JP2014030335A - Rotary electric machine with brake - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えばエレベータの巻き上げ機などに適用されるブレーキ付き回転電機に関するものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine with a brake applied to, for example, an elevator hoisting machine.
従来の無励磁作動型電磁ブレーキを備えた回転電機は、回転体と、回転体に対し回転伝達可能、かつ軸方向に移動可能に係合され、制動時には、軸方向一方側へ移動して固定側部材へ接触するとともに、制動開放時には、軸方向他方側へ移動可能となる円盤状部材と、制動開放時には、円盤状部材に対し軸方向一方側への移動のための駆動力を与えず、制動時には、円盤状部材に対し軸方向一方側への移動のための駆動力を付与可能な駆動手段と、円盤状部材の軸方向他方側への移動量を規制する規制手段と、を備えていた(例えば、特許文献1参照)。 A conventional rotating electrical machine equipped with a non-excitation actuated electromagnetic brake is engaged with a rotating body so that rotation can be transmitted to the rotating body and movable in the axial direction. During braking, the rotating electric machine moves to one side in the axial direction and is fixed. A disk-shaped member that contacts the side member and is movable to the other side in the axial direction when the brake is released, and a driving force for moving the disk-shaped member to one side in the axial direction is not applied to the disk-shaped member when the brake is released. At the time of braking, there are provided drive means capable of applying a driving force for moving the disk-shaped member to one side in the axial direction, and regulating means for restricting the amount of movement of the disk-shaped member to the other side in the axial direction. (For example, see Patent Document 1).
また、従来のブレーキ付き回転電機は、固定子鉄心の磁界内に、回転子と一体に形成された円周方向に磁気的に分割された複数個の磁極片を備え、磁極片により界磁磁束の一部を軸方向に変換し磁極片に対向し軸方向界磁磁束の磁気吸引力によって軸方向へ移動するブレーキ作動体と、磁極片とブレーキ作動体間に配設されたブレーキばねと、を備えていた(例えば、特許文献2参照)。 Further, the conventional rotating electric machine with brake includes a plurality of magnetic pole pieces magnetically divided in the circumferential direction integrally formed with the rotor in the magnetic field of the stator core, and the magnetic field flux is generated by the magnetic pole pieces. A brake actuator that converts a part of the shaft to the axial direction and moves in the axial direction by the magnetic attractive force of the axial field magnetic flux facing the magnetic pole piece, a brake spring disposed between the magnetic pole piece and the brake actuator, (For example, refer to Patent Document 2).
特許文献1に記載の回転電機では、回転体の駆動用電源と円盤状部材の駆動用電源がそれぞれ必要となり、高コストとなるという課題があった。
また、特許文献2に記載の回転電機では、磁極片により界磁磁束の一部が軸方向に変換された軸方向界磁磁束による磁気吸引力でブレーキ作動体を駆動しているので、ブレーキ作動体を駆動する磁気吸引力が小さくなるという課題があった。
In the rotating electrical machine described in
Further, in the rotating electrical machine described in
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、界磁巻線用電源とブレーキ用電源とを共有化し、低コスト化を図ることができるとともに、界磁巻線への通電により形成される磁気回路を流れる磁束による磁気吸引力でブレーキを駆動するようにし、ブレーキを駆動する磁気吸引力を大きくできるブレーキ付き回転電機を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the cost by sharing the field winding power source and the brake power source, and to form it by energizing the field winding. An object of the present invention is to obtain a rotating electrical machine with a brake that can increase the magnetic attraction force for driving the brake by driving the brake with the magnetic attraction force by the magnetic flux flowing through the magnetic circuit.
この発明によるブレーキ付き回転電機は、電機子鉄心、および該電機子鉄心に巻装された電機子巻線を有する電機子と、上記電機子鉄心の軸心位置に配設された主軸と、上記主軸に回転可能に支持されて、上記電機子鉄心に所定に空隙を介して相対して配設された界磁回転鉄心部と、上記界磁回転鉄心部を挟んで上記電機子鉄心と対向するように配設された界磁固定鉄心部と、導体線を円筒状に巻回して作製され、上記界磁固定鉄心部に装着され、通電されて磁束を発生し、上記界磁回転鉄心部の上記電機子鉄心に相対する周面に磁極を形成する界磁巻線と、上記界磁回転鉄心部の回転を制動/制動解除するブレーキ機構部と、を備えている。そして、上記ブレーキ機構部は、上記界磁巻線に通電されていないときには、弾性体の付勢力により制動トルクを発生させて制動し、上記界磁巻線に通電されたときには、該界磁巻線に通電することにより形成される磁気回路を流れる磁束による磁気吸引力を用いて制動解除するように構成されている。 A rotating electrical machine with a brake according to the present invention includes an armature core, an armature having an armature winding wound around the armature core, a main shaft disposed at an axial center position of the armature core, and A field rotating core portion that is rotatably supported by the main shaft and is disposed to face the armature core with a predetermined gap therebetween, and is opposed to the armature core with the field rotating core portion interposed therebetween. The field fixed iron core and the conductor wire wound in a cylindrical shape are attached to the field fixed iron core and are energized to generate a magnetic flux. A field winding that forms a magnetic pole on a peripheral surface facing the armature core; and a brake mechanism that brakes / releases the rotation of the field rotating core. When the field winding is not energized, the brake mechanism generates a braking torque by the urging force of the elastic body to brake, and when the field winding is energized, the field winding The brake is released using a magnetic attractive force generated by a magnetic flux flowing through a magnetic circuit formed by energizing the wire.
この発明によれば、界磁巻線への通電により形成される磁気回路を流れる磁束による磁気吸引力で、弾性体の付勢力による制動を開放しているので、ブレーキを駆動する磁気吸引力を大きくできる。さらに、界磁巻線用電源とブレーキ用電源とを共有化できるので、低コスト化を図ることができる。 According to the present invention, since the braking by the urging force of the elastic body is released by the magnetic attraction by the magnetic flux flowing through the magnetic circuit formed by energizing the field winding, the magnetic attraction for driving the brake is reduced. Can be bigger. Furthermore, since the field winding power source and the brake power source can be shared, the cost can be reduced.
以下、本発明によるブレーキ付き回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a rotating electrical machine with a brake according to the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の停止状態を示す半断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係るブレーキ付き回転電機における界磁回転鉄心部の構成を説明する分解斜視図、図3はこの発明の実施の形態1に係るブレーキ付き回転電機における界磁固定鉄心部の構成を説明する分解斜視図、図4はこの発明の実施の形態1に係るブレーキ付き回転電機における界磁回転鉄心部の界磁巻線装着状態を示す斜視図、図5はこの発明の実施の形態1に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の運転状態を示す半断面図である。なお、図1および図5における半断面図とは、主軸の軸心を含む断面の上半分を示す図である。
1 is a half sectional view showing a stopped state of a brake-equipped rotating electrical machine applied to an elevator hoisting machine according to
図1において、ブレーキ付き回転電機1000は、円筒状のフレーム2と底部3とからなる有底円筒状に作製され、主軸4が底部3の軸心位置から一体に同軸に突設された固定部材としてのハウジング1と、フレーム2に内嵌状態に固着された電機子5と、主軸4に回転可能に支持されて、電機子5の内周側に配設された界磁回転鉄心部8と、主軸4に支持されて界磁回転鉄心部8の内部に配設された界磁固定鉄心部15と、界磁固定鉄心部15に装着された界磁巻線18と、ブレーキ機構部と、を備えている。
In FIG. 1, a rotating
電機子5は、スロットが内周側に開口するように周方向に複数配列された、磁性材料で作製された円環状の電機子鉄心6と、電機子鉄心6に巻装された電機子巻線7と、を備えている。電機子5は、電機子鉄心6をフレーム2に圧入してハウジング1に装着されている。
The
界磁回転鉄心部8は、図2に示されるように、第1回転コアブロック9と、第2回転コアブロック10と、から構成されている。第1回転コアブロック9は、磁性材料で作製され、中心穴9cを有する第1底部9aと、それぞれ、第1底部9aの一面の外周縁部から軸方向に延設されて、周方向に等角ピッチで配設された第1爪状磁極部9bと、を備えている。第2回転コアブロック10は、磁性材料で作製され、第2底部10aと、それぞれ、第2底部10aの一面の外周縁部から軸方向に延設されて、周方向に等角ピッチで配設された第2爪状磁極部10bと、第2底部10aの他面から同軸に延設された綱車11と、第2底部10aと綱車11の軸心位置に穿設された中心穴10cと、を備えている。第1および第2爪状磁極部9b、10bの先端側の内周面が、その内径が先端側に向って漸次大きくなる傾斜面に形成されている。
As shown in FIG. 2, the field rotating
そして、第1回転コアブロック9が、第1底部9aを底部3に向けて、中心穴9cに装着された軸受12を介して主軸4に回転可能に、かつ軸方向の移動を規制されて取り付けられている。第2回転コアブロック10は、第2爪状磁極部10bを第1爪状磁極部9bと噛み合わせて、中心穴10cに装着された軸受12を介して主軸4に回転可能に、かつ軸方向の移動を規制されて取り付けられている。これにより、第1および第2爪状磁極部9b、10bが、等角ピッチで、周方向に交互に配列されている。また、図示していないが、隣り合う第1および第2爪状磁極部9b,10b間、あるいは第1および第2爪状磁極部9b,10bと第2および第1底部10a,9aとの間をアルミニウムなどの非磁性材料で作製された連結部材により連結され、第1および第2回転コアブロック9,10が一体化されている。
Then, the first
界磁回転鉄心部8は、電機子鉄心6と第1および第2爪状磁極部9b,10bとの間に所定の空隙を確保して、電機子5の内周側に配設されている。
The field rotating
界磁固定鉄心部15は、図3に示されるように、第1固定コアブロック16と、第2固定コアブロック17と、から構成されている。
As shown in FIG. 3, the field fixed
第1固定コアブロック16は、磁性材料で作製され、小径の第1胴体部16aと大径の第1エンドリング16bとが同軸に連設され、中心穴16cが軸心位置に穿設されている。そして、ガイドピン19が、それぞれ、第1胴体部16aの端面から軸方向に突設されて同一円周上に等角ピッチで3つ配設されている。さらに、ばね収納凹部20が、それぞれ、第1胴体部16aの端面に凹設されて同一円周上に等角ピッチで3つ配設され、弾性体としての圧縮コイルばね21が、端部をばね収納凹部20のそれぞれに収納されて配設されている。第1固定コアブロック16は、第1エンドリング16bを第1底部9aに向けて、中心穴16cに主軸4を挿通、固着させて、主軸4に取り付けられる。
The first fixed
第2固定コアブロック17は、磁性材料で作製され、第1胴体部16aと同径の第2胴体部17aと第1エンドリング16bと同径の第2エンドリング17bとが同軸に連設され、中心穴17cが軸心位置に穿設されている。そして、ガイド穴22が、それぞれ、穴方向を軸方向としてガイドピン19を挿入可能に第2胴体部17aの端面に凹設されて同一円周上に等角ピッチで3つ配設されている。さらに、円環状のライニング収納凹部23が、第2エンドリング17bの第2胴体部17aと逆側の端面に同心状に凹設され、円環状のライニング24が、ライニング収納凹部23に配設されている。第2固定コアブロック17は、第2胴体部17aを第1胴体部16aに向けて、中心穴17cに主軸4を遊嵌状態に挿通させて、主軸4に取り付けられる。このとき、ガイドピン19がガイド穴22に挿入され、第2固定コアブロック17は、第1固定コアブロック16との同軸度が確保されるとともに、軸方向の移動のみが可能となっている。
The second fixed
ボビン25は、円筒状の巻き胴部25aと、巻き胴部25aの軸方向両端から径方向外方に延設された円盤状の一対のフランジ部25bと、を備え、図4に示されるように、巻き胴部25aを第1および第2胴体部16a,17aに外嵌状態に装着される。そして、導体線を巻き胴部25aに多層多列に巻回して、界磁巻線18が作製される。ボビン25は、図1に示されるように、第1エンドリング16bに係止され、軸方向の移動が規制されて、第1エンドリング16bの外径を超えないように第1固定コアブロック16に取り付けられている。なお、第2固定コアブロック17はボビン25に対して軸方向に移動可能となっている。
The
このように構成されたブレーキ付き回転電機1000の動作について説明する。
The operation of the rotating electrical machine with a
ブレーキ付き回転電機1000では、圧縮コイルばね21の付勢力が第2固定コアブロック17を第1固定コアブロック16から離反するように軸方向に押圧している。そこで、界磁巻線18に通電されていない状態、すなわち停止状態では、第2固定コアブロック17は、図1中右方向に移動し、ライニング24が圧縮コイルばね21の付勢力により第2回転コアブロック10の第2底部10aに当接している。そこで、綱車11が回転しようとすると、ライニング24と第2底部10aとの間に摩擦力が発生し、この摩擦力がブレーキトルクとなり、綱車11の回転が阻止される。このように、第2固定コアブロック17がブレーキアーマチュアの機能を果たす。なお、第2固定コアブロック17、圧縮コイルばね21およびライニング24がブレーキ機構部を構成する。
In the rotating
この停止状態では、隙間gaが第2エンドリング17bと第2底部10aとの間に形成され、隙間gbが第1胴体部16aと第2胴体部17aとの間に形成されている。
In this stop state, the gap ga is formed between the
ついで、界磁巻線18に通電されると、磁束が発生する。この磁束により、N極とS極とが界磁回転鉄心部8の外周面に周方向の交互に形成される。つまり、第1爪状磁極部9bがN極となり、第2爪状磁極部10bがS極となる。そこで、主磁束Aが、図5中矢印で示されるように、第1胴体部16aから第1エンドリング16bに流れ、第1エンドリング16bから第1回転コアブロック9の第1底部9aに流れ込み、第1底部9aから第1爪状磁極部9bに流れて第1爪状磁極部9bから電機子鉄心6に流れ込み、電機子鉄心6内を流れて第2回転コアブロック10の第2爪状磁極部10bに流れ込み、第2爪状磁極部10bから第2底部10aに流れて第2底部10aから第2固定コアブロック17の第2エンドリング17bに流れ込み、第2エンドリング17bから第2胴体部17aに流れて、第1胴体部16aに戻る、磁気回路が形成される。
Next, when the field winding 18 is energized, a magnetic flux is generated. With this magnetic flux, N poles and S poles are alternately formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the field rotating
このとき、第1胴体部16aと第2胴体部17aとの間に磁気吸引力が発生し、第2固定コアブロック17が、圧縮コイルばね21の付勢力に抗して第1固定コアブロック16側に移動する。これにより、ライニング24が、図5に示されるように、第2回転コアブロック10の第2底部10aから離反し、制動が開放される。
そして、界磁巻線18への通電と同時に、交流電流が三相の電機子巻線7に順次供給され、界磁回転鉄心部8が回転駆動される。
At this time, a magnetic attractive force is generated between the first body portion 16 a and the
Simultaneously with energization of the field winding 18, an alternating current is sequentially supplied to the three-phase armature winding 7, and the
ここで、第2固定コアブロック17をブレーキアーマチュアとして機能させるために、停止状態における隙間gaおよび隙間gbが、隙間ga>隙間gbとなるように構成されている。
Here, in order for the second fixed
つぎに、ライニング24と第2底部10aの接触位置について説明する。なお、図1において、距離aは、ライニング24と第2底部10aの接触位置と、主軸4の軸心と、の間の距離であり、距離bは、ライニング24と第2底部10aの接触位置と、第2回転コアブロック10の第2底部10aと綱車11の肉厚の径方向半分の位置と、の間の距離である。必要なブレーキトルクと、ライニング24と第2底部10aの摩擦力と、から、距離aの最小値が決定される。そして、距離bと圧縮コイルばね21の付勢力とで決定されるモーメントによる応力が、第2回転コアブロック10の材料強度上問題のない範囲内となるように、距離bの最大値が設定される。このため、ライニング24と第2底部10aの接触位置は、距離aが上記の最小値以上となり、距離bが上記最大値以下となるように、設定される。
Next, the contact position between the lining 24 and the
この実施の形態1によれば、界磁巻線18への通電により発生する磁束を利用して界磁回転鉄心部8、すなわち綱車11の制動/制動解除を行っているので、界磁巻線用電源とブレーキ用電源との共有化ができ、低コスト化を図ることができる。
界磁巻線18への通電により形成される磁気回路を流れる主磁束Aによる磁気吸引力により第2固定コアブロック17を移動させているので、第2固定コアブロック17を移動させる磁気吸引力が大きくなり、制動を確実に解除できる。
According to the first embodiment, the magnetic field generated by energization of the field winding 18 is used to brake / release the
Since the second fixed
ブレーキアーマチュアとして機能する第2固定コアブロック17が界磁回転鉄心部8に含まれていないので、イナーシャを小さくできる。
圧縮コイルばね21が界磁固定鉄心部15に配設されているので、圧縮コイルばね21は回転せず、騒音の発生が抑制される。
Since the second fixed
Since the
なお、上記実施の形態1では、ガイドピンとガイド穴との3対により第1および第2固定コアブロックの同軸度を確保するものとしているが、ガイドピンとガイド穴との対数は3対に限定されず、2対以上であればよい。
また、上記実施の形態1では、ガイドピンとガイド穴との嵌合により、第2固定コアブロックを回転方向の移動を規制し、軸方向の移動を可能とするものとしているが、主軸を溝方向を軸方向とする溝付き軸とし、第2固定コアブロックの中心穴を溝方向を軸方向とする溝付き穴として、両者をスプライン嵌め合いとして、第2固定コアブロックを回転方向の移動を規制し、軸方向の移動を可能としてもよい。
In the first embodiment, the coaxiality of the first and second fixed core blocks is ensured by three pairs of guide pins and guide holes. However, the number of pairs of guide pins and guide holes is limited to three pairs. However, what is necessary is just two or more pairs.
