる前記した負電圧側に1端が逆接続されたダイオード
を介して、第1,第2,第3の相の電子機コイルの通電
が断たれたときに、蓄積された磁気エネルギをそれぞれ
流入充電して保持する小容量の第1,第2,第3のコン
デンサと、第3の相の電子機コイルの通電の開始と同時
に第1のコンデンサに充電された静電エネルギを該電機
子コイルに流入放電し、第2の相の電子機コイルと第1
の相の電機子コイルの通電の開始と同時に第3のコンデ
ンサと第2のコンデンサに充電された静電エネルギをそ
れぞれ第2の相の電機子コイルと第1の相の電機子コイ
ルに流入放電せしめる電気回路と、突極が磁極に侵入し
始める点より電気角で30度前後の区間内において、設
定された角度を経過した点で該磁極に捲着された電機子
コイルの通電が開始されるように、前記した位置検知素
子を固定電機子側に固定する手段とより構成されたこと
を特徴とする高速電動機。
[Claim 1] 3 comprising a fixed armature and a magnetic rotor
In a reluctance motor with single-phase energization, a plurality of salient poles are arranged on the outer circumferential surface of the magnetic rotor at equal widths and at equal separation angles, and protruding from the inner circumferential surface of the fixed armature at axially symmetrical positions. The magnetic poles located in the armature coils are in phase, facing the salient poles with a slight air gap, and are arranged at equal pitches, and the circumferential width of the magnetic poles to which the armature coil is attached is 120 degrees or 180 degrees in electrical angle. 6n pieces of degree width (n is a positive integer)
By detecting the rotational position of the magnetic pole, the first, second, and third phase armature coils attached to the magnetic pole, and the salient pole, a phase difference of 360 degrees in a width of 120 degrees in electrical angle is detected. The first phase position detection signal of a certain rectangular wave has the same waveform and phase difference as the first phase position detection signal, and each phase is sequentially 120 degrees in electrical angle from the first phase position detection signal. A position detection device including a plurality of position detection elements from which delayed second and third phase position detection signals can be obtained, a switching element connected to both ends of each armature coil, and an armature corresponding to the switching element. A diode connected in parallel and reversely to the negative voltage side of the DC power supply of the series connection body of the coil, a diode with one end connected reversely to the negative voltage side of the armature coil, and a diode for reverse current prevention connected in the forward direction to the DC power supply. A switching element connected to both ends of the armature coil of the first, second, and third phase, respectively, via the first, second, and third diodes connects the first
, first, second, and third energization control circuits that supply power by being made conductive by the second and third phase position detection signals, and included in the first, second, and third energization control circuits. When the electricity to the electronic machine coils of the first, second, and third phases is cut off, the accumulated magnetic energy flows through the diodes whose one end is reversely connected to the negative voltage side described above. First, second, and third capacitors of small capacity charge and hold the electrostatic energy charged in the first capacitor simultaneously with the start of energization of the third phase electronic machine coil. discharge flows into the second phase electronic coil and the first
Simultaneously with the start of energization of the armature coil of the phase, the electrostatic energy charged in the third capacitor and the second capacitor flows into and discharges the armature coil of the second phase and the armature coil of the first phase, respectively. Within an area approximately 30 electrical degrees from the point at which the salient pole begins to enter the magnetic pole, energization of the armature coil wound around the magnetic pole is started at a point where a set angle has passed. A high-speed electric motor comprising means for fixing the above-mentioned position detection element to a fixed armature side.
【請求項2】  請求項1の特許請求の範囲において、
第1,第2,第3の相の位置検知信号の巾の前半部の巾
だけ通電されるインダクタンスコイルと、該インダクタ
ンスコイルの通電が断たれたときに、その蓄積磁気エネ
ルギをそれぞれ第1,第2,第3のコンデンサに流入充
電する電気回路とより構成されたことを特徴とする高速
電動機。
[Claim 2] In the scope of claim 1,
An inductance coil is energized by the width of the first half of the width of the position detection signal of the first, second, and third phases, and when the inductance coil is de-energized, the stored magnetic energy is transferred to the first, second, and third phases, respectively. 1. A high-speed motor comprising: an electric circuit for inflowing and charging second and third capacitors.
