haratkhr技報

SRモータ技術研究所

分相始動単相誘導モーター

分相始動単相誘導モーターの解説は、一般的に以下の様になっています。 主巻線とそれに直角に補助巻線を設け、補助巻線電流位相を主巻線電流に対し進み位相とする事で始動トルクを得る、始動トルクが小さい方式であり、巻線の抵抗の損失を無くす為、始動後に…

単相誘導モーターの原理

この技報の単相誘導モーターの概要、原理は以下のとおりとです。 相誘導モーターのローターはかご型ローターを使用しています。 単相誘導モーターは主巻線のみでトルクが発生し、定格回転できます。 一度回転させると、回転方向が決まるが、両方向に回転でき…

単相誘導モーターの技術解説

単相誘導モーターの原理は、一般的に以下の様になっています。 主巻線と始動巻線を直角方向に配列し、始動巻線にコンデンサを接続すると、各巻線の電流は90°の位相差のある交流となり、主巻線の磁束と始動巻線の磁束の合成磁束は一定の値で反時計回りに回転…

再開連絡

特許出願が完了しました。 1年6月後に公開特許公報で公開されます。 要望があれば、先行して、この技報で紹介します。 4月より新規の更新を再開します。 SRモータをはなれて、モータの動作原理の見直しに取り組みます。

休止連絡

明細書作成のため、出願完了まで新規の更新を休止します。 進行 明細書案 【課題を解決するための手段】 3.08完了明細書案 【図面】 3.13完了明細書案 【発明を実施するための形態】 3.16完了明細書案 【実施例】 3.30完了 明細書案 【産業…

明細書案 1

明細書の修正案(3.11)です。 公知になるのを避けるため、【発明が解決しようとする課題】までとします。 【発明の名称】スイッチドリラクタンスモータ 【発明の詳細な説明】 【技術分野】【0 0 0 1 】 本発明は、リラクタンス を利用したモータに関す…

New SRモータの特許

公知例を調べることを考えていましたが、海外の文献が多くあり困難と判断し、とりあえず、ADSRモータの特許を出願することにします。 特許とのつきあいは、数十年前、学生の時に特許出願したのが、始まりでした。 当時の出願費用は印紙3000円のみで、手書き…

DCBとSRB

編集 モータは励磁エネルギーを介して、電気エネルギーと機械エネルギーを交換しています。 DCモータのエネルギーの交換装置をDCB(DCボックス)と名づけて、エネルギーの流れを説明します。 電磁エネルギーは左から右へ、機械エネルギーは下から上へ…

New SRモータ  2

3月になりました。 2種類のNew SRモータを開発しています。 New SRモータ の概要 2 1.ASSRモータ PMを使用した、コギングトルクのないアシスト専用ハイブリッドSRモータです。 用途指向形として従来のSRモータをアレンジしています。 現在、SRGの特性改善を…

用途指向形モータ

用途指向形モータの一例として、ハイブリッド油圧ショベル(建設機械)があります。 エンジン出力は100KW以上の大出力機器です。 旋回ブレーキ時の運動エネルギーを回収するにより大幅な燃費低減を達成しています。 発電機モータには優れた耐熱性、空転時…

SRモータの特性

電気学会論文誌Dに掲載された、論文があります。(電学論D,123巻2号,2003年) 固定子突極構造ハイブリッド形スイッチトリラクタンスモータの特性 この中で、通常のVR形SRMの特性も記載されています。 SRモータの実力が把握できる資料と思います。 仕…

B-H曲線について

SRモータの検討を始めた時、インターネット上の文献を集めました。 同じようなB-H曲線が多数掲載されていました。 その一例として、 著名な研究者の資料の中に、電流-磁束鎖交数の図に緑色のループと電流波形が掲載されていました。 下図は、その図の…

インダクタンス

インダクタンスの求め方を紹介します。 L=V / dI/dtの関係があります。 波形よりV 、 dI/dtを求め計算しL値を求めます。 チョーク電圧と電流検出抵抗の電圧をCRで微分した電圧を比較することによりインダクタンスの直線性(V ーdI/dt特性)が分…

