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Patent Searching and Data


Title:
RELUCTANCE MOTOR AND ITS CONTROL METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/026541
Kind Code:
A1
Abstract:
A reluctance motor (1, 11) in which the magnetic saturation is reduced and the reluctance torque is enhanced and a reluctance motor control method are disclosed. The rotor (11) is a magnetic body having portions (111) projecting only from the outer periphery of the rotor (11). The stator (12) has first to sixth windings and is opposed to the outer periphery of the rotor (11). A first phase current flows through the first and second windings. A second phase current flows through the third and fourth windings. A third phase current flows through the fifth and sixth windings. The first, third, and fifth windings are adjacently arranged in order of mention in the circumferential direction (92) around a predetermined axis (91). One end of each of the windings is used as the starting point and the windings are wound clockwise when viewed from the inner periphery. The second, fourth, and sixth windings are adjacently arranged in order of mention in the circumferential direction (92). One end of each of the windings is used as the starting point and the windings are wound counterclockwise when viewed from the inner periphery.

Inventors:
NAKATA, Tetsuo (DAIKIN INDUSTRIES LTD., 1000-2,Aza Ootani, Okamoto-cho, Kusatsu-sh, Shiga 26, 5258526, JP)
仲田 哲雄 (〒26 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の2 ダイキン工業株式会社 滋賀製作所内 Shiga, 5258526, JP)
SUHARA, Atsushi (DAIKIN INDUSTRIES LTD., 1000-2,Aza Ootani, Okamoto-cho, Kusatsu-sh, Shiga 26, 5258526, JP)
Application Number:
JP2007/066549
Publication Date:
March 06, 2008
Filing Date:
August 27, 2007
Export Citation:
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Assignee:
DAIKIN INDUSTRIES, LTD. (Umeda Center Building, 4-12 Nakazaki-Nishi 2-chome, Kita-ku, Osaka-sh, Osaka 23, 5308323, JP)
ダイキン工業株式会社 (〒23 大阪府大阪市北区中崎西2丁目4番12号梅田センタービル Osaka, 5308323, JP)
NAKATA, Tetsuo (DAIKIN INDUSTRIES LTD., 1000-2,Aza Ootani, Okamoto-cho, Kusatsu-sh, Shiga 26, 5258526, JP)
仲田 哲雄 (〒26 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の2 ダイキン工業株式会社 滋賀製作所内 Shiga, 5258526, JP)
International Classes:
H02K3/18; H02K19/10; H02P25/08; H02K3/18; H02K19/02; H02P25/02
Attorney, Agent or Firm:
YOSHITAKE, Hidetoshi et al. (10th floor, Sumitomo-seimei OBP Plaza Bldg.4-70, Shiromi 1-chome,Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 01, 5400001, JP)
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Claims:
 所定の軸(91)を中心として回転可能であって、自身の外周側及び内周側のいずれか一方側にのみ突出する部分(111)の複数を有する磁性体の回転子(11)と、
 3相電流の第1の相電流(V)が流れる第1及び第2の巻線(1211,1212)と、前記3相電流の第2の相電流(W)が流れる第3及び第4の巻線(1221,1222)と、前記3相電流の第3の相電流(U)が流れる第5及び第6の巻線(1231,1232)とを有し、前記回転子に対して前記一方から対向して設けられる固定子(12)と
を備え、
 前記第1、前記第3及び前記第5の巻線は、この順に前記所定の軸の周りで周方向(92)に沿って隣接して配置され、それぞれ両端(1211a,1211b,1221a,1221b,1231a,1231b)を有し、当該両端のうち高電位側の一端(1211a,1221a,1231a)を起点として、前記一方側から見て時計回りの方向に巻回され、