In the first embodiment, the second fixed core block is restricted from moving in the rotational direction by fitting the guide pin and the guide hole so that the axial movement is possible. The axis of the second fixed core block is a slotted hole with the center direction of the second fixed core block as the slotted hole with the groove direction of the axial direction, and the two fixed core blocks are restricted by spline fitting. However, axial movement may be possible.
また、上記実施の形態1では、3本の圧縮コイルばねを用いるものとしているが、圧縮コイルばねの本数は3本の限定されるものではなく、所定のブレーキトルクとなる押し付け力を発生するのに必要な本数以上であればよい。
また、上記実施の形態1では、弾性体として圧縮コイルばねを用いるものとしているが、弾性体としては、圧縮コイルばねに限定されず、例えば、板ばね、ゴムなどを用いることができる。
また、上記実施の形態1では、第1回転コアブロックと第2回転コアブロックとを非磁性材料からなる連結部材を用いて連結、一体化するものとしているが、極性が界磁の極性と軸方向に反対となる向きに着磁された磁石を用いて、第1回転コアブロックと第2回転コアブロックとを連結、一体化してもよい。
In the first embodiment, three compression coil springs are used. However, the number of compression coil springs is not limited to three, and a pressing force that generates a predetermined brake torque is generated. It is sufficient if it is more than the number required for.
In the first embodiment, the compression coil spring is used as the elastic body. However, the elastic body is not limited to the compression coil spring, and for example, a leaf spring, rubber, or the like can be used.
In the first embodiment, the first rotating core block and the second rotating core block are connected and integrated using a connecting member made of a non-magnetic material. The first rotating core block and the second rotating core block may be connected and integrated using a magnet magnetized in a direction opposite to the direction.
また、上記実施の形態1では、第1固定コアブロックと第2固定コアブロックが取り付けられる主軸の材料について説明していないが、非磁性材料で作製することが望ましい。つまり、主軸を非磁性材料で作製することにより、界磁巻線への通電により発生する磁束が、第1固定コアブロックおよび第2固定コアブロックから主軸に漏れ出すのを抑えることができる。これにより、界磁巻線への通電により第2固定コアブロックが第1固定コアブロックに吸引されて移動する時間を短縮することができる。 Moreover, although the material of the main shaft to which the first fixed core block and the second fixed core block are attached is not described in the first embodiment, it is desirable to manufacture the nonmagnetic material. That is, by producing the main shaft from a non-magnetic material, it is possible to suppress leakage of magnetic flux generated by energization of the field winding from the first fixed core block and the second fixed core block to the main shaft. As a result, it is possible to reduce the time for the second fixed core block to be attracted to the first fixed core block and moved by energization of the field winding.
実施の形態2.
図6はこの発明の実施の形態2に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の停止状態を示す半断面図である。
FIG. 6 is a half sectional view showing a stopped state of a rotating electric machine with a brake applied to an elevator hoisting machine according to
図6において、ライニング24aは、その軸を含む断面が略台形に形成されている。
なお、実施の形態2によるブレーキ付き回転電機1000Aは、長方形断面のライニング24に換えて略台形断面のライニング24aを用いている点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
In FIG. 6, the lining 24a has a substantially trapezoidal cross section including its axis.
The rotating electrical machine with
このように構成されたブレーキ付き回転電機1000Aでは、ライニング24aが略台形断面の上辺(短辺)を第2底部10aに向けて第1固定コアブロック16に配設されているので、ライニング24aの磨耗が進行し、第2固定コアブロック17が図6中の軸方向右側に移動して圧縮コイルばね21の付勢力が低下しても、第2底部10aとライニング24aとの接触面積が増加するため、ライニング24aの磨耗によるブレーキトルクの低下を抑制できる。
In the rotating electrical machine with
実施の形態3.
図7はこの発明の実施の形態3に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の停止状態を示す半断面図である。
FIG. 7 is a half sectional view showing a stopped state of a rotating electric machine with a brake applied to an elevator hoisting machine according to
図7において、綱車11は、非磁性材料で作製されたリング状の中間部材13を挟んで第2底部10aの他面に固着されている。
なお、実施の形態3によるブレーキ付き回転電機1000Bは、第2底部10aが綱車11と磁気的に結合されていない点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
In FIG. 7, the
The rotating electrical machine with
このように構成されたブレーキ付き回転電機1000Bでは、非磁性の中間部材13が第2底部10aと綱車11との間に配置されているので、磁束が綱車11に流れるのが抑制される。これにより、漏れ磁束が低減され、回転電機のトルクを向上することができる。さらに、綱車11に巻かれたエレベータのかごを吊るロープが綱車11に引き付けられることに起因するロープの損傷発生が抑制される。
In the rotating electrical machine with
実施の形態4.
図8はこの発明の実施の形態4に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の停止状態を示す半断面図である。
FIG. 8 is a half sectional view showing a stopped state of a rotating electric machine with a brake applied to an elevator hoisting machine according to
図8において、第1回転コアブロック9が、第1底部9aを底部3に向けて、中心穴9cに装着された2つの軸受12を介して主軸4に回転可能に、かつ軸方向の移動を規制されて取り付けられている。第2回転コアブロック10が、第2爪状磁極部10bを第1爪状磁極部9bと噛み合わせて、中心穴10cに装着された1つの軸受12を介して主軸4に回転可能に、かつ軸方向の移動を規制されて取り付けられている。
In FIG. 8, the first
第1固定コアブロック16が、第1エンドリング16bを第2底部10aに向けて、中心穴16cに主軸4を挿通、固着させて、主軸4に取り付けられている。第2固定コアブロック17が、第2胴体部17aを第1胴体部16aに向けて、中心穴17cに主軸4を遊嵌状態に挿通させて、軸方向に移動可能に主軸4に取り付けられている。そして、ライニング24が、第2エンドリング17bの第2胴体部17aと逆側の端面に凹設されたライニング収納凹部23に配設されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
The first fixed
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
このように構成されたブレーキ付き回転電機1000Cでは、界磁巻線18に通電されていない状態では、ライニング24が圧縮コイルばね21の付勢力により第1底部9aに当接し、停止状態となっている。また、界磁巻線18に通電されると、第1胴体部16aと第2胴体部17aとの間に磁気吸引力が発生し、第2固定コアブロック17が、圧縮コイルばね21の付勢力に抗して第1固定コアブロック16側に移動する。これにより、ライニング24が、第1回転コアブロック9の第1底部9aから離反し、制動が開放される。
In the rotating electrical machine with
実施の形態4においても、ライニング24を介して第1底部9aに作用する圧縮コイルばね21の軸方向の付勢力を、第1底部9aに配設された2個の軸受12で受けているので、上記実施の形態1と同様に、耐久性が高められる。
Also in the fourth embodiment, the axial urging force of the
実施の形態5.
図9はこの発明の実施の形態5に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の運転状態を示す半断面図である。
FIG. 9 is a half sectional view showing an operating state of a rotating electric machine with a brake applied to an elevator hoisting machine according to
図9において、第1ラビリンス溝26は、矩形断面の溝形状を有し、第2回転コアブロック10の第2底部10aの、第2エンドリング17bに対向する面に、同心状に凹設されている。第1ラビリンス27は、第2固定コアブロック17の第2エンドリング17bの第2胴体部17aと逆側の端面に、同心状に突設されている。第1ラビリンス27は、外周の径が第1ラビリンス溝26の最大径より小さく、内周の径が、第1ラビリンス溝26の最小径より大きい円筒状に形成され、ライニング24が第2底部10aに接触した場合でも、第1ラビリンス溝26と、軸方向および径方向に接触しない寸法関係に設定されている。
なお、実施の形態5の他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
In FIG. 9, the
The other configuration of the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment.
このように構成されたブレーキ付き回転電機1000Dでは、界磁巻線18に通電されていない状態では、ライニング24が圧縮コイルばね21の付勢力により第2底部10aに当接し、停止状態となっている。そして、第1ラビリンス27が、軸方向および径方向に接触しない状態で、第1ラビリンス溝26内に挿入されている。そこで、ライニング24と第2底部10aとの摩擦による磨耗粉が、界磁回転鉄心部8が回転するときに生じる遠心力により飛散しても、第1ラビリンス27と第1ラビリンス溝26との間の隙間にとどめることができる。これにより、摩耗粉が電機子巻線7および界磁巻線18に巻き込まれるのが防止され、短絡の発生が抑制される。
In the rotating electrical machine with brake 1000D configured as described above, when the field winding 18 is not energized, the lining 24 comes into contact with the
ここで、界磁巻線18への通電による磁気吸引力を低下させないためには、第1ラビリンス27と第2底部10aとの軸方向の隙間ga1を、第2エンドリング17bと第2底部10aとの空隙gaより大きくすることが望ましい。また、上述のラビリンスの効果を大きくするためには、第1ラビリンス27と第1ラビリンス溝26との径方向の隙間gc1と隙間gc2を、空隙gaより小さくすることが望ましい。
Here, in order not to reduce the magnetic attractive force due to the energization of the field winding 18, the axial gap ga1 between the
また、非常時、例えば停電時に電源が喪失した場合においては、第2固定コアブロック17は、図9中右側に移動し、ライニング24が圧縮コイルばね21の付勢力により第2回転コアブロック10の第2底部10aに当接する。そして、ライニング24と第2底部10aとの間に摩擦力が発生し、この摩擦力がブレーキトルクとなり、綱車11の回転が阻止される。これにより、アーマチュア釈放時間の間、ブレーキ機構部の制動が働くまでは、電機子巻線7への通電が行えないため綱車11の回転を阻止できないが、ブレーキ機構部の制動が働いた後は、綱車11の回転を阻止でき、非常時の停止を確実に行うことができる。
Further, in the event of an emergency, for example, when the power is lost during a power failure, the second fixed
実施の形態6.
