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    公开号:WO1992016047A1
    申请号:PCT/JP1992/000217
    申请日:1992-02-27
    公开日:1992-09-17
    发明作者:Itsuki Bahn
    申请人:Kabushikigaisya Sekogiken；
    IPC主号:H02P25-00
    专利说明:
    [0001] 日月 糸田 » 負荷の数値制御装置 技術分野
    [0002] 本発明は、 負荷の高速数値制御手段と して利用されるもので、 特 に、 大きい負荷例えば駆動力が 1 O K g重〜 1 O O O K g重の場合 で、 停止位置の精度が高く 、 急速に負荷を移動する為の電動機と し にて利用される負荷の数値制御装置に関する。 背景技術
    [0003] 軽負荷のステッ ピング電動機は周知であるが、 重負荷の高速移動 の為のステツ ビング動作をする電動機は実用化された例は少ない。 軽負荷の場合に更に高速度で負荷の数値制御を行なう手段はない。
    [0004] 第 1 の課題と しては、 重負荷を数値制御する為のステッ ピング電 動機は、 大型となるので次に述べる問題点がある。
    [0005] ( a ) 慣性が大きいので、 各ステップの作動に時間を要し低速 とな り、 実用性がない。
    [0006] ( b ) 大きい出力 トルクの為に、 1 ステップ動作の加速と停止 に大きい電力が必要となり、 エネルギが大き く効率が大巾に劣化し て実用性が失なわれる。
    [0007] 第 2の課題と しては、 1 ステップの角度を小さ く する必要がある 力 この為に磁極に歯を設けると、 回転速度が低下して負荷の数値 制御の時間が延長され、 高速の動作が不可能となる問題点がある。
    [0008] そこで、 本発明は、 負荷の数値制御を高速で、 効率よ く 行う負荷 の数値制御装置を提供するこ とを目的とする。 発明の開示
    [0009] 本発明は、 n相 （ n = 2， 3， 4， —） 全波通電の突極若しく は マグネッ 卜の回転子を有する電動機ならびにこれによ り駆動される 負荷を有する装置において、
    [0010] 固定電機子の n相の磁極に装着された n相の電機子コイルと、 各 相の該電機子コィルを含む複数個の トランジスタによる通電制御回 路と、 該通電制御回路の各 トランジスタに並置して逆接続されて、 該電機子コイルの通電が停止されたときに、 その磁気エネルギを電 源側に還流するダイオー ドと、 前記した通電制御回路に電圧を印加 する直流電源と、 該直流電源正極若しく は負極側に通電方向に挿入 された 2 n個の逆流防止用のダイオー ドと、 所定の周波数の n相全 波通電のステツ ビング電気信号を発生するように発振器の出力によ り駆動されるパルス分配器と、 前記した逆流防止用のダイオー ドの それぞれに並列に並置して設けられた小容量のコンデンサと、 該回 転子の突極若しく は該マグネッ 卜の回転子の磁極の回転位置を複数 個の位置検知素子によ り検知して n相全波通電の位置検知信号を得 る位置検知装置と、 該位置検知信号の周波数に対応した周波数の電 気パルス列を得る第 1 の電気回路と、 前記した位置検知信号によ り 該通電制御回路の各々の該卜ランジスタを付勢導通せしめて、 直流 電動機と しての出力 トルクを得る第 2 の電気回路と、 前記したス テツ ビング電気信号によ り該通電制御回路の各々の該トランジスタ を付勢導通せしめて、 ステッ ビング電動機と しての歩進出力 トルク を得る第 3の電気回路と、 負荷の所要の移動量に対応する電気パル ス数を入力して置数する第 1 の計数回路ならびに該電気パルス数の 1 / 2位の所定の数の電気パルス数を置数する第 2の計数回路と、 該電動機の起動と共に発生する前記した電気パルス列によ り該第 1 ， 第 2の計数回路の減算を開始し、 又同時に R O Mに記憶されて いるデジタルメモ リ を読み出し、 該第 2の計数回路の零カウ ン トの 出力信号によ り該 R O Mのデジタルメモ リの読み出しを逆行せしめ る第 4の電気回路と、 上述したデジタルメモ リ をアナログ信号に転 換し、 該アナログ信号に対応した回転速度に該電動機の回転速度を 制御する第〗 の回転速度制御装置と、 該第 2の計数回路の零カウ ン 卜の出力によ り、 該電動機を制動 トルクを発生するモー ドに転化す ると共に該 R O Mよ り得られるアナログ信号に対応した回転速度に 減速制御する第 2の回転速度制御装置と、 該第 1 の計数回路の設定 された残留カウ ン 卜の出力信号によ り、 ステッ ピング電動機の駆動 に転化し、 零カウ ン トの出力信号によ り、 該パルス分配器に対する 発振器出力による入力を断つ第 5の電気回路と、 よ り構成されたこ とを特徴とする負荷の数値制御装置である。
    [0011] さらに、 本発明は、 n相 （ n = 3， 4， 5， 〜） 片波通電の突極 若し く はマグネッ 卜の回転子を有する電動機ならびにこれによ り駆 動される負荷を有する装置において、
    [0012] 固定電機子の n相の磁極に装着された n相の電機子コイルと、 各 相の該電機子コイルを含む複数個の ト ラ ンジスタによる通電制御回 路と、 該通電制御回路の ト ラ ンジスタに並置して逆接続されて、 該 電機子コイルの通電が停止されたと きに、 その磁気エネルギを電源 側に還流するダイォー ド と、 前記した通電制御回路に電圧を印加す る直流電源と、 該直流電源の正極若し く は負極側に通電方向に挿入 された n個の逆流防止用のダイォー ドと、 所定の周波数の n相片波 通電のステッ ピング電気信号を発生するように発振器の出力によ り 駆動されるパルス分配器と、 前記した逆流防止用のダイォー ドのそ れぞれに並列に並置して設けられた小容量のコ ンデンサと、 該回転 子の突極若しく は該マグネッ ト回転子の磁極の回転位置を複数個の 位置検知素子によ り検知して n相片波通電の位置検知信号を得る位 置検知装置と、 該位置検知信号の周波数に対応した周波数の電気パ ルス列を得る第 6の電気回路と、 前記した位置検知信号によ り該通 電制御回路の各々の該 トランジスタを付勢導通せしめて、 直流電動 機と しての出力 トルクを得る第 7の電気回路と、 前記したステツ ビ ング電気信号によ り該通電制御回路の各々の該 トランジスタを付勢 導通せしめて、 ステッ ピング電動機と しての歩進出力 トルクを得る 第 8の電気回路と、 負荷の所要の移動量に対応する電気パルス数を 入力と して置数する第 1 の計数回路ならびに該電気パルス数の 1 Z 2位の所定の数の電気パルス数を置数する第 2の計数回路と、 該電 動機の起動と ともに発生する前記した電気パルス列によ り該第 1 , 第 2の計数回路の減算を開始し、 又同時に R O Mに記憶されている デジタルメモリを読み出し、 該第 2の計数回路の零カウ ン トの出力 信号によ り該 R O Mのデジタルメモリの読み出しを逆行せしめる第 9の電気回路と、 該デジタルメモリをアナログ信号に転換し、 該ァ ナログ信号に対応した回転速度に該電動機の回転速度を制御する第 1 の回転速度制御装置と、 該第 2の計数回路の零カウ ン 卜の出力信 号によ り該電動機を制動 トルクを発生せしめるモー ドに転化すると ともに該 R O Mよ り得られるアナログ信号に対応した回転速度に減 速制御する第 2の回転速度制御装置と、 該第 1 の計数回路の設定さ れた残留カウ ン 卜の出力信号によ り、 ステッ ピング電動機の駆動に 転化し、 零カウ ン 卜の出力信号によ り、 該パルス分配器に対する発 振器出力による入力を断つ第 1 0の電気回路と、 よ り構成されたこ とを特徴とする負荷の数値制御装置である。
    [0013] さらに、 本発明は、 該第 1 、 第 2の手段において、 負荷の所要の 移動量に対応する電気パルス数を入力と して置数する該第 1 の計数 回路ならびに該電気パルス数の 1 ノ 2位の所定の数の電気パルス数 を置数する該第 2の計数回路と、 該電動機の起動と と もに発生する 前記した電気パルス列によ り該第 1 ， 第 2の計数回路の減算を開始 する第 1 1 の電気回路と、 該電動機の起動後において、 電機子電流 を設定値に保持して駆動する定電流回路と、 該第 2の計数回路の零 カ ウ ン トの出力信号によ り前記した電機子電流を保持して電動機に 逆転 トルクを発生して制動を行なう第 1 2の電気回路と、 第 1 の設 定された残留カウ ン トの出力信号によ り、 ステッ ピング電動機の駆 動に転化し、 零カウ ン 卜の出力信号によ り、 該パルス分配器に対す る発振器出力による入力を断つ第 1 3の電気回路と、 よ り構成され た負荷の数値制御装置である。
    [0014] 本発明によれば、 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逆流防止用ダイォー ドによ り電源側に還流する こ とを阻止して、 小容量のコ ンデンサに流入充電するので、 磁気ェ ネルギの消滅が急速となり、 所定時間後に電機子コィルの通電が開 始されたと きに、 コ ンデンサの高電圧が印加されるので通電電流の 立上がりが急速となる。 従って高速の電動機とするこ とができる。
    [0015] さらに、 負荷を移動する第 1 段階では、 直流電動機と して高速度 で駆動され、 又騒音の発生もな く 負荷の移動を行なう こ とができ る。 第 2段階の移動で、 逆転モー ドと して急減速し、 所定の速度 と して負荷を移動する。 第 3段階の移動となったときに、 ステツ ピ ング電動機に転換して、 負荷の移動を行ない、 次にステッ ピング信 号入力を停止して、 負荷の移動を停止する。
    [0016] 上述した第 1 ， 第 2， 第 3段階、 負荷の停止点は、 負荷の移動量 に対応した計数値を計数回路に置数し、 位置検知信号によ り減算し たときの残留計数値によ り制御しているので、 負荷の数値制御を急 速に行なう こ とができる。 前述した第 2段階の負荷の移動区間にお いて、 逆転制動が行なわれて急減速されるが、 このときに正転モー ドの運転中に逆転モー ドに転換するこ とによ り、 回生制動を行なう ことができるので、 効率の良好な減速をすることができる。