 前記第2、前記第4及び前記第6の巻線は、この順に前記所定の軸の周りで周方向(92)に沿って隣接して配置され、それぞれ両端(1212a,1212b,1222a,1222b,1232a,1232b)を有し、当該両端のうち高電位側の一端(1212a,1222a,1232a)を起点として、前記一方側から見て前記時計回りの方向とは反対方向に巻回される、
リラクタンスモータ。
 一対の入力端子(241,242)と、
 前記一対の前記入力端子の一方(241)に接続される第1乃至第3の出力端子(211~231)と、
 前記一対の前記入力端子の他方(242)に接続される第4乃至第6の出力端子(212~232)と、
 第1乃至第3のスイッチ(S1,S3,S5)と
を有する制御部(2)を更に備え、
 前記第1及び前記第2の巻線(1211,1212)のいずれについても、前記一端(1211a,1212a)は前記第1の出力端子側に、他端(1211b,1212b)は前記第4の出力端子側にそれぞれ接続され、
 前記第3及び前記第4の巻線(1221,1222)のいずれについても、前記一端(1221a,1222a)は前記第2の出力端子側に、他端(1221b,1222b)は前記第5の出力端子側にそれぞれ接続され、
 前記第5及び前記第6の巻線(1231,1232)のいずれについても、前記一端(1231a,1232a)は前記第3の出力端子側に、他端(1231b,1232b)は前記第6の出力端子側にそれぞれ接続され、
 前記第1のスイッチは、前記入力端子の間で前記第1及び前記第2の巻線のいずれとも直列に接続され、
 前記第2のスイッチは、前記入力端子の間で前記第3及び前記第4の巻線のいずれとも直列に接続され、
 前記第3のスイッチは、前記入力端子の間で前記第5及び前記第6の巻線のいずれとも直列に接続される、
請求項1記載のリラクタンスモータ。
 所定の軸(91)を中心として回転可能であって、突出する部分(111)の複数を、自身の外周側及び内周側のいずれか一方側にのみ有する磁性体の回転子(11)と、
 3相電流のうち第1の相電流(V)が流れる第1の巻線の複数(1211,1212)と、前記3相電流のうち第2の相電流(W)が流れる第2の巻線の複数(1221,1222)と、前記3相電流のうち第3の相電流(U)が流れる第3の巻線(1231,1232)の複数とを有し、前記回転子に対して前記一方から対向して設けられる固定子(12)と、
 制御部(21)と
を備え、
 前記第1乃至前記第3の巻線は、この順に、前記所定の軸の周りで周方向(92)に沿って繰り返し配置され、
 前記制御部は、
 一対の入力端子(241,242)と、
 前記一対の前記入力端子の一方(241)に接続される第1乃至第3の出力端子(211~231)と、
 前記一対の前記入力端子の他方(242)に接続される第4乃至第6の出力端子(212~232)と、
 第1乃至第6のスイッチ(S1,S3,S5,S7,S8,S4)と
を有する制御部(2)を更に備え、
 前記第1の巻線は両端(1211a,1211b,1212a,1212b)を有し、その一端(1211a,1212a)は前記第1の出力端子側に、他端(1211b,1212b)は前記第4の出力端子側にそれぞれ接続され、
 前記第2の巻線は両端(1221a,1221b,1222a,1222b)を有し、その一端(1221a,1222a)は前記第2の出力端子側に、他端(1221b,1222b)は前記第5の出力端子側にそれぞれ接続され、
 前記第3の巻線は両端(1231a,1231b,1232a,1232b)を有し、その一端(1231a,1232a)は前記第3の出力端子側に、他端(1231b,1232b)は前記第6の出力端子側にそれぞれ接続され、
 前記第1のスイッチは、前記入力端子の間で前記第1及び前記第2の巻線のいずれとも直列に接続され、
 前記第3のスイッチは、前記入力端子の間で前記第5及び前記第6の巻線のいずれとも直列に接続され、
 前記第2及び前記第4のスイッチ(S3,S7)は、前記入力端子の前記一方(241)及び前記他方(242)のそれぞれと、前記第2の出力端子(221)との間に接続され、
 前記第5及び前記第6のスイッチ(S8,S4)は、前記入力端子の前記一方及び前記他方のそれぞれと、前記第5の出力端子(222)との間に接続される、
リラクタンスモータ。
 請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載のリラクタンスモータ(1,11)を制御する方法であって、
 前記第1の相電流(V)のみを流す第1の制御(C1)と、
 前記第2の相電流(W)のみを流す第2の制御(C2)と、
 前記第3の相電流(U)のみを流す第3の制御(C3)と、
 前記第3及び前記第1の相電流のみを流す第4の制御(C4)と、
 前記第1及び前記第2の相電流のみを流す第5の制御(C5)と、
 前記第2及び前記第3の相電流のみを流す第6の制御(C6)と
のうちから、その生じさせるリラクタンストルク(T)が最大となる制御が、前記回転子の回転角(θ)ごとに一つ選択されて実行される、リラクタンスモータの制御方法。
 所定の軸(91)を中心として回転可能であって、自身の外周側及び内周側のいずれか一方側にのみ突出する部分(111)の複数を有する磁性体の回転子(11)と、
 3相電流のうち第1の相電流(V)が流れる第1の巻線の複数(1211,1212)と、前記3相電流のうち第2の相電流(W)が流れる第2の巻線の複数(1221,1222)と、前記3相電流のうち第3の相電流(U)が流れる第3の巻線(1231,1232)の複数とを有し、前記回転子に対して前記一方から対向して設けられる固定子(12)と
を備え、
 前記第1乃至前記第3の巻線は、この順に、前記所定の軸の周りで周方向(92)に沿って繰り返し配置されるリラクタンスモータ(1,11)に対して、
 前記3相電流のいずれか二つの前記相電流のみが流され、
 当該二つの相電流の、前記一方側から見たときの流れの向きは、前記周方向において互いに隣接する巻線では互いに同じである、
リラクタンスモータの制御方法。
 前記第1の相電流(V)のみを流す第1の制御(C1)と、
 前記第2の相電流(W)のみを流す第2の制御(C2)と、
 前記第3の相電流(U)のみを流す第3の制御(C3)と、
 前記第3及び前記第1の相電流のみを流す第4の制御(C4)と、
 前記第1及び前記第2の相電流のみを流す第5の制御(C5)と、
 前記第2及び前記第3の相電流のみを流す第6の制御(C6)と
のうちから、その生じさせるリラクタンストルク(T)が最大となる制御が、前記回転子の回転角(θ)ごとに一つ選択されて実行される、
請求項5記載のリラクタンスモータの制御方法。
Description:
リラクタンスモータ及びその制 方法