B-I曲線 (B-H曲線)

通常、インダクタンスの測定は,以下の回路で商用電源より電流を流し、V Iより計算でLを求め、機械角-インダクタンス図が作成されます。 しかし、この図では鉄心の飽和によるインダクタンスの変化のデータが入っていません。 飽和特性の把握は重要です。 …

新B-H曲線  3

ギャップ部は新しいB-H曲線ではありませんが、巻線の鉄心部は新しいB-H曲線にです。 ギャップ部は従来と同一の黒色のB-H曲線です。 ギャップ部の磁束は巻線部の磁束と永久磁石の磁束が加算されます。 巻線の鉄心部は-bの逆方向にバイアスされた赤…

新B-H曲線  2-2

引き続き、SRGを考えてみました。 o ー>b->a->o のループになります。 ギャップ長が短いo ー>b間で励磁しエネルギーを蓄積します。 ギャップ長が広がるb->a間は励磁巻き線両端を短絡し機械エネルギーを加え励磁エネルギーを蓄積します。 ギャップ…

新B-H曲線  2-1

SRモータの基本から離れて、励磁エネルギーの回生が無いB-H曲線 のSRモータを考えてみました。 ギャプ寸法をスコッチ・ヨーク機構で直線的に変化させます。 o ー>a->b->o のループになります。 ギャップ長が長いo ー>a間で励磁しエネルギーを蓄…

新B-H曲線 1

トルク、励磁電流、力率等がどうなるかわかりませんが、B-H曲線を右図の様に曲げる手段はあります。 どんな動作になるか、頭の中で考えています。 特性の改善につながる可能性はゼロでないと思っています。 このBlogでは、概要紹介が主で詳細を記載してい…

SRB

SRモータ、SRGは励磁エネルギーを介して、電気エネルギーと機械エネルギーを交換しています。 エネルギーの交換装置をSRB(スィチドリラクタンスボックス)と名づけて、エネルギーの流れを説明します。 電磁エネルギーは左から右へ、機械エネルギー…

SRG(HB回路)

SRモータを力行、制動、発電回生、逆転動作をさせる場合は、HB回路を使用します。 電流を流す区間(インダクタンスの増加区間、減少区間)と電流値により、トルクの値と方向が変化します。 HB回路の二つのスイッチのオン、オフを制御することにより、…

SRG(SRC回路)

SRモータを励磁し外力を加えて回転させると、SRG(SR発電機)になります。 発電機の場合、励磁エネルギーを電源へ回生する必要が無いため、スイッチが一つのSRC回路と呼ばれる回路がよく用いられます。 励磁電源よりエネルギーをSRGに加えて励…

SRモータの設計データ

SRモータについて考えてきましたが、SRモータの実力がどの程度なのかよく分かりません。 文献、資料を探しても設計データが揃っている例は見つかりませんでした。 SRモータの汎用品はありませんし、SRモータを使用した市販の機器もありません。 唯一、S…

機械出力の検証

標準的な設計で、小出力より大出力までシリーズで製作された中から、一機種の機械出力 を机上検証しました。 メーカーよりの公表は出力とトルクのみでその他はユーザーの計測値です。 SRモータ仕様 4相 固定子8極 回転子6極 励磁回数/回転=8極x6極/2=2…

機械出力

実機の機械出力の測定は計測設備が必要です。 計算では、機械出力は、平均トルクと2πと回転数/秒の積で求められます。 トルクの瞬時値は回転角度の変化に対する、励磁エネルギーの変化量でもとめられますが、変動、休止区間、励磁巻線の重複があり複雑です…

低周波チョークの励磁曲線

鉄心の飽和領域の実例として、低周波チョーク(安定器)の励磁曲線を紹介します。 定格時は直線で、最大負荷時は少し曲がっています。 定格時は特性、損失より不飽和領域で動作し、短絡時は電流が温度規格の上限を超えない飽和領域近傍に設定しています。 鉄…