    [0017] 本発明は以上説明したよ う に、 負荷の数値制御を行なったと き に、 負荷を設定された位置まで移動する時間が速く なり、 しかも最 高の効率で移動できる効果がある。 負荷が大きいときには、 従来の ステッ ピング電動機による手段では、 大きい機械ノイズを発生する 力 本発明によると、 負荷の移動距離の大部分が直流電動機と して 運転されるので、 機械ノィズの発生が僅少となる効果がある。 図面の簡単な説明
    [0018] 図 1 は、 2相リ ラクタ ンス型電動機の平面図、 図 2は、 2相直流電 動機の平面図、 図 3は、 図 1 の電動機の電機子と回転子の展開図、 図 4は、 3相片波リ ラクタンス型電動機の平面図、 図 5は、 位置検 知信号を得る電気回路図、 図 6は、 磁気抵抗素子による位置検知信 号装置の説明図、 図 7は、 電動機の正逆転を行なう電気回路図、 図 8は、 2相全波通電の リラクタンス型電動機の通電制御回路図、 図 9 は、 3相 リ ラクタ ンス型電動機の通電制御回路図、 図 1 0は、 2相全波通電の直流電動機の通電制御回路図、 図 1 1 は、 数値制御 をする為の論理回路図、 図 1 2 は、 数値制御の為の電気信号パルス と電動機の回転速度のグラフ、 図 1 3は、 図 1 2の他の実施例のグ ラフ、 図 1 4は、 電機子コイルの通電電流のタイムチャー ト、 図 1 5は、 2相の位置検知信号のタイムチヤ一 卜、 図 1 6は、 3相の 位置検知信号のタイムチャー ト、 図 1 7は、 3相片波通電リ ラクタ ンス型電動機の通電制御回路図である。 発明を実施するための最良の形態
    [0019] 以下、 本発明を添付図面を参照してその実施例に基づいて説明す る。
    [0020] 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。
    [0021] 図 1 は、 本発明が適用される 2相の リ ラクタ ンス型電動機の 1例 で、 その回転子の突極と固定電機子の磁極と電機子コイルの構成を 示す断面図である。 以降の角度表示はすべて電気角とする。
    [0022] 図 1 において、 回転子 1 の突極 l a , l b， ···の巾は 1 8 0度、 それぞれは 3 6 0度の位相差で等しいピッチで配設されている。 回 転子 1 は、 珪素鋼板を積層した周知の手段によ り作られ、 回転軸 5を有する。 磁極 1 6 a， 1 6 b , …は、 磁路となる固定電機子 磁心 1 6 と と もに、 回転子 1 と同じ手段によ り作られている。
    [0023] 磁極 1 6 a， 1 6 b , …の端面には、 突出された歯 1 6 a — 1 ， 1 6 a— 2 …がそれぞれ設けられ、 歯の巾は 1 8 0度で同じ角度離 間している。 磁極 1 6 a， 1 6 b， …には、 電機子コイル 1 7 a， 1 7 b , …が捲着され、 各磁極 1 6 a , 1 6 b , …は等しいピッチ で円周面に図示のように配設されている。 固定電機子 1 6の外周 には、 円筒形の外筐 6が嵌着される。
    [0024] 図 3は、 上述した磁極と突極 （歯） の展開図である。
    [0025] 本発明による リ ラクタ ンス型 2相電動機は、 次に述べる問題点が ある。
    [0026] 第 1 に、 出力 トルクとは無関係な磁極と突極間の磁気吸引力が大 きいので機械振動を誘発する。 これを防止する為に、 同相で励磁さ れる磁極を、 回転軸に関し対称の位置に 2個 1組配設して、 上記し た磁気吸引力をバランスしている。
    [0027] 第 2に、 図 1 5のタイムチャー トの点線曲線 4 3で示すように、 突極が磁極に対向し始める初斯は トルクが著しく大き く 、 末期では 小さく なる。 従つて合成 トルクも大きいリプル卜ルクを含む欠点が ある。 かかる欠点を除去するには、 例えば次の手段によると有効で ある。 即ち突極と磁極の対向面の回転軸の方向の巾を異ならしめる 手段とする。 かかる手段によ り対向面の洩れ磁束によ り、 出力 トル ク曲線は図 1 5の曲線 4 3 aのように平坦となる。
    [0028] 第 3 に効率が劣化する欠点がある。 励磁電流曲線は、 図 1 5にお いて、 曲線 4 2のようになる。 通電の初期は、 電機子コイルのイ ン ダクタンスによ り電流値は小さく 、 中央部は逆起電力によ り、 更に 小さく なる。 末期では、 逆起電力が小さいので、 急激に上昇し、 曲 線 4 2のようになる。 この末期のピーク値は、 起動時の電流値と等 しい。 この区間では、 出力 トルクがないので、 ジュール損失のみ となり、 効率を大巾に減少せしめる欠点がある。 曲線 4 2は 1 8 0 度の巾となっているので、 磁気エネルギは点線 4 2 aのように放電 し、 これが反 トルク となるので更に効率が劣化する。
    [0029] 第 4に、 出力 トルクを大き く すると、 即ち突極と磁極の歯の数を 増加し、 励磁電流を増加すると、 回転速度が著し く 小さ く なる欠点 がある。
    [0030] 一般に、 リ ラクタ ンス型の電動機では、 出力 トルクを増大するに は、 図 1 の磁極の歯と突極の数を増加し、 又両者の対向空隙を小さ く する こ とが必要と なる。 こ の と き に回転数を所要値に保持する と、 磁極 1 6 a， 1 6 b , …の歯と突極 l a， l b , …に蓄積され る磁気エネルギによ り励磁電流の立上がり傾斜が相対的にゆる く な り、 又通電が断たれても、 磁気エネルギによる放電電流が消滅する 時間が相対的に延長され、 従って、 大きい反 トルクが発生する。
    [0031] かかる事情によ り、 励磁電流値のピーク値は小さ く なり、 反 トル クも発生するので、 回転速度が小さい値となる。 1 回転する間に、 1 つの磁極に出入する磁気エネルギ回数は、 周知の 3相の直流電動 機に比較して著し く 多く なるこ と も、 リ ラクタ ンス型の電動機の回 転速度が低下する原因となっている。
    [0032] 本発明装置によれば、 上述した諸欠点が除去され、 簡素な電機子 コイルの通電制御回路によ り 目的が達成される特徴がある。
    [0033] 図 3 において、 電機子コイリレ 1 7 b， 1 7 f , 1 7 c , 1 7 g力- 通電されると、 磁極 1 6 b， 1 6 f , 1 6 c , 1 6 gの歯と対向す る突極 ： 1 d， 1 e , 1 f ， …が吸引されて、 矢印 A方向に回転す る。 9 0度回転すると、 電機子コイル 1 7 b， 1 7 f の通電が停 止され、 電機子コ イ ル 1 7 d， 1 7 hが通電されるので、 磁極 1 6 d , 1 6 hの歯と対向する突極が吸引されて トルクが発生す る。 磁極 1 6 b， 1 6 cは N極， 磁極 1 6 f , 1 6 gは S極とな る。 かかる極性の磁化は、 磁束の洩れによる反 トルクを小さく す る為である。 次の、 9 0度の回転では、 磁極 1 6 c， 1 6 g と 1 6 d , 1 6 hは図示の N， S極性となる。 次の 9 0度の回転、 そ の次の 9 0度の回転では各磁極は、 順次に図示の極性に磁化され な o
    [0034] 上述した励磁によ り、 回転子 1 は、 矢印 A方向に回転して 2相の 電動機となるものである。 図 1 の突極数は、 3 6個となり、 従来周 知のこの種のものよ り多い。 従って、 各磁極に励磁によ り蓄積され た磁気エネルギの放電によ り反 トルクを発生し、 出力 トルクは大き く なるが、 回転速度が低下して問題点が残り、 実用化できなく な る。 しかし、 本発明の手段によると、 上述した不都合が除去され、 岀カ トルクが増大する効果のみが付加される。 その詳細については 後述する。
    [0035] 図 3の歯 1 6 a— ： 1， 1 6 a— 2， 1 6 a— 3， ···は、 1 つの磁 極当り 3個であるが、 2個と しても本発明が実施できる。 又 1 つの 磁極の歯を 1個即ち磁極が歯となるように構成しても実施できる。 1 つの磁極の歯の数を n倔とすると、 磁極が 1 つの歯となる場合の n倍の トルクとなる。
    [0036] 次に、 電機子コィル： I 7 a , 1 7 b , …， 1 7 hの通電制御手段 について説明する。
    [0037] 図 8 において、 電機子コイル K， Lは、 図 3 の電機子コイ ル I 7 a , 1 7 e及び 1 7 c , 1 7 gをそれぞれ示し、 2個の電機子 コイルは、 直列若し く は並列に接続されている。 電機子コイル K , Lの両端には、 それぞれ ト ラ ンジスタ 2 2 a， 2 2 b , 2 2 c , 2 2 dが揷入されている。 トラ ンジスタ 2 2 a， 2 2 b , 2 2 c , 2 2 dは、 半導体スイ 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 2 a， 2 bよ り供電 が行なわれている。 端子 2 7 aよ りハイ レベルの電気信号が入力さ れる と、 ト ラ ンジスタ 2 2 a， 2 2 bが導通して、 電機子コイル Kが通電される。 端子 2 7 cよ りハイ レベルの電気信号が入力され ると、 トラ ンジスタ 2 2 c， 2 2 dが導通して、 電機子コイル が 通電される。
    [0038] 図 5のコイル 1 0 a， 1 0 bは、 図 3の同一記号のもので、 径が 4 ミ リメー トル位で偏平空心のコイルで、 1 0 0 ターン位のもので ある。
    [0039] 次に、 端子 2 7 a， 2 7 b， …よ り入力される位置検知信号を得 る手段について説明する。
    [0040] 図 5において、 コイル 1 0 a， 1 0 bは、 図 3の位置で、 固定電 機子 1 6側に固定されている。 記号 1 0は、 周波数が 1 メガサイク ル位の発振器である。 コ イ リレ 1 0 a , 1 O b ， 抵抗 1 9 a ， 1 9 b， 1 9 c , 1 9 dは、 ブリ ッ ジ回路とな り、 コイル 1 0 a， 1 0 bが突極 1 a， 1 b， …に対向したと きに、 ブリ ッ ジ回路は平 衡して、 オペアンプ 2 4 — 1 ， 2 4 — 2のそれぞれの 2つの入力は 等し く なる。
