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JPH05292722A - Brushless dc reluctance motor - Google Patents

Brushless dc reluctance motor

Info

Publication number
JPH05292722A
JPH05292722A JP8093992A JP8093992A JPH05292722A JP H05292722 A JPH05292722 A JP H05292722A JP 8093992 A JP8093992 A JP 8093992A JP 8093992 A JP8093992 A JP 8093992A JP H05292722 A JPH05292722 A JP H05292722A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
brushless
reluctance motor
electromagnets
winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8093992A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazunari Ikuta
一成 生田
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.)
Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Steel Works Ltd filed Critical Japan Steel Works Ltd
Priority to JP8093992A priority Critical patent/JPH05292722A/en
Publication of JPH05292722A publication Critical patent/JPH05292722A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Brushless Motors (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a brushless DC reluctance motor which can be rotated by a rotor of a ferromagnetic material using no permanent magnet by so forming the rotor as to be continuously rotated by switching excitations of electromagnets. CONSTITUTION:A rotor 1 of soft iron which is not a permanent magnet but made of a rectangular ferromagnetic material is provided integrally with a rotary shaft 2 provided rotatably by a bearing. Windings 3, 4, 4A are respectively provided on electromagnets 5, 6, 6A, and energizations of the windings 3, 4, 4A are switched by a switching signal. When the winding 3 is energized, the rotor 1 is received by a torque up to an angle of a minimum magnetic potential of the electromagnet 5. When the energization of the winding 3 is cut OFF at the moment, the rotor 1 tends to be continuously rotated. Then, when the next winding 4 is energized, the rotor 1 is similarly received by a torque up to a position of minimum magnetic potential. Here, the next winding 4A is again energized, the same operation is repeated thereby to obtain continuous rotation of the rotor 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はブラシレスDCリラクタ
ンスモータに関し、特に、永久磁石を用いない強磁性体
の回転子により回転を得るための新規な改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless DC reluctance motor, and more particularly, to a novel improvement for obtaining rotation by a rotor of a ferromagnetic material without using a permanent magnet.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、用いられていたこの種のブラシレ
スモータとしては、一般に、図5及び図6で示す構成が
採用されている。すなわち、図5において符号1で示さ
れるものは軸受(図示せず)で回転自在に軸支された回
転軸2の回転子であり、この回転子1は希工類磁石等か
らなり2極に着磁された永久磁石より構成されている。
2. Description of the Related Art As a brushless motor of this type which has been conventionally used, the structure shown in FIGS. 5 and 6 is generally adopted. That is, the reference numeral 1 in FIG. 5 is a rotor of a rotary shaft 2 which is rotatably supported by a bearing (not shown), and the rotor 1 is composed of a rare earth magnet or the like and has two poles. It is composed of a magnetized permanent magnet.

【0003】前記回転子1の周囲位置には、巻線3,4
を有する一対の固定子5,6が配設され、この回転子1
の近傍に設けられたホール素子7により回転子1の回転
位置を検出して各巻線3,4への通電を制御する構成で
あった。
Windings 3, 4 are provided around the rotor 1.
A pair of stators 5 and 6 having
The Hall element 7 provided in the vicinity of the position detects the rotational position of the rotor 1 and controls the energization of the windings 3 and 4.

【0004】また、前記各巻線3,4とホール素子7と
の電気的な接続は図6に示す通りであり、各巻線3,4
は第1、第2トランジスタQ1,Q2及び電源8に接続さ
れると共に、各トランジスタQ1,Q2の各ベース間には
前記ホール素子7が接続されている。
The electrical connection between the windings 3 and 4 and the hall element 7 is as shown in FIG.
Is connected to the first and second transistors Q 1 and Q 2 and the power supply 8, and the Hall element 7 is connected between the bases of the transistors Q 1 and Q 2 .

【0005】従って、前述の構成において回転子1の磁
極Sによってホール素子7が作動し、第1トランジスタ
1がオンとなると、固定子5はS極となり、回転子1
の回転が始まる。この回転子1が180度回転してホー
ル素子7の近くに回転子1のN極がくると、第2トラン
ジスタQ2がオンとなり、固定子6の磁極はS極となっ
て回転子1の回転が継続される。
Therefore, when the Hall element 7 is actuated by the magnetic pole S of the rotor 1 and the first transistor Q 1 is turned on in the above configuration, the stator 5 becomes the S pole, and the rotor 1
Starts to rotate. When the rotor 1 rotates 180 degrees and the N pole of the rotor 1 comes close to the Hall element 7, the second transistor Q 2 is turned on, and the magnetic pole of the stator 6 becomes the S pole of the rotor 1. The rotation continues.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来のブラシレスDC
リラクタンスモータは、以上のように構成されていたた
め、次のような課題が存在していた。すなわち、回転子
は円形であると共に永久磁石で構成されることが必須で
あるため、高価な材料を用いた永久磁石となり、コスト
を下げることは不可能であった。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Conventional brushless DC
Since the reluctance motor is configured as described above, the following problems exist. That is, since it is essential that the rotor is circular and is composed of permanent magnets, it becomes a permanent magnet using an expensive material, and it is impossible to reduce the cost.

