JPS5952626B2 - 回転子直流励磁型パルスモ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転子直流励磁型パルスモータに関するもので
ある。

このタイプのパルスモータには例えば回転子永久磁石パ
ルスモータが含まれ、この永久磁石型（以後ＰＭ型と略
す）は効率の良さが特徴として上げられる。

回転子を直流励磁する方法は永久磁石を用いる以外に励
磁巻線による方法もあるが効率の点から云って永久磁石
型が有利であり小型パルスモータにはこの永久磁石型が
多用されている。

この永久磁石型パルスモータには固定子を基本的には単
なる一枚の鉄板より構成したものと、積層した鉄板より
構成したものとの２種類があり前者はいわゆるインダク
タ型と呼ぼるもので安価なパルスモータとして利用され
、後者は前者に比し高価なパルスモータであり効率にお
いて後者が勝る。

ここでとり上げるパルスモータは後者に関してである。

この後者のタイプのＰＭ型パルスモータは回転子磁石の
利用効率から云ってステップ角の大きなものでなければ
有利ではな〈従来量産されているものとしては１ステッ
プ９０度および４５度のものがほとんどで゛あった。

しかし用途によってはより小さなステップ角も要求され
（例えばより小さなステップ角とするためにギア等で減
速するにしても機構上この減速比をあまり大きくとれな
いという場合等）、４５度未満のステップ角を有しかつ
回転子磁石の利用効率が良く、かつ回転子ハンチングの
少いパルスモータの実現が望まれていた。

従来のステップ角３０度のパルスモータを例にとり図面
に基づいて以下に説明する。

第１図は４相３０度１ステップのパルスモータの従来例
である。

ここに示す様に固定子３は９０度毎に主突極（以下、突
極と略す）ｌａ、２ａ、ｌｂ、２ｂを有し励磁巻線は第
１相５−９を突極１ａ、ｌｂに１ａ、ｌｂがそれぞれ相
異る磁極に励磁される様に設定され、第２相６−９は突
極２ａ、２ｂに第１相と同様に設定され、第３相７−９
は突極１ａ。

１ｂに第１相と全く逆の磁極が励磁される様に設定され
、第４相８−９は突極２ａ、２ｂに第３相と同様に設定
される。

回転子４は６０度毎にＮＳ・・・・・・と６極に着磁さ
れている。

この第１図のパルスモータは１相励磁方式で使用した場
合、突極１ａ、ｌｂと２ａ２ｂとの空間配置角９０度と
回転子磁極の着磁角６０度との差である３０度を１ステ
ツプとする回転を行う。

このときの回転子の磁極利用率は２／６である。

一方このパルスモータを２相励磁で使用した場合を考え
る。

今冬相励磁巻線の設定が、第１相５−９を励磁したとき
突極１ａがＮ極、突極１ｂがＳ極、第２相６−９を励磁
したとき突極２ａがＮ極、突極２ｂがＳ極、第３相７−
９を励磁したとき突極１ａがＳ極、突極１ｂがＮ極、第
４相８−９を励磁したとき突極２ａがＳ極、突極２ｂが
Ｎ極にそれぞれ励磁される様になされているとする。

このパルスモータの第１相５−９と第２相６−９とが励
磁されたとき各突極１ａ、 ｌｂ、 ２ａ、２ｂは
それぞれＮ、 Ｓ、 Ｎ、 Ｓ極に励磁される。

このとき回転子は第２図に示す様に、突極１ａと２ａと
の中間にＮ極、突極１ａと２ａとにそれぞれＳ極、突極
１ｂと２ｂとの中間にＳ極、突極１ｂと２ｂとにそれぞ
れＮ極が相対する様に静止する。

次のステップ角で第２相６−９と第３相７−９を励磁す
れば、突極１ａ、 ｌｂ、 ２ａ、 ２ｂはそれ
ぞれＳ、 Ｎ、 Ｎ、 Ｓ極に励磁され回転子４は反
時計方向に３０度回転して第３図に示すように突極２ａ
と１ｂとの中間にＮ極、突極２ａと１ｂとにそれぞれＳ
極、突極２ｂと１ａとの中間にＳ極、突極１ａと２ｂと
にそれぞれＮ極が相対する様に静止する。

この様にして順次励磁相を切換えてゆけば回転子は１相
励磁のときと同様に３０度を１ステツプとする回転を行
う。

このとき回転子磁極の利用率は４／６であり必ず回転子
磁極中２極が固定子突極と相対せず突極の中間に静止す
る。

このことが効率の向上の防げとなっている。また回転子
の安定点として第１相５−９と第２相６−９が励磁され
た場合、第２図に示すものの他に第４図に示す様に突極
１ａと２ａとの中間に回転子磁極のＳ極、突極１ａと２
ａとにそれぞれＮ極、突極１ｂと２ｂとの中間にＮ極、
突極１ｂと２ｂとにそれぞれＳ極が相対した位置で静止
するものが考えられる。

この１つの励磁状態に対し２つの回転子安定状態がある
ということ・固定子突極の中間で静止して磁気的に不安
定な位置で静止する回転子磁極の１／３あるということ
によって、回転子のバンチングの大きなモータとなって
いる。