 本発明はリラクタンスモータ及びその制 方法に関する。

 低電流で大きなトルクが得られ、かつ小 化しやすいモータとして、3相電流を流すこ とで駆動されるリラクタンスモータが提案さ れている。

 当該リラクタンスモータは、各相の電流 それぞれ流される複数の巻線を有する固定 と、当該固定子に対向して設けられる回転 とを備える。固定子において各相の電流を に切り替えて流す制御(1相励磁)を実行する とで、回転子は回転する。しかし、かかる 御では、リラクタンスモータに生じるリラ タンストルクを高めることが困難であった

 そこで、3相電流のうち2相の電流を並行 て流す制御(2相励磁)を採用することが提案 れている。

 なお、本発明に関連する技術を以下に示 。

特開2000-295891号公報

特開2001-157490号公報

 しかし、2相励磁を実行した場合、隣接す る巻線の間で磁束が流れて、磁気飽和しやす くなるおそれがある。磁気飽和が生じると、 リラクタンストルクを高めることが困難にな る。

 本発明は上述した事情に鑑みてなされた のであり、磁気飽和を低減し、以ってリラ タンストルクを高めることが目的とされる

 この発明にかかるリラクタンスモータの 1の態様は、所定の軸(91)を中心として回転 能であって、自身の外周側及び内周側のい れか一方側にのみ突出する部分(111)の複数を 有する磁性体の回転子(11)と、3相電流の第1の 相電流(V)が流れる第1及び第2の巻線(1211,1212) 、前記3相電流の第2の相電流(W)が流れる第3 び第4の巻線(1221,1222)と、前記3相電流の第3の 相電流(U)が流れる第5及び第6の巻線(1231,1232) を有し、前記回転子に対して前記一方から 向して設けられる固定子(12)とを備え、前記 1、前記第3及び前記第5の巻線は、この順に 記所定の軸の周りで周方向(92)に沿って隣接 して配置され、それぞれ両端(1211a,1211b,1221a,12 21b,1231a,1231b)を有し、当該両端のうち高電位 の一端(1211a,1221a,1231a)を起点として、前記一 側から見て時計回りの方向に巻回され、前 第2、前記第4及び前記第6の巻線は、この順 前記所定の軸の周りで周方向(92)に沿って隣 接して配置され、それぞれ両端(1212a,1212b,1222a ,1222b,1232a,1232b)を有し、当該両端のうち高電 側の一端(1212a,1222a,1232a)を起点として、前記 方側から見て前記時計回りの方向とは反対 向に巻回される。

 この発明にかかるリラクタンスモータの 2の態様は、第1の態様にかかるリラクタン モータであって、一対の入力端子(241,242)と 前記一対の前記入力端子の一方(241)に接続さ れる第1乃至第3の出力端子(211~231)と、前記一 の前記入力端子の他方(242)に接続される第4 至第6の出力端子(212~232)と、第1乃至第3のス ッチ(S1,S3,S5)とを有する制御部(2)を更に備え 、前記第1及び前記第2の巻線(1211,1212)のいず についても、前記一端(1211a,1212a)は前記第1の 出力端子側に、他端(1211b,1212b)は前記第4の出 端子側にそれぞれ接続され、前記第3及び前 記第4の巻線(1221,1222)のいずれについても、前 記一端(1221a,1222a)は前記第2の出力端子側に、 端(1221b,1222b)は前記第5の出力端子側にそれ れ接続され、前記第5及び前記第6の巻線(1231, 1232)のいずれについても、前記一端(1231a,1232a) は前記第3の出力端子側に、他端(1231b,1232b)は 記第6の出力端子側にそれぞれ接続され、前 記第1のスイッチは、前記入力端子の間で前 第1及び前記第2の巻線のいずれとも直列に接 続され、前記第2のスイッチは、前記入力端 の間で前記第3及び前記第4の巻線のいずれと も直列に接続され、前記第3のスイッチは、 記入力端子の間で前記第5及び前記第6の巻線 のいずれとも直列に接続される。

 この発明にかかるリラクタンスモータの 3の態様は、所定の軸(91)を中心として回転 能であって、自身の外周側及び内周側のい れか一方側にのみ突出する部分(111)の複数を 有する磁性体の回転子(11)と、3相電流のうち 1の相電流(V)が流れる第1の巻線の複数(1211,12 12)と、前記3相電流のうち第2の相電流(W)が流 る第2の巻線の複数(1221,1222)と、前記3相電流 のうち第3の相電流(U)が流れる第3の巻線(1231,1 232)の複数とを有し、前記回転子に対して前 一方から対向して設けられる固定子(12)と、 御部(21)とを備え、前記第1乃至前記第3の巻 は、この順に、前記所定の軸の周りで周方 (92)に沿って繰り返し配置され、前記制御部 は、一対の入力端子(241,242)と、前記一対の前 記入力端子の一方(241)に接続される第1乃至第 3の出力端子(211~231)と、前記一対の前記入力 子の他方(242)に接続される第4乃至第6の出力 子(212~232)と、第1乃至第6のスイッチ(S1,S3,S5,S 7,S8,S4)とを有する制御部(2)を更に備え、前記 1の巻線は両端(1211a,1211b,1212a,1212b)を有し、 の一端(1211a,1212a)は前記第1の出力端子側に、 他端(1211b,1212b)は前記第4の出力端子側にそれ れ接続され、前記第2の巻線は両端(1221a,1221b ,1222a,1222b)を有し、その一端(1221a,1222a)は前記 2の出力端子側に、他端(1221b,1222b)は前記第5 出力端子側にそれぞれ接続され、前記第3の 巻線は両端(1231a,1231b,1232a,1232b)を有し、その 端(1231a,1232a)は前記第3の出力端子側に、他端 (1231b,1232b)は前記第6の出力端子側にそれぞれ 続され、前記第1のスイッチは、前記入力端 子の間で前記第1及び前記第2の巻線のいずれ も直列に接続され、前記第3のスイッチは、 前記入力端子の間で前記第5及び前記第6の巻 のいずれとも直列に接続され、前記第2及び 前記第4のスイッチ(S3,S7)は、前記入力端子の 記一方(241)及び前記他方(242)のそれぞれと、 前記第2の出力端子(221)との間に接続され、前 記第5及び前記第6のスイッチ(S8,S4)は、前記入 力端子の前記一方及び前記他方のそれぞれと 、前記第5の出力端子(222)との間に接続される 。

 この発明にかかるリラクタンスモータの 御方法の第1の態様は、第1乃至第3のいずれ 一つの態様にかかるリラクタンスモータ(1,1 1)を制御する方法であって、前記第1の相電流 (V)のみを流す第1の制御(C1)と、前記第2の相電 流(W)のみを流す第2の制御(C2)と、前記第3の相 電流(U)のみを流す第3の制御(C3)と、前記第3及 び前記第1の相電流のみを流す第4の制御(C4)と 、前記第1及び前記第2の相電流のみを流す第5 の制御(C5)と、前記第2及び前記第3の相電流の みを流す第6の制御(C6)とのうちから、その生 させるリラクタンストルク(T)が最大となる 御が、前記回転子の回転角(θ)ごとに選択さ れて実行される。