励磁エネルギーと機械出力

SRモータは、回転子が非正対位置から正対位置まで移行する間に、励磁エネルギーを増加させながら、機械出力を得ています。 すなわち、電源から電流により励磁エネルギーを供給しその一部が機械出力になっています。 電流を一定にすると、励磁エネルギーの…

整流子

DCモータ、ユバーサルモータは整流子で制御されています。 低コストで、位置検出と駆動回路を構成しています。 メンテが必要で寿命が短いと否定的にとらえられていると思いますが、15000~20000rpmの回転数が得られ、耐ノイズ性、分解能、信頼性は高いと思…

可変リラクタンス型レゾルバ

ハイブリッド車のモータの位置検出センサーとして、高精度、長寿命、高い耐環境性の性能をもつ可変リラクタンス型レゾルバ(VR型レゾルバ)が使用されています。 回転子と固定子間のギャップを回転につれて変化する様にすると、トランスの一次P,二次S間…

磁束の机上考察

励磁曲線と突極の磁束を机上考察しました。 飽和直前まで励磁電流を大きくした時の磁束を考えました。 回転子を非正対のOよりD、C、B、正対のAに移動させました。 突極中の磁束量の変化が均等と考えると、磁束は下のようになります。 回転子の移動に伴い…

飽和領域の励磁曲線

多数の海外文献と再確認 のなかで 「飽和領域では励磁曲線は平行です、励磁曲線の傾きはL値であり、平行であれば、このなかを変移してもL値の変化がないため力は発生せず、励磁エネルギーが変化するのみです。 励磁曲線内の変移によるループの面積は、励磁…

同期整流回路

SRモータの励磁電流は力率が低いため大きくなります。電源電圧が低いと電流はさらに大きくなります。 下記の変形HB回路の場合で、PWM制御をすると、D1の電圧による損失が問題になります。 例えば20A流すとD1の損失は、20AX1V=20Wになります。 …

逆変換回路

逆変換回路はあまり知られていない回路ですが、直流送電、周波数変換等、電力の基幹技術です。 大電力が変換できます。 回路はサイリスタを用いた、電流インバータです。 サイリスタの点弧角をπ/2以上に制御します。 サイリスタの転流のため無効電力が必要…

電気機器の寸法と容量

coffee break です。 電気機器の各部分の寸法を2倍にすると容量が何倍になるかの考察。 導線断面積4倍->電流4倍 磁路断面積4倍->磁束4倍->誘起電圧4倍->電圧4倍 電流4倍 X 電圧4倍 = 容量16倍 各部の容積8倍->単位容量/所要材料=1/2倍 重量8倍…

磁気回路の予備検討

力率を改善するには、正対時のL値と非正対時のL値の比を大きくする必要があります。 磁気回路の予備検討として、EI、UIコアを用いてL値を測定してみました。 Ri:正対時のL値(Lv+Lc)/非正対時のL値(Lc) Ⅰ.EIコア Iコアを回転子の突極、Eコアを固定子…

力率の目標

モータの力率が低いと電流が増え銅損が大きくなります。 インバータ駆動のモータでは、半導体での損失も問題になります。 ユニバーサルモータの力率は100%に近いと思います。 IM、IPSMの力率は良く知りませんが80%-90%はあると思います。 文献に記…

SRモータの設計法

設計は要求仕様に合うよう、多数の事柄をきめます。 ポイントをおさえて、一つ一つ決めていく手順のマニュアル化は重要です。 チョークの設計法 同じ電磁機器であるチョークの設計法を説明します。 要求仕様は一般に、周波数特性と定格(三種類)と損失です…

New SRモータ

3相6/4極に代表される標準的なSRモータを見直し、2種類のNew SRモータの開発 に挑戦しています。 New SRモータ の概要 1.ASSRモータ コギングトルクのないアシスト専用SRモータです。SRGとしても動作します。 前記の、低電圧用の駆動主回路、電流制御回…

SynRモータ

SynRM(同期リラクタンスモータ)はSRモータと同様にリラクタンストルクを使用したモータであり、回転子は突極性をもっている。 SynRMの概要は以下の通りです。 SynRMの回転子は鉄だけでできており、特定の周方向に突出した構造を持っている。 固定子コイル…