    [0041] 上述した入力は、 ダイオー ド 1 1 a , l i b , 1 1 cによ り整流 されて直流化される。 平滑用のコ ンデンサを付加すると、 整流は完 全となるが、 必ずしも必要なものではない。 コ ンデンサを除去する と集積回路化すると きに有効な手段となる。 コイル 1 0 aによるォ ペアンプ 2 4 — 1 の出力は、 矩形波となり、 図 1 5のタイムチヤ一 卜 で、 曲線 5 0 a ， 5 0 b , … と し て示される。 オペア ンプ 2 4— 2の出力は、 コイル 1 0 bによる位置検知信号で、 この電気 信号は、 曲線 5 l a , 5 1 b , …と して示されている。
    [0042] コイル 1 0 a , 1 0 bは、 （ 1 8 0 + 9 0 ) 度離間している。 従って、 曲線 5 0 a， 5 0 b , 一と曲線 5 1 a , 5 1 b , …との位 相差は 9 0度となる。 反転回路 1 3 e， 1 3 f を介する出力は、 曲 線 5 2 a， 5 2 b , …及び曲線 5 3 a， 5 3 b , …となる。 端子 1 2 a , 1 2 b， 1 2 c , 1 2 dよ り、 上述した位置検知信号が出 力されている。 端子 1 2 a， 1 2 b , 1 2 c， 1 2 dの出力は、 図 7の端子 1 5 a， 1 5 b , 1 5 c , 1 5 dにそれぞれ入力されてい る。 図 7のアン ド回路 1 4 aの出力は、 曲線 5 0 a， 5 0 b , … と曲線 5 3 a， 5 3 b , …の重畳する部分のみと なるので、 図 1 5の曲線 5 4 a， 54 b , …となり、 9 0度の巾で 3 6 0度離間 している。 アン ド回路 1 4 b， 1 4 c , 1 4 dの出力信号は、 同様 な理由で、 図 1 5 の曲線 5 5 a ， 5 5 b , ···， 曲線 5 6 a， 5 6 b , …となる。 端子 2 0にハイ レベルの入力信号があるときに は、 アン ド回路 1 8 a， 1 8 b , …， 1 8 dの下側の入力がノィ レ ベルとなるので、 オア回路 1 9 a， 1 9 b， ···， 1 9 dを介して、 端子 2 0 a， 2 0 b， ···， 2 0 d よ り 、 端子 1 5 a， 1 5 b , 1 5 c， 1 5 dの入力がそれぞれ出力される。
    [0043] 端子 2 0の入力がローレベルのと きには、 ア ン ド回路 1 8 e , 1 8 f , 1 8 g , 1 8 hの下側の入力がハイ レベルとなるので、 ァ ン ド回路 1 4 a， 1 4 b , 1 4 c , 1 4 dの出力は、 それぞれ端子 2 0 c , 2 0 d , 2 0 a , 2 0 bよ り得られる。 詳細については後 述する力 端子 2 0のハイ レベル， ローレベルの入力によ り、 電動 機を正転若し く は逆転させるこ とができる位置検知信号を得るこ と ができるものである。
    [0044] 微分回路 1 3 a , 1 3 b， 1 3 c ， 1 3 d は、 それぞれ端子 1 5 a , 1 5 b , 1 5 c , 1 5 dの入力信号の始端部の微分パルス を得る為のものである。 端子 1 2 よ り微分パルスが出力される。 電 動機の回転子 1 が 3 6 0度回転するこ とによ り、 4個の微分パルス が得られる。 即ち回転子 1 が 9 0度回転する毎に 1 個の電気パルス が得られるものである。 端子 2 0 a， 2 0 b， 2 0 c , 2 0 dの出 力は、 それぞれ図 8の端子 2 7 a， 2 7 b， 2 7 c , 2 7 dに入力 される。
    [0045] 図 8のブロ ッ ク回路 B， Cは、 電機子コイル M (電機子コイル 1 7 b , 1 7 f の直列若し く は並列回路） 及び電機子コイル N (電 機子コイル 1 7 d , 1 7 hの直列若し く は並列回路） の通電制御を する為の回路で、 電機子コイル Kのものと同じ構成となっている。
    [0046] 図 8の端子 2 7 a， 2 7 b , 2 7 c , 2 7 dに入力される位置検 知信号は、 図 1 5の曲線 5 4 a , 5 4 b , …及びその下段の 3段の それぞれの曲線の電気信号となっている。
    [0047] 図 8の端子 2 7 a， 2 7 b， 2 7 c , 2 7 dに入力される位置検 知信号が、 図 1 4 のタ イ ムチャー ト に、 曲線 5 4 a， 5 5 a , 5 6 a , 5 7 a と して示されている。 曲線 5 4 aの電気信号が端子 2 7 aに入力されると、 電機子コイル Kが通電され、 点線 5 8 aに 示すように励磁電流が流れる。
    [0048] 曲線 5 4 aの末端で、 卜ラ ンジス夕 2 2 a， 2 2 bが不導通に転 化するので、 電機子コイル Kに蓄積された磁気エネルギは、 点線の 曲線の末端に示すよ う に放電される。 この放電電流の区間が長く 4 5度を越える と反 ト ルク と なる。 又、 次に端子 2 7 b に曲線 5 5 aの電気信号が入力されるので、 電機子コイル Mが通電され る。 この上昇する電流の立上がりがおく れると減 トルク となる。 上述したように、 降下部と立上り部の区間の時間が長いと、 反ト ルク と減 トルクを発生する不都合がある。 トラ ンジスタ 2 2 a， 2 2 bが不導通になったときに、 ダイオー ド 2 3 b， 抵抗 4 0 a , ダイオー ド 2 3 aを介して、 直流電源正負端子 2 a， 2 bよ り、 電 源に磁気エネルギを還流する こ と力 逆流防止用のダイ オー ド 2 4 aによ り阻止され、 コ ンデンサ 2 5 aを充電する。
    [0049] この充電電圧は、 コ ンデンサ 2 5 aの容量で定まるので、 回路素 子の耐電圧特性によ り規制される範囲で、 可能な限り高電圧となる ように小容量のものが選択される。 コンデンサ 2 5 aが高電圧に 充電され、 電機子コイ ル Kの磁気エネルギは急速にコ ンデンサ 2 5 aの静電工ネルギに転化されるので、 電機子コイル Kの電流の 降下も急速となる。 従って反 卜ルクの発生が防止される作用があ る。
    [0050] 次に、 位置検知信号 5 4 b力≤、 端子 2 7 aに入力されると再び電 機子コイル Kの通電が開始されるが、 このときの印加電圧はコ ンデ ンサ 2 5 aと電源電圧の加算されたものとなるので、 通電電流の立 上がりが急速となる。
    [0051] 以上の説明よ り判るように、 電機子コイル Kの通電電流の立上が り と降下が急速となる。 他の電機子コイル L， M, Nについても上 述 し た事情は全 く 同 じ で、 逆流防止用のダイ オー ド 2 4 b , 2 4 c , 2 4 dな らびに小容量のコ ンデンサ 2 5 b， 2 5 c , 2 5 dの作用によ り、 各電機子コイルの通電電流の立上がり と降下 が急速となる。 高速度となると、 位置検知信号 5 5 a , 5 5 a , … の巾が小さ く なるので、 トルクの減少と反 トルクの発生を防止する 為に上述した手段は不可欠のものとなる。 各電機子コイルに蓄積 される磁気エネルギは、 その出入に時間を要するので、 一般的手段 は、 端子 2 a， 2 bの電圧を高電圧とするものであるが、 この手段 による と、 出力 1 K wの電動機で毎分 2万回転のものとするのに
    [0052] 1 0 0 0ボル ト以上の電圧となる。
    [0053] 本発明の手段によると、 磁気エネルギの出入は自己の持つエネル ギによ り行なわれるので、 電源電圧は実用的な電圧範囲とするこ と ができる特徴がある。
    [0054] 各電機子 コ イ ルの通電区間が 9 0 度なの で 、 図 3 の コ イ ル 1 0 a , 1 0 bの位置を調整して、 最大 トルクの発生する区間とす るこ とによ り、 効率を上昇せしめるこ とができる効果がある。 この 為に、 突極が磁極に侵入し始めた点よ り、 4 5度侵入したと きに、 励磁コイルが通電されるように前記したコイル 1 0 a , 1 0 bの位 置調整が行なわれる。
    [0055] 又上述した手段は、 正逆転を行なう場合にも必要となるが、 これ については後述する。
    [0056] 図 8の通電制御回路は、 周知の 2相の リ ラクタンス型の電動機の 通電制御回路よ り簡素化される特徴がある。 これは、 位置検知信号 曲線 5 4 a , 5 5 a , …が連続している為である。 曲線 5 4 a , 5 5 a , …の境界部 （図 1 4で太線で示されている。 ） に空隙があ ると、 起動時に励磁電流が通電されなく 、 起動が不安定となる。 従って、 空隙がないように構成する必要がある。
    [0057] 図 8 の オ ペ ア ン プ 4 8 a ， 4 8 b ， 絶対値回路 4 l a , 4 1 b (抵抗 4 0 a， 4 0 bの電圧降下を整流する回路） ， アン ド 回路 2 6 a , 2 6 b , 2 6 c , 2 6 dは、 チヨ ヅ パ回路となるもの で、 次にその説明をする。
    [0058] 端子 2 7 aに入力される位置検知信号曲線 5 4 aが拡大されて、 図 1 4の上から 1 段目に同一記号で示されている。 点線 3 8 a部 は、 電機子コイル Κの励磁電流の立上がり部である。 励磁電流が増 大して、 抵抗 4 0 aの電圧降下即ち絶対値回路 4 l aの出力がオペ アンプ 4 8 aの一端子の電圧即ち基準電圧源 4 9 bの電圧を越える と、 オペアンプ 4 8 aの出力がハイ レベルとなり、 反転回路を介す るアン ド回路 2 6 aの入力は口一レベルとな り、 出力もローレベル となり、 トランジスタ 2 2 a， 2 2 bは不導通に転化する。
    [0059] 従って、 励磁電流は、 ダイオー ド 2 3 b， ダイオー ド 2 3 aを介 して、 電源に磁気エネルギを帰還するように流れる。 この曲線が、 図 1 3で点線 3 8 b と して示されている。 この詳細については後述 する。