【請求項3】  固定電機子と磁性体回転子を備えた3
相全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複
数個の突極と、固定電機子の内周面より突出され、軸対
称の位置にある磁極が同相となり、突極と僅かな空隙を
介して対向し、等しいピッチで配設されるとともに、電
機子コイルの装着される磁極の円周方向の巾が電気角で
120度若しくは180度の巾の12n個(nは正整数
)の磁極と、該磁極に装着された電機子コイルと、突極
の回転位置を検知して、電気角で120度の巾で360
度の位相差のある矩形波の第1の相の位置検知信号及び
第1の相の位置検知信号と同じ波形と位相差を有し、第
1の位置検知信号よりそれぞれ位相が順次に電気角で1
20度おくれた第2,第3の相の位置検知信号ならびに
第1の相の位置検知信号と同じ波形と位相差を有し、第
1の相の位置検知信号より位相が電気角で180度おく
れた第1の相の位置検知信号及び第1の相の位置検知信
号と同じ波形と位相差を有し、第1の相の位置検知信号
よりそれぞれ位相が順次に電気角で120度おくれた第
2,第3の相の位置検知信号が得られる複数個の位置検
知素子を含む位置検知装置と、第1の相の片波通電の電
機子コイルの1組を第1,第1の電機子コイルと呼称し
、第2,第3の相のそれぞれの片波通電の電機子コイル
の各1組をそれぞれ第2,第2の電機子コイル及び第3
,第3の電機子コイルと呼称したときに、各電機子コイ
ルの両端に接続されたスイッチング素子と対応する電機
子コイルの直列接続体の直流電源負電圧側に並列に逆接
続されたダイオードならびに電子コイルの負電圧側に1
端が逆接続されたダイオードと、固定電機子の磁極に装
着された第1,第2,第3の電機子コイルの両端に接続
されたスイッチング素子を、それぞれ第1,第2,第3
の相の位置検知信号の巾だけ導通せしめ、他の磁極に装
着された第1,第2,第3の励磁コイルの両端に接続さ
れたスイツチング素子を、それぞれ第1,第2,第3の
相の位置検知信号の巾だけ導通せしめる電気回路と、直
流電源に順方向に接続された逆流防止用の第1,第2,
………,第6のダイオードを介して第1,第2,第3の
電機子コイルと第1,第2,第3の電機子コイルに対し
て、両端に接続したスイッチング素子の導通により、そ
れぞれ通電する第1,第2の通電制御回路と、第1,第
2の通電制御回路に含まれる前記した負電圧側に1端が
逆接続されたダイオードを介して第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
の通電が断たれたときに、蓄積された磁気エネルギをそ
れぞれ流入充電して保持する小容量の第1,第2,第3
のコンデンサと第1,第2,第3のコンデンサと、第3
,第3の相の電機子コイルの通電の開始と同時に第1,
第1のコンデンサに充電された静電エネルギを第3,第
3の相の電機子コイルにそれぞれ流入放電し、第2,第
2の相の電機子コイルの通電の開始と同時に第3,第3
のコンデンサに充電された静電エネルギを第2,第2の
相の電機子コイルにそれぞれ流入放電し、第1,第1の
相の電機子コイルの通電の開始と同時に第2,第2のコ
ンデンサに充電された静電エネルギを第1,第1の相の
電機子コイルにそれぞれ流入放電せしめる電気回路と、
突極が磁極に侵入し始める点より電気角で30度前後の
区間内において、設定された角度を経過した点で該磁極
に捲着された電機子コイルの通電が開始されるように、
前記した位置検知素子を固定電機子側に固定する手段と
より構成されたことを特徴とする高速電動機。
[Claim 3] 3 comprising a fixed armature and a magnetic rotor.
In a reluctance motor with full-phase energization, a plurality of salient poles are arranged on the outer circumferential surface of the magnetic rotor at equal widths and at equal separation angles, and a plurality of salient poles protruding from the inner circumferential surface of the fixed armature are axially symmetrical. The magnetic poles at the positions are in phase, facing the salient poles with a slight air gap, and are arranged at equal pitches, and the circumferential width of the magnetic poles to which the armature coil is attached is 120 degrees or 120 degrees in electrical angle. By detecting 12n magnetic poles (n is a positive integer) with a width of 180 degrees, the armature coil attached to the magnetic poles, and the rotational position of the salient poles, the rotation position of the salient poles is detected, and the rotation position of the salient poles is detected.
It has the same waveform and phase difference as the first phase position detection signal of the rectangular wave with a phase difference of degrees, and the phase thereof is sequentially electrical angle from the first position detection signal. de1
It has the same waveform and phase difference as the second and third phase position detection signals that are delayed by 20 degrees and the first phase position detection signal, and the phase is 180 degrees in electrical angle from the first phase position detection signal. The delayed first-phase position detection signal has the same waveform and phase difference as the first-phase position detection signal, and each phase is sequentially delayed by 120 electrical degrees from the first-phase position detection signal. A position detection device including a plurality of position detection elements from which position detection signals of the second and third phases can be obtained, and a pair of armature coils with single-wave energization of the first phase are connected to the first and first electric machines. Each set of single-wave energized armature coils for each of the second and third phases is called a child coil, and each pair is called a child coil and a third armature coil, respectively.
