JP2006166594A - 昇降機用電動機 - Google Patents
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Abstract
【課題】 現場での据え付け作業性の向上を図ること。被昇降物の大きな荷重が回転子の回転軸に加わっても、回転軸が十分に耐えることができること。さらに、回転子の高速回転化を図ること。
【解決手段】 取付け用ベース板と、このベース板上に固定された無整流子直流の電動機本体と、この電動機本体の左右に位置するように前記ベース板上に対向状態に固定された一組の軸受け部材と、これらの軸受け部材に横設軸架された前記電動機本体の回転子と、前記電動機本体に設けられ、かつ、前記回転子の回転位置角を検出する検出手段と、前記ベース板上に固定的に設けられ、かつ、前記検出手段の検出信号に基づいてスイッチング回路を制御する制御盤とを備える昇降機用電動機。
【選択図】 図1
Description
本発明は昇降機用電動機に関し、主にエレベータの昇降機用電動機に利用される。
特許文献1には、本発明の電動機本体に相当する「薄型大径回転電動機及びこれを用いたエレベータ」が開示されている。この特許文献1に記載の大径回転電動機は、本発明の電動機本体の基本的構成に相当する。
したがって、電動機の電動機本体が、円周状に等間隔に配列された固定子巻線を有する横型固定子と、固定子巻線を交差方向に横切る環状の永久磁石を備える横型回転子とを備え、固定子の電流と回転子の磁極が交番同期し合って回転子が回転すること、また、無整流子直流の電動機を「エレベータ」に実用できる旨のアイデアは、特許文献1の存在により、公知事項である。
しかしながら、特許文献1には、電動機の回転子の回転角度を検知する検出手段をどのように設けるか、現場では電動機をどのように据え付けるか、電動機と制御盤との配線関係をどうするか、電動機の回転軸の半径の大きさや支承の仕方をどうするか等昇降機に関する経済性・実用性・据え付け作業性等の観点から具体的な提案がなされていない。
ところで、現在、昇降機、例えばエレベータを一例に挙げると、電動機(モータ)の制御盤と電動機とは別個独立に切り離している。公知のように、電動機がエレベータ装置の一部を構成する場合には、昇降路の頂上付近、機械室等の所望する箇所に据え付けられる電動機と、これに多数のケーブルを介して電気的に接続される制御盤は、互いに「別個・独立」に配設されていることから、現場での据え付けの際、電動機と制御盤とのやり取り(配線)は、時間的・労力的に「大変な作業」であった。特に、現場では数多くのケーブルを引き廻さなければならないという問題点があった。
したがって、現在、エレベータ、リフト装置等の昇降機に於いて、経済性・実用性・据え付け作業性等の観点から、コペルニクス的な発想転換をし、新規な昇降機用電動機の出現が求められている。なお、特許文献2には、本発明の電源回路に関連する事項が記載されている。
特許公開11−300676号公報
特開平9−312986号公報
本発明の第1の目的は、現場での据え付け作業性の向上を図ることである。第2の目的は、被昇降物(人も含む)の大きな荷重が回転子の回転軸に加わっても、回転軸が十分に耐えることができると共に、該回転軸に加わった荷重を他の部材で十分に受け取ることができることである。第3の目的は、回転子の高速回転化、節電化等を図ることである。第4の目的は、軸受け部材の軸受けに伝播する或いは発生する熱を合理的な構成により遮断ないし吸い取ることができることである。
本発明の昇降機用電動機は、取付け用ベース板と、このベース板上に固定された無整流子直流の電動機本体と、この電動機本体の左右に位置するように前記ベース板上に対向状態に固定された一組の軸受け部材と、これらの軸受け部材に横設軸架された前記電動機本体の回転子と、前記電動機本体に設けられ、かつ、前記回転子の回転位置角を検出する検出手段と、前記ベース板上に固定的に設けられ、かつ、前記検出手段の検出信号に基づいてスイッチング回路を制御する制御盤とを備えることを特徴とする。
本発明のその他の特徴は、従属項に記載されている。
(1)コペルニクス的な発想転換により、ベース板上に電動機(モータ)と制御盤とを一体化したので、現場での据え付け作業性の向上を図ることができる。特に、配線の引き廻しが不要になった。
(2)電動機本体の左右に位置するようにベース板上に対向状態に固定された一組の軸受け部材を備えているので、被昇降物(人も含む)の大きな荷重が回転子の回転軸に加わっても、大径の回転軸が十分に耐えることができると共に、該回転軸に加わった荷重を他の部材で十分に受け取ることができる。従来の昇降機の電動機の回転軸と比較すると、荷重に耐え得る構造体となった。