図10はこの発明の実施の形態6に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の停止状態を示す半断面図、図11はこの発明の実施の形態6に係るブレーキ付き回転電機における界磁固定鉄心部を示す斜視図、図12はこの発明の実施の形態6に係るブレーキ付き回転電機における界磁固定鉄心部を示す端面図、図13はこの発明の実施の形態6に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の運転状態を示す半断面図である。
FIG. 10 is a half cross-sectional view showing a stopped state of a rotating electrical machine with brake applied to an elevator hoisting machine according to
図10乃至図13において、界磁回転鉄心部8Aは、第1回転コアブロック9Aと、第2回転コアブロック10Aと、から構成されている。第1回転コアブロック9Aは、第1底部9aの一面の外周縁部から軸方向に突設された円筒部9dを備え、第1爪状磁極部9bが円筒部9dから軸方向に延設されている。第2回転コアブロック10Aは、第2底部10aの一面の外周縁部から軸方向に突設された円筒部10dを備え、第2爪状磁極部10bが円筒部10dから軸方向に延設されている。
In FIG. 10 thru | or FIG. 13, the field rotation
界磁固定鉄心部30は、第1固定コアブロック31と、第2固定コアブロック32と、から構成されている。
The field fixed
第1固定コアブロック31は、磁性材料で作製され、大径の第1エンドリング31bと所定の軸方向長さを有する断面正方形の支持部31cとを小径の胴体部31aの軸方向の両側に同軸に連結して構成され、中心穴31dが軸心位置に穿設されている。支持部31cは、軸心と直交する断面が正方形の四角柱に作製され、ガイドピン33が支持部31cの相対する2つの側面に2本ずつ、当該側面に直角に立設されている。
The first fixed
第2固定コアブロック32は、磁性材料で作製され、第1エンドリング31bと同径の外径を有し、支持部31cより大形の正方形の穴が中心位置に開けられた、所定厚みのリング体を周方向に2等分割して構成された一対の第2エンドリング32aから構成されている。第2エンドリング32aの断面矩形の凹部の底面には、ガイド穴34が、ガイドピン33を挿入可能に凹設されている。第2エンドリング32aの外周面には、半円環状のライニング収納凹部36が凹設され、ライニング37がライニング収納凹部36に収納されて配設されている。
The second fixed
この第2エンドリング32aは、ガイド穴34にガイドピン33を挿入させつつ、支持部31cに装着される。そして、圧縮コイルばね35が、支持部31cの側面と第2エンドリング32aの断面矩形の凹部の底面との間に介装されている。なお、圧縮コイルばね35は、その端部を、支持部31cの側面又は第2エンドリング32aの断面矩形の凹部の底面に凹設されたばね収納凹部(図示せず)に収納されて、配設されている。
なお、実施の形態6は、界磁回転鉄心部8および界磁固定鉄心部15に換えて、界磁回転鉄心部8Aおよび界磁固定鉄心部30を用いている点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
The
The sixth embodiment is the same as the above-described embodiment except that the field rotating
このように構成されたブレーキ付き回転電機1001では、第1回転コアブロック9Aが、中心穴9cに装着された軸受12を介して主軸4に回転可能に、かつ軸方向の移動を規制されて取り付けられ、第2回転コアブロック10Aが、中心穴10cに装着された軸受12を介して主軸4に回転可能に、かつ軸方向の移動を規制されて取り付けられている。
また、第1固定コアブロック31が、中心穴31dに主軸4を挿通、固着させて、主軸4に取り付けられている。さらに、ボビン38が、第1固定コアブロック31の胴体部31aに装着され、ボルト39を第1エンドリング31bに締着して取り付けられている。また、界磁巻線18がボビン38に巻装されている。
In the rotating electrical machine with
The first fixed
ブレーキ付き回転電機1001では、圧縮コイルばね35の付勢力が第2エンドリング32aを径方向外方に移動するように押圧している。そこで、界磁巻線18に通電されていない状態、すなわち停止状態では、第2エンドリング32aは、図10中上方向に移動し、ライニング37が圧縮コイルばね35の付勢力により第2回転コアブロック10Aの円筒部10dの内周壁面に当接している。そこで、綱車11が回転しようとすると、ライニング37と円筒部10dとの間に摩擦力が発生し、この摩擦力がブレーキトルクとなり、綱車11の回転が阻止される。このように、第2固定コアブロック32がブレーキアーマチュアの機能を果たす。なお、第2固定コアブロック32、圧縮コイルばね35およびライニング37がブレーキ機構部を構成する。
In the rotating electrical machine with
この停止状態では、隙間gbが第2エンドリング32aと支持部31cとの間に形成され、隙間gcが第2エンドリング32aと円筒部10dとの間に形成されている。
In this stop state, the gap gb is formed between the
ついで、界磁巻線18に通電されると、磁束が発生する。この磁束により、N極とS極とが界磁回転鉄心部8Aの外周面に周方向の交互に形成される。つまり、第1爪状磁極部9bがN極となり、第2爪状磁極部10bがS極となる。そこで、主磁束Aが、図13中矢印で示されるように、胴体部31aから第1エンドリング31bに流れ、第1エンドリング31bから第1回転コアブロック9Aの円筒部9dに流れ込み、円筒部9dから第1爪状磁極部9bに流れて第1爪状磁極部9bから電機子鉄心6に流れ込み、電機子鉄心6内を流れて第2回転コアブロック10Aの第2爪状磁極部10bに流れ込み、第2爪状磁極部10bから円筒部10dに流れて円筒部10dから第2エンドリング32aに流れ込み、第2エンドリング32aから支持部31cに流れ込み、支持部31cを流れて胴体部31aに戻る、磁気回路が形成される。
Next, when the field winding 18 is energized, a magnetic flux is generated. With this magnetic flux, N poles and S poles are alternately formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the field rotating
このとき、支持部31cと第2エンドリング32aとの間に磁気吸引力が発生し、第2固定コアブロック31が、圧縮コイルばね35の付勢力に抗して支持部31c側に移動する。これにより、ライニング37が、図13に示されるように、第2回転コアブロック10Aの円筒部10dから離反し、制動が開放される。
そして、界磁巻線18への通電と同時に、交流電流が三相の電機子巻線7に順次供給され、界磁回転鉄心部8Aが回転駆動される。
At this time, a magnetic attractive force is generated between the
Simultaneously with energization of the field winding 18, alternating current is sequentially supplied to the three-phase armature winding 7, and the
ここで、第2固定コアブロック32をブレーキアーマチュアとして機能させるために、停止状態における隙間gbおよび隙間gcが、隙間gc>隙間gbとなるように構成されている。また、ブレーキ付き回転電機1001の運転状態では、第1エンドリング31bと円筒部9dとの間の隙間は、第2エンドリング32aと円筒部10dとの間の隙間に等しい。
Here, in order for the second fixed
この実施の形態6においても、界磁巻線18への通電により発生する磁束を利用して界磁回転鉄心部8A、すなわち綱車11の制動/制動解除を行っているので、界磁巻線用電源とブレーキ用電源との共有化ができ、低コスト化を図ることができる。
界磁巻線18への通電により形成される磁気回路を流れる主磁束Aによる磁気吸引力により第2固定コアブロック32を移動させているので、第2固定コアブロック32を移動させる磁気吸引力が大きくなり、制動を確実に解除できる。
Also in the sixth embodiment, the field rotating
Since the second fixed
ブレーキアーマチュアとして機能する第2固定コアブロック32が界磁回転鉄心部8Aに含まれていないので、イナーシャを小さくできる。
圧縮コイルばね35が界磁固定鉄心部30に配設されているので、圧縮コイルばね35は回転せず、騒音の発生が抑制される。
Since the second fixed
Since the
この実施の形態6によれば、圧縮コイルばね35の付勢力が第2エンドリング32aおよびライニング37を介して第2回転コアブロック10Aの円筒部10dを径方向外方に押圧するように作用するので、軸受12の寿命が向上される。
According to the sixth embodiment, the urging force of the
なお、上記実施の形態6では、ガイドピンとガイド穴との2対により第2エンドリングを径方向に移動可能に支持するものとしているが、ガイドピンとガイド穴との対数は2対に限定されず、3対以上でもよい。 In the sixth embodiment, the second end ring is supported by two pairs of guide pins and guide holes so as to be movable in the radial direction. However, the number of pairs of guide pins and guide holes is not limited to two pairs. Three or more pairs may be used.
また、上記実施の形態6では、2本の圧縮コイルばねを用いるものとしているが、圧縮コイルばねの本数は2本の限定されるものではなく、所定のブレーキトルクとなる押し付け力を発生するのに必要な本数以上であればよい。 In the sixth embodiment, two compression coil springs are used. However, the number of compression coil springs is not limited to two, and a pressing force that generates a predetermined brake torque is generated. It is sufficient if it is more than the number required for.
実施の形態7.
図14はこの発明の実施の形態7に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の停止状態を示す半断面図、図15はこの発明の実施の形態7に係るブレーキ付き回転電機における界磁固定鉄心部を示す分解斜視図、図16はこの発明の実施の形態7に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の運転状態を示す半断面図である。
FIG. 14 is a half cross-sectional view showing a stopped state of a rotating electric machine with brake applied to an elevator hoisting machine according to
図14乃至図16において、界磁回転鉄心部8Aが軸受12を介して主軸4に回転可能に、かつ軸方向の移動を規制されて取り付けられている。ボビン38が、第1固定コアブロック16の第1胴体部16aに装着され、ボルト39を第1エンドリング16bに形成されたねじ穴40に締着して取り付けられている。そして、第2固定コアブロック17はボビン38に対して軸方向に移動可能となっている。
第1および第2固定コアブロック16,17は、第1および第2エンドリング16b,17bと円筒部9d,10dとの間に隙間gcが形成されるように作製されている。さらに、ブレーキ付き回転電機1002の停止状態では、隙間gaが第2エンドリング17bと第2底部10aとの間に形成され、隙間gbが第1胴体部16aと第2胴体部17aとの間に形成されている。そして、隙間gaが隙間gbおよび隙間gcより大きくなっている。
なお、他の構成は上記実施の形態1と同様に構成されている。
14 to 16, the field rotating
The first and second fixed core blocks 16 and 17 are produced such that a gap gc is formed between the first and second end rings 16b and 17b and the
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
このように構成されたブレーキ付き回転電機1002では、圧縮コイルばね21の付勢力が第2固定コアブロック17を第1固定コアブロック16から離反するように軸方向に押圧している。そこで、界磁巻線18に通電されていない状態、すなわち停止状態では、第2固定コアブロック17は、図14中右側に移動し、ライニング24が圧縮コイルばね21の付勢力により第2回転コアブロック10Aの第2底部10aに当接している。そこで、綱車11が回転しようとすると、ライニング24と第2底部10aとの間に摩擦力が発生し、この摩擦力がブレーキトルクとなり、綱車11の回転が阻止される。このように、第2固定コアブロック17がブレーキアーマチュアの機能を果たす。なお、第2固定コアブロック17、圧縮コイルばね21およびライニング24がブレーキ機構部を構成する。
In the rotating electrical machine with
ついで、界磁巻線18に通電されると、磁束が発生する。この磁束により、N極とS極とが界磁回転鉄心部8Aの外周面に周方向の交互に形成される。つまり、第1爪状磁極部9bがN極となり、第2爪状磁極部10bがS極となる。また、隙間gaが隙間gb,gcより大きくなっている。そこで、主磁束Aが、図16中矢印で示されるように、第1胴体部16aから第1エンドリング16bに流れ、第1エンドリング16bから第1回転コアブロック9Aの円筒部9dに流れ込み、円筒部9dから第1爪状磁極部9bに流れて第1爪状磁極部9bから電機子鉄心6に流れ込み、電機子鉄心6内を流れて第2回転コアブロック10Aの第2爪状磁極部10bに流れ込み、第2爪状磁極部10bから円筒部10dに流れて円筒部10dから第2エンドリング17bに流れ込み、第2エンドリング17bから第2胴体部17aに流れ込み、第2胴体部17aを流れて第1胴体部16aに戻る、磁気回路が形成される。
Next, when the field winding 18 is energized, a magnetic flux is generated. With this magnetic flux, N poles and S poles are alternately formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the field rotating
このとき、第1固定コアブロック16と第2固定コアブロック17との間に磁気吸引力が発生し、第2固定コアブロック17が、圧縮コイルばね21の付勢力に抗して第1固定コアブロック16側に移動する。これにより、ライニング24が、図16に示されるように、第2回転コアブロック10Aの第2底部10aから離反し、制動が開放される。
そして、界磁巻線18への通電と同時に、交流電流が三相の電機子巻線7に順次供給され、界磁回転鉄心部8Aが回転駆動される。
At this time, a magnetic attractive force is generated between the first fixed
Simultaneously with energization of the field winding 18, alternating current is sequentially supplied to the three-phase armature winding 7, and the
この実施の形態7においても、界磁巻線18への通電により発生する磁束を利用して界磁回転鉄心部8A、すなわち綱車11の制動/制動解除を行っているので、界磁巻線用電源とブレーキ用電源との共有化ができ、低コスト化を図ることができる。
界磁巻線18への通電により形成される磁気回路を流れる主磁束Aによる磁気吸引力により第2固定コアブロック17を移動させているので、第2固定コアブロック17を移動させる磁気吸引力が大きくなり、制動を確実に解除できる。
Also in the seventh embodiment, the
Since the second fixed
ブレーキアーマチュアとして機能する第2固定コアブロック17が界磁回転鉄心部8Aに含まれていないので、イナーシャを小さくできる。
圧縮コイルばね21が界磁固定鉄心部15に配設されているので、圧縮コイルばね21は回転せず、騒音の発生が抑制される。
Since the second fixed
Since the
この実施の形態7によれば、ブレーキのメンテナンスを行うことにより隙間gaが変化しても、第1および第2エンドリング16b,17bと円筒部9d,10dとの間の隙間gcを一定に保つことができるので、モータ性能が安定化される。
According to the seventh embodiment, even if the gap ga changes due to brake maintenance, the gap gc between the first and second end rings 16b, 17b and the
また、隙間gaが隙間gcより大きく形成されているので、界磁巻線18への通電により発生する磁束のほとんどは円筒部10dから第2エンドリング17bに流れ込み、第2底部10aから第2エンドリング17bに流れ込む磁束量は極めて少なくなる。そこで、第1固定コアブロック16と第2固定コアブロック17との間に発生する磁気吸引力が、第2固定コアブロック17と第2底部10aとの間に発生する磁気吸引力により相殺されることなく、第2固定コアブロック17を第1固定コアブロック16側に移動させるように作用する。また、磁束が隙間gcを流れることにより発生する磁気吸引力は、径方向の吸引力であり、第1固定コアブロック16と第2固定コアブロック17との間に発生する軸方向の磁気吸引力には影響を与えない。したがって、第2固定コアブロック17を第1固定コアブロック16側に移動させる磁気吸引力が大きくなり、制動を確実に解除できる。
Further, since the gap ga is larger than the gap gc, most of the magnetic flux generated by energizing the field winding 18 flows from the
実施の形態8.
図17はこの発明の実施の形態8に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の停止状態を示す半断面図である。
FIG. 17 is a half sectional view showing a stopped state of a rotating electric machine with a brake applied to an elevator hoisting machine according to
図17において、アルミニウムなどの非磁性材料からなる隔壁41が、第2回転コアブロック10Aの第2底部10aと相対する第2固定コアブロック17の第2エンドリング17bの端面に固着されている。
なお、他の構成は上記実施の形態7と同様に構成されている。
In FIG. 17, a
Other configurations are the same as those in the seventh embodiment.
このように構成されたブレーキ付き回転電機1003は、非磁性材料からなる隔壁41が第2エンドリング17bの端面に固着され、第2底部10aと第2エンドリング17bとの間に隙間gaを形成した場合と同等の磁気抵抗を確保している。
そこで、この実施の形態8でも、界磁巻線18に通電されていない状態、すなわち停止状態では、ライニング24が圧縮コイルばね21の付勢力により第2回転コアブロック10Aの第2底部10aに当接し、綱車11の回転が阻止される。
In the rotating electrical machine with
Therefore, also in the eighth embodiment, when the field winding 18 is not energized, that is, in the stopped state, the lining 24 contacts the
そして、界磁巻線18に通電されると、主磁束Aが、上記実施の形態7と同様に流れ、第2固定コアブロック17が、圧縮コイルばね21の付勢力に抗して第1固定コアブロック16側に移動する。これにより、ライニング24が、第2回転コアブロック10Aの第2底部10aから離反し、制動が開放される。
When the field winding 18 is energized, the main magnetic flux A flows in the same manner as in the seventh embodiment, and the second fixed
したがって、この実施の形態8においても、上記実施の形態7と同様の効果を奏する。
この実施の形態8によれば、第2底部10aと相対する第2エンドリング17bの端面に非磁性の隔壁41を配設しているので、第2底部10aと第2エンドリング17bとの間の空隙を狭くしても、第2底部10aと第2エンドリング17bとの間に隙間gaを確保した場合と同等の磁気抵抗を確保することができる。そこで、第2底部10aと第2エンドリング17bとの間の空隙を狭くすることができ、ブレーキ付き回転電機1003の軸方向長さを短くすることができる。
Therefore, this eighth embodiment also has the same effect as the seventh embodiment.
According to the eighth embodiment, since the
実施の形態9.
図18はこの発明の実施の形態9に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の停止状態を示す半断面図である。
FIG. 18 is a half sectional view showing a stopped state of a rotating electric machine with a brake applied to an elevator hoisting machine according to
図18において、第2ラビリンス溝42は、矩形断面の溝形状を有し、第2回転コアブロック10Aの第2底部10aの、第2エンドリング17bに対向する面に、同心状に凹設されている。第2ラビリンス43は、第2固定コアブロック17の第2エンドリング17bの第2胴体部17aと逆側の端面に配設された隔壁41の外周縁部から軸方向に、かつ同心状に突出されている。第2ラビリンス43は、外周の径が第2ラビリンス溝42の最大径より小さく、内周の径が、第2ラビリンス溝42の最小径より大きい円筒状に形成され、ライニング24が第2底部10aに接触した場合でも、第2ラビリンス溝42と、軸方向および径方向に接触しない寸法関係に設定されている。
なお、実施の形態9の他の構成は、上記実施の形態8と同様に構成されている。
In FIG. 18, the
Other configurations of the ninth embodiment are configured in the same manner as in the eighth embodiment.
このように構成されたブレーキ付き回転電機1003Aでは、界磁巻線18に通電されていない状態では、ライニング24が圧縮コイルばね21の付勢力により第2底部10aに当接し、停止状態となっている。そして、第2ラビリンス43が、軸方向および径方向に接触しない状態で、第2ラビリンス溝42内に挿入されている。そこで、ライニング24と第2底部10aとの摩擦による磨耗粉が、界磁回転鉄心部8Aが回転するときに生じる遠心力により飛散しても、第2ラビリンス43と第2ラビリンス溝42との間の隙間にとどめることができる。これにより、摩耗粉が電機子巻線7および界磁巻線18に巻き込まれるのが防止され、短絡の発生が抑制される。
In the rotating electrical machine with
さらに、第2ラビリンス43が非磁性材料で作製されているので、第2ラビリンス43と第2ラビリンス溝42との間の隙間ga1を、第2固定コアブロック17と第2底部10aとの空隙ga以下に設定しても、界磁巻線18への通電により発生する磁気吸引力を低下させることなく、上述のラビリンスの効果を発揮できる。
Furthermore, since the second labyrinth 43 is made of a nonmagnetic material, the gap ga1 between the second labyrinth 43 and the
なお、上述のラビリンスの効果を大きくするためには、第2ラビリンス43と第2ラビリンス溝42との径方向の隙間gc1と隙間gc2を、空隙gaより小さくすることが望ましい。
In order to increase the above-described labyrinth effect, it is desirable that the radial gap gc1 and the gap gc2 between the second labyrinth 43 and the
実施の形態10.