    [0060] 所定値まで降下すると、 オペアンプ 4 8 aのヒステ リ シス特性に よ り、 オペアンプ 4 8 aの出力は口一レベルに転化して、 トランジ ス夕 2 2 a， 2 2 bが導通して、 点線 3 8 cのように励磁電流が増 大する。 設定値まで増大すると、 再びオペアンプ 4 8 aの出力はハ ィレベルに転化し、 トランジスタ 2 2 a， 2 2 bは不導通に転化す る。
    [0061] 上述 し たサイ ク ルを繰返すチ ヨ ッ パ作用が行なわれ、 曲線 54 aの末端で トランジスタ 2 2 a , 2 2 bが不導通となるので、 励磁電流は急速に降下する。 他の励磁コイルについても上述した チヨ ツバ作用が同様に行なわれるものである。 励磁電流の値は、 基準電圧源 4 9 bの電圧によ り規制され、 出力 トルクも同じ く制御 される。 図 1 の磁極 1 6 a と 1 6 eが同時に励磁されるので、 突 極との磁気吸引力 （径方向で出力 トルクに無関係なもの） はバラン スして軸受に衝撃を与えるこ となく 、 従って機械音の発生が抑止さ れる作用がある。 他の磁極についても軸対称のものが励磁されてい るので同じ作用効果がある。
    [0062] 又、 磁極の励磁される区間は、 図 1 4の励磁電流曲線 5 8 a， 5 8 b， 5 8 c , 5 8 dよ り判るように 9 0度を越えているので、 隣接する磁極間の怪方向の磁気吸引力は、 重畳している。 従って機 械音の発生が抑止される特徴がある。 図 8の端子 4 9 bの基準電 圧を変更すると、 対応して出力 トルクが変更される。
    [0063] 図 8 の電機子コ イ ル Lの通電について も上述した励磁電流の チヨ ッパ作用が同様に行なわれる。 又電機子コイル M, Nについて は、 抵抗 4 0 b ， 絶対値回路 4 1 b ， オペア ンプ 4 8 b によ る チヨ ツバ作用が同様に行なわれ、 励磁電流が設定値に保持される。
    [0064] 図 7の端子 2 0の入力がハイ レベルのときに、 上述した電機子コ ィルの通電制御が行なわれて正転する。 端子 2 0の入力をローレべ ル と する と 、 前述 し た よ う に、 図 8 の端子 2 7 a ， 2 7 b , 2 7 c , 2 7 dの入力信号が変更されて、 端子 2 7 a と 2 7 cの入 力信号が交替され、 端子 2 7 b と 2 7 dの入力信号も交替される。 従って電動機は逆転する。
    [0065] 逆転モー ドの場合にも、 励磁電流の制御は、 正転モー ドの場合と 同様に行なわれる。 しかし、 正転中に逆転モー ドに切換える と、 大きい衝撃音が発生し、 電機子コイルが焼損する場合がある。 これ は、 逆転モー ドと したと きに、 電機子コイルの逆起電力の方向が通 電方向と同一とな り、 大きい励磁電流が流れるからである。 本発明装置では、 逆転モー ドにした場合でも、 チヨ ッパ作用があ るので、 励磁電流は設定値に保持され、 上述した不都合は発生しな い。 従って、 正転中に逆転モー ドと した場合に減速するこ とがで き、 減速の トルクは、 基準電圧源 4 9 bの電圧を制御するこ とによ り変更できる。
    [0066] 周知のリ ラクタンス型の電動機では、 反 トルクの発生を防止する 為に、 突極が磁極に侵入する手前で通電を開始している。 かかる電 動機を逆転すると、 出力 トルクが大き く減少する不都合を生じて使 用できない。
    [0067] 本発明装置では、 図 1 5の トルク曲線 4 3 aと し、 逆転時におい ても、 突極が 4 5度だけ磁極に侵入した点よ り電機子コイルが通電 されるので、 出力 トルクは、 正転逆転いずれの場合でも変化なく 、 上述した欠点が除去される特徴がある。
    [0068] リラクタンス型の電動機は、 界磁マグネッ 卜がないので、 電源を 断ったときに、 回転子 1 を電磁制動する手段がないが、 逆転モー ド とすることによ り制動減速することができる。 この場合における通 電を電機子コイル Kについて説明する と、 逆起電力は図 8の矢印 4 5の方向となり、 電機子コイル Kに印加される電圧は、 V + Eと なる。 Vは端子 2 a， 2 bの電圧， Eは逆起電力即ち電機子コイル Kに鎖交する磁束量が減少することによる起電力である。
    [0069] 従って、 図 1 4のタイムチャー トの 2段目の曲線 5 4 aの位置検 知信号によ り、 点線 3 9 a , 3 9 c , のように急速に励磁電流が 増大する。
    [0070] 設定値まで増大すると、 オペアンプ 4 8 aの出力がハイ レベルと なるので、 トランジスタ 2 2 a , 2 2 bが不導通に転化し、 電機子 コイル Kの蓄積磁気エネルギによる通電方向と逆起電力の方向は同 方向となる。 正転中には、 上記した通電方向は反対方向となってい るが、 逆転モー ドの為に、 制動 トルクが発生しているので、 通電方 向が同方向となるものである。
    [0071] 従って、 ダイ オー ド 2 3 a， 2 3 b を介 して流れる電流は、 V + Eの電圧によ り、 電源電圧に蓄積磁気エネルギを帰還するこ と になるので、 通電電流の減少度合は、 正回転時の場合よ り小さ く 、 降下部の巾が大き く なる。
    [0072] 図 1 4の点線 3 9 a， 3 9 c , …の巾は、 点線 3 9 b， 3 9 d , …の巾よ り小さ く なつている。 点線 3 9 a， 3 9 c , …の区間で は、 電力を消費するが、 時間巾が小さいので電力は小量である。 点 線 3 9 b， 3 9 d， …では、 回転子と負荷のエネルギが電力に変換 されて電源に帰還回正されている。 この時間巾は大きいので回生制 動が行なわれる効果がある。
    [0073] 磁気エネルギが電源に還流して、 負荷の運動エネルギを回生する こ とになるが、 このと きの電流は、 ダイオー ド 2 4 aによ り阻止さ れるので、 トラ ンジスタ 2 2 gを介して電源側に流れる。 端 子 2 2 — 1 は端子 4 6 aに接続されているので、 電機子コイル Kの通 電の停止されている区間即ちオペアンプ 4 8 aの出力がハイ レベル となる区間では、 トラ ンジスタ 2 2 k， 2 2 gは導通している。 従って、 上述したよ うに、 図 1 4の曲線 3 9 b , 3 9 d , …の区 間において回生作用が行なわれる。 位置検知信号 5 4 aの末端で、 電機子コイルの通電が断たれると、 通電電流が減少し、 オペアンプ 4 8 aの出力が口一レベルに転化するので、 トラ ンジスタ 2 2 k , 2 2 g も不導通に転化する。 従って、 電機子コイル Kの蓄積磁気 エネルギは、 ダイオー ド 2 4 aによ り電源側に還流するこ とが阻止 されて、 小容量のコンデンサ 2 5 aを充電して高電圧とするので、 電流の降下が急速となる。
    [0074] 又、 再び電機子コイル Kが通電されたときに、 電流の立上がりを 急速とする作用がある。 又、 回生制動を行なう作用がある。 前 述した回生制動の作用のない正転モー ドの回転時においても上述し た トランジスタ 2 2 k , 2 2 gは同じ作用効果があるので、 図 1 4 の曲線 3 8 b， 3 8 dの区間で、 電機子コイルの磁気エネルギを電 源に還流している。 他の電機子コイル L， M， Nの通電時におけ るダイオー ド 2 4 b , 2 4 c , 2 4 d小容量のコ ンデンサ 2 5 b , 2 5 c , 2 5 dの作用も同様である。
    [0075] このと きのダイオー ドに並列に接続した ト ラ ンジスタは、 記号 2 2 h , 2 2 i , 2 2 j と して示されている。 端子 4 6 aのハイ レ ベルの出力によ り トラ ンジスタ 2 2 hが導通し、 端子 4 6 bのハイ レベルの出力によ り トラ ンジスタ 2 2 i , 2 2 jが導通して目的が 達成されるものである。
    [0076] ダイオー ド 2 4 a , 2 4 b , …を含む逆流防止装置は電源正極 2 a側に設けてあるが、 電源負極側に設けても同じ目的が達成でき る。 コンデンサ 2 5 a , 2 5 b , …をダイオー ド 2 4 a , 2 4 b , …の出力側と電源負極 2 b との間に接続しても同じ目的が達成でき る。 前記した逆転モー ドのときに回生される電力は、 端子 2 a , 2 bが蓄電池の場合には、 充電して回生される。 交流電源を整流し た直流電源の場合には、 負のコンバータを利用する周知の手段によ り、 交流電源側に回生される。
    [0077] 上述した実施例は、 突極が磁極に 4 5度侵入した点で励磁コイル の通電が開始され、 9 0度の巾の通電が行なわれる場合である。 出 力 トルク曲線が、 図 1 5の曲線 4 3 aのよ う に対称形の場合であ る。 しかし、 曲線 4 3の トルク曲線の場合に最大 トルクを得る為 には， 突極が磁極に侵入し始めた点よ り通電を開始し、 9 0度の巾 の通電を行なう こ とが必要となる。 かかる場合には、 正転時に は、 図 8の端子 2 7 a , 2 7 b， 2 7 c , 2 7 dの入力信号を図 1 5 の曲線 5 4 a， 5 4 b , …曲線 5 5 a， 5 5 b , …， 曲線 5 6 a , 5 6 b , …， 曲線 5 7 a， 5 7 b , …の電気信号によ り行 ない、 逆転モー ドの時には、 上述した 4組の電気信号でなく 、 これ 等をそれぞれ 9 0 度右方に移動 し た電気信号を端子 2 7 c ， 2 7 d , 2 7 a , 2 7 bの入力信号とする必要がある。
    [0078] 即ち端子 2 7 cの入力信号は、 曲線 5 5 a， 5 5 b , 〜となり、 端子 2 7 dの入力信号は、 曲線 5 6 a , 5 6 b , …とな り 、 端子 2 7 a の入力信号は、 曲線 5 7 a ， 5 7 b , ···· と な り 、 端子 2 7 bの入力信号は、 曲線 5 4 a， 5 4 b , …となる。
    [0079] 次に図 1 1 にっき負荷の数値制御について説明する。