(3)請求項2に記載の発明は、多相矩形波交流電流により、最高のトルクで電流の方向を切り換えることが可能である。回転子の高速回転化(矩形波交流ハイレベルの所)を図ることができる。
(4)制御盤を含む電源回路について、電力は生じた回転力に対応したエネルギー分だけ供給され、制動領域では制動分のエネルギーが自動的に電源側に回収され得る。したがって、節電化(トルクがゼロレベルの所)や電力取得(矩形波交流ローレベル側)を達成することができる。
(5)軸受け部材の軸受けに伝播する或いは発生する熱を合理的な構成により遮断ないし吸い取ることができる。一組の軸受け部材が電動機本体のケースの側壁に対して空隙を設けて配設されている実施例の場合には、電動機本体の熱源を極力回避することができると共に、検出手段を容易に配設することができる。
(6)その他、より一層の現場での据え付け作業性の向上化、検出手段の耐久化、油送制御の簡略化等を図ることができる。
(2)電動機本体の左右に位置するようにベース板上に対向状態に固定された一組の軸受け部材を備えているので、被昇降物(人も含む)の大きな荷重が回転子の回転軸に加わっても、大径の回転軸が十分に耐えることができると共に、該回転軸に加わった荷重を他の部材で十分に受け取ることができる。従来の昇降機の電動機の回転軸と比較すると、荷重に耐え得る構造体となった。
(3)請求項2に記載の発明は、多相矩形波交流電流により、最高のトルクで電流の方向を切り換えることが可能である。回転子の高速回転化(矩形波交流ハイレベルの所)を図ることができる。
(4)制御盤を含む電源回路について、電力は生じた回転力に対応したエネルギー分だけ供給され、制動領域では制動分のエネルギーが自動的に電源側に回収され得る。したがって、節電化(トルクがゼロレベルの所)や電力取得(矩形波交流ローレベル側)を達成することができる。
(5)軸受け部材の軸受けに伝播する或いは発生する熱を合理的な構成により遮断ないし吸い取ることができる。一組の軸受け部材が電動機本体のケースの側壁に対して空隙を設けて配設されている実施例の場合には、電動機本体の熱源を極力回避することができると共に、検出手段を容易に配設することができる。
(6)その他、より一層の現場での据え付け作業性の向上化、検出手段の耐久化、油送制御の簡略化等を図ることができる。
図1乃至図16を参照にして本発明を実施するための最良の形態を説明する。本発明の昇降機用電動機Xの基本的構成は、ベース板1、このベース板1に予め固定された電動機本体3及び該電動機本体3を制御する制御盤41とから成る。
本発明の特徴部分を簡単に説明する。その1は、ベース板1上に所要間隔離間して左右一組の軸受け部材15,15を設け、これらの軸受け部材15,15の間に無整流子直流の電動機本体3の回転子31を回転自在に横設軸架したことである。その2は、配線の引き回しを極力省くために、前記ベース板1に電動機本体3の回転子31を制御する制御盤41を配設し、該制御盤41は回転子駆動用の電源回路を有することである。その3は、電源回路のスイッチング回路は、単相のブリッジインバータを直列接続して構成した多相多重のブリッジインバータであり、一方、電動機本体側に設けられた複数個の検出手段12aは、所定の電気角の制御範囲内(望ましくは「0度」ないし「180度」の幅)で回転子の回転位置角を検出することである。ここで「電気角」とは、回転子の永久磁石1個分を基準にした回転子の回転位置角をいう。その4は、電動機本体3から発生する熱伝播対策として、前記軸受け部材15,15にベース板1に予め配設した潤滑油経路21を介して潤滑油を供給することである。
そして、望ましくは、制御盤41の制御部と電気的に接続するファイル装置には、電動機本体3を制御するための必要なデータを格納する。ファイル装置の情報には、エレベータの昇降体(箱)の位置、停止・運転の指令、減速指令等が含まれている。本実施例の制御部54は、ファイル装置55に格納されている昇降体の位置情報に基づきスイッチング回路53が出力する矩形波交流の位相角、変換器制御器56の定電流値、電圧上限値をそれぞれ変更する。そこで、これらの特徴点を主に説明する。
(1)ベース板1