図19はこの発明の実施の形態10に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の停止状態を示す半断面図、図20はこの発明の実施の形態10に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の運転状態を示す半断面図である。
FIG. 19 is a half sectional view showing a stopped state of a rotating electric machine with a brake applied to an elevator hoisting machine according to
図19および図20において、第1固定コアブロック31が、中心穴31dに主軸4を挿通、固着させて、主軸4に取り付けられている。さらに、ボビン25が、第1固定コアブロック31の胴体部31aに装着され、第1エンドリング31bに係止され、軸方向の移動が規制されて、第1エンドリング31bの外径を超えないように第1固定コアブロック31に取り付けられている。また、界磁巻線18がボビン25に巻装されている。
第2エンドリング32aは、ガイド穴34(図示せず)にガイドピン33を挿入させつつ、支持部31cに装着される。なお、図示されていないが、圧縮コイルばね35が、支持部31cの側面と第2エンドリング32aの断面矩形の凹部の底面との間に介装されている。
19 and 20, the first fixed
The
そして、隙間gaが、第1エンドリング31bの端面と第1回転コアブロック9Aの第1底部9aとの間、および第2エンドリング32aの端面と第2回転コアブロック10Aの第2底部10aとの間に形成されている。また、停止状態では、隙間gbが第2エンドリング32aと支持部31cとの間に形成され、隙間gcが第2エンドリング32aと円筒部10dとの間に形成されている。隙間gcが隙間gaおよび隙間gbより大きい。
なお、他の構成は上記実施の形態6と同様に構成されている。
The gap ga is between the end surface of the
Other configurations are the same as those in the sixth embodiment.
このように構成されたブレーキ付き回転電機1004では、圧縮コイルばね35の付勢力が第2エンドリング32aを径方向外方に移動するように押圧している。そこで、界磁巻線18に通電されていない状態、すなわち停止状態では、第2エンドリング32aは、図19中上方向に移動し、ライニング37が圧縮コイルばね35の付勢力により第2回転コアブロック10Aの円筒部10dの内周壁面に当接し、綱車11の回転が阻止される。
In the rotating electrical machine with
ついで、界磁巻線18に通電されると、磁束が発生する。この磁束により、N極とS極とが界磁回転鉄心部8Aの外周面に周方向の交互に形成される。つまり、第1爪状磁極部9bがN極となり、第2爪状磁極部10bがS極となる。また、隙間gaが隙間gcより小さく形成されている。そこで、主磁束Aが、図20中矢印で示されるように、胴体部31aから第1エンドリング31bに流れ、第1エンドリング31bから第1回転コアブロック9Aの第1底部9aに流れ込み、第1底部9aから円筒部9dを経て第1爪状磁極部9bに流れて第1爪状磁極部9bから電機子鉄心6に流れ込み、電機子鉄心6内を流れて第2回転コアブロック10Aの第2爪状磁極部10bに流れ込み、第2爪状磁極部10bから円筒部10dを経て第2底部10aに流れて第2底部10aから第2エンドリング32aに流れ込み、第2エンドリング32aから支持部31cに流れ込み、支持部31cを流れて胴体部31aに戻る、磁気回路が形成される。
Next, when the field winding 18 is energized, a magnetic flux is generated. With this magnetic flux, N poles and S poles are alternately formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the field rotating
このとき、支持部31cと第2エンドリング32aとの間に磁気吸引力が発生し、第2固定コアブロック31が、圧縮コイルばね35の付勢力に抗して支持部31c側に移動する。これにより、ライニング37が、図20に示されるように、第2回転コアブロック10Aの円筒部10dから離反し、制動が開放される。
そして、界磁巻線18への通電と同時に、交流電流が三相の電機子巻線7に順次供給され、界磁回転鉄心部8Aが回転駆動される。
At this time, a magnetic attractive force is generated between the
Simultaneously with energization of the field winding 18, alternating current is sequentially supplied to the three-phase armature winding 7, and the
したがって、この実施の形態10においても、上記実施の形態6と同様の効果を奏する。
この実施の形態10によれば、主磁束Aが第2底部10aから第2エンドリング32aに流れ、円筒部10dから第2エンドリング32aに流れ込む磁束量が極めて少なくなる。そこで、支持部31cと第2エンドリング32aとの間に発生する磁気吸引力が、第2エンドリング32aと円筒部10dとの間に発生する磁気吸引力により相殺されることなく、第2エンドリング32aを支持部31c側に移動させるように作用する。また、磁束が第2底部10aから第2エンドリング32aに流れることにより発生する磁気吸引力は、軸方向の吸引力であり、支持部31cと第2エンドリング32aとの間に発生する径方向の磁気吸引力には影響を与えない。したがって、第2エンドリング32aを支持部31c側に移動させる磁気吸引力が大きくなり、制動を確実に解除できる。
Therefore, the tenth embodiment also has the same effect as the sixth embodiment.
According to the tenth embodiment, the main magnetic flux A flows from the
実施の形態11.
図21はこの発明の実施の形態11に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の停止状態を示す半断面図である。
FIG. 21 is a half sectional view showing a stopped state of the rotating electric machine with brake applied to the elevator hoist according to the eleventh embodiment of the present invention.
図21において、隔壁41が、第2回転コアブロック10Aの円筒部10dと相対する第2エンドリング32aの外周面に固着されている。
なお、他の構成は上記実施の形態10と同様に構成されている。
In FIG. 21, the
Other configurations are the same as those in the tenth embodiment.
このように構成されたブレーキ付き回転電機1005は、非磁性材料からなる隔壁41が第2エンドリング32aの外周面に固着され、円筒部10dと第2エンドリング32aとの間に隙間gcを形成した場合と同等の磁気抵抗を確保している。
そこで、この実施の形態11でも、界磁巻線18に通電されていない状態、すなわち停止状態では、ライニング37が圧縮コイルばね35の付勢力により第2回転コアブロック10Aの円筒部10dに当接し、綱車11の回転が阻止される。
In the rotating electrical machine with
Therefore, also in the eleventh embodiment, in a state where the field winding 18 is not energized, that is, in a stopped state, the lining 37 contacts the
そして、界磁巻線18に通電されると、主磁束Aが、上記実施の形態10と同様に流れ、第2エンドリング32aが、圧縮コイルばね35の付勢力に抗して支持部31c側に移動する。これにより、ライニング37が、第2回転コアブロック10Aの円筒部10dから離反し、制動が開放される。
When the field winding 18 is energized, the main magnetic flux A flows in the same manner as in the tenth embodiment, and the
したがって、この実施の形態11においても、上記実施の形態10と同様の効果を奏する。
この実施の形態11によれば、円筒部10dと相対する第2エンドリング32aの外周面に非磁性の隔壁41を配設しているので、円筒部10dと第2エンドリング32aとの間の空隙を狭くしても、円筒部10dと第2エンドリング32aとの間に隙間gcを確保した場合と同等の磁気抵抗を確保することができる。そこで、円筒部10dと第2エンドリング32aとの間の空隙を狭くすることができ、ブレーキ付き回転電機1005の径方向長さを短くすることができる。
Therefore, this eleventh embodiment also has the same effect as the tenth embodiment.
According to the eleventh embodiment, since the
実施の形態12.
図22はこの発明の実施の形態12に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の停止状態を示す半断面図、図23はこの発明の実施の形態12に係るブレーキ付き回転電機における界磁固定鉄心部の構成を説明する分解斜視図、図24はこの発明の実施の形態12に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の運転状態を示す半断面図である。
FIG. 22 is a half cross-sectional view showing a stopped state of the rotating electrical machine with brake applied to the elevator hoisting machine according to the twelfth embodiment of the present invention, and FIG. 23 is a sectional view of the rotating electrical machine with brake according to the twelfth embodiment of the present invention. FIG. 24 is an exploded perspective view for explaining the configuration of the field fixed iron core, and FIG. 24 is a half sectional view showing the operating state of the rotating electrical machine with brake applied to the elevator hoist according to
図22乃至図24において、ブレーキ付き回転電機1006は、円筒状のフレーム2と底部3とからなる有底円筒状に作製され、主軸4が底部3の軸心位置から一体に同軸に突設されたハウジング1と、主軸4に固着された電機子5Aと、主軸4に回転可能に支持されて、電機子5Aの覆うように配設された界磁回転鉄心部8Bと、フレーム2に支持されて界磁回転鉄心部8Bの外周部に配設された界磁固定鉄心部45と、界磁固定鉄心部45に装着された界磁巻線18と、ブレーキ機構部と、を備えている。
22 to 24, a rotating
電機子5Aは、スロットが外周側に開口するように周方向に複数配列された、磁性材料で作製された円環状の電機子鉄心6Aと、電機子鉄心6Aに巻装された電機子巻線7Aと、を備えている。電機子5Aは、電機子鉄心6Aの中心穴に主軸4を挿通、固着させて、主軸4に取り付けられる。
The
界磁回転鉄心部8Bは、第1回転コアブロック9Aと、第2回転コアブロック10Bと、から構成されている。第2回転コアブロック10Bは、第2底部10aの外周縁部から径方向外方に突設された円盤状のフランジ部10eを備えている。界磁回転鉄心部8Bは、軸受12を介して主軸4に回転可能に、かつ軸方向の移動を規制されて取り付けられている。そして、界磁回転鉄心部8Bは、電機子鉄心6Aと第1および第2爪状磁極部9b,10bとの間に所定の空隙を確保して、電機子5Aを囲繞するように配設されている。
The field rotating
界磁固定鉄心部45は、第1固定コアブロック46と、第2固定コアブロック47と、から構成されている。
The field fixed
第1固定コアブロック46は、磁性材料で作製され、大径の内径を有する第1胴体部46aと小径の内径を有する第1エンドリング46bとが同軸に連設されている。そして、ガイドピン49が、それぞれ、第1胴体部46aの端面から軸方向に突設されて同一円周上に等角ピッチで3つ配設されている。さらに、ばね収納凹部50が、それぞれ、第1胴体部46aの端面に凹設されて同一円周上に等角ピッチで3つ配設され、弾性体としての圧縮コイルばね51が、端部をばね収納凹部50のそれぞれに収納されて配設されている。第1固定コアブロック46は、第1エンドリング46bを底部3に向けて、フレーム2に圧入、固着させて、ハウジング1に取り付けられる。
The first fixed
第2固定コアブロック47は、磁性材料で作製され、第1胴体部46aと同じ内径を有する第2胴体部47aと第1エンドリング46bと同じ内径を有する第2エンドリング47bとが同軸に連設されている。そして、ガイド穴52が、それぞれ、穴方向を軸方向としてガイドピン49を挿入可能に第2胴体部47aの端面に凹設されて同一円周上に等角ピッチで3つ配設されている。さらに、円環状のライニング収納凹部53が、第2エンドリング47bの第2胴体部47aと逆側の端面に同心状に凹設され、円環状のライニング54が、ライニング収納凹部53に配設されている。第2固定コアブロック47は、第2胴体部47aを第1胴体部46aに向けて、フレーム2に遊嵌状態に挿入させて、ハウジング1に取り付けられる。このとき、ガイドピン49がガイド穴52に挿入され、第2固定コアブロック47は、第1固定コアブロック46との同軸度が確保されるとともに、軸方向の移動のみが可能となっている。
The second fixed
界磁固定鉄心部45は、界磁回転鉄心部8Bの外周側に配設されている。
ボビン55は、第1および第2胴体部46a,47aに内嵌状態に装着される。そして、導体線を多層多列に巻回して、界磁巻線18が作製される。ボビン55は、第1エンドリング46bに係止され、軸方向の移動が規制されて、第1エンドリング46bの内径を下回らないように第1固定コアブロック46に取り付けられている。なお、第2固定コアブロック47はボビン55に対して軸方向に移動可能となっている。
The field fixed
The
このように構成されたブレーキ付き回転電機1006の動作について説明する。
The operation of the rotating electrical machine with
ブレーキ付き回転電機1006では、圧縮コイルばね51の付勢力が第2固定コアブロック47を第1固定コアブロック46から離反するように軸方向に押圧している。そこで、界磁巻線18に通電されていない状態、すなわち停止状態では、第2固定コアブロック47は、図22中右方向に移動し、ライニング54が圧縮コイルばね51の付勢力により第2回転コアブロック10Bのフランジ部10eに当接している。そこで、綱車11が回転しようとすると、ライニング54とフランジ部10eとの間に摩擦力が発生し、この摩擦力がブレーキトルクとなり、綱車11の回転が阻止される。このように、第2固定コアブロック47がブレーキアーマチュアの機能を果たす。なお、第2固定コアブロック47、圧縮コイルばね51およびライニング54がブレーキ機構部を構成する。
In the rotating electrical machine with
この停止状態では、隙間gaが第2エンドリング47bとフランジ部10eとの間に形成され、隙間gbが第1固定コアブロック46と第2固定コアブロック47との間に形成されている。また、隙間gcが第1エンドリング46bと円筒部9dとの間、および第2エンドリング47bと円筒部10dとの間に形成されている。そして、隙間gaが隙間gbおよび隙間gcより大きくなっている。
In this stop state, the gap ga is formed between the
ついで、界磁巻線18に通電されると、磁束が発生する。この磁束により、N極とS極とが界磁回転鉄心部8Bの外周面に周方向の交互に形成される。つまり、第1爪状磁極部9bがN極となり、第2爪状磁極部10bがS極となる。そこで、主磁束Aが、図24中矢印で示されるように、第1胴体部46aから第1エンドリング46bに流れ、第1エンドリング46bから第1回転コアブロック9Aの円筒部9dに流れ込み、円筒部9dから第1爪状磁極部9bに流れて第1爪状磁極部9bから電機子鉄心6Aに流れ込み、電機子鉄心6A内を流れて第2回転コアブロック10Bの第2爪状磁極部10bに流れ込み、第2爪状磁極部10bから円筒部10dに流れて円筒部10dから第2固定コアブロック47の第2エンドリング47bに流れ込み、第2エンドリング47bから第2胴体部47aに流れて、第1胴体部46aに戻る、磁気回路が形成される。
Next, when the field winding 18 is energized, a magnetic flux is generated. By this magnetic flux, N poles and S poles are alternately formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the field rotating
このとき、第1胴体部46aと第2胴体部47aとの間に磁気吸引力が発生し、第2固定コアブロック47が、圧縮コイルばね51の付勢力に抗して第1固定コアブロック46側に移動する。これにより、ライニング54が、図24に示されるように、第2回転コアブロック10Bのフランジ部10eから離反し、制動が開放される。
そして、界磁巻線18への通電と同時に、交流電流が三相の電機子巻線7Aに順次供給され、界磁回転鉄心部8Bが回転駆動される。
At this time, a magnetic attractive force is generated between the first body portion 46 a and the second body portion 47 a, and the second fixed
Simultaneously with the energization of the field winding 18, an alternating current is sequentially supplied to the three-phase armature winding 7 </ b> A, and the
この実施の形態12においても、界磁巻線18への通電により発生する磁束を利用して界磁回転鉄心部8B、すなわち綱車11の制動/制動解除を行っているので、界磁巻線用電源とブレーキ用電源との共有化ができ、低コスト化を図ることができる。
界磁巻線18への通電により形成される磁気回路を流れる主磁束Aによる磁気吸引力により第2固定コアブロック47を移動させているので、第2固定コアブロック47を移動させる磁気吸引力が大きくなり、制動を確実に解除できる。
ブレーキアーマチュアとして機能する第2固定コアブロック47が界磁回転鉄心部8Bに含まれていないので、イナーシャを小さくできる。
圧縮コイルばね51が界磁固定鉄心部45に配設されているので、圧縮コイルばね51が回転せず、騒音の発生が抑制される。
Also in the twelfth embodiment, the
Since the second fixed
Since the second fixed
Since the
この実施の形態12によれば、ブレーキのメンテナンスを行うことにより隙間gaが変化しても、第1および第2エンドリング46b,47bと円筒部9d,10dとの間の隙間gcを一定に保つことができるので、モータ性能が安定化される。
According to the twelfth embodiment, even if the gap ga changes due to brake maintenance, the gap gc between the first and second end rings 46b, 47b and the
また、主磁束Aが円筒部10dから第2エンドリング47bに流れ、フランジ部10eから第2エンドリング47bに流れ込む磁束量が極めて少なくなる。そこで、第1固定コアブロック46と第2固定コアブロック47との間に発生する磁気吸引力が、第2エンドリング47bとフランジ部10eとの間に発生する磁気吸引力により相殺されることなく、第2固定コアブロック47を第1固定コアブロック46側に移動させるように作用する。また、磁束が円筒部10dから第2エンドリング47bに流れることにより発生する磁気吸引力は、径方向の吸引力であり、第1固定コアブロック46と第2固定コアブロック47との間に発生する径方向の磁気吸引力には影響を与えない。したがって、第2固定コアブロック47を第1固定コアブロック46側に移動させる磁気吸引力が大きくなり、制動を確実に解除できる。
Further, the main magnetic flux A flows from the
実施の形態13.