    [0080] 図 1 1 において、 コ ンピュータ 2 8には、 負荷の数値制御の為の 数値が所要の種類だけ記憶されている。 端子 2 8 aよ り、 Nパル スの負荷制御の為のパルス数を指令する電気信号が入力されると、 端子 2 8 - 1 よ り N個のパルスが出力され、 計数回路 3 0 aに置数 される。 又同時に端子 2 8 — 2 よ り 1 / 2 N個のパルスが出力さ れ、 計数回路 3 0 bに置数される。 端子 2 2 よ り、 セッ 卜信号が入 力されて、 上述した置数動作前に各計数回路は零リセッ 卜 されてい る。 端子 3 1 a , 3 1 b， 3 1 c ， 3 1 d には、 図 7 の端子 2 0 a , 2 0 b , 2 0 c， 2 0 dの出力がそれぞれ入力され、 端子 3 4 a , 3 4 b , 3 4 c , 3 4 dの出力は、 図 8の端子 2 7 a， 2 7 b , 2 7 c , 2 7 dにそれぞれ入力されて位置検知信号とな る。
    [0081] 計数回路 3 0 aの端子 £には、 端子 3 2 — 1 を介して、 図 7の端 子 1 2の出力が入力され、 電動機が 9 0度回転する毎に減算されて 置数が 1個づっ減少する。 コンピュータ 2 8による前記した置数 の完了と ともに、 フ リ ップフ口 ップ回路 3 5 aの S端子に入力が行 なわれ、 アン ド回路 3 2 a， 3 2 b , 3 2 c , 3 2 dの下側端子は ノ、ィ レベルとなる。 又図 7の端子 2 0の入力をと もにハイ レベルと するので正転モー ドに転化される。 この詳細は後述する。
    [0082] 電源を投入する と、 電動機は駆動され、 所定の速度で運転され る。 この速度は図 8の端子 4 9 aの入力電圧によ り規制される。 図 8の記号 4 7は電動機の回転速度の検出装置で、 回転速度に比例す る電気信号がォペアンプ 4 9の一端子に入力されている。 電動機の 通電が開始されたときに、 オペアンプ 4 9の一端子の入力電圧は低 いので、 オペアンプ 4 9の出力電圧が大き く 、 従って対応する電流 の通電がチヨ ッパ回路によ り行なわれる。
    [0083] このときに端子 4 9 bは除去されている。 加速されると、 ォペア ンプ 4 9の出力電圧が低下し、 出力 トルクも低下し、 負荷に対応し た トルクで定速回転制御が行なわれる。 このときの回転速度は端子 4 9 aの入力電圧に比例するものとなる。 端子 4 9 aの入力電圧 は、 図 1 ί の端子 2 6 — 1 の出力電圧となっているが、 その詳細は 後述する。
    [0084] 電動機が起動したときに、 計数回路 3 O bの零カウ ン 卜の出力は ローレベルなので、 端子 3 2 の出力はハイ レベルと なる。 端子 3 2は、 図 7の端子 2 0に接続されているので、 電動機は正方向の 回転となる。 負荷も対.応して移動される。 電動機が起動する前に 端子 3 9— 1 にセ ッ トパルスが入力されるので、 計数回路 3 0 cは 零リセッ トされ、 又同時にフ リ ップフロ ップ回路 3 5 cの S端子が 付勢されて、 アン ド回路 2 9 aの下側の入力がハイ レベルとなる。
    [0085] 負荷の移動と と もに端子 3 2— 1 の入力パルスによ り、 計数回路 3 0 a , 3 01>は£端子の入力によ り減算され、 計数回路 3 0 cは カウ ン トア ップされる。 R O M 2 5の各番地に予め記憶されたデ ジタルメモ リ は、 計数回路 3 0 cのカ ウ ン 卜数に応じて読み出さ れ、 読み出されたデジタル信号は D— A変換回路 2 6によ り アナ口 グ信号となり、 端子 2 6— 1 を介して、 図 8の端子 49 aに入力さ れる。 従ってアナログ信号に対応した回転速度で電動機は回転して 負荷を移動する。
    [0086] R OM 2 5の各番地のデジタルメモ リ は、 負荷の性質によ り変更 され、 負荷が最短時間で移動できる数値とされる。 （ 1 / 2 ) Nパルスが端子 3 2 — 1 よ り入力されると、 計数回路 3 0 bは零力 ゥ ン ト とな り、 その出力によ り、 端子 3 2の出力は口一レベルに転 化するので、 電機子は逆転モー ドとな り制動 トルクが発生して減速 される。 又、 同時に端子 3 2の出力は図 8の端子 4 7 bに入力さ れ、 アナログスィ ッチ 4 7 aを切換えて実線矢印の接続を点線矢印 の接続とするので、 端子 49 aはオペアンプ 4 9の一端子に、 速度 検出回路 4 7の出力は +端子に接続される。
    [0087] 同時にフ リ ッブフ口 ップ回路 3 5 cの R端子の入力があるので反 転して、 アン ド回路 2 9 bの下側の入力がハイ レベルとなる。 従つ て端子 3 2一 1 の入力パルスは C端子に入力されてカウ ン 卜ダウ ン され、 R 0 M 2 5の各番地の読み出しが逆行する。 電動機の通電 電流は、 端子 2 6一 1 の出力電圧に比例するので、 制動 トルクも比 例する。 従って、 移動する負荷が、 全行路の初期は加速され、 全 行路の 1 Z 2 を経過 し てか ら は減速 さ れ、 回転速度は端子 2 6 — 1 の出力に対応して減速する。 計数回路 3 0 aの残留カウ ン 卜数が少なく なり例えば 1 0カウ ン 卜 となると、 m端子よ り出力 が得られてステツ ビング電動機に転化して負荷の移動が行なわれ る。 この詳細を次に説明する。
    [0088] クロ ックパルスの発振回路 3 8で設定された周波数のクロ ックパ ルスが発振されている。 アン ド回路 2 9 cを介して、 クロ ックパル スは J K型フ リ ップフロ ップ回路 3 6 aを付勢する。 J K型フ リ ツ プフロ ップ回路 3 6 aの Q， £端子の出力によ り、 J K型フ リ ップ フロ ップ回路 3 6 b， 3 6 cが付勢されるので、 J K型フ リ ップフ ロ ヅプ回路 3 6 bの Q， Q端子の出力は 1相のステツ ビング駆動の 為の出力が得られ、 J K型フ リ ップフロ ップ回路 3 6 cの Q， £端 子の出力は、 位相が 9 ひ度異なる他の相のステッ ビング出力が得ら れる。
    [0089] 上述 し た 2 相のステ ッ ピ ング出力は、 ア ン ド 回路 3 2 e ， 3 2 f , 3 2 g , 3 2 h及びオア回路 3 3 a， 3 3 b ，
    [0090] 3 3 d を介 し て出力されるので、 こ れ等の出力信号は、 端子 3 4 a , 3 4 b， ···， 3 4 dの出力となり、 図 8の回路が付勢され ると、 2相のステッ ピング電動機と して駆動される。
    [0091] フ リ ップフ口 ップ回路 3 5 aの Q端子のハイ レベルの出力がある 区間では、 端子 3 l a , 3 1 b , …， 3 1 dの位置検知信号の入力 は、 端子 3 4 a , 3 4 b， ···， 3 4 dよ り出力されて、 2相リ ラク タ ンス電動機と して駆動される。 計数回路 3 0 aの残留計数値が m個となると、 フ リ ップフロ ップ回路 3 5 aの出力が反転し、 Q端 子の出力がハイ レベルとなる。
    [0092] 従って、 端子 3 1 a， 3 1 b， …， 3 1 dの入力は遮断され、 J K型フ リ ップフロ ップ回路 3 6 b， 3 6 cの出力が端子 3 4 a， 3 4 b， …， 3 4 dよ り出力される。 従って、 ステッ ピング動作 に転化する。 残留計数値が零と なる と 、 フ リ ッ プフ ロ ッ プ回路 3 5 bの R端子が付勢されて、 反転され、 Q端子は口一レベルとな るので、 フ リ ッブフロ ップ回路 3 5 bの Q端子の出力は口一レベル に転化し、 ア ン ド回路 2 9 cを介するクロ ッ クパルスの出力が消滅 し、 フ リ ッブフロ ップ回路 3 6 aの動作が停止する。
    [0093] 従って、 2相のステッ ピング動作も、 停止されロ ック トルクによ り負荷の移動も停止するので、 負荷の数値制御を行なう こ とができ る。
    [0094] 上述した動作で問題となるのは、 速度制御されている電動機が残 留計数値が m個の点において、 ダイオー ド 3 2 — 2を介するハイ レ ベルの入力によ り、 端子 3 2の出力がハイ レベルにに転化して、 正 転モー ドのステッ ピング動作に転化すると きに、 位置検知信号によ り通電されている励磁コイルにステ ツ ビング出力が同時に入力さ れ、 しかも同方向に駆動されるこ とが必要となる。 この為の手段を 次に説明する。
    [0095] 端子 3 4 a , 3 4 b， 3 4 c , 3 4 dの矩形波の出力即ち端子 3 1 a， 3 1 b， 3 1 c , 3 1 dの入力の立上がり部の微分回路 (図示せず） を介する微分パルスが、 それぞれ端子 3 7 a , 3 7 b , 3 7 c , 3 7 dに入力されている。 従って、 J K型フ リ ップフロ ップ回路 3 6 b， 3 6 cのそれぞれ の Q， £端子の出力は、 図 1 5の曲線 5 0 a， 5 0 b , ···， 曲線 5 2 a , 5 2 b , …， 曲線 5 1 a， 5 1 b , …， 曲線 5 3 a， 5 3 b , 〜となる。 従っ て、 フ リ ッ プフ ロ ッ プ回路 3 6 b , 3 6 cを介する Q， α端子の出力は電動機が直流電動機と して駆動 されているときの位置検知信号と全く 同じ電気信号が出力されてい る。
    [0096] 電動機が回転中に、 残留計数値が m個とな り 、 このと きに端子 3 4 a よ り位置検知信号が得られている とする と、 端子 3 7 aよ り、 すでに微分パルスが入力されているので、 アン ド回路 3 2 hの 2つの入力はと もにハイ レベルとなるので、 J K型フ リ ヅプフロ ッ プ回路 3 6 bの Q端子の出力が端子 3 4 aよ り出力され、 アン ド回 路 3 2 aを介する位置検知信号は遮断される。 クロ ックパルス発 生回路 3 8の出力パルス間の時間巾は、 図 1 5の曲線 5 0 aの巾の 1ノ 2よ り少し大き く されている。