1は取付け用ベース板で、該ベース板1は矩形状に形成されている。2はベース板1の四隅にそれぞれ形成された取付け孔である。電動機本体3,制御盤41等を備えたベース板1は、昇降機(例えばエレベータ装置)の一部を構成し、前記取付け孔2及び図示しない固定手段を介して、昇降路の頂上付近、機械室、ウエイト装着部等の所望する箇所に据え付けられる。
1は取付け用ベース板で、該ベース板1は矩形状に形成されている。2はベース板1の四隅にそれぞれ形成された取付け孔である。電動機本体3,制御盤41等を備えたベース板1は、昇降機(例えばエレベータ装置)の一部を構成し、前記取付け孔2及び図示しない固定手段を介して、昇降路の頂上付近、機械室、ウエイト装着部等の所望する箇所に据え付けられる。
(2)電動機本体3
3はベース板1の上面に左右一対の脚状基台部分4,4を介して固定された無整流子直流の電動機本体である。この電動機本体3は、図3で示すように、円周状に等間隔に配列された固定子巻線8を有する横型固定子7と、固定子巻線8を交差方向に横切る環状の永久磁石33を備える横型回転子31とを備えている。
3はベース板1の上面に左右一対の脚状基台部分4,4を介して固定された無整流子直流の電動機本体である。この電動機本体3は、図3で示すように、円周状に等間隔に配列された固定子巻線8を有する横型固定子7と、固定子巻線8を交差方向に横切る環状の永久磁石33を備える横型回転子31とを備えている。
(3)電動機本体3の固定側部材
電動機本体3の固定側部材を説明する。図4で示すように、固定部側材は、長筒状ケース5と、このケース5の両端部の開口に固定的に設けられた左右一対の対向支持板6,6と、前記ケース5の内周壁に突設された多数の導体用取付け部分7と、これらの取付け部分7にそれぞれボビン状に巻き付けられ、或いは溝部分に挿通された多数(合計32個)の固定子巻線8とを含む。
電動機本体3の固定側部材を説明する。図4で示すように、固定部側材は、長筒状ケース5と、このケース5の両端部の開口に固定的に設けられた左右一対の対向支持板6,6と、前記ケース5の内周壁に突設された多数の導体用取付け部分7と、これらの取付け部分7にそれぞれボビン状に巻き付けられ、或いは溝部分に挿通された多数(合計32個)の固定子巻線8とを含む。
前記取付け部分7は、一般に「電機子鉄心」或いは「固定子」と称されている。またケース5には、左右の基台4,4及び任意形状の支持フレーム(モータ外皮)9が設けられている。さらに、ケース5と支持フレーム9との間には、多数の冷却フィン10が設けられている。
なお、ケース5の左右の環状支持板6,6の中心孔の縁部には、コロガリ小軸受け11がそれぞれ設けられている。
(4)取付け部分7と固定子巻線8
まず、取付け部分7について説明する。図5及び図6で示すように、本実施例では、長筒状のケース5の内周壁に、周方向に所定間隔離間して合計32個の取付け部分7を形成している。各取付け部分7は、図7で示すように、ケース5の一端部寄りの部位5aから他端部寄りの部位5bまで長手方向にそれぞれ突設されている。
まず、取付け部分7について説明する。図5及び図6で示すように、本実施例では、長筒状のケース5の内周壁に、周方向に所定間隔離間して合計32個の取付け部分7を形成している。各取付け部分7は、図7で示すように、ケース5の一端部寄りの部位5aから他端部寄りの部位5bまで長手方向にそれぞれ突設されている。
図5は固定子の取付け部分7の一例を示す。また、図6は取付け部分7と固定子巻線8との関係を示す。取付け部分7は、例えば円形状の薄板を一体でプレス打ち抜きして形成され、又は、周方向に適当な数に分割モジュール化して円筒状に組み立てる(本実施例)。
次に、固定子巻線8について説明する。固定子巻線8は、図6及び図7で示すように、4相(図では4個に見える)で1組(1サイクル)を構成し、約束記号で示すとおり、紙面を貫いて裏側又は表側にそれぞれ電流がながれる(電流の方向が切り替わる)。
図7では、便宜上、永久磁石33の「1個」分に対応する外側の固定子巻線1組を「a,b,c,d」で示している。したがって、固定子巻線8は、4相接続で、取付け部分7に合計32個巻き付けられている。
ところで、取付け部分7や固定子巻線8に設計変更について説明すると、取付け部分7にトラック状の環状溝を形成し、該環状溝にボビンレス状の固定子巻線8を組み込んでも良い。したがって、固定子巻線8の固定態様は限定するものではない。
また、固定子巻線8は、取付け部分7に対して、2相接続、3相接続、6相接続等に接続することが可能であるから、取付け部分7の大きさや相の数は、固定子巻線8の接続態様によって変わる。トルクの偏向、回転子の回転速度等を考慮して取付け部分7の材質や数、固定子巻線8を接続態様及び回転子の永久磁石の大きさや数が任意に設定される。