図25はこの発明の実施の形態13に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の停止状態を示す半断面図、図26はこの発明の実施の形態13に係るブレーキ付き回転電機における界磁固定鉄心部を示す斜視図、図27はこの発明の実施の形態13に係るブレーキ付き回転電機における界磁固定鉄心部を示す端面図、図28はこの発明の実施の形態13に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の運転状態を示す半断面図である。
FIG. 25 is a half sectional view showing a stopped state of a rotating electric machine with brake applied to an elevator hoisting machine according to a thirteenth embodiment of the present invention, and FIG. 26 is a sectional view of the rotating electric machine with a brake according to the thirteenth embodiment of the present invention. 27 is a perspective view showing the field fixed iron core, FIG. 27 is an end view showing the field fixed iron core in the brake-equipped rotating electric machine according to the thirteenth embodiment of the present invention, and FIG. 28 is an elevator according to the thirteenth embodiment of the present invention. It is a semi-sectional view which shows the driving | running state of the rotary electric machine with a brake applied to a hoisting machine.
図25乃至図28において、界磁固定鉄心部60は、第1固定コアブロック61と、第2固定コアブロック62と、から構成されている。
In FIG. 25 to FIG. 28, the field fixed
第1固定コアブロック61は、磁性材料で作製され、小径の内径を有する第1エンドリング61bと所定の軸方向長さを有する断面正方形の穴形状を有する支持部61cとを大径の内径を有する胴体部61aの軸方向の両側に同軸に連結して構成され、外周面を円筒面とするリング体に作製されている。ガイドピン63が支持部61cの相対する2つの内周面に2本ずつ、当該内周面に直角に立設されている。
The first fixed
第2固定コアブロック62は、磁性材料で作製され、支持部61cの穴形状より小形の四角形の外形形状を有し、円筒部10dの外径より大径の穴が中心位置に開けられた、所定厚みのリング体を周方向に2等分割して構成された一対の第2エンドリング62aから構成されている。第2エンドリング62aの側面には、ガイド穴64が、ガイドピン63を挿入可能に凹設されている。第2エンドリング62aの内周面には、半円環状のライニング収納凹部66が凹設され、ライニング67がライニング収納凹部66に収納されて配設されている。
The second fixed
この第2エンドリング62aは、ガイド穴64にガイドピン63を挿入させつつ、支持部61cに装着される。そして、圧縮コイルばね65が、支持部61cの内周面と第2エンドリング62aの側面との間に介装されている。なお、圧縮コイルばね65は、その端部を、支持部61cの内周面又は第2エンドリング62aの側面に凹設されたばね収納凹部(図示せず)に収納されて、配設されている。
なお、実施の形態13は、界磁固定鉄心部45に換えて、界磁固定鉄心部60を用いている点を除いて、上記実施の形態12と同様に構成されている。
The
The thirteenth embodiment is configured in the same manner as the above-described twelfth embodiment except that a field fixed
このように構成されたブレーキ付き回転電機1007では、第1固定コアブロック61が、フレーム2に圧入、固着させて、ハウジング1に取り付けられている。さらに、ボビン68が、第1固定コアブロック61の胴体部61aに装着され、ボルト69を第1エンドリング61bに締着して取り付けられている。また、界磁巻線18がボビン68に巻装されている。
In the rotating electrical machine with
ブレーキ付き回転電機1007では、圧縮コイルばね65の付勢力が第2エンドリング62aを径方向内方に移動するように押圧している。そこで、界磁巻線18に通電されていない状態、すなわち停止状態では、第2エンドリング62aは、図25中下方向に移動し、ライニング67が圧縮コイルばね65の付勢力により第2回転コアブロック10Bの円筒部10dの外周壁面に当接している。そこで、綱車11が回転しようとすると、ライニング67と円筒部10dとの間に摩擦力が発生し、この摩擦力がブレーキトルクとなり、綱車11の回転が阻止される。このように、第2固定コアブロック62がブレーキアーマチュアの機能を果たす。なお、第2固定コアブロック62、圧縮コイルばね65およびライニング67がブレーキ機構部を構成する。
In the rotating
この停止状態では、隙間gbが第2エンドリング62aと支持部61cとの間に形成され、隙間gcが第2エンドリング62aと円筒部10dとの間に形成されている。また、隙間gaが第2エンドリング62aとフランジ部10eとの間に形成されている。そして、隙間gcが隙間gaおよび隙間gbより広くなっている。
In this stop state, the gap gb is formed between the
ついで、界磁巻線18に通電されると、磁束が発生する。この磁束により、N極とS極とが界磁回転鉄心部8Bの外周面に周方向の交互に形成される。つまり、第1爪状磁極部9bがN極となり、第2爪状磁極部10bがS極となる。そこで、主磁束Aが、図28中矢印で示されるように、胴体部61aから第1エンドリング61bに流れ、第1エンドリング61bから第1回転コアブロック9Aの円筒部9dに流れ込み、円筒部9dから第1爪状磁極部9bに流れて第1爪状磁極部9bから電機子鉄心6Aに流れ込み、電機子鉄心6A内を流れて第2回転コアブロック10Bの第2爪状磁極部10bに流れ込み、第2爪状磁極部10bから円筒部10dを経てフランジ部10eに流れ、フランジ部10eから第2エンドリング62aに流れ込み、第2エンドリング62aから支持部61cに流れ込み、支持部61cを流れて胴体部61aに戻る、磁気回路が形成される。
Next, when the field winding 18 is energized, a magnetic flux is generated. By this magnetic flux, N poles and S poles are alternately formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the field rotating
このとき、支持部61cと第2エンドリング62aとの間に磁気吸引力が発生し、第2固定コアブロック61が、圧縮コイルばね65の付勢力に抗して支持部61c側に移動する。これにより、ライニング67が、図28に示されるように、第2回転コアブロック10Bの円筒部10dから離反し、制動が開放される。
そして、界磁巻線18への通電と同時に、交流電流が三相の電機子巻線7Aに順次供給され、界磁回転鉄心部8Bが回転駆動される。
At this time, a magnetic attractive force is generated between the
Simultaneously with the energization of the field winding 18, an alternating current is sequentially supplied to the three-phase armature winding 7 </ b> A, and the
この実施の形態13においても、界磁巻線18への通電により発生する磁束を利用して界磁回転鉄心部8B、すなわち綱車11の制動/制動解除を行っているので、界磁巻線用電源とブレーキ用電源との共有化ができ、低コスト化を図ることができる。
界磁巻線18への通電により形成される磁気回路を流れる主磁束Aによる磁気吸引力により第2固定コアブロック32を移動させているので、第2固定コアブロック62を移動させる磁気吸引力が大きくなり、制動を確実に解除できる。
Also in the thirteenth embodiment, the
Since the second fixed
ブレーキアーマチュアとして機能する第2固定コアブロック62が界磁回転鉄心部8Bに含まれていないので、イナーシャを小さくできる。
圧縮コイルばね65が界磁固定鉄心部60に配設されているので、圧縮コイルばね65が回転せず、振動の発生が抑制される。
Since the second fixed
Since the
この実施の形態13によれば、ブレーキアーマチュアとして機能する第2固定コアブロック62が界磁回転鉄心部8Bの外周側に配設されているので、ブレーキのメンテナンスが容易となる。
According to the thirteenth embodiment, since the second fixed
また、隙間gaが隙間gcより小さく形成されているので、界磁巻線18への通電により発生する磁束のほとんどはフランジ部10eから第2エンドリング62aに流れ込み、円筒部10dから第2エンドリング62aに流れ込む磁束量は極めて少なくなる。そこで、支持部61cと第2エンドリング62aとの間に発生する磁気吸引力が、第2エンドリング62aと円筒部10dとの間に発生する磁気吸引力により相殺されることなく、第2エンドリング62aを支持部61c側に移動させるように作用する。また、磁束が隙間gaを流れることにより発生する磁気吸引力は、軸方向の吸引力であり、第2エンドリング62aと支持部61cとの間に発生する径方向の磁気吸引力には影響を与えない。したがって、第2エンドリング62aを支持部61c側に移動させる磁気吸引力が大きくなり、制動を確実に解除できる。
Since the gap ga is smaller than the gap gc, most of the magnetic flux generated by energizing the field winding 18 flows from the
実施の形態14.
図29はこの発明の実施の形態14に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の運転状態を示す半断面図、図30はこの発明の実施の形態14に係るブレーキ付き回転電機における界磁回転鉄心部を示す斜視図、図31はこの発明の実施の形態14に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の停止状態を示す半断面図である。
Embodiment 14 FIG.
FIG. 29 is a half sectional view showing an operating state of a brake-equipped rotating electrical machine applied to an elevator hoisting machine according to Embodiment 14 of the present invention, and FIG. 30 is a brake-equipped rotating electrical machine according to Embodiment 14 of the present invention. FIG. 31 is a half sectional view showing a stopped state of a rotating electrical machine with a brake applied to an elevator hoisting machine according to Embodiment 14 of the present invention.
図29乃至図31において、界磁回転鉄心部70は、第1回転コアブロック71と、第2回転コアブロック72と、から構成されている。第1回転コアブロック71は、磁性材料で作製され、中心穴71cを有する第1底部71aと、それぞれ、第1底部71aの一面の外周縁部から軸方向に延設されて、周方向に等角ピッチで配設された第1爪状磁極部71bと、第1底部71aの他面側縁部から径方向内方に延設された肩部71dと、を備えている。第2回転コアブロック72は、磁性材料で作製され、第2底部72aと、それぞれ、第2底部72aの一面の外周縁部から軸方向に延設されて、周方向に等角ピッチで配設された第2爪状磁極部72bと、第2底部72aの他面から同軸に延設された綱車11と、第2底部72aと綱車11の軸心位置に穿設された中心穴72cと、を備えている。
In FIG. 29 to FIG. 31, the field rotating
ガイドピン73が、第2回転コアブロック72の第2底部72aの一面の外周縁部の、相対する2つの第2爪状磁極部72b間から軸方向に延設されている。また、圧縮コイルばね74が、第2回転コアブロック72の第2底部72aの一面の外周縁部の、相対する2つの第2爪状磁極部72b間に配設されている。さらに、ガイド穴75が、穴方向を軸方向として、ガイドピン73に対応するように、第1回転コアブロック71の爪状磁極部71bの先端面に凹設されている。
ライニング固定部76が、ハウジング1の底部3に、第1回転コアブロック71の第1底部71aと相対するように突設され、ライニング77がライニング固定部76に装着されている。また、メンテナンス用穴78が、外側からライニング固定部76にアクセス可能に底部3に形成されている。
A
A
そして、第1回転コアブロック71が、第1底部71aを底部3に向けて、中心穴71cに装着された軸受12を介して主軸4に回転可能に取り付けられている。第1回転コアブロック71は、軸方向に移動可能に軸受12に装着されている。第2回転コアブロック72は、第2爪状磁極部72bを第1爪状磁極部71bと噛み合わせ、かつガイドピン73をガイド穴75に挿入して、中心穴72cに装着された軸受12を介して主軸4に回転可能に、かつ軸方向の移動を規制されて取り付けられている。これにより、第1および第2爪状磁極部71b、72bが、等角ピッチで、周方向に交互に配列されている。
The first
界磁固定鉄心部80は、大径の第1および第2エンドリング80b,80cを小径の胴体部80aの軸方向の両側に同軸に連結して構成され、中心穴80dが心位置に穿設されている。そして、界磁固定鉄心部80は、第1エンドリング80bを第1底部71aに向けて、中心穴80dに主軸4を挿通、固着させて、界磁回転鉄心部70の内部に収納されて、主軸4に取り付けられる。ボビン81が、胴体部80aに外嵌状態に装着され、第1エンドリング80bに係止され、軸方向の移動が規制されて、第1エンドリング80bの外径を超えないように界磁固定鉄心部80に取り付けられている。
The field-fixed
このように構成されたブレーキ付き回転電機1008では、圧縮コイルばね74の付勢力が第1回転コアブロック71を図31中左側に移動するように押圧している。そこで、界磁巻線18に通電されていない状態、すなわち停止状態では、第1回転コアブロック71は、第1回転コアブロック71の第1底部71aが圧縮コイルばね65の付勢力によりライニング77当接している。そこで、綱車11が回転しようとすると、ライニング77と第1底部71aとの間に摩擦力が発生し、この摩擦力がブレーキトルクとなり、綱車11の回転が阻止される。このように、第1回転コアブロック71がブレーキアーマチュアの機能を果たす。なお、第2回転コアブロック71、圧縮コイルばね74およびライニング77がブレーキ機構部を構成する。
In the rotating electrical machine with
この停止状態では、隙間gbが第1エンドリング80bと第1底部71aとの間に形成される。また、隙間gcが第1および第2エンドリング80b、80cと第1および第2爪状磁極部71b、72bとの間に形成されている。そして、隙間gcが隙間gbより広くなっている。
In this stopped state, a gap gb is formed between the
ついで、界磁巻線18に通電されると、磁束が発生する。この磁束により、N極とS極とが界磁回転鉄心部70の外周面に周方向の交互に形成される。つまり、第1爪状磁極部71bがN極となり、第2爪状磁極部72bがS極となる。そこで、主磁束Aが、図29中矢印で示されるように、胴体部80aから第1エンドリング80bに流れ、第1エンドリング80bから第1回転コアブロック71の第1底部71aに流れ込み、第1底部71aから第1爪状磁極部71bに流れて第1爪状磁極部71bから電機子鉄心6に流れ込み、電機子鉄心6内を流れて第2回転コアブロック72の第2爪状磁極部72bに流れ込み、第2爪状磁極部72bから第2底部72aに流れ、第2底部72aから第2エンドリング80cに流れ込み、第2エンドリング80cを流れて胴体部80aに戻る、磁気回路が形成される。
Next, when the field winding 18 is energized, a magnetic flux is generated. With this magnetic flux, N poles and S poles are alternately formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the
このとき、第1エンドリング80bと第1底部71aとの間に磁気吸引力が発生し、第1回転コアブロック71が、圧縮コイルばね74の付勢力に抗して第1エンドリング80b側に移動する。これにより、第1回転コアブロック71の第1底部71aが、図29に示されるように、ライニング77から離反し、制動が開放される。
そして、界磁巻線18への通電と同時に、交流電流が三相の電機子巻線7に順次供給され、界磁回転鉄心部70が回転駆動される。
At this time, a magnetic attractive force is generated between the
Simultaneously with the energization of the field winding 18, an alternating current is sequentially supplied to the three-phase armature winding 7, and the
この実施の形態14においても、界磁巻線18への通電により発生する磁束を利用して界磁回転鉄心部70、すなわち綱車11の制動/制動解除を行っているので、界磁巻線用電源とブレーキ用電源との共有化ができ、低コスト化を図ることができる。
界磁巻線18への通電により形成される磁気回路を流れる主磁束Aによる磁気吸引力により第2回転コアブロック71を移動させているので、第2回転コアブロック71を移動させる磁気吸引力が大きくなり、制動を確実に解除できる。
界磁回転鉄心部70を構成する第2回転コアブロック71がブレーキアーマチュアとして機能するので、別途ブレーキアーマチュアを付設する場合に比べ、イナーシャを小さくできる。
Also in the fourteenth embodiment, since the magnetic field generated by energization of the field winding 18 is used to brake / release the
Since the second
Since the second
この実施の形態14によれば、ライニング固定部76がハウジング1の底部3の内面の主軸4側に設けられ、メンテナンス用穴78がライニング固定部76に取り付けられたライニング77に外部からアクセス可能に底部3に形成されている。そこで、界磁回転鉄心部70を取り外すことなくライニング77にアクセスでき、ブレーキのメンテナンスが容易となる。
According to the fourteenth embodiment, the
実施の形態15.