    [0097] 上記したアン ド回路 2 9 cを介する出力パルスが次に入力される と、 J K型フ リ ップフロ ップ回路 3 6 aの Q端子の出力が得られ て、 J K型フ リ ップフロ ップ回路 3 6 cは、 Q端子の出力となり、 アン ド回路 3 2 f を介して、 端子 3 4 bよ り出力が得られる。 ク ロ ックパルス発振回路 3 8の出力パルスが、 順次に入力されること によ り、 ステッ ピング電動機と して回転する。 ステッ ピング回転 に転化したときに、 端子 3 4 b， 3 4 c , 3 4 dのいずれかの位置 検知信号であった場合にも、 上述した事情は全く 同様で、 乱調を引 起すこ となく 、 ステツ ピング回転に転化するこ とができる。
    [0098] 上述した説明よ り理解されるよ う に、 負荷は、 コ ン ピュータ 2 8のプログラムされたデータによ り、 数値制御を行なう こ とがで きる。 電動機が逆転して負荷を駆動している場合には、 上述した ステツ ビングによる駆動も逆転する。
    [0099] 負荷を逆行する場合には、 電動機を逆転して駆動するので、 図 8の端子 2 7 a , 2 7 c及び端子 2 7 b , 2 7 dの入力信号を電気 回路によ り切換えて入力すればよい。
    [0100] 上述した説明よ り理解されるように、 負荷の移動の大部分は効率 の良い高速の リ ラクタ ンス型の電動機によ り行なわれ、 停止直前の 数パルス〜 1 0パルス位がステ ッ ピング電動機と して駆動されてい る。 従って負荷の設定距離の移動が高速で効率良く 行なわれる作 用効果がある。 特に大きい出力の電動機の場合には有効な技術と なる。
    [0101] 最後に mパルスの駆動がステ ツ ビング電動機と して行なわれる 、 このと きにクロ ッ クパルスの周波数を漸減する手段を付加する と、 よ り高速度の負荷の移動ができる。 電動機と負荷との間には、 ボールねじ装置のような減速装置を付設すると、 ボールねじ装置に よ り、 減速されているので、 大きい出力 トルクで負荷が駆動され、 ステッ ピング動作時の 1ステップの移動量は小さ く でき、 又その推 力も大き く なる。 この推力を l O K g〜 ； L O O O K g位とするこ と ができる特徴がある。
    [0102] 図 1 2のグラフの X軸は、 負荷の数値制御する数値となる電気パ ルス数、 y軸は電動機の速度である。 曲線 44 aで示される数値制 御について説明する。
    [0103] 起動後は、 図 1 1 の端子 2 6— 1 ( R 0 M 2 5のメモ リ ） の出力 によ り速度制御が行なわれて増速され、 計数回路 3 0 aの置数値の 1 2までカウ ン 卜ダウ ンされた点線 4 5 aの点で、 電動機は制動 され減速し、 残留カ ウン ト数が mパルスのときにステッ ピング電動 機となり、 零カウン 卜で停止する。 矢印 4 5 f の区間が上記したス テツ ピング駆動の区間である。
    [0104] 負荷を数値制御する数値となる電気パルス数が少ないと きには、 曲線 4 4 b， 44 cの曲線となる。 点線 4 5 b， 4 5 cは計数回 路 3 0 aの置数が 1 ノ 2 にカ ウ ン 卜 されたと きの位置を示してい る。 又、 矢印 4 5 e， 4 5 dは、 ステッ ピング電動機と して駆動 される区間を示している。 点線 4 5 a， 4 5 b , 4 5 cの位置 は、 実施例では、 計数回路 3 0 aの置数値の 1 Z2 と したが、 残留 計数値 mと と もに、 負荷の必要推力、 負荷の慣性によ り調整され る。 コ ン ピュータに学習機能を付加して、 上記した調整を自動的 に行なって、 最短時間の負荷の数値制御を行なう こと もできる。 図 8の点線 Gで囲んだ部分とオペア ンプ 4 9 を除去し、 端子 4 9 bよ り基準正電圧を入力せしめても本発明を実施できる。 図 1 1 の点線 G— 1 で囲んだ部分も除去される。
    [0105] 電動機は、 端子 4 9 bの入力信号に対応した定トルクの駆動が行 なわれる。 各電機子コイ ルの通電電流が設定値となるからであ る。 図 1 3にっき動作を説明する。
    [0106] 曲線 44 aの場合に、 起動時よ り点線 4 5 a (計数回路 3 0 aの 置数値が 1 Z2になったとき） までは、 定 トルクで加速され、 その 後は逆転モー ドに転化し制動減速される。 計数回路 3 0 aの残留 カウン 卜数が mパルスとなると、 矢印 4 5 f の区間はステ ヅ ビング 電動機に転化し、 零パルスとなると停止する。 作用効果は前実施 例と同様であるか、 軽負荷の場合に有効な技術となる。 点線 4 5 aの位置は、 右方に移動して、 矢印 4 5 f の区間に到達する以 前に電動機が減速して停止するこ とを防止する必要がある。 又、 残留パルス mの値も大き く する必要がある。
    [0107] 計数回路 3 0 aの置数値が少ない場合が、 曲線 4 4 b， 4 4 c と して示される。 点線 4 5 b， 4 5 cは置数値が 1 Z 2の点を示し、 矢印 4 5 e， 4 5 dはステツ ピング駆動の区間を示している。 計 数回路 3 0 aの置数値が mパルス以下の場合には、 コ ン ピュータ 2 8 よ り得られる出力信号によ り フ リ ップフロ ッ プ回路 3 5 aの R端子にハイ レベルの電気信号が入力されて、 Q端子の出力によ り アン ド回路 3 2 h , 3 2 g , …の左側の出力をハイ レベルと し、 起 動時よ りステッ ピング電動機と して駆動する。 従って負荷は対応す るステップ数で停止せしめるこ とができる。
    [0108] 図 1 の突極 l a， l b， …の巾は、 磁極の歯を多く すると小さく なる。 従って、 図 5で説明したコイル 1 0 a , 1 0 bの径が小さく な り、 実用性が失なわれる。 この場合には、 コイルを位置検知素子 と して使用するこ とが不可能となる。 コイルの怪は小さ く するこ とに限界があり、 突極巾が小さ く なると、 位置検知信号の分解能が 劣化するからである。 かかる問題を解決するには、 周知の磁気ェ ンコーダに利用されている磁気抵抗素子を位置検知素子と して利用 すればよい。
    [0109] 次にその例を図 6にっき説明する。 回転軸 5には、 プラスチッ クマグネ ッ ト円環 3が固着される。 該円環 3の外周には、 突出部 3 a , 3 c， 3 e , …及び凹部 3 b， 3 d , …が設けられる。 突出 部と凹部の巾は等し く される。 突極部 3 a， 3 c , 3 e , …は、 交 互に N , S磁極に、 図示のよ う に着磁されている。 下側の点線部 も同じ構成の突出部磁極が設けられているものである。 磁気抵抗 素子と しては、 磁性体素子若しく は半導体素子のいずれでもよい。
    [0110] 磁気抵抗素子 4 a， 4 bは、 （ 9 0 + 1 80 ) 度離して、 突出部 磁極 3 a , 3 c， …に空隙を介して対向されているので、 反時計方 向に回転軸 5が回転すると、 磁気抵抗素子 4 a , 4 bよ り得られる 位置検知信号は、 コイル 1 0 a， 1 0 bの場合と同じものとなる。 以上に説明した リ ラクタンス型の電動機は 2相全波通電の場合で あるが、 本発明の手段は、 3相片波、 3相全波のリラクタンス型の 電動機の場合にも適用できる。
    [0111] 又 n相 （ n = 2， 3， ···） 全波若しく は n相 （ n = 3， 4 , 〜） 片波のリ ラクタンス型の電動機の場合にも本発明の手段を適用する ことができる。 3相片波若しく は全波のリラクタ ンス型電動機の場 合を次に説明する。
    [0112] 図 4は、 3相片波通電の電動機の平面図である。 外筐 6には、 電機子 1 6 が嵌着され、 電機子 1 6 には 6 個の磁極 1 6 a ， 1 6 b , …が突出され、 これ等には電機子コイル 1 7 a， 1 7 b , …が捲着される。 各磁極には、 3個歯が設けられる。 回転子 1 は回転軸 5に固定され、 図示しない軸受によ り回動自在に支持され る。 回転子 1 の外周には等しい巾で等しい ピッ チで突極 1 a， 1 b， …が配設され、 磁極の歯と空隙を介して対向している。 歯も 突極と同じ巾で 1 8 0度の巾となっている。 電機子 1 6， 回転子 1 は、 珪素鋼板の積層体によ り構成されている。 回転軸 5には減速 装置を介して負荷が接続されている。
    [0113] 次に、 図 9によ り電機子コイルの通電制御手段を説明する。
    [0114] 図 9において、 電機子コイル K , L , Mの両端には、 卜ラ ンジス 夕 2 2 a， 2 2 b及び 2 2 c， 2 2 d及び 2 2 e， 2 2 f がそれぞ れ接続される。 ダオー ド 2 3 a， 2 3 b , …は電機子コイルと 卜 ランジス夕の直列接続体に逆接続される。 端 子 4 6 a は 端 子 2 2 — 1 に接続され、 逆転モー ドの制動 トルクが発生した区間にお いて、 トランジスタ 2 2 a， 2 2 bが不導通に保持されたと きに、 トラ ンジスタ 2 2 g， 2 2 kを導通して、 ダイオー ド 2 4 aを介す るこ となく 、 Kの磁気エネルギを電源に回生する。
    [0115] 端子 4 6 b , 4 6 c の出力 に よ り 、 ト ラ ン ジス タ 2 2 h， 2 2 i を導通して電機子コイル L， Mの磁気エネルギを電源に回生 するのも同じ作用によ り行なわれる。 電機子コイル Kは、 図 4の 電機子コイル 1 7 a と 1 7 dの直列若し く は並列接続体である。 電機子コイル L , Mは、 それぞれ電機子コイル 1 7 b， 1 7 e及び 電機子コイル 1 7 c， 1 7 f の同様な接続体である。 図 5、 図 6で 説明した装置と同様な手段によ り、 突極 1 a， l b , …の位置を検 知して位置検知信号を得るこ とができる。
    [0116] 位置検知信号のタイムチャー トが図 1 6 に示される。 図 1 6に おいて、 曲線 5 8 a， 5 8 b , …は 1 8 0度の巾で同じ角度だけ離 間している。 曲線 5 9 a， 5 9 b , 一と曲線 6 0 a， 6 0 b , … は上述した第 1 の相の位置検知信号よ り、 それぞれ位相が 1 2 0度 おくれ同じ形状のもので第 2 ， 第 3の相の位置検知信号となる。 第 1 ， 第 2， 第 3の相の位置検知信号を反転したものが、 それぞれ 曲線 6 1 a , 6 1 b , …， 6 2 a , 6 2 b , …， 6 3 a , 6 3 b , ···となる。