そこで、本実施例では、モータ磁路の最適化を図る為に、図5ないし図7で示すように、周状に等間隔に配列された取付け部分7を合計「32個」にし、また、これらの取付け部分7にそれぞれ集中的に巻回される固定子巻線8を「4相」接続し、さらに、回転子11の永久磁石33を「8極(8個)」としている。もちろん、これに限定されるものではない。
付言すると、固定子の取付け部分7は、屈曲可能な連結片によって連結される。また取付け部分7は板状のコア部材を積層して一体化される。また、取付け部分7の内壁側には、固定子巻線8をボビン状に巻くことができるように多数の突起部が周方向に等間隔に設けられる。
さらに、取付け部分7を「2相2組」、「「3相3組」、「4相4組」などとし、固定子巻線8は、対向する位置の両磁極取付け部分7に巻回された巻線同士8,8を「同相」とする。
(5)回転子の信号検出手段
12は電動機本体3の対向支持板6の一つ(図1では左側)に設けられた回転子の回転位置角を検出する検出手段である。例えば複数個の検出手段12は、単相のブリッジインバータを直列接続して構成した多相多重のブリッジインバータに関連付けられ、かつ、電動機本体側に複数個設けられている。各検出手段12は、所定の電気角の制御範囲内で回転子31の回転位置角を検出する。前記単相のブリッジインバータは、電気角180度幅の矩形状交流を流すので、本実施例の検出手段12は、180度幅で回転子31の回転位置角を検出する。後述するスイッチング回路は、単相のブリッジインバータを直列接続して構成した多相多重(多重は時間的なタイミングをずらす意味)のブリッジインバータなので、検出手段12は、180度を基準にして、望ましくは、回転軸32の回転力最大の回転位置角の位置信号を検出する。
12は電動機本体3の対向支持板6の一つ(図1では左側)に設けられた回転子の回転位置角を検出する検出手段である。例えば複数個の検出手段12は、単相のブリッジインバータを直列接続して構成した多相多重のブリッジインバータに関連付けられ、かつ、電動機本体側に複数個設けられている。各検出手段12は、所定の電気角の制御範囲内で回転子31の回転位置角を検出する。前記単相のブリッジインバータは、電気角180度幅の矩形状交流を流すので、本実施例の検出手段12は、180度幅で回転子31の回転位置角を検出する。後述するスイッチング回路は、単相のブリッジインバータを直列接続して構成した多相多重(多重は時間的なタイミングをずらす意味)のブリッジインバータなので、検出手段12は、180度を基準にして、望ましくは、回転軸32の回転力最大の回転位置角の位置信号を検出する。
ところで、複数個の検出手段12は、対向支持板6の外壁面に固定的に添設した小型ケースに合計4個所定間隔を有して配設されている。図7で示すように、本実施例では、回転子31の永久磁石33が周方向に合計8極設けでいるので、磁極ピッチの1/4の角度で前記突片37に設置し、「図7で示すSa,Sb,Sc,Sd」の角度位置で「N極」の磁束をそれぞれ検知することができるように構成する。したがって、検出手段12の一例として「ホールICの原理」を利用したホール素子12aが採用されている。
そこで、各ホール素子12が回転子31の制御された回転力最大の回転位置角を検出することができるように、本実施例では、信号発生部(薄い永久磁石)36を、回転子31の筒体34の端部或いは大径回転軸32の固定したフランジ状の突片37に周方向に所定間隔を有して合計32個埋設さている。すなわち、本実施例では固定側のホール素子12が「4個」であるのに対して、可動側の信号発生部36は「32個」である。なお、検出手段12は、発光素子と受光素子との関係でも良い。
(6)軸受け部材15
15は電動機本体3の左右に位置するように間隙を有してベース板1上に対向状態に固定された一組の軸受け部材である。左右一対の軸受け部材15,15は、ベース板1上に所定間隔離間して固定的に立設された幅広の軸受けブラケット15a,15aと、該軸受けブラケット15a,15aにそれぞれ設けられた複列のコロガリ軸受け(例えば玉軸受け)15b,15bを有している。
15は電動機本体3の左右に位置するように間隙を有してベース板1上に対向状態に固定された一組の軸受け部材である。左右一対の軸受け部材15,15は、ベース板1上に所定間隔離間して固定的に立設された幅広の軸受けブラケット15a,15aと、該軸受けブラケット15a,15aにそれぞれ設けられた複列のコロガリ軸受け(例えば玉軸受け)15b,15bを有している。