【0007】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、永久磁石を用いない強磁性
体の回転子により回転を得るようにしたブラシレスDC
リラクタンスモータを提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and in particular, a brushless DC system in which rotation is obtained by a rotor of a ferromagnetic material without using a permanent magnet.
An object is to provide a reluctance motor.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によるブラシレス
DCリラクタンスモータは、回転軸を介して回転自在に
設けられ強磁性体よりなると共に非円形状をなす回転子
と、前記回転軸を重心として配設され順次励磁される複
数の電磁石とを備え、前記各電磁石の励磁の切換えによ
り前記回転子を連続回転するようにした構成である。
SUMMARY OF THE INVENTION A brushless DC reluctance motor according to the present invention includes a rotor which is rotatably provided via a rotary shaft and which is made of a ferromagnetic material and has a non-circular shape. A plurality of electromagnets that are installed and sequentially excited are provided, and the rotor is continuously rotated by switching the excitation of each of the electromagnets.

【0009】さらに詳細には、前記回転子は矩形よりな
る構成である。
More specifically, the rotor has a rectangular shape.

【0010】さらに詳細には、前記回転子は十字形より
なる構成である。
More specifically, the rotor has a cross shape.

【0011】さらに詳細には、前記電磁石が発生する磁
力線の方向は回転軸の軸方向と直交方向である構成であ
る。
More specifically, the direction of the magnetic force lines generated by the electromagnet is a direction orthogonal to the axial direction of the rotating shaft.

【0012】さらに詳細には、前記電磁石が発生する磁
力線の方向は前記回転軸の軸方向と平行である構成であ
る。
More specifically, the direction of the magnetic force lines generated by the electromagnet is parallel to the axial direction of the rotating shaft.

【0013】[0013]

【作用】本発明によるブラシレスDCリラクタンスモー
タにおいては、回転子が永久磁石ではなく強磁性体で構
成されているため、何れかの固定子の巻線に通電される
と、回転子は固定子の磁気ポテンシャル極小の角度まで
トルクを受け、図2のようになり、この瞬間にこの巻線
への通電を切ると、回転子は慣性によって同一回転方向
に回転を続けようとする。そこで、次の固定子の巻線に
通電することにより、前述と同様に磁気ポテンシャル極
小の位置までトルクを受け、この動作を各固定子の巻線
に対して次々と行うことにより回転子は連続回転するこ
とができる。また、この各固定子の磁力線の方向は図2
に示すように、回転軸の長手方向と直交する方向とする
こともできるが、図3及び図4で示すように回転軸の長
手方向と平行となるように構成した場合には、回転子の
トルクを向上させることができる。
In the brushless DC reluctance motor according to the present invention, since the rotor is made of a ferromagnetic material instead of a permanent magnet, when the winding of any one of the stators is energized, the rotor is not As shown in FIG. 2, the torque is received up to the minimum magnetic potential, and when the winding is de-energized at this moment, the rotor tries to continue to rotate in the same rotation direction due to inertia. Therefore, by energizing the windings of the next stator, torque is received up to the position of the minimum magnetic potential as described above, and this operation is successively performed on the windings of each stator, so that the rotor continues. Can rotate. The direction of the magnetic lines of force of each stator is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the direction may be orthogonal to the longitudinal direction of the rotating shaft, but in the case of being configured to be parallel to the longitudinal direction of the rotating shaft as shown in FIGS. The torque can be improved.

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面と共に本発明によるブラシレスD
Cリラクタンスモータの好適な実施例について詳細に説
明する。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号
を付して説明する。図1から図4迄は本発明によるブラ
シレスDCリラクタンスモータを示すものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A brushless D according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
A preferred embodiment of the C reluctance motor will be described in detail. It should be noted that the same or equivalent portions as those of the conventional example will be described by attaching the same reference numerals. 1 to 4 show a brushless DC reluctance motor according to the present invention.

【0015】まず、図1及び図2において符号1で示さ
れるものは、永久磁石ではなく矩形の強磁性体である軟
鉄製の回転子であり、この回転子1は図示しない軸受に
より回転自在に設けられた回転軸2に一体状に設けられ
ている。前記回転子1の周囲位置には、回転軸2をその
重心とした正三角形の各頂点に位置するU字形の複数の
電磁石5,6,6Aが配設されている。
First, what is denoted by reference numeral 1 in FIGS. 1 and 2 is not a permanent magnet but a rotor made of soft iron which is a rectangular ferromagnetic material, and the rotor 1 is rotatable by a bearing (not shown). It is provided integrally with the provided rotary shaft 2. Around the rotor 1, a plurality of U-shaped electromagnets 5, 6 and 6A are arranged at respective vertices of an equilateral triangle having the rotation axis 2 as its center of gravity.