 この発明にかかるリラクタンスモータの 御方法の第2の態様は、所定の軸(91)を中心 して回転可能であって、自身の外周側及び 周側のいずれか一方側にのみ突出する部分(1 11)の複数を有する磁性体の回転子(11)と、3相 流のうち第1の相電流(V)が流れる第1の巻線 複数(1211,1212)と、前記3相電流のうち第2の相 流(W)が流れる第2の巻線の複数(1221,1222)と、 記3相電流のうち第3の相電流(U)が流れる第3 巻線(1231,1232)の複数とを有し、前記回転子 対して前記一方から対向して設けられる固 子(12)とを備え、前記第1乃至前記第3の巻線 、この順に、前記所定の軸の周りで周方向(9 2)に沿って繰り返し配置されるリラクタンス ータ(1,11)に対して、前記3相電流のいずれか 二つの前記相電流のみが流され、当該二つの 相電流の、前記一方側から見たときの流れの 向きは、前記周方向において互いに隣接する 巻線では互いに同じである。

 この発明にかかるリラクタンスモータの 御方法の第3の態様は、第2の態様にかかる ラクタンスモータの制御方法であって、前 第1の相電流(V)のみを流す第1の制御(C1)と、 記第2の相電流(W)のみを流す第2の制御(C2)と 前記第3の相電流(U)のみを流す第3の制御(C3) 、前記第3及び前記第1の相電流のみを流す第 4の制御(C4)と、前記第1及び前記第2の相電流 みを流す第5の制御(C5)と、前記第2及び前記 3の相電流のみを流す第6の制御(C6)とのうち ら、その生じさせるリラクタンストルク(T) 最大となる制御が、前記回転子の回転角(θ) とに選択されて実行される。

 この発明にかかるリラクタンスモータの 1の態様によれば、第1及び第5の相電流のい れか一方、及び第3の相電流のみを並行して 流す場合において、第3の巻線と、これに隣 する第1の巻線との間、及び第3の巻線と、こ れに隣接する第5の巻線との間には磁束が流 ない。第4巻線と、これに隣接する第2の巻線 との間、及び第4の巻線と、これに隣接する 6の巻線との間にも磁束が流れない。第3の巻 線で生じた磁束は、第2、第4及び第6の巻線の いずれか少なくとも一つへと流れる。第4の 線で生じた磁束は、第1、第3及び第5の巻線 いずれか少なくとも一つへと流れる。よっ 、磁気飽和が低減され、以ってリラクタン トルクが高まる。

 この発明にかかるリラクタンスモータの 2の態様によれば、一対の入力端子の間に直 流電源を設け、当該直流電源の高電位側及び 低電位側をそれぞれ、入力端子の一方及び他 方に接続することで、第1乃至第6の巻線のい れについても一端から他端へと電流を流す とができる。そして、第1乃至第3のスイッ の切替えを制御することで、3相電流のいず か二つの相電流のみを並行して流すこと(2 励磁)ができる。さらには、3相電流のいずれ か一つの相電流のみを流すこと(1相励磁)や、 1相励磁と2相励磁とを切り換えて実行するこ ができる。

 この発明にかかるリラクタンスモータの 3の態様によれば、第2及び第4のスイッチを ンに、第5及び第6のスイッチをオフにそれ れ制御することで、第2の巻線に対して第2の 出力端子から第5の出力端子へと電流が流れ 。他方、第2及び第4のスイッチをオフに、第 5及び第6のスイッチをオンにそれぞれ制御す ことで、第2の巻線に対して第5の出力端子 ら第2の出力端子へと電流が流れる。よって 第1及び第2の巻線にのみ電流を流す場合、 びに第2及び第3の巻線にのみ電流を流す場合 において、周方向において隣接する巻線に流 れる電流は、一方側から見たときの流れの向 きを同じにすることができる。これにより、 周方向において隣接する巻線の間に磁束が流 れず、以って磁気飽和が低減されてリラクタ ンストルクが高まる。

 この発明にかかるリラクタンスモータの 御方法の第1または第3の態様によれば、第1 至第3の制御だけではリラクタンストルクを 高めることが困難な回転角の領域においても 、第4乃至第6の制御を選択的に実行すること リラクタンストルクを高めることができる よって、リラクタンスモータの出力が高ま 。

 この発明にかかるリラクタンスモータの 御方法の第2の態様によれば、隣接する巻線 のそれぞれには同じ向きに電流が流されるの で、当該隣接する巻線の間には磁束が流れな い。当該隣接する巻線の一方に生じた磁束は 、当該巻線とは異なる向きに電流が流される 巻線へと流れる。よって、磁気飽和が低減さ れ、以ってリラクタンストルクが高まる。

 この発明の目的、特徴、局面、および利 は、以下の詳細な説明と添付図面とによっ 、より明白となる。

第1の実施の形態にかかる、リラクタン スモータ1を概念的に示す図である。 リラクタンストルクTの回転角θに対す 変化を示す図である。 リラクタンスモータ11を概念的に示す である。 制御部2を概念的に示す回路図である。 巻線の接続関係を示す図である。 リラクタンストルクTの回転角θに対す 変化を示す図である。 リラクタンストルクTの回転角θに対す 変化を示す図である。 スイッチS1~S6の切替えを概念的に示す である。 リラクタンストルクTの回転角θに対す 変化を示す図である。 リラクタンストルクTの電流に対する 化を示す図である。 制御部21を概念的に示す回路図である スイッチS1~S8の切替えを概念的に示す である。