しかして、前記ブラケット15a,15aには、後述する潤滑油経路21を流れる潤滑油を還流させるための供給用とリターン用の各連通路15c,15cが適宜に形成されている(図1は概略図であるが、当然、連通路15cは玉軸受け内部と連通している)。また、本実施例では、左右一対の軸受け部材15,15の両側壁にパッキン16及びゴム製のシール17を有するシール板18をそれぞれ適宜に固定している。
(7)潤滑油経路21
図9で示すように、ベース板1上に軸受け部材15のコロガリ軸受け15bに対して潤滑油を還流させる潤滑油経路21を配設している。潤滑油経路21は、左右の軸受け部材15,15に潤滑油を供給する油圧回路であり、適宜箇所に単数又は複数の逆止弁22を備えている。本実施例の潤滑油経路21は、望ましくは冷たい潤滑油を左右の軸受け部材15,15に供給すること、据え付け作業の合理化(作業時間の短縮)を図ること等の理由から、予めベース板1上に設けられ、かつ、左右の軸受け部材15,15の軸受けブラケット15a,15aに対して並列に連結された供給管23及びリターン管24を用いてベース板1上の潤滑油タンク25へと還流させることが可能である。
図9で示すように、ベース板1上に軸受け部材15のコロガリ軸受け15bに対して潤滑油を還流させる潤滑油経路21を配設している。潤滑油経路21は、左右の軸受け部材15,15に潤滑油を供給する油圧回路であり、適宜箇所に単数又は複数の逆止弁22を備えている。本実施例の潤滑油経路21は、望ましくは冷たい潤滑油を左右の軸受け部材15,15に供給すること、据え付け作業の合理化(作業時間の短縮)を図ること等の理由から、予めベース板1上に設けられ、かつ、左右の軸受け部材15,15の軸受けブラケット15a,15aに対して並列に連結された供給管23及びリターン管24を用いてベース板1上の潤滑油タンク25へと還流させることが可能である。
加えて、ベース板1上には、前記と同様の理由から、潤滑油を冷却する冷却フィンを有する冷却手段26及び該冷却手段26で冷却された潤滑油を左右の軸受け部材15,15に同時に供給するための油ポンプ27が固定的に配設されている。
(8)回転子31
図1,図3,図10及び図11を参照にして回転子31を説明する。回転子31は、固定側部材の対向支持板6,6及び左右の軸受け部材15,15に周方向の狭い空隙30を介して回転自在に支承され、かつ、多数の固定子巻線8を交差方向に横切る環状の永久磁石33を備えた中実の大径回転軸32を備えている。大径回転軸32の電動機本体3の両側壁6,6から突出する両端部は、一組の軸受け部材15,15で回転自在に支承されている。ここで「大径」とは、電動機本体3のケース(筺体)側に設けられる軸受け部材11よりも大きいこと、又は、普通一般に用いられているエレベータの電動機の回転子を支承する軸受よりも大きいことを意味する。
図1,図3,図10及び図11を参照にして回転子31を説明する。回転子31は、固定側部材の対向支持板6,6及び左右の軸受け部材15,15に周方向の狭い空隙30を介して回転自在に支承され、かつ、多数の固定子巻線8を交差方向に横切る環状の永久磁石33を備えた中実の大径回転軸32を備えている。大径回転軸32の電動機本体3の両側壁6,6から突出する両端部は、一組の軸受け部材15,15で回転自在に支承されている。ここで「大径」とは、電動機本体3のケース(筺体)側に設けられる軸受け部材11よりも大きいこと、又は、普通一般に用いられているエレベータの電動機の回転子を支承する軸受よりも大きいことを意味する。
この大径回転子32の両端部を除く中央部分には、外周壁の周方向に複数個の永久磁石33を備えた非磁性の筒体34が外嵌合している。
前記永久磁石33のBHmaxは、例えば41.1MGOeのネオジウム系磁石が用いられている。永久磁石33は、筒体34の外周壁にフイットするように湾曲状に形成され、所定の間隙を有し、又は間隙を有さないで「N極」と「S極」の8極(8個)が交互になるように環状的に組み合わせられている(図11は概略説明図)。
本実施例の筒体34は、長筒状に形成され、かつ、図11で示すように長手方向の凸部と凹部との係合関係、対向する凹所と係合板(例えばキー)35との係合関係等により合体している。したがって、大径回転軸32、強磁性の筒体34及び永久磁石33は一体であり、これらが一つの回転子31を構成する。
(9)回転子31の信号発生部36