【0016】前記各電磁石5,6,6Aには巻線3,
4,4Aが設けられており、各巻線3,4,4Aへの励
磁の切換は、例えば、図示していないが、周知の邪魔板
と発光ダイオード及びトランジスタ回路の組合わせ又は
エンコーダ等により構成され得られたスイッチング信号
によって各巻線3,4,4Aの通電が切換えられてい
る。
A winding 3 is provided on each of the electromagnets 5, 6 and 6A.
4, 4A are provided, and the switching of excitation to each of the windings 3, 4, 4A is configured by, for example, a well-known combination of a baffle plate, a light emitting diode and a transistor circuit, or an encoder, although not shown. The energization of each winding 3, 4, 4A is switched by the obtained switching signal.

【0017】次に、前述の構成において、図1及び図2
で示すモータを回転させる場合、まず、巻線3に通電す
ると、回転子1は電磁石5の磁気ポテンシャル極小の角
度までトルクを受け、図2の状態となる。この瞬間に巻
線3への通電が切られると、回転子1は慣性で回り続け
ようとする。そこで、次の巻線4に通電すると、前述と
同様に回転子2は磁気ポテンシャル極小の位置までトル
クを受ける。
Next, in the above-mentioned configuration, FIG. 1 and FIG.
When the motor shown by 1 is rotated, first, when the winding 3 is energized, the rotor 1 receives the torque up to the angle at which the magnetic potential of the electromagnet 5 is minimum, and the state shown in FIG. 2 is obtained. When the winding 3 is de-energized at this moment, the rotor 1 tries to continue rotating due to inertia. Then, when the next winding 4 is energized, the rotor 2 receives the torque up to the position where the magnetic potential is at a minimum, as described above.

【0018】ここで再び、次の巻線4Aに通電されて前
述と同じ動作を繰り返すことにより回転子1の連続回転
が得られる。なお、前記回転子1の形は矩形状とした場
合について述べたが、その形状は非円形であればその形
状は問わないものである。また、電磁石5,6,6Aの
配置も種々変えることができる。
Here, the next winding 4A is again energized and the same operation as described above is repeated to obtain continuous rotation of the rotor 1. Although the rotor 1 has a rectangular shape, the shape is not limited as long as the shape is non-circular. Further, the arrangement of the electromagnets 5, 6, 6A can be variously changed.

【0019】次に、図2にて示すように、各電磁石5,
6,6Aから得られる磁力線20の方向は、前記回転軸
2の長手方向とは直交する方向に形成されている。
Next, as shown in FIG. 2, each electromagnet 5,
The direction of the magnetic force lines 20 obtained from 6, 6A is formed in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the rotating shaft 2.

【0020】また、図3及び図4に示す他の実施例の構
成では、各電磁石5,6,6Aの向きを前述の図1及び
図2の構成とは90度変更し、各電磁石5,6,6Aの
開口部30内に回転子1の外端が重合するように配設さ
れると共に、この各電磁石5,6,6Aから発生する磁
力線20の方向が回転軸2の軸方向と平行に構成されて
いる。
Further, in the construction of another embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the orientation of each electromagnet 5, 6, 6A is changed by 90 degrees from that of the construction of FIG. 1 and FIG. The outer ends of the rotor 1 are arranged in the openings 30 of 6 and 6A so as to overlap with each other, and the direction of the magnetic force lines 20 generated from the electromagnets 5, 6 and 6A is parallel to the axial direction of the rotary shaft 2. Is configured.

【0021】従って、前述の図1及び図2に示す構成の
磁力線20の方向とは直交する方向で、かつ、回転子1
が各開口部30に重合しているため、電磁石5,6,6
Aの磁極と回転子1との距離を短くできるため、無駄な
磁場を空間に発生せずに済み、高トルク化することがで
きる。また、回転子1は、うず電流損を最小化すべく、
積層構造が採用されている。
Therefore, the rotor 1 is in a direction orthogonal to the direction of the magnetic force lines 20 of the configuration shown in FIG. 1 and FIG.
Are superposed on each opening 30, the electromagnets 5, 6, 6
Since the distance between the magnetic pole A and the rotor 1 can be shortened, it is not necessary to generate an unnecessary magnetic field in the space, and high torque can be achieved. In addition, the rotor 1 is designed to minimize the eddy current loss.
A laminated structure is adopted.