    [0117] 上述 し た位置検知信号は 、 突極 l a， l b , … に対向する 1 2 0 度離間 し た位置検知素子よ り 得 られる。 曲線 5 8 a , 5 8 b， …と曲線 6 2 a， 6 2 b , …の電気信号を入力とするアン ド回路によ り 1 2 0度の巾の位置検知信号曲線 6 4 a , 6 4 b , … が得られる。 同様な手段によ り、 1 2 0度の巾の位置検知信号曲 線 6 5 a , 6 5 b , …， 曲線 6 6 a， 6 6 b , …， 曲線 6 7 a , 6 7 b , ···， 曲線 6 8 a， 6 8 b , ···， 曲線 6 9 a， 6 9 b , '"が 得られる。 図 9の端子 2 7 a， 2 7 b , 2 7 cには、 それぞれ曲 線 6 4 a , 6 4 b , …， 曲線 6 5 a， 6 5 b , …， 曲線 6 6 a , 6 6 b , …の電気信号が入力される。 ブロ ック回路 Gは、 図 8の点 線 Gで囲んだ部分と全く 同じ回路となっている。
    [0118] 図 8の電機子コイル Kの通電制御回路は、 図 9の電機子コイル Kの通電制御回路と全く 同じ構成なので、 図 9の電機子コイル Kの 通電は、 曲線 6 4 a， 6 4 b , …の巾だけ通電される。
    [0119] 電機子コイル L， Mも曲線 6 5 a， 6 5 b , …と曲線 6 6 a， 6 6 b , …の巾だけ同じ理由によ り通電され、 作用効果も同様であ る。
    [0120] 従って、 3相片波通電の リ ラクタンス型電動機と して駆動され高 速で効率の良い電動機となる。 端子 2 7 b と 2 7 cの入力を交換す る と逆転モー ド とな り回生制動が行なわれる。 図 1 1 と同じ思想 の、 論理回路を利用することによ り本発明の目的が達成される。 こ の場合に、 図 1 1 の F回路 3 6 a， 3 6 b , 3 6 cの代り に、 3相 片波のパルス分配器が使用される。
    [0121] 以上の説明よ り判るように、 本発明の目的が達成されるものであ る。 図 1 7に示す電機子コイル K , L , Mの通電制御回路は、 図 9と同様な回路であるが、 コンデンサ 2 5 a， 2 5 b , 2 5 cの接 続が異なっている。 しかしその作用効果は同様である。 図 4の磁極数を 1 2個と し、 それぞれに電機子コイルを捲着し、 電機子コィルを右回 り に記号 1 7 a， 1 7 b , 1 7 c , '" 1 7 1 と 呼称し、 突極数も対応して多く する。 対称の位置にある 2個の電 機子コ イ ルを右回 り にそれぞれ電機子コ イ ル K， K， L， L， M， と呼称する。
    [0122] 図 9の電機子コイル ϋ， L， Mを含むブロ ッ ク回路 Dは電機子コ ィル K， L , Μの通電制御回路と全く 同じ構成のものである。
    [0123] 図 1 6の位置検知信号曲線 6 4 a， 6 4 b , …， 曲線 6 5 a， 6 5 b , …， 曲線 6 6 a， 6 6 b , …の電気信号は、 端子 2 7 a , 2 7 b , 2 7 cよ りそれぞれ入力され、 曲線 6 7 a， 6 7 b , …曲 線 6 8 a， 6 8 b , …曲線 6 9 a， 6 9 b , …の電気信号はブロ ッ ク回路 Dに入力されて、 それぞれ対応する電機子コイルの通電制御 を行なって 3相全波通電の リ ラクタ ンス型の電動機と して駆動され 図 1 1 と同じ思想の論理回路によ り、 起動時には電動機と して駆 動され、 後半部では回生制動が行なわれ、 末期ではステッ ピング電 動機と して駆動して負荷を移動するこ とができる。 作用効果は前実 施例と同様である。
    [0124] 次に本発明の手段をマグネッ 卜回転子を有する 2相全波通電の直 流電動機に適用した実施例につき説明する。 図 2はその平面図で ある。
    [0125] 外筐 6 aには電機子 7が嵌着され、 突出した磁極 7 a， 7 b , … 4個は等しい ピ ッ チで配設される。 各磁極には、 電機子コ イ ル 9 a , 9 b , …が捲着され、 歯 7 a — 1 ， 7 a - 2 , …が設けられ ている。 回転軸 5は図示しない軸受によ り回動自在に支持され、 こ れに磁路となる軟鋼円筒を介してマグネッ ト回転子 8が固定され る。 回転軸 5には減速装置を介して若しく は トルク伝達装置を介 して負荷が設けられる。 マグネッ 卜回転子 8の円周部は、 図示の ように N， S磁極 8 a， 8 b , …が着磁されている。 磁極巾は等 しく 1 8 0度である。 歯の巾と磁極巾は等しく され、 磁極 7 a， 7 c と磁極 7 b , 7 dは対称の位置にある。
    [0126] 又磁極 7 a， 7 cの歯と磁極 7 b， 7 dの歯は 9 0度の位相差が ある。 電機子コイル 9 a， 9 cの直列若し く は並列接続体を電機 子コイル 9一 1 と呼称し、 電機子コイル 9 b , 9 dの同じ接続体を 電機子コイル 9一 2 と呼称する。 磁極の歯の数は 3個であるが、 必 要によ り増減できる。
    [0127] 次に図 1 0にっき電機子コイル 9一 1， 9一 2の通電の詳細を説 明する。
    [0128] 図 1 0の端子 2 7 a , 2 7 b , …には、 周知の手段によ り得られ る磁極 8 a , 8 b， …の位置検知信号が入力されるが、 それ等の位 置検知信号は、 図 1 5にっき前述したリ ラクタンス型の電動機の場 合と全く 同じなので図 1 5の位置検知信号による電機子コイルの通 電制御の説明をする。
    [0129] 図 1 0 において、 電機子コイル 9一 1 ， ト ラ ンジスタ 2 2 a， 2 2 b , 一はブリ ッジ回路を構成している。 ブロ ッ ク回路 Eは、 電 機子コイル 9 一 2 を含む同 じ構成のブ リ ッ ジ回路である。 端子 2 7 a , 2 7 c には、 図 1 5 の曲線 5 4 a , 5 4 b , … と曲線 5 6 a , 5 6 b , …の位置検知信号が入力される。 端子 2 7 c , 2 7 d にはそれぞれ曲線 5 5 a ， 5 5 b , … と 曲線 5 7 a , 5 7 b， …の電気信号が入力される。 端子 2 7 a の入力がある と、 アン ド回路 2 6 aを介して トラ ンジスタ 2 2 a , 2 2 bが導通 して電機子コイル 9一 1 は右方に通電され、 端子 2 7 cの入力があ ると、 アン ド回路 2 6 cを介して トランジスタ 2 2 c , 2 2 dが導 通して電機子コイル 9一 1 は左方に通電される。
    [0130] オペアンプ 4 8 a， 抵抗 4 0 a， 絶対値回路 4 1 aは前実施例の 同一記号の部材と同じ作用があるので、 電機子コイルが往復して通 電されたと き に端子 4 9 bの基準電圧に対応した通電を行なう チヨ ツバ回路となる。 通電区間は端子 2 7 a， 2 7 cの入力信号 の巾で 9 0度の区間となる。 抵抗 4 0 b， 絶対値回路 4 1 b， ォ ぺアンプ 4 8 bによるチヨ ツバ作用も上述した場合と同様に行なわ れ、 電機子コイル 9一 2の往復通電は端子 2 7 b， 2 7 dの入力に よ り交替され、 通電巾は 9 0度となる。 又端子 4 9 bの基準電圧 に対応した電流値の通電となる。
    [0131] 従って 2相全波通電の直流電動機と して駆動され、 図 2の回転軸 5は矢印 A方向に回転する。 マグネッ 卜回転子 8が 1 8 0度回転す るときの トルク曲線は対称形なので、 その中央部の 9 0度の区間だ け通電すると効率が最高となる。 通 電 区 間 は 9 0 度 で な く 1 2 0度とするこ と もできる。 この場合には出力 トルクが増大す るが効率が劣化する。 電機子コイル 9一 1 ， 9 — 2が位置検知信 号の巾だけ通電されると きに、 電流の立上がり と降下を急速とする 為のダイオー ド 2 4 a， 2 4 b， …， コ ンデンサ 2 5 a， 2 5 b , …の作用効果は前実施例と同様である。 正転中に端子 2 7 a と 2 7 cならびに端子 2 7 c と 2 7 dの入力信号を交換する と逆転 モー ドとなる。 この場合に回生制動が行なわれ， 回生エネルギはコ ンデンサ 2 5 a， 2 5 b , …を介して電源側に流入する。 この為 に前実施例の場合よ り コンデンサ 2 5 a , 2 5 b , …の容量を大き く することがよい。 ダイオー ド 2 4 a , 2 4 b , …に前実施例と 同様に並列に ト ラ ンジスタを接続し、 そのベースを端子 4 6 a , 4 6 bの出力によ り制御する前実施例と同じ手段を採用するこ とも できる。
    [0132] 端子 2 7 a， 2 7 b， 2 7 c , 2 7 dに図 1 5の曲線 5 0 a , 5 0 b , …及びその下段の 3段の電気信号即ちステツ ビング電気信 号を入力するとステツ ビング電動機と して駆動される。
    [0133] 図 1 1 の論理回路によ り、 前述した 2相リ ラクタンス型電動機と 同様な通電制御を行なう こ とによ り、 負荷の移動の数値制御を行な う ことができ、 その作用効果も又同様である。
    [0134] 図 1 1 の端子 3 1 a， 3 1 b , …には、 図 1 5の曲線 5 4 a， 5 4 b , …以降の 3段のそれぞれの位置検知信号が入力され、 端子 3 4 a f 3 4 b , …の出力は、 図 1 0の端子 2 7. a， 2 7 b , '"に 入力される。 図 1 1 の端子 3 2 — 1 には、 上述した位置検知信号 の始端部の微分パルスが入力される。 端子 3 7 a ， 3 7 b ， 3 7 c , 3 7 dの入力信号も上述した微分パルスとなる。 端 子 3 2の出力は正転モー ドと逆効モー ドに転換する為の電気信号であ る。 端子 2 6 — 1 の出力は、 図 1 0のブロ ック回路 Gの入力信号 となり、 R O M 2 5の読み出された信号によ り電動機の回転速度と 制動トルクが制御される。