図32はこの発明の実施の形態15に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の停止状態を示す半断面図、図33はこの発明の実施の形態15に係るブレーキ付き回転電機における界磁回転鉄心部を示す斜視図、図34はこの発明の実施の形態15に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の運転状態を示す半断面図である。
FIG. 32 is a half sectional view showing a stopped state of the rotating electric machine with brake applied to the elevator hoisting machine according to the fifteenth embodiment of the present invention, and FIG. 33 is a schematic diagram of the rotating electric machine with brake according to the fifteenth embodiment of the present invention. FIG. 34 is a half sectional view showing an operating state of a rotating electrical machine with a brake applied to an elevator hoisting machine according to
図32乃至図34において、界磁回転鉄心部90は、第1回転コアブロック91と、第2回転コアブロック92と、から構成されている。第1回転コアブロック91は、磁性材料で作製され、円筒部91aと、それぞれ、円筒部91aの一面から軸方向に延設されて、周方向に等角ピッチで配設された第1爪状磁極部91bと、を備えている。第2回転コアブロック92は、磁性材料で作製され、第2底部92aと、第2底部92aの一面の外周縁部から軸方向に突設された円筒部92dと、それぞれ、円筒部92dから軸方向に延設されて、周方向に等角ピッチで配設された第2爪状磁極部92bと、第2底部92aの他面から同軸に延設された綱車11と、第2底部92aと綱車11の軸心位置に穿設された中心穴92cと、を備えている。
In FIG. 32 to FIG. 34, the
そして、第1および第2回転コアブロック91,92は、第1および第2爪状磁極部91b,92bが互いに噛み合うように組み合わされ、円筒部91aと第2爪状磁極部92bとが非磁性材料からなる連結部材93により固着され、かつ円筒部92dと第1爪状磁極部91bとが連結部材93により固着されて一体化され、界磁回転鉄心部90を構成している。これにより、第1および第2爪状磁極部91b,92bが、等角ピッチで、周方向に交互に配列されている。
この界磁回転鉄心部90は、中心穴92cに装着された軸受12を介して主軸4に回転可能に、かつ軸方向の移動を規制されて取り付けられている。
The first and second rotating core blocks 91 and 92 are combined so that the first and second claw-shaped
The
なお、実施の形態15は、界磁回転鉄心部8Aに換えて界磁回転鉄心部90を用いている点を除いて、上記実施の形態7と同様に構成されている。
The fifteenth embodiment is configured in the same manner as the seventh embodiment except that a
このように構成されたブレーキ付き回転電機1009では、圧縮コイルばね21の付勢力が第2エンドリング17bを図32中右側に移動させるように押圧している。そこで、界磁巻線18に通電されていない状態、すなわち停止状態では、第2エンドリング17bは、図32中右側に移動し、ライニング24が圧縮コイルばね21の付勢力により第2回転コアブロック92の第2底部92aに当接している。そこで、綱車11が回転しようとすると、ライニング24と第2底部92aとの間に摩擦力が発生し、この摩擦力がブレーキトルクとなり、綱車11の回転が阻止される。このように、第2固定コアブロック17がブレーキアーマチュアの機能を果たす。なお、第2固定コアブロック17、圧縮コイルばね21およびライニング24がブレーキ機構部を構成する。
In the rotating electrical machine with
ついで、界磁巻線18に通電されると、磁束が発生する。この磁束により、N極とS極とが界磁回転鉄心部90の外周面に周方向の交互に形成される。つまり、第1爪状磁極部91bがN極となり、第2爪状磁極部92bがS極となる。また、隙間gaが隙間gb,gcより大きくなっている。そこで、主磁束Aが、図34中矢印で示されるように、第1胴体部16aから第1エンドリング16bに流れ、第1エンドリング16bから第1回転コアブロック91の円筒部91aに流れ込み、円筒部91aから第1爪状磁極部91bに流れて第1爪状磁極部91bから電機子鉄心6に流れ込み、電機子鉄心6内を流れて第2回転コアブロック92の第2爪状磁極部92bに流れ込み、第2爪状磁極部92bから円筒部92dに流れて円筒部92dから第2エンドリング17bに流れ込み、第2エンドリング17bから第2胴体部17aに流れ込み、第2胴体部17aを流れて第1胴体部16aに戻る、磁気回路が形成される。
Next, when the field winding 18 is energized, a magnetic flux is generated. Due to this magnetic flux, N poles and S poles are alternately formed on the outer peripheral surface of the
このとき、第1固定コアブロック16と第2固定コアブロック17との間に磁気吸引力が発生し、第2固定コアブロック17が、圧縮コイルばね21の付勢力に抗して第1固定コアブロック16側に移動する。これにより、ライニング24が、図34に示されるように、第2回転コアブロック92の第2底部92aから離反し、制動が開放される。
そして、界磁巻線18への通電と同時に、交流電流が三相の電機子巻線7に順次供給され、界磁回転鉄心部90が回転駆動される。
At this time, a magnetic attractive force is generated between the first fixed
Simultaneously with the energization of the field winding 18, an alternating current is sequentially supplied to the three-phase armature winding 7, and the
この実施の形態15においても、界磁巻線18への通電により発生する磁束を利用して界磁回転鉄心部90、すなわち綱車11の制動/制動解除を行っているので、界磁巻線用電源とブレーキ用電源との共有化ができ、低コスト化を図ることができる。
界磁巻線18への通電により形成される磁気回路を流れる主磁束Aによる磁気吸引力により第2固定コアブロック17を移動させているので、第2固定コアブロック17を移動させる磁気吸引力が大きくなり、制動を確実に解除できる。
Also in the fifteenth embodiment, the field rotating
Since the second fixed
ブレーキアーマチュアとして機能する第2固定コアブロック17が界磁回転鉄心部90に含まれていないので、イナーシャを小さくできる。
圧縮コイルばね21が界磁固定鉄心部15に配設されているので、圧縮コイルばね21が回転せず、振動の発生が抑制される。
Since the second fixed
Since the
この実施の形態15によれば、ブレーキのメンテナンスを行うことにより隙間gaが変化しても、第1および第2エンドリング16b,17bと円筒部91a,92dとの間の隙間gcを一定に保つことができるので、モータ性能が安定化される。
また、界磁回転鉄心部90が片持ち支持されているので、界磁回転鉄心部90の取り外しが容易となり、ブレーキのメンテナンスが容易となる。
According to the fifteenth embodiment, even if the gap ga changes due to brake maintenance, the gap gc between the first and second end rings 16b, 17b and the
Further, since the field rotating
また、隙間gaが隙間gcより大きく形成されているので、界磁巻線18への通電により発生する磁束のほとんどは円筒部92dから第2エンドリング17bに流れ込み、第2底部92aから第2エンドリング17bに流れ込む磁束量は極めて少なくなる。そこで、第1固定コアブロック16と第2固定コアブロック17との間に発生する磁気吸引力が、第2固定コアブロック17と第2底部92aとの間に発生する磁気吸引力により相殺されることなく、第2固定コアブロック17を第1固定コアブロック16側に移動させるように作用する。また、磁束が隙間gcを流れることにより発生する磁気吸引力は、径方向の吸引力であり、第1固定コアブロック16と第2固定コアブロック17との間に発生する軸方向の磁気吸引力には影響を与えない。したがって、第2固定コアブロック17を第1固定コアブロック16側に移動させる磁気吸引力が大きくなり、制動を確実に解除できる。
Further, since the gap ga is formed larger than the gap gc, most of the magnetic flux generated by energizing the field winding 18 flows from the
なお、上記実施の形態15では、第1回転コアブロックの円筒部と第2回転コアブロックの第2爪状磁極部とを非磁性材料からなる連結部材を用いて固着し、第1回転コアブロックの第1爪状磁極部と第2回転コアブロックの円筒部とを非磁性材料からなる連結部材を用いて固着するものとしているが、極性が界磁の極性と軸方向に反対となる向きに着磁された磁石を用いて、円筒部と爪状磁極部とを固着してもよい。
また、上記実施の形態15では、界磁回転鉄心部90を実施の形態7によるブレーキ付き回転電機に適用するものとして説明しているが、実施の形態1−6,8−13によるブレーキ付き回転電機に適用しても、同様の効果を奏する。
In the fifteenth embodiment, the cylindrical portion of the first rotating core block and the second claw-shaped magnetic pole portion of the second rotating core block are fixed using a connecting member made of a nonmagnetic material, and the first rotating core block is fixed. The first claw-shaped magnetic pole portion and the cylindrical portion of the second rotating core block are fixed using a connecting member made of a non-magnetic material, but the polarity is opposite to the magnetic field polarity in the axial direction. The cylindrical portion and the claw-shaped magnetic pole portion may be fixed using a magnetized magnet.
In the fifteenth embodiment, the field rotating
実施の形態16.
図35はこの発明の実施の形態16に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の停止状態を示す半断面図、図36はこの発明の実施の形態16に係るブレーキ付き回転電機における界磁固定鉄心部を示す分解斜視図、図37はこの発明の実施の形態16に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機の運転状態を示す半断面図である。
FIG. 35 is a half cross-sectional view showing a stopped state of the rotating electrical machine with brake applied to the elevator hoisting machine according to the sixteenth embodiment of the present invention, and FIG. 36 is a diagram of the rotating electrical machine with brake according to the sixteenth embodiment of the present invention. FIG. 37 is an exploded perspective view showing a field fixed iron core, and FIG. 37 is a half sectional view showing an operating state of a rotating electrical machine with a brake applied to an elevator hoist according to
図35および図36において、界磁固定鉄心部100は、第1固定コアブロック101と、第2固定コアブロック110と、第3固定コアブロック115と、から構成されている。
35 and 36, the field fixed
第1固定コアブロック101は、磁性材料で作製され、小径の第1胴体部101aと大径の第2胴体部101bと小径の第3胴体部101cとが同軸に連設され、中心穴102が軸心位置に穿設されている。そして、ガイドピン103が、それぞれ、第1胴体部101aと第3胴体部101cの端面から軸方向に突設されて同一円周上に等角ピッチで3つ配設されている。さらに、ばね収納凹部104が、それぞれ、第1胴体部101aと第3胴体部101cの端面に凹設されて同一円周上に等角ピッチで3つ配設され、弾性体としての圧縮コイルばね105が、端部をばね収納凹部104のそれぞれに収納されて配設されている。第1固定コアブロック101は、それぞれ、第1胴体部101aを第1底部9aに、第3胴体部101cを第2底部10aに向けて、中心穴102に主軸4を挿通、固着させて、主軸4に取り付けられる。
The first fixed
第2固定コアブロック110は、磁性材料で作製され、第1胴体部101aと同径の第4胴体部110aと、第1胴体部101aより大径の第1エンドリング110bとが同軸に連設され、中心穴111が軸心位置に穿設されている。そして、ガイド穴112が、それぞれ、穴方向を軸方向としてガイドピン103を挿入可能に第4胴体部110aの端面に凹設されて同一円周上に等角ピッチで3つ配設されている。さらに、円環状のライニング収納凹部(図示せず)が、第1エンドリング110bの第4胴体部110aと逆側の端面に同心状に凹設され、円環状のライニング113が、ライニング収納凹部に配設されている。第2固定コアブロック110は、第4胴体部110aを第1胴体部101aに向けて、中心穴111に主軸4を遊嵌状態に挿通させて、主軸4に取り付けられる。このとき、ガイドピン103がガイド穴112に挿入され、第2固定コアブロック110は、第1固定コアブロック101との同軸度が確保されるとともに、軸方向の移動のみが可能となっている。
The second fixed
第3固定コアブロック115は、磁性材料で作製され、第3胴体部101cと同径の第5胴体部115aと、第3胴体部101cより大径の第2エンドリング115bとが同軸に連設され、中心穴116が軸心位置に穿設されている。そして、ガイド穴(図示せず)が、それぞれ、穴方向を軸方向としてガイドピン103を挿入可能に第5胴体部115aの端面に凹設されて同一円周上に等角ピッチで3つ配設されている。さらに、円環状のライニング収納凹部117が、第2エンドリング115bの第5胴体部115aと逆側の端面に同心状に凹設され、円環状のライニング118が、ライニング収納凹部117に配設されている。第3固定コアブロック115は、第5胴体部115aを第3胴体部101cに向けて、中心穴116に主軸4を遊嵌状態に挿通させて、主軸4に取り付けられる。このとき、ガイドピン103がガイド穴に挿入され、第3固定コアブロック115は、第1固定コアブロック101との同軸度が確保されるとともに、軸方向の移動のみが可能となっている。
The third fixed
ボビン120は、円筒状の巻き胴部120aを第2胴体部101bに外嵌状態に装着される。また、ボビン120は、第1固定コアブロック101の第1胴体部101aと第3胴体部101cに係止され、軸方向の移動が規制されて、取り付けられている。そして、第2固定コアブロック110と第3固定コアブロック115はボビン120に対して軸方向に移動可能となっている。
なお、他の構成は上記実施の形態1と同様に構成されている。
The
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
このように構成されたブレーキ付き回転電機1010では、圧縮コイルばね105の付勢力が第2固定コアブロック110と第3固定コアブロック115を第1固定コアブロック101から離反するように軸方向に押圧している。そこで、界磁巻線18に通電されていない状態、すなわち停止状態では、第2固定コアブロック110は、図35中左側に、第3固定コアブロック115は、図35中右側に移動する。そこで、ライニング113が圧縮コイルばね105の付勢力により第1回転コアブロック9の第1底部9aに当接し、ライニング118が圧縮コイルばね105の付勢力により第2回転コアブロック10の第2底部10aに当接する。これにより、綱車11が回転しようとすると、ライニング113と第1底部9aとの間、さらにライニング118と第2底部10aとの間に摩擦力が発生し、この摩擦力がブレーキトルクとなり、綱車11の回転が阻止される。このように、第2固定コアブロック110と第3固定コアブロック115がブレーキアーマチュアの機能を果たす。なお、第2固定コアブロック110、第3固定コアブロック115、圧縮コイルばね105およびライニング113,118がブレーキ機構部を構成する。
In the rotating electrical machine with
ついで、界磁巻線18に通電されると、磁束が発生する。この磁束により、N極とS極とが界磁回転鉄心部8の外周面に周方向の交互に形成される。つまり、第1爪状磁極部9bがN極となり、第2爪状磁極部10bがS極となる。また、隙間gaが隙間gbより大きくなっている。そこで、主磁束Aが、図37中矢印で示されるように、第2胴体部101bから第1胴体部101aを通って第4胴体部110aに流れ、第4胴体部110aから第1エンドリング110bに流れ、第1エンドリング110bから第1回転コアブロック9の第1底部9aに流れ込み、第1底部9aから第1爪状磁極部9bに流れて第1爪状磁極部9bから電機子鉄心6に流れ込み、電機子鉄心6内を流れて第2回転コアブロック10の第2爪状磁極部10bに流れ込み、第2爪状磁極部10bから第2底部10dに流れて第2底部10bから第2エンドリング115bに流れ込み、第2エンドリング115bから第5胴体部115aに流れ込み、第5胴体部115aから第3胴体部101cを通って第2胴体部101bに戻る、磁気回路が形成される。
Next, when the field winding 18 is energized, a magnetic flux is generated. With this magnetic flux, N poles and S poles are alternately formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the field rotating
このとき、第1固定コアブロック101と第2固定コアブロック110との間、第1固定コアブロック101と第3固定コアブロック115との間、に磁気吸引力が発生する。そこで、第2固定コアブロック110が、圧縮コイルばね105の付勢力に抗して、かつ第3固定コアブロック115が、圧縮コイルばね105の付勢力に抗して、第1固定コアブロック101側に移動する。これにより、ライニング113,118が、図37に示されるように、第1回転コアブロック9の第1底部9aおよび第2回転コアブロック10の第2底部10aから離反し、制動が開放される。
そして、界磁巻線18への通電と同時に、交流電流が三相の電機子巻線7に順次供給され、界磁回転鉄心部8が回転駆動される。
At this time, a magnetic attractive force is generated between the first fixed
Simultaneously with energization of the field winding 18, an alternating current is sequentially supplied to the three-phase armature winding 7, and the
この実施の形態16においても、界磁巻線18への通電により発生する磁束を利用して界磁回転鉄心部8、すなわち綱車11の制動/制動解除を行っているので、界磁巻線用電源とブレーキ用電源との共有化ができ、低コスト化を図ることができる。
界磁巻線18への通電により形成される磁気回路を流れる主磁束Aによる磁気吸引力により第2固定コアブロック110と第3固定コアブロック115を移動させているので、第2固定コアブロック110と第3固定コアブロック115を移動させる磁気吸引力が大きくなり、制動を確実に解除できる。
Also in the sixteenth embodiment, the
Since the second fixed
ブレーキアーマチュアとして機能する第2固定コアブロック110と第3固定コアブロック115が界磁回転鉄心部8に含まれていないので、イナーシャを小さくできる。
圧縮コイルばね105が界磁固定鉄心部100に配設されているので、圧縮コイルばね113,117は回転せず、騒音の発生が抑制される。
Since the second fixed
Since the
そして、ブレーキアーマチュアとしての第2固定コアブロック110と第3固定コアブロック115が独立して機能するため、ブレーキ機構1個当りのブレーキトルクを小さくでき、ブレーキ機構を小型化できる。また、ブレーキアーマチュアの一方が故障して移動できなくなった場合でも、他方を移動でき制動を行うことができるため、安全性が向上する。
And since the 2nd fixed
なお、上記実施の形態16では、界磁固定鉄心部が界磁回転鉄心部の内周部に配設されているブレーキ付き回転電機について説明しているが、実施の形態12と同様に、界磁固定鉄心部が界磁回転鉄心部の外周部に配設されているブレーキ付き回転電機に適用しても同様の効果が得られる。 In the sixteenth embodiment, the brake-equipped rotating electric machine in which the field fixed iron core is disposed on the inner periphery of the field rotating iron core has been described. The same effect can be obtained even if the present invention is applied to a rotating electric machine with a brake in which the magnetically fixed iron core is disposed on the outer periphery of the field rotating iron core.