 第1の実施の形態.
 図1は、本実施の形態にかかるリラクタンス モータ1を概念的に示す。リラクタンスモー 1は、回転子11と固定子12とを備える。

 回転子11は、所定の軸91を中心として回転 可能であって、自身の外周側にのみ有突出す る部分111の複数をする磁性体である。図1で 、部分111が8つ設けられている。

 固定子12は、第1の巻線1211及び第2の巻線12 12と、第3の巻線1221及び第4の巻線1222と、第5 巻線1231及び第6の巻線1232とを有し、回転子11 に対して外周側から対向して設けられる。図 1では、第1の巻線1211及び第2の巻線1212、第3の 巻線1221及び第4の巻線1222、第5の巻線1231及び 6の巻線1232はそれぞれ二つずつ設けられて る。

 第1の巻線1211及び第2の巻線1212には3相電 の第1の相電流が流される。第3の巻線1221及 第4の巻線1222には3相電流の第2の相電流が流 れる。第5の巻線1231及び第6の巻線1232には3 電流の第3の相電流が流される。図1では、第 1の相電流にV相の電流を、第2の相電流にW相 電流を、第3の相電流にU相の電流をそれぞれ 採用した場合が示されている。

 第1の巻線1211、第3の巻線1221及び第5の巻 1231は、この順に所定の軸91の回りで周方向92 に沿って隣接して配置される。第1の巻線1211 両端1211a,1211bを有し、第3の巻線1221は両端122 1a,1221bを有し、第5の巻線1231は両端1231a,1231bを 有する。そして、第1の巻線1211、第3の巻線122 1及び第5の巻線1231はそれぞれ、一端1211a,1221a, 1231aを起点として、内周側から外周側へ向か て見て時計回りの方向に巻回される。

 第2の巻線1212、第4の巻線1222及び第6の巻 1232は、この順に周方向92に沿って隣接して 置される。第2の巻線1212は両端1212a,1212bを有 、第4の巻線1222は両端1222a,1222bを有し、第6 巻線1232は両端1232a,1232bを有する。そして、 2の巻線1212、第4の巻線1222及び第6の巻線1232 それぞれ、一端1212a,1222a,1232aを起点として、 内周側から外周側に向かって見て時計回りと は反対方向に巻回される。

 後述するように、一端1211a,1212a,1221a,1222a,1 231a,1232aはそれぞれ、直流電源Vの高電位側に 続される。すなわち、第1の巻線1211、第3の 線1221及び第5の巻線1231には、内周側から外 側へ向かって見て時計回りの方向に電流が れる。よって、これら巻線1211,1221,1231の各 が生じさせる磁束のいずれもが、固定子12の 内周側から外周側へと流れる。

 他方、第2、第4及び第6の巻線1212,1222,1232 は、内周側から外周側へ向かって見て時計 りとは反対方向に電流が流れる。よって、 れら巻線1212,1222,1232の各々が生じさせる磁束 のいずれもが、固定子12の外周側から内周側 と流れる。

 以上より、リラクタンスモータ1によれば 、第1及び第3の相電流(V相及びU相の電流)のい ずれか一方、及び第2の相電流(W相の電流)の を並行して流した場合、第3の巻線1221と、こ れに周方向92に沿って隣接する第1の巻線1211 び第5の巻線1231との間には磁束が流れない。 また、第4の巻線1222と、これに周方向92に沿 て隣接する第2の巻線1212と第6の巻線1232との にも磁束が流れない。第3の巻線1221で生じ 磁束は、第2の巻線1212、第4の巻線1222及び第6 の巻線1232のいずれか少なくとも一つへと流 る。また、第4の巻線1222で生じた磁束は、第 1の巻線1211、第3の巻線1221及び第5の巻線1231の いずれか少なくとも一つへと流れる。よって 、磁気飽和が低減され、以ってリラクタンス トルクが高まる。

 なお、回転子11は、回転子11の内周側にの み突出する部分111の複数を有する磁性体であ っても良い。この場合、固定子12は、回転子1 1に対して内周側から対向して設けられる。

 図2は、リラクタンスモータ1に生じるリ クタンストルクTの、回転角θに対する変化 グラフ101~103で示す。グラフ101は、第1の相電 流(V相の電流)及び第3の相電流(U相の電流)の を並行して流す制御C4が実行された場合を示 す。グラフ102は、第1の相電流(V相の電流)及 第2の相電流(W相の電流)のみを並行して流す 御C5が実行された場合を示す。グラフ103は 第2の相電流(W相の電流)及び第3の相電流(U相 電流)のみを並行して流す制御C6が実行され 場合を示す。なお、制御C4~C6は「2相励磁」 通称されている。

 ここで、回転子11の回転位置と回転角θと の関係については次のとおりである。回転角 θが0°のときには、ある部分111が、第1及び第 2の相電流(V相及びW相の電流)が流される巻線1 211,1221(1212,1222)であって周方向92において隣接 するものの中間A1に位置する。回転角θが15° ときには、ある部分111が、第2及び第3の相 流(W相及びU相の電流)が流される巻線1221,1231( 1222,1232)であって周方向92において隣接する巻 線同士の中間A2に位置する。回転角θが30°の きには、ある部分111が、第3及び第1の相電 (U相及びV相の電流)が流される巻線1231,1211(123 2,1212)であって周方向92において隣接する巻線 同士の中間A3に位置する。後述する図6乃至図 9においても同様である。

 グラフ101で表されるリラクタンストルクT は、回転角θに対して45°の周期を有する。こ れは、回転子11が45°回転するごとに、部分111 が中間A1に位置するからである。グラフ102,103 でそれぞれ表されるリラクタンストルクTも 様に、回転角θに対して45°の周期を有する

 そして、グラフ101では、回転角θが0°か 回転方向とは反対方向へとずれた角度θ1の きに、リラクタンストルクTが最大となる。 ラフ102では、回転角θが15°から回転方向と 反対方向へとずれた角度θ2のときに、リラ タンストルクTが最大となる。グラフ103では 、回転角θが30°から回転方向とは反対方向へ とずれた角度θ3のときに、リラクタンストル クTが最大となる。