図12で示すように、回転子31側の信号発生部(磁石)36は、フランジ状の突片37に周方向に所定間隔を有して合計32個配設されている。回転子31の永久磁石33の端面と検出手段12とは所定量離間しているので、本実施例では、固定側のホール素子12aに対する信号発生部(磁石)36を突片37の周端部に設けている。
図12で示すように、回転子31側の信号発生部(磁石)36は、フランジ状の突片37に周方向に所定間隔を有して合計32個配設されている。回転子31の永久磁石33の端面と検出手段12とは所定量離間しているので、本実施例では、固定側のホール素子12aに対する信号発生部(磁石)36を突片37の周端部に設けている。
前述したように、検出手段12の複数個のホール素子12aは、回転子31の電気角180度幅を検出するために設けられているので、信号発生部(磁石)36は、回転軸31の中心を基準として1つの磁極ピッチの1/4の角度で環状的に配設されている。
したがって、検出手段12は、図7で示すSa,Sb,Sc,Sdの角度位置で「N極」の磁束をそれぞれ検知することができる。なお、検出手段12は、固定子側の扇状取り付け板12bと、この取り付け板の弧状内端部に回転子の永久磁石1個分の幅横に対応して所定間隔に配設された4個のホール素子12aとから成る。
(10)制御盤41
制御盤41は、ベース板1上の一辺寄りの部位に固定的に設けられ、軸受け部材15或いは電動機本体3の側壁6(本実施例)に設けられた検出手段12を介して回転子31の回転位置角の信号を取得してスイッチング回路53を制御する。また、制御盤41は、電動機本体3の固定子7、回転子位置用検出手段12、潤滑油タンク25の温度センサ等と着脱自在に電気的に接続可能な端子箱42を、電動機本体3と制御盤41との間に備えている。
制御盤41は、ベース板1上の一辺寄りの部位に固定的に設けられ、軸受け部材15或いは電動機本体3の側壁6(本実施例)に設けられた検出手段12を介して回転子31の回転位置角の信号を取得してスイッチング回路53を制御する。また、制御盤41は、電動機本体3の固定子7、回転子位置用検出手段12、潤滑油タンク25の温度センサ等と着脱自在に電気的に接続可能な端子箱42を、電動機本体3と制御盤41との間に備えている。
図13は電動機Xの電源回路50を示す概略説明図である。この電源回路50は、図14で示すように、単相のブリッジインバータを直列接続して構成した多相多重のブリッジインバータを備えている。
そこで、図13及び図14を参照にして電源回路50の構成を説明する。電源回路50は、商業用交流電源51を直流に変換するAC/DC変換器52と、該変換器52で変換された直流aを多相矩形波交流電流bとして出力する多相多重のブリッジインバータ53と、検出手段12の検出信号cを取得して、かつ、タイミングをずらして1つ1つ電流の方向を切り換えて180度幅の矩形波交流を出力するように各単相のブリッジインバータ53a,53b,53c,53dを制御する制御部(マイクロコンピュータ)54と、該制御部54と電気的に接続し、かつ、定電流値、電圧上限値、昇降体の位置、停止、運転、減速等のデータを格納するファイル装置55とから構成されている。
そして、本実施例では、制御部54の出力側に変換器制御器56が設けられ、該変換器制御器56は、AC/DC変換器52の入力側及び該AC/DC変換器52の出力側にそれぞれ接続している。
ところで、変換器制御器56は、AC/DC変換器52が出力する直流の電流値と電圧値の情報を取得して、かつ、直流出力電圧の設定値を上限として直流出力電流の設定値を出力するように変換器52自体で制御されるように構成されている。
図15はスイッチング回路53から流れる多相矩形波交流電流bに関する説明図である。図15に於いて、検出手段12の検出信号cを基準にすると、θ「0度」〜「180度幅」で矩形波交流電流bが発生する。
したがって、本発明の検出手段12は、回転子31の回転軸32の制御された回転軸最大位置を基準にして検出するようにし、一方、制御部は、検出手段12の検出信号を取得してスイッチング回路53を制御する。この時、制御部は、ファイル装置55に格納されている情報に基づき矩形波交流の位相角と、変換器制御器56の定電流値、電圧上限値をそれぞれ変更することができる。
(11)電源回路50の位相制御
本発明の電源回路50は、前述したように、検出手段12は回転軸32の回転力最大の回転位置角の位置信号Sa,Sb,Sc,Sdを検出する(図7で示す永久磁石1個分が相当する)。そこで、これらの位置信号Sa,Sb,Sc,Sdに関して、多相多重インバータ53の駆動信号が生じる過程で、そのタイミングをずらすことで(位相制御)、図16に示すように回転力を制御できる。位相制御による回転力制御は、供給電流一定のまま、位相角に略比例して回転力を制御でき、かつ、回転力0の領域、制動力の領域まで安定した制御を行うことができる。