本発明は上記従来の欠点を解消するものであり、以下に
本発明の一実施例として前記３０度１ステツプのパルス
モータについて構成を説明する。

第５図に基づいて説明すると、固定子３には９０度毎に
配置された前記主突極１ａ、 ２ａ、 ｌｂ、
２ｂの他に主突極１ａ、２ａの中間すなわちｌａ。

２ａよりそれぞれ４５度はなれた所に空間的に設置され
た副突極１０ａと、主突極２ａ、ｌｂ及び１ｂ、２ｂ、
及び２ｂ、ｌａとの中間に同様に設置された副突極１０
ｂ、ＩＯＣ，１０ｄを有し、固定子励磁巻線は第１図に
示したパルスモータと同様に第１相を主突極１ａと１ｂ
に、第２相を主突極１ｂと２ｂに、第３相を主突極１ａ
と１ｂに、第４相を主突極２ａと２ｂにそれぞれ第１図
に示すパルスモータと同一励磁状態による様に設定する
。

回転子４は第１図に示すものと同様に６極着磁する。

上記構成のパルスモータにおいて、２相励磁で使用した
場合、第６図に示す様に第１相および第２相を励磁した
ときを考えると、主突極１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂはそれ
ぞれＮ、 Ｓ、 Ｎ、 Ｓ極に励磁される。

このとき副突極１０ａは主突極１ａ。２ａからの磁束に
よりＳ極に励磁され、副突極１０Ｃは同様に主突極１ｂ
、２ｂからの磁束によりＮ極に励磁される。

また副突極１０ｂ、１０ｄはそれぞれ両側に位置する主
突極２ａとｌｂ、ｌａと２ｂとがそれぞれＮ極とＳ極に
励磁されるため中性となる。

従ってこのときの回転子の静止位置は主突極１ａ、２ａ
、ｌｂ、２ｂに対しそれぞれ回転子磁極Ｓ、 Ｓ、
Ｎ、 Ｎ極、副突極１０ａ、１０Ｃに対しそれぞれ回転
子磁極Ｎ、 Ｓ極が相対した位置で静止する。

ここで第７図に示す様に固定子巻線の第１相。

第２相の励磁より第２相、第３相の励磁に切換ると固定
子突極は主突極１ａ、ｌｂ、２ａ、２ｂがそれぞれＳ、
Ｎ、 Ｎ、 Ｓ極に励磁される。

また副突極は第１相、第２相励磁のときと同様に１０ａ
、ｌＱｃが中・］牛、１０ｂ、１０ｄがそれぞ゛れＳ、
Ｎ極に励磁される。

従って回転子の安定位置は第１相、第２相の安定位置か
ら反時計方向に３０度回転した、主突極１ａ、２ａ、ｌ
ｂ、２ｂおよび副突極１０ｂ、１０ｄに対しそれぞれ回
転子磁極Ｎ、 Ｓ、 Ｓ、 Ｎ、 Ｎ、 Ｓ極が
相対した位置となる。

このとき回転子磁極の利用率は６／６であり従来の３０
度ステップのパルスモータに比し向上する。

また回転子磁極の静止位置には必ず相対する固定子磁極
がくるため回転子のバンチングも減少する。

以上のように本発明の回転子励磁型パルスモータは、励
磁巻線を施した主突極と、この主突極と主突極との間に
設けられた励磁巻線を施さない副突極とより構成され、
前記主突極と副突極とは等間隔に配置された固定子を有
し、一方、固定子に対向し、円周面上に等間隔に着磁さ
れ、この磁極数が固定子の主突極と副突極との総和と異
る数である如く設定された永久磁石を構成要素とする回
転子を有し、この回転子の全磁極は励磁巻線を全相通電
する如く励磁したとき、固定子の主突極もしくは副突極
と対向する如く構成したものであり、従来のものに比し
、回転子磁石の利用効率が良く、エネルギー効率の向上
が図れると共に、回転子のバンチングの少ないパルスモ
ータが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転子直流励磁型パルスモータの構成図
、第２図、第３図、第４図は第１図に示すパルスモータ
の動作を説明するための図、第５図は本発明の回転子直
流励磁型パルスモータの一実施例構成図、第６図、第７
図は第５図に示すパルスモータの動作を説明するための
図である。 ｌａ、 ｌｂ、 ２ａ、 ２ｂ・・・・・・主突
極、３・・曲固定子、４・・・・・・回転子、１０ａ、
１０ｂ、ＩＯＣ。 １０ｄ・・・・・・副突極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 励磁巻線を施した主突極と、この主突極と主突極と
   の間に設けられた励磁巻線を施さない副突極とより構成
   され、前記主突極と前記副突極とは等間隔に配置された
   固定子を有し、一方、前記固定子に対向し、円周面上に
   等間隔に着磁され、この磁極数が前記固定子の主突極と
   副突極との総和と異る数である如く設定された永久磁石
   を構成要素とする回転子を有し、この回転子の全磁極は
   、前記励磁巻線を金相通電する如く励磁したとき、前記
   固定子の主突極もしくは副突極と対向する如く構成した
   回転子直流励磁型パルスモータ。