実施の形態17.
図38はこの発明の実施の形態17に係るブレーキ付き回転電機における界磁回転鉄心部を示す斜視図、図39はこの発明の実施の形態17に係るブレーキ付き回転電機における制御装置の概略構成を示すブロック図、図40はこの発明の実施の形態17に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機における通電状態の時刻暦を示す図である。
FIG. 38 is a perspective view showing a field rotating iron core in a rotating electrical machine with brake according to
図38において、第1および第2回転コアブロック91,92は、第1および第2爪状磁極部91b,92bが互いに噛み合うように組み合わされ、円筒部91aと第2爪状磁極部92bとが界磁の極性と軸方向に反対となる磁束の向きに着磁された磁石からなる連結部材94により固着され、円筒部92dと第1爪状磁極部91bとが界磁の極性と軸方向に反対となる磁束の向きに着磁された磁石からなる連結部材94により固着され、第1爪状磁極部91bと第2爪状磁極部92bとが界磁の極性と周方向に反対となる磁束の向きに着磁された磁石からなる連結部材95により固着されて一体化され、界磁回転鉄心部90Aを構成している。これにより、第1および第2爪状磁極部91b、92bが、等角ピッチで、周方向に交互に配列されている。この連結部材94,95は、界磁巻線18に通電したときに形成される磁気回路を流れる磁束を補強する方向に磁束を流す。
In FIG. 38, the first and second rotating core blocks 91 and 92 are combined so that the first and second claw-shaped
このように構成された界磁回転鉄心部90Aは、中心穴92cに装着された軸受12を介して主軸4に回転可能に、かつ軸方向の移動を規制されて取り付けられている。
なお、実施の形態17によるブレーキ付き回転電機は、界磁回転鉄心部90に換えて界磁回転鉄心部90Aを用いている点を除いて、上記実施の形態15と同様に構成されている。
The field rotating
The rotating electrical machine with brake according to the seventeenth embodiment is configured in the same manner as in the fifteenth embodiment, except that the
この実施の形態17によるブレーキ付き回転電機では、図39に示されるように、界磁巻線18に印加する界磁電流を制御する電流制御手段である界磁電流制御器201を備えた界磁巻線制御装置200と、電機子巻線7に印加する電機子電流を制御する電流制御手段である電機子電流制御器211、および電機子巻線7に流れる電機子電流を検出する電流検出手段である電機子電流検出器212を備えた電機子巻線制御装置210と、を備える。
In the rotating electrical machine with a brake according to the seventeenth embodiment, as shown in FIG. 39, a field magnet provided with a field
つぎに、この実施の形態17によるブレーキ付き回転電機の動作について図40を参照しつつ説明する。 Next, the operation of the rotating electrical machine with brake according to the seventeenth embodiment will be described with reference to FIG.
まず、界磁回転鉄心部90Aが回転駆動された状態とする。ここで、界磁巻線制御装置200の界磁電流制御器201が、図40の(a)に示されるように、ブレーキ機構部を動作させるブレーキ動作信号(以下、停止信号という)に基づいて、界磁巻線18への通電を停止する。
First, it is assumed that the field rotating
これにより、界磁巻線18により発生する磁束によって第2固定コアブロック17に働いていた磁気吸引力が失われる。そこで、第2固定コアブロック17が、圧縮コイルばね21の付勢力により、図32中右方向に移動し、ライニング24が第2回転コアブロック92の第2底部92aに押圧される。そして、ライニング24と第2底部10aとの間に摩擦力が発生し、この摩擦力(ブレーキトルク)が綱車11に伝わり、綱車11の回転が阻止される。このように、界磁巻線18への通電を停止することにより、ブレーキ付き回転電機が停止状態となる。
As a result, the magnetic attractive force acting on the second fixed
このとき、図40の(d)に示されるように、停止信号からライニング24が第2底部92aに当接して界磁回転鉄心部90Aに対してブレーキがかかるまでの時間(以下、アーマチュア釈放時間という)がブレーキ動作遅れとして発生する。このアーマチュア釈放時間の間は、綱車11と一体となっている界磁回転鉄心部90Aに、ブレーキによる制動が働かない。つまり、アーマチュア釈放時間の間は、トルクが界磁回転鉄心部90Aに発生していない。
At this time, as shown in FIG. 40 (d), the time from the stop signal until the lining 24 comes into contact with the
ここで、磁石からなる連結部材94,95が界磁回転鉄心部90Aに装着されているので、界磁巻線18への通電が停止されると、界磁巻線18による磁束に代わり、連結部材94,95による磁束が流れ、磁極が界磁回転鉄心部90Aに形成される。
Here, since the connecting
そこで、図40の(b)に示されるように、電機子巻線制御装置210の電機子電流制御器211が、停止信号を受けて、アーマチュア釈放時間の間、電流を電機子巻線7に印加する。電機子電流制御器211は、電機子電流検出器212で検出された電機子電流が界磁回転鉄心部90Aに必要なトルクを発生させるに必要な電流値となるように、駆動制御される。これにより、図40の(c)に示されるように、界磁回転鉄心部90Aに所定のトルクMが発生する。そこで、図40の(e)に示されるように、トルクMが、停止信号からアーマチュア釈放時間の間、界磁回転鉄心部90Aから綱車11に伝わり、アーマチュア釈放時間経過後、ブレーキトルクが綱車11に伝わり、綱車11の回転が阻止される。
Therefore, as shown in FIG. 40 (b), the armature
具体的には、第2固定コアブロック17の質量、圧縮コイルばね21のばね定数、隙間gbからアーマチュア釈放時間を予測し、予測されたアーマチュア釈放時間が電機子巻線制御装置210の記憶部(図示せず)に格納される。また、アーマチュア釈放時間の間、界磁回転鉄心部90Aに発生させるトルクMが設定され、トルクMを発生させるのに必要な電流値が電機子巻線制御装置210の記憶部(図示せず)に格納される。そして、電機子巻線制御装置210は、停止信号を受けると、記憶部に格納されている予測されたアーマチュア釈放時間の間だけ、電機子電流検出器212の検出値に基づいて、電機子電流が記憶部に格納されている電流値となるように電機子電流制御器211を駆動制御する。
Specifically, the armature release time is predicted from the mass of the second fixed
この実施の形態17によれば、界磁回転鉄心部90Aが回転駆動された状態から、界磁巻線18への通電を停止してブレーキの制動が働くまでの間、界磁回転鉄心部90Aに必要なトルクMを発生させている。そこで、ブレーキ付き回転電機をエレベータ巻き上げ機に適用した場合、トルクを界磁回転鉄心部90Aに常に発生させることができ、綱車11の不要な回転を阻止できる。
According to the seventeenth embodiment, the field rotating
なお、上記実施の形態17では、すべての連結部材が磁石で作製されているものとしているが、すべての連結部材を磁石で作製する必要はなく、一部の連結部材を磁石で作製し、他の連結部材を非磁性材料で作製してもよい。
In
実施の形態18.
図41はこの発明の実施の形態18に係るブレーキ付き回転電機における界磁回転鉄心部を示す斜視図である。
FIG. 41 is a perspective view showing a field rotating iron core portion in a rotary electric machine with brake according to
図41において、導線96は、自身のみに短絡した環状に作製され、第1回転コアブロック91の円筒部91aの外周部、および第2回転コアブロック92の円筒部92dの外周部のそれぞれに、界磁巻線18に通電することにより形成される磁気回路を流れる磁束と鎖交するように配置されている。
なお、実施の形態18では、導線96が界磁回転鉄心部90の円筒部91a,92dの外周部に配置されている点を除いて、上記実施の形態15と同様に構成されている。
In FIG. 41, the
In the eighteenth embodiment, the configuration is the same as in the fifteenth embodiment, except that the
この実施の形態18においても、図39に示される界磁巻線制御装置200と電機子巻線制御装置210を備える。 The eighteenth embodiment also includes a field winding control device 200 and an armature winding control device 210 shown in FIG.
つぎに、この実施の形態18によるブレーキ付き回転電機の動作について図40を参照しつつ説明する。 Next, the operation of the rotating electrical machine with brake according to the eighteenth embodiment will be described with reference to FIG.
まず、界磁回転鉄心部90が回転駆動された状態とする。ここで、界磁巻線制御装置200の界磁電流制御器201が、図40の(a)に示されるように、停止信号に基づいて、界磁巻線18への通電を停止する。
First, it is assumed that the field rotating
これにより、界磁巻線18により発生する磁束によって第2固定コアブロック17に働いていた磁気吸引力が失われる。そこで、第2固定コアブロック17が、圧縮コイルばね21の付勢力により、図32中右方向に移動し、ライニング24が第2回転コアブロック92の第2底部92aに押圧される。そして、ライニング24と第2底部10aとの間に摩擦力が発生し、この摩擦力(ブレーキトルク)が綱車11に伝わり、綱車11の回転が阻止される。このように、界磁巻線18への通電を停止することにより、ブレーキ付き回転電機が停止状態となる。
As a result, the magnetic attractive force acting on the second fixed
このとき、図40の(d)に示されるように、アーマチュア釈放時間がブレーキ動作遅れとして発生する。このアーマチュア釈放時間の間は、綱車11と一体となっている界磁回転鉄心部90に、ブレーキによる制動が働かない。つまり、アーマチュア釈放時間の間は、トルクが界磁回転鉄心部90に発生していない。
At this time, as shown in FIG. 40 (d), the armature release time occurs as a brake operation delay. During this armature release time, braking by the brake does not act on the
ここで、界磁巻線18への通電が停止されると、導線96の誘導性により、導線96に起電力が発生する。つまり、界磁巻線18への通電停止により、導線96の周囲の磁界が変化し、導線96に電流を流そうとする起電力が発生する。そして、この起電力により、導線96に電流が流れる。これにより、界磁巻線18による磁束に代わり、導線96に電流が流れることにより磁束が流れ、磁極が界磁回転鉄心部90に形成される。
Here, when the energization to the field winding 18 is stopped, an electromotive force is generated in the
そこで、図40の(b)に示されるように、電機子巻線制御装置210の電機子電流制御器211が、停止信号を受けて、アーマチュア釈放時間の間、電機子電流を電機子巻線7に印加する。電機子電流制御器211は、電機子電流検出器212で検出された電機子電流が界磁回転鉄心部90に必要なトルクを発生させるに必要な電流値となるように、駆動制御される。これにより、図40の(c)に示されるように、界磁回転鉄心部90に所定のトルクMが発生する。そこで、図40の(e)に示されるように、トルクMが、停止信号からアーマチュア釈放時間の間、界磁回転鉄心部90から綱車11に伝わり、アーマチュア釈放時間経過後、ブレーキトルクが綱車11に伝わり、綱車11の回転が阻止される。
Therefore, as shown in FIG. 40 (b), the armature
なお、この実施の形態18においても、予測されたアーマチュア釈放時間およびトルクMを発生させるのに必要な電流値が電機子巻線制御装置210の記憶部(図示せず)に格納されている。そして、電機子巻線制御装置210は、停止信号を受けると、記憶部に格納されている予測されたアーマチュア釈放時間の間だけ、電機子電流検出器212の検出値に基づいて、電機子電流が記憶部に格納されている電流値となるように電機子電流制御器211を駆動制御する。
Also in the eighteenth embodiment, the predicted armature release time and the current value necessary for generating the torque M are stored in the storage unit (not shown) of the armature winding control device 210. When receiving the stop signal, the armature winding controller 210 receives the armature current based on the detection value of the armature
この実施の形態18によれば、界磁回転鉄心部90が回転駆動された状態から、界磁巻線18への通電を停止してブレーキの制動が働くまでの間、界磁回転鉄心部90に必要なトルクMを発生させている。そこで、ブレーキ付き回転電機をエレベータ巻き上げ機に適用した場合、トルクを界磁回転鉄心部90に常に発生させることができ、綱車11の不要な回転を阻止できる。
According to the eighteenth embodiment, the
なお、上記実施の形態18では、導線は第1および第2回転コアブロックの円筒部の外周に配置されているが、導線は、界磁巻線に通電することにより形成される磁気回路を流れる磁束と鎖交するように配置されていればよく、例えば、導線を第1および第2回転コアブロックの円筒部の内周に配置してもよい。また、導線を第2回転子コアブロックの第2底部の外周にのみ配置してもよい。 In the eighteenth embodiment, the conducting wire is arranged on the outer periphery of the cylindrical portion of the first and second rotating core blocks, but the conducting wire flows through a magnetic circuit formed by energizing the field winding. For example, the conductive wire may be disposed on the inner circumference of the cylindrical portion of the first and second rotating core blocks. Moreover, you may arrange | position a conducting wire only to the outer periphery of the 2nd bottom part of a 2nd rotor core block.