本発明の電源回路50は、前述したように、検出手段12は回転軸32の回転力最大の回転位置角の位置信号Sa,Sb,Sc,Sdを検出する(図7で示す永久磁石1個分が相当する)。そこで、これらの位置信号Sa,Sb,Sc,Sdに関して、多相多重インバータ53の駆動信号が生じる過程で、そのタイミングをずらすことで(位相制御)、図16に示すように回転力を制御できる。位相制御による回転力制御は、供給電流一定のまま、位相角に略比例して回転力を制御でき、かつ、回転力0の領域、制動力の領域まで安定した制御を行うことができる。
したがって、本発明の電源回路50は、電力は生じた回転力に対応したエネルギー分だけ供給され、制動領域では制動分のエネルギーが自動的に電源側に回収され得る。
(12)据え付け
上記構成に於いて、昇降機用電動機Xは、ベース板1に電動機本体3,制御盤41,潤滑油経路21等を備えているから、例えばエレベータ装置の一部を構成する場合には、昇降路の頂上付近、機械室等の所望する箇所に据え付ける。この場合、まず、ベース板1の四隅の取付け孔2を利用し、かつ、適当な固着手段を介して床面や壁面に固定する。
上記構成に於いて、昇降機用電動機Xは、ベース板1に電動機本体3,制御盤41,潤滑油経路21等を備えているから、例えばエレベータ装置の一部を構成する場合には、昇降路の頂上付近、機械室等の所望する箇所に据え付ける。この場合、まず、ベース板1の四隅の取付け孔2を利用し、かつ、適当な固着手段を介して床面や壁面に固定する。
次に、制御盤41の端子箱42の各端子を利用して電動機本体の複数本の電気的コードや検出手段のコードを接続する。実施例によっては、潤滑油用温度センサのコードも接続する。
そして、潤滑油タンク25に潤滑油を入れると共に、図示しない電源コードを電源に接続する。これで、配線を引き回すこともなく、据え付け作業等が簡単に完了する。
なお、電動機本体の大径回転軸32には、動力伝達部材がベルトの場合にはプーリ、動力伝達部材がロープの場合には綱車、動力伝達部材が伝動歯車の場合にはベルギヤー等がそれぞれ適宜に取り付けられる。
なお、電動機本体の大径回転軸32には、動力伝達部材がベルトの場合にはプーリ、動力伝達部材がロープの場合には綱車、動力伝達部材が伝動歯車の場合にはベルギヤー等がそれぞれ適宜に取り付けられる。
この欄では、第1実施例の要部(油ポンプ27の配設箇所)を設計変更した第2実施例を示す。説明の便宜上、同一の部分には同一又は同様の符号を付し、重複する説明を割愛する。
図17乃至図19に示す第2実施例の昇降機用電動機X1に於いて、第1実施例と主に異なる事項は、油ポンプ27Aを、ベース板1上ではなく、潤滑油タンク25近傍の一つの軸受け部材15(図17では右側の軸受け部材15)とそのシール板18との間に介在させたことである。潤滑油経路21の配設態様に関しては基本的な変更はない。
上記のように、油ポンプ27Aを電動機本体3の大径回転軸(出力軸)32と同軸に配置すると、(a)第1実施例の別配置の油ポンプ27と比較すると、油送制御の簡略化を図ることができる、(b)別配置の油ポンプ動力用電動機が不要である等の利点がある。
なお、第1実施例の電動機本体3の回転子31は、大径回転軸32と、外周壁に環状の永久磁石33を有する強磁性の筒体34とから構成されているが、図19で示すように、筒体34を省き、大径回転軸32と、該大径回転軸32の中央部の外周壁に環状に固定された永久磁石33とから成るものであっても良い。
本発明は、主に電動機やポンプの業界で製造、販売され、昇降機装置の電動機として利用される。
X…昇降機用電動機、1…ベース板、2…取付け孔、3…電動機本体、4…左右一対の基台部分、5…ケース、5a…ケース5の一端部寄りの部位、5b…ケース5の他端部寄りの部位、6…対向支持板、7…導体用取付け部分(固定子)、8…固定子巻線、9…支持フレーム、10…冷却フィン、11…コロガリ小軸受け、12…検出手段、15…左右の軸受け部材、15a…軸受けブラケット、15b…コロガリ軸受け、16…パッキン、17…シール、18…シール板、21…潤滑油経路、22…逆止弁、23…供給管、24…リターン管、25…潤滑油タンク、26…冷却手段、27…油ポンプ、31…回転子、30…空隙、32…大径回転軸、33…永久磁石、34…筒体、36…信号発生部、37…突片、41…制御盤、42…端子箱、50…電源回路、51…交流電源、52…AC/DC変換器、53…スイッチング回路(多相多重のブリッジインバータ)、54…制御部(マイクロコンピュータ)、55…ファイル装置、56…変換器制御器。