 図2では、グラフ201~203も示されている。 ラフ201~203は、図1に示されるリラクタンスモ ータ1において第3の巻線1221が、一端1221aを起 として、内周側から外周側に向かって見て 計回りと反対方向に巻回され、第4の巻線122 2が、一端1222aを起点として、内周側から見て 時計回りの方向に巻回されたリラクタンスモ ータ11に対して、それぞれ制御C4~C6を実行し 場合を示す。なお、リラクタンスモータ11は 、図3に示されている。

 グラフ102とグラフ202とを比較すれば、リ クタンスモータ1において制御C5を実行する とで、少なくとも回転角θが角度θ4~θ5の範 において、リラクタンストルクTが大きくな ることがわかる。これは、リラクタンスモー タ1では制御C5を実行しても、周方向92におい 隣接する第1の巻線1211と第3の巻線1221との間 、及び第2の巻線1212と第4の巻線1222との間に 磁束が流れず、以って磁気抵抗が減少する らである。一方、リラクタンスモータ11で制 御C5を実行すると、当該第1の巻線1211と第3の 線1221との間、及び当該第2の巻線1212と第4の 巻線1222との間に磁束が流れる。

 グラフ103とグラフ203とを比較することで リラクタンスモータ1において制御C6を実行 ることで、少なくとも回転角θが角度θ6~θ7 範囲において、リラクタンストルクTが大き くなることがわかる。これは、リラクタンス モータ1では制御C6を実行しても、周方向92に いて隣接する第3の巻線1221と第5の巻線1231と の間、及び第4の巻線1222と第6の巻線1232と間 は磁束が流れず、以って磁気抵抗が減少す からである。一方、リラクタンスモータ11で 制御C6を実行すると、当該第3の巻線1221と第5 巻線231との間、及び当該第4の巻線1222と第6 巻線1232との間に磁束が流れる。

 グラフ101とグラフ201とを比較すれば、両 は一致していることがわかる。これは、リ クタンスモータ1で制御C4を実行しても、磁 の流れ方が、リラクタンスモータ11で制御C1 を実行した場合と同じであるからである。す なわち、リラクタンスモータ1,11のいずれに いても制御C4を実行すると、周方向92におい 隣接する第1の巻線1211と第5の巻線1231との間 、及び第2の巻線1212と第6の巻線1232との間に 束が流れる。

 図4は、リラクタンスモータ1を制御する 御部2を概念的に示す。制御部2は、一対の入 力端子241,242と、出力端子211,212,221,222,231,232と 、スイッチS1~S6と、ダイオードDi1~Di6とを有す る。図4では、制御部2に電源を供給する直流 源Vも示されている。

 スイッチS1,S3,S5はそれぞれ、出力端子211,2 21,231と入力端子241との間に接続される。スイ ッチS2,S4,S6はそれぞれ、出力端子212,222,232と 力端子242との間に接続される。なお図4では スイッチS1~S6のそれぞれにトランジスタを 用した場合が示されている。

 ダイオードDi1,Di3,Di5はそれぞれ、カソー が出力端子211,221,231に接続され、アノードが 入力端子242に接続される。ダイオードDi2,Di4,D i6はそれぞれ、アノードが出力端子212,222,232 接続され、カソードが入力端子241に接続さ る。

 制御部2に対して、直流電源V、第1の巻線1 211及び第2の巻線1212、第3の巻線1221及び第4の 線1222、第5の巻線1231及び第6の巻線1232はそ ぞれ以下のように接続される。

 直流電源Vについては、直流電源Vの高電 側が入力端子241に、直流電源Vの低電位側が 力端子242にそれぞれ接続される。

 第1の巻線1211及び第2の巻線1212については それぞれ、一端1211a,1212aが出力端子211側に接 され、他端1211b,1212bが出力端子212側に接続 れる。

 図5は、出力端子211,212の間での、第1の巻 1211と第2の巻線1212との接続関係を例示する 第1の巻線1211同士、及び第2の巻線1212同士は それぞれ、出力端子211,212の間で並列に接続 れている。第1の巻線1211と第2の巻線1212とは 出力端子211,212の間で直列に接続されている 。

 第3の巻線1221及び第4の巻線1222については それぞれ、一端1221a,1222aが出力端子221側に接 され、他端1221b,1222bが出力端子222側に接続 れる。例えば、第3の巻線1221及び第4の巻線12 22は、出力端子221,222の間において、第1の巻 1211及び第2の巻線1212と同様の関係で接続さ る(図5)。

 第5の巻線1231及び第6の巻線1232については それぞれ、一端1231a,1232aが出力端子231側に接 され、他端1231b,1232bが出力端子232側に接続 れる。例えば、第5の巻線1231及び第6の巻線12 32は、出力端子231,232の間において、第1の巻 1211及び第2の巻線1212と同様の関係で接続さ る(図5)。

 上述した内容についてスイッチS1~S6に関 ては、次のように把握することができる。 まり、スイッチS1,S2はそれぞれ、入力端子241 ,242の間で第1の巻線1211及び第2の巻線1212のい れとも直列に接続される。スイッチS3,S4は れぞれ、入力端子241,242の間で第3の巻線1221 び第4の巻線1222のいずれとも直列に接続され る。スイッチS5,S6はそれぞれ、入力端子241,242 の間で第5の巻線1231及び第6の巻線1232のいず とも直列に接続される。

 スイッチS1,S2の両方をオンに制御するこ で、第1の相電流(V相の電流)が流れる。スイ チS3,S4の両方をオンに制御することで、第2 相電流(W相の電流)が流れる。スイッチS5,S6 両方をオンに制御することで、第3の相電流( U相の電流)が流れる。