    [0135] 以上の構成なので、 前述した 2相リ ラクタンス型電動機の場合と 同じく 負荷の数値制御を行なう こ とができる。 図 1 0のブロ ック 回路 Gと図 1 1 の点線 G— ； I で囲んだ回路を除去すると、 図 1 0の 端子 4 9 bの基準電圧に対応した電動機の加速 トルクと制動 トルク が得られて負荷の数値制御を行なう こ とができる。
    [0136] 作用効果は前実施例と同様であるが、 本実施例は軽負荷の場合に 有効な手段となる。
    [0137] 3相両波通電の場合には、 電機子コイル 1 個を付加し、 この通電 制御の為の トランジスタブリ ッ ジ回路を設ければよい。 この場合 には、 図 1 1 のフ リ ップフロ ップ回路 3 6 a， 3 6 b , 3 6 cを含 む回路を変更して 3相のステツ ビング電気信号を発生するクロ ッ ク パルス発振器とパルス分配器を設けるこ と によ り 目的が達成され る。 位置検知信号は図 1 6 に示されるものが使用される。 3相 以上 n相 （ n = 2， 3， 一） の場合にも同様な手段によ り本発明の 目的が達成される。 産業上の利用可能性
    [0138] 負荷の高速数値制御手段と して利用されるもので、 特に、 大きい 負荷、 例えば駆動力が 1 0 K g〜 1 0 0 0 K g中の場合で、 停止位 置の制度が悪く 、 急速に負荷を移動するための電動機に利用され る。
    权利要求:
    Claims言青 求 の 範 固
    1 . ： n相 （ n = 2， 3， 4 , 〜） 全波通電の突極若しく はマグ ネッ 卜の回転子を有する電動機ならびにこれによ り駆動される負荷 を有する装置において、
    固定電機子の n相の磁極に装着された n相の電機子コイルと、 各 相の該電機子コイルを含む複数個の トランジスタによる通電制御回 路と、 該通電制御回路の各 トラ ンジスタに並置して逆接続されて、 該電機子コイルの通電が停止されたときに、 その磁気エネルギを電 源側に還流するダイオー ドと、 前記した通電制御回路に電圧を印加 する直流電源と、 該直流電源正極若しく は負極側に通電方向に挿入 された 2 n個の逆流防止用のダイオー ドと、 所定の周波数の n相全 波通電のステツ ビング電気信号を発生するように発振器の出力によ り駆動されるパルス分配器と、 前記した逆流防止用のダイオー ドの それぞれに並列に並置して設けられた小容量のコンデンサと、 該回 転子の突極若しく は該マグネッ 卜の回転子の磁極の回転位置を複数 個の位置検知素子によ り検知して n相全波通電の位置検知信号を得 る位置検知装置と、 該位置検知信号の周波数に対応した周波数の電 気パルス列を得る第 1 の電気回路と、 前記した位置検知信号によ り 該通電制御回路の各々の該トランジスタを付勢導通せしめて、 直流 電動機と しての出力 トルクを得る第 2の電気回路と、 前記したス テッ ビング電気信号によ り該通電制御回路の各々の該トラ ンジスタ を付勢導通せしめて、 ステッ ピング電動機と しての歩進出力 トルク を得る第 3の電気回路と、 負荷の所要の移動量に対応する電気パル ス数を入力して置数する第 1 の計数回路ならびに該電気パルス数の 1 / 2位の所定の数の電気パルス数を置数する第 2の計数回路と、 該電動機の起動と共に発生する前記した電気パルス列によ り該第 1 , 第 2の計数回路の減算を開始し、 又同時に R O Mに記憶されて いるデジタルメモ リ を読み出し、 該第 2の計数回路の零カウ ン トの 出力信号によ り該 R O Mのデジタルメモ リの読み出しを逆行せしめ る第 4の電気回路と、 上述したデジタルメモ リ をアナログ信号に転 換し、 該アナログ信号に対応した回転速度に該電動機の回転速度を 制御する第 1 の回転速度制御装置と、 該第 2の計数回路の零カ ウ ン 卜の出力によ り、 該電動機を制動 トルクを発生するモー ドに転化す ると共に該 R O Mよ り得られるアナログ信号に対応した回転速度に 減速制御する第 2の回転速度制御装置と、 該第 1 の計数回路の設定 された残留カウ ン 卜の出力信号によ り、 ステッ ピング電動機の駆動 に転化し、 零カ ウ ン 卜の出力信号によ り、 該パルス分配器に対する 発振器出力による入力を断つ第 5の電気回路と、 .よ り構成されたこ とを特徴とする負荷の数値制御装置。
    2 . n相 （ n = 3 , 4 , 5， 〜） 片波通電の突極若し く はマグ ネッ 卜の回転子を有する電動機ならびにこれによ り駆動される負荷 を有する装置において、
    固定電機子の n相の磁極に装着された n相の電機子コイルと、 各 相の該電機子コイルを含む複数個の トラ ンジスタによる通電制御回 路と、 該通電制御回路の トラ ンジスタに並置して逆接続されて、 該 電機子コイルの通電が停止されたと きに、 その磁気エネルギを電源 側に還流するダイオー ドと、 前記した通電制御回路に電圧を印加す る直流電源と、 該直流電源の正極若し く は負極側に通電方向に挿入 された n個の逆流防止用のダイオー ドと、 所定の周波数の n相片波 通電のステツ ビング電気信号を発生するように発振器の出力によ り 駆動されるパルス分配器と、 前記した逆流防止用のダイォー ドのそ れぞれに並列に並置して設けられた小容量のコ ンデンサと、 該回転 子の突極若し く は該マグネッ ト回転子の磁極の回転位置を複数個の 位置検知素子によ り検知して n相片波通電の位置検知信号を得る位 置検知装置と、 該位置検知信号の周波数に対応した周波数の電気パ ルス列を得る第 6の電気回路と、 前記した位置検知信号によ り該通 電制御回路の各々の該トランジスタを付勢導通せしめて、 直流電動 機と しての出力 トルクを得る第 7の電気回路と、 前記したステツ ピ ング電気信号によ り該通電制御回路の各々の該 トラ ンジスタを付勢 導通せしめて、 ステツ ビング電動機と しての歩進出力 トルクを得る 第 8の電気回路と、 負荷の所要の移動量に対応する電気パルス数を 入力と して置数する第 1 の計数回路ならびに該電気パルス数の 1 Z 2位の所定の数の電気パルス数を置数する第 2の計数回路と、 該電 動機の起動と ともに発生する前記した電気パルス列によ り該第 1 , 第 2の計数回路の減算を開始し、 又同時に R O Mに記憶されている デジタルメモ リ を読み出し、 該第 2の計数回路の零力ゥ ン トの出力 信号によ り該 R O Mのデジタルメモ リの読み出しを逆行せしめる第 9の電気回路と、 該デジタルメモ リ をアナログ信号に転換し、 該ァ ナログ信号に対応した回転速度に該電動機の回転速度を制御する第
    1 の回転速度制御装置と、 該第 2の計数回路の零カウン トの出力信 号によ り該電動機を制動 トルクを発生せしめるモー ドに転化すると ともに該 R O Mよ り得られるアナログ信号に対応した回転速度に減 速制御する第 2の回転速度制御装置と、 該第 1 の計数回路の設定さ れた残留カウ ン トの出力信号によ り、 ステツ ビング電動機の駆動に 転化し、 零カ ウ ン トの出力信号によ り、 該パルス分配器に対する発 振器出力による入力を断つ第 1 0の電気回路と、 よ り構成されたこ とを特徴とする負荷の数値制御装置。
    3 . 負荷の所要の移動量に対応する電気パルス数を入力と して 置数する該第 1 の計数回路ならびに該電気パルス数の 1 / 2位の所 定の数の電気パルス数を置数する該第 2の計数回路と、 該電動機の 起動と と もに発生する前記した電気パルス列によ り該第 1 ， 第 2の 計数回路の減算を開始する第 1 1 の電気回路と、 該電動機の起動後 において、 電機子電流を設定値に保持して駆動する定電流回路と、 該第 2の計数回路の零カ ウ ン 卜の出力信号によ り前記した電機子電 流を保持して電動機に逆転 トルクを発生して制動を行なう第 1 2の 電気回路と、 第 1 の設定された残留カ ウ ン 卜の出力信号によ り、 ス テツ ビング電動機の駆動に転化し、 零カウ ン トの出力信号によ り、 該パルス分配器に対する発振器出力による入力を断つ第 1 3の電気 回路と、 よ り構成された請求の範囲 1 または 2記載の負荷の数値制 御装置。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0526660A4|1994-02-16|
    DE69220860D1|1997-08-21|
    DE69220860T2|1998-01-08|
    EP0526660A1|1993-02-10|
    EP0526660B1|1997-07-16|
    JPH04275096A|1992-09-30|
    US5264772A|1993-11-23|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1992-09-17| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1992-09-17| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU MC NL SE |
    1992-11-02| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1992905849 Country of ref document: EP |
    1993-02-10| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1992905849 Country of ref document: EP |
    1997-07-16| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1992905849 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP3/115724||1991-02-27||
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