【0022】なお、前述の図3及び図4の構成及び動作
は、図1及び図2の構成と同一部分には同一符号を付
し、その説明は重複を避けるために省略している。ま
た、前述の実施例における回転子1の形状は、矩形に限
ることなく十字形、星形、円形に近い形とすることもで
き、各電磁石5,6,6Aの数も多い方がスムーズな回
転を得ることができる。また、各巻線3,4,4Aを切
換える手段としては、前述の構成に限らず、周知のエン
コーダ等を用いることもできる。
3 and 4, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof is omitted to avoid duplication. Further, the shape of the rotor 1 in the above-described embodiment is not limited to the rectangular shape, but may be a cross shape, a star shape, or a shape close to a circle, and the larger the number of the electromagnets 5, 6, 6A, the smoother the shape. You can get the rotation. The means for switching the windings 3, 4, and 4A is not limited to the above-mentioned configuration, and a known encoder or the like can be used.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によるブラシレスDCリラクタン
スモータは、以上のように構成されているため、回転子
を永久磁石ではなく強磁性体を採用することができ、モ
ータ全体のコストを従来よりも大幅に下げることがで
き、安価な高トルクのDCモータを簡単な構成で得るこ
とができる。
Since the brushless DC reluctance motor according to the present invention is configured as described above, it is possible to employ a ferromagnetic material instead of a permanent magnet for the rotor, and the cost of the entire motor is significantly higher than in the conventional case. Thus, an inexpensive high torque DC motor can be obtained with a simple structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるブラシレスDCリラクタンスモー
タを示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a brushless DC reluctance motor according to the present invention.

【図2】図1の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of FIG.

【図3】他の実施例を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing another embodiment.

【図4】図3の平面図である。FIG. 4 is a plan view of FIG.

【図5】従来のブラシレスDCモータを示す概略構成図
である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a conventional brushless DC motor.

【図6】従来の回路図である。FIG. 6 is a conventional circuit diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転子 2 回転軸 5,6,6A 電磁石 20 磁力線 1 Rotor 2 Rotation axis 5, 6, 6A Electromagnet 20 Magnetic field line

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転軸(2)を介して回転自在に設けられ
強磁性体よりなると共に非円形状をなす回転子(1)と、
前記回転軸(2)を重心として配設され順次励磁される複
数の電磁石(5,6,6A)とを備え、前記各電磁石(5,6,6A)の
励磁の切換えにより前記回転子(1)を連続回転すること
を特徴とするブラシレスDCリラクタンスモータ。
1. A rotor (1) which is rotatably provided via a rotation shaft (2) and which is made of a ferromagnetic material and has a non-circular shape,
A plurality of electromagnets (5, 6, 6A) arranged with the rotating shaft (2) as a center of gravity and sequentially excited, and the rotor (1 by switching excitation of each of the electromagnets (5, 6, 6A). ) Is continuously rotated, a brushless DC reluctance motor.
【請求項2】 前記回転子(1)は矩形よりなることを特
徴とする請求項1記載のブラシレスDCリラクタンスモ
ータ。
2. The brushless DC reluctance motor according to claim 1, wherein the rotor (1) has a rectangular shape.
【請求項3】 前記回転子(1)は十字形よりなることを
特徴とする請求項1記載のブラシレスDCリラクタンス
モータ。
3. The brushless DC reluctance motor according to claim 1, wherein the rotor (1) has a cross shape.
【請求項4】 前記電磁石(5,6,6A)が発生する磁力線(2
0)の方向は前記回転軸(2)の軸方向と直交方向であるこ
とを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載のブラ
シレスDCリラクタンスモータ。
4. A magnetic field line (2) generated by the electromagnet (5, 6, 6A).
The brushless DC reluctance motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the direction (0) is orthogonal to the axial direction of the rotating shaft (2).
【請求項5】 前記電磁石(5,6,6A)が発生する磁力線(2
0)の方向は前記回転軸(2)の軸方向と平行であることを
特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載のブラシレ
スDCリラクタンスモータ。
5. A magnetic field line (2) generated by the electromagnet (5, 6, 6A).
The brushless DC reluctance motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the direction (0) is parallel to the axial direction of the rotating shaft (2).
JP8093992A 1992-04-02 1992-04-02 Brushless dc reluctance motor Pending JPH05292722A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8093992A JPH05292722A (en) 1992-04-02 1992-04-02 Brushless dc reluctance motor

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JP8093992A JPH05292722A (en) 1992-04-02 1992-04-02 Brushless dc reluctance motor

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JP8093992A Pending JPH05292722A (en) 1992-04-02 1992-04-02 Brushless dc reluctance motor

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JP (1) JPH05292722A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5128709B1 (en) * 2012-02-02 2013-01-23 武雄 岩井 Non-sinusoidal drive motor

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