海外文献

以下の三つの文献がSRモータの理解に役立つと思います。 機械翻訳して読んでみると、全体像が良く分かりました。 原本は検索すればすぐ見つかります。 1. Texas Instruments Application Report SPRA420A - February 2000 Switched Reluctance Motor Control…

多数の海外文献と再確認

「switched reluctance motor control」で検索すると、多数の海外SRモータ関連文献見つかりました。 SRモータに取り組んで約4年になり、検索も行っていましたが、こんな状況になっているのを、気付かずにいました。 SRモータについて文献、試作、試験等…

駆動方式の改善

実用化の課題のなかで、駆動方式の改善は、最重要です。 電子制御モータのコストを下げるために、単相駆動回路がよく用いられます。 DCファンもモータはブラシレスモータですが、ホール素子は一つです。 単相駆動にすると、励磁してもトルクが発生しない区…

位置検出

SRモータの駆動には、位置(角度)を検出し励磁コイルに電流を流す区間をきめる制御が必要です。 電流を流す区間によって正転トルク、又は逆転トルクになります。 SRモータを駆動するには、正転トルクが出ている期間のみ電流が流れるようにします。 電流…

速度制御回路

速度制御回路の一例を示します。 SRモータは、DCモータのように電源電圧で無負荷の回転数が決まる動作はありません。 トルクは電流と比例関係で、回転数が高くなると仮想速度起電力が大きくなり、電流が低下するため、回転数は負荷抵抗とトルクのバラン…

電流制御回路

電流制御回路の一例を示します。 SRモータの電流は、電源電圧、仮想速度起電力、巻き線のインダクタンスと抵抗によってきまります。 回転数が高くなると仮想速度起電力が大きくなり、電流が低下しますが、電流はインダクタンスが決めるため、駆動時間が長…

低電圧用の駆動主回路

+VBUSが30V以下の低電圧用の駆動主回路の一般例を示します。 ハイサイドドライバーを使わず、制御回路をQ1のソースのハイサイド側とGROUND側の両方に置きます。 Senser Rで出力電流を検出します。 D1のロスが大きくなるため、D1と並列にQ3に…

高電圧用の駆動主回路

+VBUSが100V以上の高電圧用の駆動主回路の一般例を示します。 ハイサイドドライバーを使うことにより、制御回路をGROUND側に置きます。 出力電流の検出は間接ですが、Senser RでQ2オン電流を検出します。 制御用電源は、+VBUSよりIPDを使…

電線を周回する磁束

鎖交磁束と電線を周回する磁束について 【鎖交】Weblio辞書:二つの異なった閉曲線が,鎖のように互いに相手をくぐり抜けていること。 【鎖交】英辞郎 on the WEB : interlinkage《電気》 【鎖交磁束】コイルと鎖交する磁束 自己インダクタンス L の N 巻コ…

SRモータの特許

SRモータの研究開発が活発に行われた時代より年月が経っています。 特許出願からみると、日本の大手では日産自動車株式会社、株式会社ミツバ、ダイキン工業株式会社、パナソニック株式会社等で研究が行われています。 株式会社ゲネシス、EVモーター・システ…

SRモータの特有の騒音と用途

「騒音が問題になって、SRモータの商品化が出来なかった。」との記事を見かけます。 SRモータは回転子と固定子間のギャップに励磁エネルギーを蓄積、回収する動作を通してトルクを得ています。 回転子と固定子間に大きな吸引力が、励磁エネルギーを蓄積、回…

SRモータの仮想速度起電力:e

直流モータの速度起電力:V V=N×⊿Φ/⊿t E=V×I×⊿t =T×⊿θ T=V×I×⊿t/⊿θ =N×⊿Φ/⊿t×I×⊿t/⊿θ =N×I×⊿Φ/⊿θ SRモータの仮想速度起電力:e Φ = I×L/N L=N×Φ/I トルク式より T=1/2 × ⊿L/⊿θ ×(I )2 =1/2 ×N×I × ⊿Φ/⊿…