, when referred to as the third armature coil, a switching element connected to both ends of each armature coil and a diode connected in reverse in parallel to the negative voltage side of the DC power supply of the series connection body of the corresponding armature coil; 1 on the negative voltage side of the electronic coil
A diode whose ends are reversely connected and a switching element connected to both ends of the first, second, and third armature coils attached to the magnetic poles of the fixed armature are connected to the first, second, and third coils, respectively.
The switching elements connected to both ends of the first, second, and third excitation coils attached to the other magnetic poles are connected to the first, second, and third excitation coils, respectively. An electrical circuit that conducts only the width of the phase position detection signal, and a first, second, and
......, due to the conduction of the switching element connected to both ends of the first, second, and third armature coils and the first, second, and third armature coils via the sixth diode, The first, second, and second energization control circuits are connected to each other through the first and second energization control circuits, and the diodes that are included in the first and second energization control circuits and have one end reversely connected to the negative voltage side. When the third phase armature coil and the first, second, and third phase armature coils are de-energized, the small-capacity first, 2nd, 3rd
capacitor, first, second, and third capacitors, and a third capacitor.
, the first phase, simultaneously with the start of energization of the third phase armature coil.
The electrostatic energy charged in the first capacitor is flowed into and discharged into the third and third phase armature coils, respectively, and the third and third phase armature coils are energized at the same time as the second and second phase armature coils start being energized. 3
The electrostatic energy charged in the capacitors flows into and discharges the second and second phase armature coils, respectively, and the second and second phase armature coils start energizing simultaneously. an electric circuit that causes electrostatic energy charged in the capacitor to flow into and discharge into first and first phase armature coils, respectively;
Within an area approximately 30 electrical degrees from the point at which the salient pole begins to enter the magnetic pole, energization of the armature coil wound around the magnetic pole is started at a point where a set angle has elapsed;
A high-speed electric motor comprising means for fixing the position detection element described above to a fixed armature side.
【請求項4】  請求項3の特許請求の範囲において、
第1,第2,第3の相の位置検知信号の巾の前半の巾だ
け通電される第1のインダクタンスコイルと、第1,第
2,第3の位置検知信号の巾の前半の巾だけ通電される
第2のインダクタンスコイルと、第1のインダクタンス
コイルの通電が断たれたときに、その蓄積磁気エネルギ
をそれぞれ第1,第2,第3のコンデンサに流入充電し
、第2のインダクタンスコイルの通電が断たれたときに
、その蓄積磁気エネルギをそれぞれ第1,第2,第3の
コンデンサに流入充電する電気回路とより構成されたこ
とを特徴とする高速電動機。
[Claim 4] In the scope of claim 3,
A first inductance coil that is energized only for the first half of the width of the first, second, and third phase position detection signals, and a first inductance coil that is energized only for the first half of the width of the first, second, and third phase position detection signals. When the second inductance coil is energized and the first inductance coil is de-energized, the stored magnetic energy flows into and charges the first, second, and third capacitors, respectively, and the second inductance coil is charged. 1. A high-speed motor comprising: an electric circuit that causes stored magnetic energy to flow into and charge a first, second, and third capacitor when the current is cut off.