Claims (10)
- 取付け用ベース板と、このベース板上に固定された無整流子直流の電動機本体と、この電動機本体の左右に位置するように前記ベース板上に対向状態に固定された一組の軸受け部材と、これらの軸受け部材に横設軸架された前記電動機本体の回転子と、前記電動機本体に設けられ、かつ、前記回転子の回転位置角を検出する検出手段と、前記ベース板上に固定的に設けられ、かつ、前記検出手段の検出信号に基づいてスイッチング回路を制御する制御盤とを備える昇降機用電動機。
- 請求項1に於いて、検出手段の数は、単相のブリッジインバータを直列接続して構成した多相多重のブリッジインバータに関連付けられて電動機本体側に複数個設けられ、かつ、検出手段は回転子の永久磁石1個分を基準にした回転位置角を検出することを特徴とする昇降機用電動機。
- 請求項1に於いて、回転子の回転位置角の制御範囲は、180度の幅であることを特徴とする昇降機用電動機。
- 請求項1に於いて、制御盤を含む電源回路は、制御部に電気的に接続するファイル装置と、商業用交流電源を直流に変換するAC/DC変換器と、該変換器の出力情報を取得する変換器制御器をそれぞれ備え、前記制御部は、前記ファイル装置に格納されている昇降体の位置情報に基づきスイッチング回路が出力する矩形波交流の位相角、変換器制御器の定電流値、電圧上限値をそれぞれ変更することを特徴とする昇降機用電動機。
- 請求項1に於いて、一組の軸受け部材は、電動機本体のケースの側壁に対して空隙を設けて配設されていることを特徴とする昇降機用電動機。
- 請求項1に於いて、軸受け部材の両側壁にシールを有するシール板をそれぞれ固定し、一方、ベース板上に軸受け部材のコロガリ軸受けに対して潤滑油を還流させる潤滑油経路を配設したことを特徴とする昇降機用電動機。
- 請求項1ないし請求項6のいずれかに於いて、軸受け部材に潤滑油を供給する潤滑油経路がベース板上に設けられ、該潤滑油経路は、左右の軸受け部材の軸受けブラケットに対して並列に連結された供給管及びリターン管を用いてベース板上の潤滑油タンクへと還流させることを特徴とする昇降機用電動機。
- 請求項1に於いて、電動機本体の回転子は、大径回転軸と、外周壁に環状の永久磁石を有する強磁性の筒体とから成ることを特徴とする昇降機用電動機。
- 請求項1に於いて、検出手段は、電動機本体のケースの側壁に固定的に配設されていることを特徴とする昇降機用電動機。
- 請求項1に於いて、軸受け部材に潤滑油を供給する潤滑油経路がベース板上に設けられ、ベース板上に配設された潤滑油タンクへと還流した潤滑油は、軸受け部材側に配設された油ポンプを介して左右の軸受け部材に供給されることを特徴とする昇降機用電動機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004354122A JP2006166594A (ja) | 2004-12-07 | 2004-12-07 | 昇降機用電動機 |
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JP2004354122A JP2006166594A (ja) | 2004-12-07 | 2004-12-07 | 昇降機用電動機 |
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JP2006166594A true JP2006166594A (ja) | 2006-06-22 |
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JP (1) | JP2006166594A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2007007833A1 (ja) * | 2005-07-14 | 2007-01-18 | Takashi Umemori | モータ駆動システム |
-
2004
- 2004-12-07 JP JP2004354122A patent/JP2006166594A/ja active Pending
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