 よって、制御C4は、スイッチS1,S2及びスイ ッチS5,S6のそれぞれをオンに制御することで 行される。制御C5は、スイッチS1,S2及びスイ ッチS3,S4のそれぞれをオンに制御すること実 される。制御C6は、スイッチS3,S4及びスイッ チS5,S6のそれぞれをオンに制御することで実 される。なお制御C4~C6と、スイッチS1~S6の切 替えとの関係は、例えば後述する図8に示さ ている。

 制御部2において、ダイオードDi1~Di6はな ても、上述したのと同様の制御が実行でき 。具体的には、スイッチS1,S2のいずれか一方 のみが、入力端子241,242の間で第1の巻線1211及 び第2の巻線1212と直列に接続される。同様に スイッチS3,S4のいずれか一方のみが、入力 子241,242の間で第3の巻線1221及び第4の巻線1222 と直列に接続され、スイッチS5,S6のいずれか 方のみが、入力端子241,242の間で第5の巻線12 31及び第6の巻線1232と直列に接続される。

 第2の実施の形態.
 リラクタンスモータ1に対して制御部2は、 えば次のような制御を実行することができ 。すなわち、制御部2は、第1の相電流(V相の 流)のみを第1の巻線1211及び第2の巻線1212に す制御C1、第2の相電流(W相の電流)のみを第3 巻線1221及び第4巻線1222に流す制御C2、及び 3の相電流(U相の電流)のみを第5の巻線1231及 第6の巻線1231に流す制御C3をそれぞれ実行す ことができる。なお、制御C1~C3は「1相励磁 と通称されている。

 図6は、リラクタンスモータ1に生じるリ クタンストルクTの、回転角θに対する変化 グラフ301~303で示す。グラフ301は制御C1のみ 実行した場合を、グラフ302は制御C2のみを実 行した場合を、グラフ303は制御C3のみを実行 た場合をそれぞれ示す。

 グラフ301で表されるリラクタンストルクT は、回転角θに対して45°の周期を有する。こ れは、回転子11が45°回転するごとに、部分111 が、第1の相電流(V相の電流)が流れる第1の巻 1211または第2の巻線1212と対向するからであ 。グラフ302,303でそれぞれ表されるリラクタ ンストルクTも同様に、回転角θに対して45° 周期を有する。

 そして、グラフ301では、回転角θが0°か 回転方向へとずれた角度θ11のときに、リラ タンストルクTが最大となる。グラフ302では 、回転角θが15°から回転方向へとずれた角度 θ12のときに、リラクタンストルクTが最大と る。グラフ303では、回転角θが30°から回転 向へとずれた角度θ13のときに、リラクタン ストルクTが最大となる。

 制御C1~C3を所望の順で繰り返し実行する と(制御C11)で、回転子11を回転させることが きる。例えば、制御C1~C3がこの順に繰り返 実行される。

 制御C11では、制御C1~C3のうち、リラクタ スモータ1に生じさせるリラクタンストルクT が最大となる制御が一つ選択されて実行され ることが特に望ましい。かかる態様で制御C11 を実行した場合の、リラクタンストルクTの 転角θに対する変化を、後述する図9におい グラフ503で示している。

 リラクタンスモータ1に対して制御部2は 制御C1~C6を所望の順に繰り返し実行する制御 方法を行っても良い。例えば、制御C4,C1,C5,C2, C6,C3がこの順に繰り返し実行される。

 かかる制御方法では、制御C1~C6のうち、 の生じさせるリラクタンストルクTが最大と る制御を一つ選択して実行すること(制御C12 )が特に望ましい。

 制御C12を具体的に図7及び図8を用いて説 する。図7は、制御C12において制御C4,C1,C5,C2,C 6,C3がこの順に実行された場合の、リラクタ ストルクTの回転角θに対する変化を、実線 グラフ501で示す。図7では、グラフ101~103,301~3 03も示されており、グラフ101~103は破線で、グ ラフ301~303は一点鎖線でそれぞれ示されてい 。図8は、制御部2のスイッチS1~S6の切替えを す。

 回転角θが角度D1~D2の範囲にあるときには 、グラフ101で表されるリラクタンストルクT 最大となるので、制御C4が選択して実行され る(図8)。回転角θが角度D2~D3の範囲にあると には、グラフ301で表されるリラクタンスト クTが最大となるので、制御C1が選択して実 される(図8)。回転角θが角度D3~D4の範囲にあ ときには、グラフ102で表されるリラクタン トルクTが最大となるので、制御C5が選択し 実行される(図8)。回転角θが角度D4~D5の範囲 にあるときには、グラフ302で表されるリラク タンストルクTが最大となるので、制御C2が選 択して実行される(図8)。回転角θが角度D5~D6 範囲にあるときには、グラフ103で表される ラクタンストルクTが最大となるので、制御C 6が選択して実行される(図8)。回転角θが角度 D6~D7の範囲にあるときには、グラフ303で表さ るリラクタンストルクTが最大となるので、 制御C3が選択して実行される(図8)。

 かかる制御によれば、制御C1~C3の制御だ ではリラクタンストルクを高めることが困 な回転角θの領域においても、制御C4~C6を選 的に実行することで、リラクタンストルクT を高めることができる。よって、リラクタン スモータ1の出力が高まる。

 具体的に図9を用いて説明する。図9は、 ラフ501とグラフ503とを示す。グラフ503によ ば、制御C1~C3だけでは、回転角θが角度D1~D2 範囲、角度D3~D4の範囲、及び角度D5~D6の範囲 あるときには、リラクタンストルクTを高め ることができないことがわかる。

 しかし、制御C12を実行することで、回転 θが角度D1~D2の範囲、角度D3~D4の範囲、及び 度D5~D6の範囲にあるときであっても、リラ タンストルクTが高められることが、グラフ5 01とグラフ503との比較によりわかる。