【請求項5】  固定電気子とマグネット回転子を備え
た3相全波通電の直流電動機において、電機子の磁極に
装着された第1,第2,第3の相の電機子コイルと、第
1の相の正方向の通電モードのときに第1の相の電機子
コイルと呼称し、逆方向の通電モードのときに第1の相
の電機子コイルと呼称し、第2,第3の正向の通電モー
ドのときにそれぞれ第2,第3の相の電機子コイル、又
逆方向の通電モードのときにそれぞれ第2,第3の相の
電機子コイルと呼称したときに、マグネット回転子のN
,S磁極の位置を検知して、電気角で120度の巾で3
60度位相差のある矩形波の第1の相の位置検知信号と
これよりそれぞれ位相が順次に電気角で120度おくれ
た第2,第3の位置検知信号ならびに第1の相の位置検
知信号と同じ巾と位相差を有し、第1の相の位置検知信
号より位相が電気角で180度おくれた第1の相の位置
検知信号及び第1の相の位置検知信号よりそれぞれ位相
が順次に電気角で120度おくれた第2,第3の相の位
置検知信号が得られる複数個の位置検知素子を位置検知
装置と、各電機子コイルの両端に接続されたスイッチン
グ素子と、スイッチング素子と対応する電機子コイルの
直列接続体の直流電源負電圧側に並列に逆接続されたダ
イオードならびに電機子コイルの負電圧側に1端が逆接
続されたダイオードと、第1,第2,第3の電機子コイ
ルの両端に接続されたスイッチング素子をそれぞれ第1
,第2,第3の相の位置検知信号の巾だけ導通せしめ、
第1,第2,第3の電機子コイルの両端に接続されたス
イッチング素子を、それぞれ第1,第2,第3の相の位
置検知信号の巾だけ導通せしめる電気回路と、直流電源
に順方向に接続された逆流防止用の第1,第2,…,第
6のダイオードを介して第1,第2,第3の電機子コイ
ルと第1,第2,第3の電機子コイルに対して、両端に
接続したスイッチング素子の導通により、それぞれ通電
する第1,第2の通電制御回路と、第1,第2の通電制
御回路に含まれる前記した負電圧側に1端が逆接続され
たダイオードを介して、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通電が
断たれたときに、蓄積された磁気エネルギをそれぞれ流
入充電して保持する小容量の第1,第2,第3のコンデ
ンサと第1,第2,第3のコンデンサと、第3,第3の
相の電機子コイルの通電の開始と同時に第1,第1のコ
ンデンサに充電された静電エネルギを第3,第3の電機
子コイルにそれぞれ流入放電し、第2,第2の相の電機
子コイルの通電の開始と同時に第3,第3のコンデンサ
に充電された静電エネルギを第2,第2の相の電機子コ
イルにそれぞれ流入放電し、第1,第1の相の電機子コ
イルの通電の開始と同時に第2,第2のコンデンサに充
電された静電エネルギを第1,第1の相の電機子コイル
にそれぞれ流入放電せしめる電気回路と、各電機子コイ
ルの通電により発生する出力トルクが最大値となるよう
に前記した位置検知素子を固定電機子側に固定する手段
とより構成されたことを特徴とする高速電動機。
5. A three-phase full-wave DC motor equipped with a fixed armature and a magnetic rotor, comprising first, second, and third phase armature coils attached to the magnetic poles of the armature; When the first phase is in the forward direction energization mode, it is called the first phase armature coil, when it is in the reverse direction energization mode, it is called the first phase armature coil, and the second and third The magnet rotation is called the 2nd and 3rd phase armature coils respectively in the forward energization mode, and the 2nd and 3rd phase armature coils respectively in the reverse energization mode. Child N
, Detecting the position of the S magnetic pole, 3 in a width of 120 degrees in electrical angle
A first phase position detection signal of a rectangular wave with a phase difference of 60 degrees, second and third position detection signals whose phases are sequentially delayed by 120 degrees in electrical angle, and a first phase position detection signal. The first phase position detection signal has the same width and phase difference, and the phase is delayed by 180 electrical degrees from the first phase position detection signal, and the first phase position detection signal has a phase sequentially smaller than that of the first phase position detection signal. A position detection device includes a plurality of position detection elements capable of obtaining second and third phase position detection signals separated by 120 degrees in electrical angle, a switching element connected to both ends of each armature coil, and a switching element. A diode connected in parallel and reversely to the negative voltage side of the DC power supply of the series connection body of the corresponding armature coil, and a diode having one end reversely connected to the negative voltage side of the armature coil, and the first, second, and The switching elements connected to both ends of the armature coil of No. 3 are connected to the first
, conducting only the width of the second and third phase position detection signals,
An electrical circuit that connects the switching elements connected to both ends of the first, second, and third armature coils by the width of the position detection signals of the first, second, and third phases, respectively, and a DC power supply. to the first, second, third armature coils and the first, second, third armature coils through the first, second, ..., sixth diodes for backflow prevention connected in the direction. On the other hand, due to the conduction of the switching elements connected to both ends, the first and second energization control circuits are energized, respectively, and one end is reversely connected to the above-mentioned negative voltage side included in the first and second energization control circuits. When the first, second, and third phase armature coils and the first, second, and third phase armature coils are de-energized, the stored magnetic energy is and the start of energization of the first, second, and third capacitors of small capacity, which respectively inflow charge and hold the first, second, and third capacitors, and the armature coils of the third and third phases. At the same time, the electrostatic energy charged in the first and first capacitors flows into and discharges to the third and third armature coils, respectively, and at the same time the second and second phase armature coils start energizing, the third , the electrostatic energy charged in the third capacitor flows into and discharges the second and second phase armature coils, respectively, and at the same time as the start of energization of the first and first phase armature coils, the second, An electric circuit that causes the electrostatic energy charged in the second capacitor to flow into and discharge the first and first phase armature coils, respectively, and an output torque that is generated by energizing each armature coil to a maximum value. A high-speed electric motor comprising means for fixing the position detection element described above to a fixed armature side.
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