 図9には、グラフ502も示されている。グラ フ502は、リラクタンスモータ11(図3)に対して 御C1~C6を実行した場合であって、制御C1~C6の うち、その生じさせるリラクタンストルクT 最大となる制御を一つ選択して実行した場 (制御C12a)の、リラクタンストルクTの回転角 に対する変化を示す。

 制御C12を実行することで、制御C12aを実行 した場合よりも大きなリラクタンストルクT 得られることが、グラフ501とグラフ502との 較からわかる。具体的には、回転角θが角度 D1~D2の範囲、角度D3~D4の範囲、及び角度D5~D6の 範囲にあるときにおいて、グラフ501はグラフ 502よりも高いリラクタンストルクTを示して る。

 図10は、第1乃至第3の巻線に流れる電流の 値に対するリラクタンストルクTの変化をグ フ601~603で示す。グラフ601は、リラクタンス ータ1(図1)に上述した制御C12を実行した場合 を示す。グラフ602は、リラクタンスモータ11( 図3)に上述した制御C12aを実行した場合を示す 。グラフ603は、リラクタンスモータ1に上述 た制御C11を実行した場合を示す。

 グラフ601とグラフ602,603との比較により、 制御C12を実行することで、いずれの電流の値 においても、制御C12aを実行した場合や制御C1 1を実行した場合よりも、リラクタンストル Tを高めることができることがわかる。

 第1及び第2の実施の形態のいずれにおい も、リラクタンスモータ1について、部分111 個数B1と、第1の巻線1211、第2の巻線1212、第3 の巻線1221、第4の巻線1222、第5の巻線1231及び 6の巻線1232の組数B2とが(B1,B2)=(8,2)の場合(図1 )を説明したが、上述した内容は他の組合せ(B 1,B2)を有するリラクタンスモータにも適用す ことができる。

 第3の実施の形態.
 図11は、本実施の形態にかかる制御部21を概 念的に示す。制御部21は、上述したリラクタ スモータ11(図3)に接続され、リラクタンス ータ11に対して所望の制御を実行する。

 制御部21は、制御部2と同じ構成を有し、 らにスイッチS7,S8及びダイオードDi7,Di8を有 る。

 スイッチS7は、出力端子221と入力端子242 の間に接続される。スイッチS8は、出力端子 222と入力端子241との間に接続される。

 ダイオードDi7は、アノードが出力端子221 、カソードが入力端子241にそれぞれ接続さ る。ダイオードDi8は、アノードが入力端子2 42に、カソードが出力端子222にそれぞれ接続 れる。

 制御部21は、スイッチS3,S4をオンに、スイ ッチS7,S8をオフに制御することで、第3の巻線 1221及び第4の巻線1222に対して出力端子221から 出力端子222へと電流を流す。他方、制御部21 、スイッチS3,S4をオフに、スイッチS7,S8をオ ンに制御することで、第3の巻線1221及び第4の 巻線1222に対して出力端子222から出力端子221 と電流を流す。

 図12は、リラクタンスモータ11に対する制 御部21の制御C31を概念的に示す。制御C31は以 のように実行される。

 回転角θが角度D1~D2の範囲にあるときには 、スイッチS1,S2及びスイッチS5,S6をそれぞれ ンに制御する(制御C311)。回転角θが角度D2~D3 範囲にあるときには、スイッチS1,S2をそれ れオンに制御する(制御C312)。回転角θが角度 D3~D4の範囲にあるときには、スイッチS1,S2及 スイッチS7,S8をそれぞれオンに制御する(制 C313)。回転角θが角度D4~D5の範囲にあるとき は、スイッチS3,S4をそれぞれオンに制御する (制御C314)。回転角θが角度D5~D6の範囲にある きには、スイッチS5,S6及びスイッチS7,S8をそ ぞれオンに制御する(制御C315)。回転角θが 度D6~D7の範囲にあるときには、スイッチS5,S6 それぞれオンに制御する(制御C316)。

 制御C31によれば、回転角θが角度D1~D2,D2~D3 ,D3~D4,D4~D5,D5~D6,D6~D7のどの範囲にある場合であ っても、制御C31を実行した場合に流れる電流 と、リラクタンスモータ1に対して制御C12を 行した場合に流れる電流とは、固定子12の内 周側から見たときの流れの向きが同じである 。

 よって、制御C31を実行することで生じる ラクタンストルクTの回転角θに対する変化 、図9で示されるグラフ501と同じになる。す なわち、第1及び第2の実施の形態で説明した と同様に、磁気飽和が低減され、以ってリ クタンストルクが高められる。

 なお、制御C313,C315はそれぞれ、次のよう 把握することができる。すなわち、3相電流 のいずれか二つの相電流のみが並行して流さ れ、当該二つの相電流の内周側から見たとき の流れの向きは、周方向92において隣接する 線では互いに同じである。

 具体的には、制御C313を実行することで、 第1及び第2の相電流(V相及びW相の電流)のみが 並行して流される。そして、当該相電流の内 周側から見たときの流れの向きは、周方向92 おいて隣接する第1の巻線1211及び第3の巻線1 221、並びに第2の巻線1212及び第4の巻線1222に いて同じである。

 また、制御C315実行することで、第1及び 3の相電流(V相及びU相の電流)のみが並行して 流される。そして、内周側から見たときの当 該相電流の流れの向きは、周方向92において 接する第1の巻線1211及び第5の巻線1231、並び に第2の巻線1212及び第6の巻線1232において同 である。

 この発明は詳細に説明されたが、上記し 説明は、すべての局面において、例示であ て、この発明がそれに限定されるものでは い。例示されていない無数の変形例が、こ 発明の範囲から外れることなく想定され得 ものと解される。