また、上記実施の形態18では、実施の形態15によるブレーキ付き回転電機に導線を配設し、導線96の誘導性を利用して、アーマチュア釈放時間の間、界磁回転鉄心部にトルクを発生させているが、例えば、実施の形態1によるブレーキ付き回転電機に導線を配設しても、同様の効果が得られる。
In the eighteenth embodiment, a conductor is arranged in the rotating electric machine with brake according to the fifteenth embodiment, and the inductivity of the
実施の形態19.
図42はこの発明の実施の形態19に係るブレーキ付き回転電機における制御装置の概略構成を示すブロック図、図43はこの発明の実施の形態19に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機における通電状態を示す第1の時刻暦の図、図44はこの発明の実施の形態19に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機における通電状態を示す第2の時刻暦の図である。
FIG. 42 is a block diagram showing a schematic configuration of a control device in a rotating electrical machine with brake according to
図42において、制御装置は、界磁巻線18に印加する電圧を制御する電圧制御手段である界磁電圧制御器202、および界磁巻線18に流れる界磁電流を検出する電流検出手段である界磁電流検出器203を備えた界磁巻線制御装置200Aと、電機子巻線7に印加する電機子電流を制御する電流制御手段である電機子電流制御器211、および電機子巻線7に流れる電機子電流を検出する電流検出手段である電機子電流検出器212を備えた電機子巻線制御装置210と、を備える。
In FIG. 42, the control device includes a
ここで、予測されたアーマチュア釈放時間およびアーマチュア釈放電流値が界磁巻線制御装置200Aの記憶部(図示せず)に格納される。また、予測されたアーマチュア釈放時間およびトルクMを発生させるのに必要な電流値が電機子巻線制御装置210の記憶部(図示せず)に格納される。なお、アーマチュア釈放電流値とは、界磁巻線18により第1固定コアブロック16と第2固定コアブロック17との間に発生する磁気吸引力が、圧縮コイルばね21の付勢力よりわずかに小さくなる時点の界磁電流値である。
Here, the predicted armature release time and the armature release current value are stored in a storage unit (not shown) of the field winding control device 200A. Further, the predicted armature release time and the current value necessary for generating the torque M are stored in a storage unit (not shown) of the armature winding control device 210. The armature release current value is that the magnetic attractive force generated between the first fixed
つぎに、本制御装置を上記実施の形態15に適用したブレーキ付き回転電機1009の動作について図43を参照しつつ説明する。
Next, the operation of the rotating electric machine with
まず、界磁回転鉄心部90が回転駆動された状態とする。ここで、界磁巻線制御装置200の界磁電流制御器201が、図43の(a)に示されるように、停止信号に基づいて、界磁巻線18への通電を停止する。
First, it is assumed that the field rotating
この際、図43の(b)に示されるように、界磁巻線18の電圧を0にした後、界磁巻線18の抵抗とインダクタンスから決まる電気的時定数(R/L)によって界磁巻線18の電流が徐々に低下する。そして、界磁巻線18の電流が所定の値になったとき、界磁巻線18により発生する磁束によって第2固定コアブロック17に働いていた磁気吸引力が、圧縮コイルばね21の付勢力を下回り、第2固定コアブロック17が移動を開始する。なお、この第2固定コアブロック17が移動を開始した時の界磁電流値が、アーマチュア釈放電流値である。そして、第2固定コアブロック17は、圧縮コイルばね21の付勢力により、図32中右方向にさらに移動し、ライニング24が第2回転コアブロック92の第2底部92aに押圧される。そして、ブレーキトルクが綱車11に伝わり、綱車11の回転が阻止される。このように、界磁巻線18への通電を停止することにより、ブレーキ付き回転電機が停止状態となる。
At this time, as shown in FIG. 43B, after the voltage of the field winding 18 is reduced to 0, the electric field constant (R / L) determined by the resistance and inductance of the field winding 18 is used. The current of the magnetic winding 18 gradually decreases. When the current of the field winding 18 reaches a predetermined value, the magnetic attractive force acting on the second fixed
このとき、図43の(e)に示されるように、停止信号からアーマチュア釈放時間がブレーキ動作遅れとして発生する。このアーマチュア釈放時間の間は、綱車11と一体となっている界磁回転鉄心部90に、ブレーキによる制動が働かない。つまり、アーマチュア釈放時間の間は、トルクが界磁回転鉄心部90に発生していない。
At this time, as shown in FIG. 43 (e), the armature release time is generated as a brake operation delay from the stop signal. During this armature release time, braking by the brake does not act on the
そこで、界磁巻線制御装置200Aでは、予測されたアーマチュア釈放時間の間、界磁電流検出器203の検出値に基づいて、界磁電流がアーマチュア釈放電流値となるように、界磁電圧制御器202を駆動制御する。これにより、界磁巻線18の電圧は、図43の(a)に示されるように、予測されたアーマチュア釈放時間の間、アーマチュア釈放電圧の最大値に保持される。なお、アーマチュア釈放電圧の最大値とは、アーマチュア釈放電流値が定常状態で流れるように界磁巻線18に印加される電圧値である。
Therefore, the field winding control device 200A controls the field voltage so that the field current becomes the armature release current value based on the detection value of the field
また、図43の(c)に示されるように、電機子巻線制御装置210の電機子電流制御器211が、停止信号を受けて、アーマチュア釈放時間の間、電機子電流を電機子巻線7に印加する。電機子電流制御器211は、電機子電流検出器212で検出された電機子電流が界磁回転鉄心部90に必要なトルクを発生させるに必要な電流値となるように、駆動制御される。これにより、図43の(d)に示されるように、界磁回転鉄心部90に所定のトルクMが発生する。そこで、図43の(f)に示されるように、トルクMが、停止信号からアーマチュア釈放時間の間、界磁回転鉄心部90から綱車11に伝わり、アーマチュア釈放時間経過後、ブレーキトルクが綱車11に伝わり、綱車11の回転が阻止される。
Further, as shown in FIG. 43 (c), the armature
ここで、図43に基づいたブレーキ付き回転電機1009の動作では、界磁巻線制御装置200Aが、アーマチュア釈放時間の間、界磁電流がアーマチュア釈放電流値となるように、界磁電圧制御器202を駆動制御している。しかし、図44に示されるように、界磁巻線制御装置200Aが、アーマチュア釈放時間の間、界磁電流がアーマチュア釈放電流値より低い電流値となるように、界磁電圧制御器202を駆動制御してもよい。この場合、図44の(a)に示されるように、界磁巻線18に与える電圧が、アーマチュア釈放電圧の最大値より小さい電圧となり、界磁巻線18に通電される電流を、第2固定コアブロック17が圧縮コイルばね21の付勢力に抗して移動できる電流に、より短時間で達するように制御できる。これにより、アーマチュア釈放時間を短縮する制御が可能となる。
Here, in the operation of the rotating electrical machine with
この実施の形態19においても、界磁回転鉄心部90が回転駆動された状態から、界磁巻線18への通電を停止してブレーキの制動が働くまでの間、界磁回転鉄心部90に必要なトルクMを発生させている。そこで、ブレーキ付き回転電機をエレベータ巻き上げ機に適用した場合、トルクを界磁回転鉄心部90に常に発生させることができ、綱車11の不要な回転を阻止できる。
さらに、界磁巻線18に印加される電圧を制御することにより、界磁巻線18に流れる界磁電流を制御でき、アーマチュア釈放時間を調整することができる。
Also in the nineteenth embodiment, the
Furthermore, by controlling the voltage applied to the field winding 18, the field current flowing through the field winding 18 can be controlled, and the armature release time can be adjusted.
なお、上記実施の形態19では、上記実施の形態15によるブレーキ付き回転電機を制御する場合について説明しているが、例えば、実施の形態1によるブレーキ付き回転電機を制御しても、同様の効果が得られる。 In the nineteenth embodiment, the case where the rotating electric machine with brake according to the fifteenth embodiment is controlled has been described. For example, the same effect can be obtained by controlling the rotating electric machine with brake according to the first embodiment. Is obtained.
実施の形態20.
図45はこの発明の実施の形態20に係るエレベータの巻き上げ機に適用されるブレーキ付き回転電機における通電状態を示す時刻暦の図、図46はこの発明の実施の形態20に係るブレーキ付き回転電機におけるベクトル制御系の構成を示す図である。
FIG. 45 is a time calendar showing the energized state in the rotating electrical machine with brake applied to the elevator hoisting machine according to
実施の形態20は、ブレーキ付き回転電機1009のブレーキによる制動が働くまでの間、界磁巻線制御装置200Aが界磁巻線18への通電を停止する点と、界磁回転鉄心部90に対して必要なトルクMを発生できるように、電機子巻線制御装置210が電機子巻線7に通電する電機子電流の振幅および位相を制御する点と、で上記実施の形態19とは異なる。
In the twentieth embodiment, the field winding control device 200A stops energizing the field winding 18 until braking by the brake of the rotating
実施の形態20におけるベクトル制御システムは、図46に示されるように、回転電機1009の回転角度θを検出する位置検出器230と、電機子電流検出器212と、電機子電流検出器212によって検出された3相分の電流iu、iv、iwと位置検出器230によって検出された回転角度θに基づいて、2軸の電流ベクトルid、iqに変換する座標変換器231と、トルク指令値T*に基づいてiq*を演算するiq*演算器232と、電流ベクトルidと電流指令値id*および電流ベクトルiqとiq*演算器232で計算されたiq*に基づいて計算された値に基づいて電圧指令値Vd*、Vq*を計算する電機子電流制御器211と、電圧指令値Vd*、Vq*と位置検出器230によって検出された回転角度θに基づいて3相分の電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*を計算する座標変換器233と、電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*に基づいて実際の電圧を回転電機1009に与える電力変換器234と、を有している。
As shown in FIG. 46, the vector control system in the twentieth embodiment is detected by a position detector 230 that detects the rotation angle θ of the rotating
そして、このベクトル制御システム構成において、電機子巻線7の電流id、iq(電流ベクトル)と電機子巻線7の鎖交磁束(磁束ベクトル)φd、φqのベクトルの方向についてそれぞれ制御する、いわゆるベクトル制御を行うことにより、磁束ベクトルを一定に保ちながら、電流ベクトルを制御することにより、トルクT(=φd×iq−φq×id)を制御する。 In this vector control system configuration, control is performed for the directions of the current id, iq (current vector) of the armature winding 7 and the interlinkage magnetic flux (magnetic flux vector) φd, φq of the armature winding 7, respectively. By performing vector control, the torque T (= φd × iq−φq × id) is controlled by controlling the current vector while keeping the magnetic flux vector constant.
これにより、界磁巻線18に通電しなくても、界磁回転鉄心部90の突極性を表す定数である2軸のインダクタンスの差(Ld―Lq)を利用した必要なトルクT(=(Ld−Lq)×id×iq)を発生することができる。
As a result, even if the field winding 18 is not energized, the necessary torque T (= (= ()) using the difference between the two-axis inductances (Ld−Lq), which is a constant representing the saliency of the
つぎに、この実施の形態20によるブレーキ付き回転電機の制御動作について図45を参照しつつ説明する。 Next, the control operation of the rotating electrical machine with brake according to the twentieth embodiment will be described with reference to FIG.
まず、界界磁巻線制御装置200の界磁電流制御器201が、図45の(a)に示されるように、停止信号に基づいて、界磁巻線18への通電を停止する。そこで、界磁巻線1の電流が、図45の(b)に示されるように、界磁巻線18の抵抗とインダクタンスから決まる電気的時定数(R/L)によって徐々に低下する。
First, the field
また、停止信号に基づいて、回転電機1009の回転角度θが位置検出器230により検出され、3相分の電流iu、iv、iwが電機子電流検出器212により検出される。そして、回転角度θ、3相分の電流iu、iv、iw、電流指令値id*、id*に基づいて、上述ベクトル制御が行われる。そして、電力変換器234から所定の電圧が回転電機1009に印加される。そこで、図45の(c)に示されるように、アーマチュア釈放時間の間、電機子電流が電機子巻線7に印加する。そして、図45の(d)に示されるように、界磁回転鉄心部90に所定のトルクMが発生する。そこで、図40の(f)に示されるように、トルクMが、停止信号からアーマチュア釈放時間の間、界磁回転鉄心部90から綱車11に伝わり、アーマチュア釈放時間経過後、ブレーキトルクが綱車11に伝わり、綱車11の回転が阻止される。
Further, based on the stop signal, the rotation angle θ of the rotating
この実施の形態20によれば、界磁回転鉄心部90が回転駆動された状態から、界磁巻線18への通電を停止してブレーキの制動が働くまでの間、界磁回転鉄心部90に必要なトルクMを発生させている。そこで、ブレーキ付き回転電機をエレベータ巻き上げ機に適用した場合、トルクを界磁回転鉄心部90に常に発生させることができ、綱車11の不要な回転を阻止できる。
According to the twentieth embodiment, the field rotating
なお、上記実施の形態20では、上記実施の形態15によるブレーキ付き回転電機を制御する場合について説明しているが、例えば、実施の形態1によるブレーキ付き回転電機を制御しても、同様の効果が得られる。
In addition, in
実施の形態21.
図47はこの発明の実施の形態21に係るブレーキ付き回転電機における制動システムの制御装置の構成を示す図である。
FIG. 47 is a diagram showing the configuration of the control device for the braking system in the rotating electrical machine with brake according to
図47において、制御装置240は、界磁巻線18に流れる電流を検出する電流検出手段としての電流検出器241と、電流検出器241で検出された電流を時間で微分して微分値を得る微分器(微分回路)242と、この電流微分値242等を利用して界磁巻線18に印加する電圧を制御する電圧制御手段としての電圧制御器243と、を有する。この制御装置240は、被接触部と、被接触部に対して相対的に移動する可動部と、可動部を被接触部に付勢して接触させるばねと、ばねの付勢力に対抗して可動部を被接触部から離間させる電磁石と、を備えた制動システムの制御に利用されるものである。例えば、この制御装置240を実施の形態1によるブレーキ付き回転電機1000の制動システムに適用した場合、被接触部が「第2底部10a」に相当し、可動部が「第2固定コアブロック17」に相当し、ばねと電磁石がそれぞれ「圧縮コイルばね21」と「第1固定コアブロック16」に相当する。
In FIG. 47, the
つぎに、制御装置240による上記実施の形態1のブレーキ付き回転電機の制御を図48および図49を参照して説明する。なお、図48はこの発明の実施の形態21に係るブレーキ付き回転電機における制御システムの制御装置の制御内容を示すグラフであり、図48の(a)は、電圧制御器243によって制御される、界磁巻線印加電圧と時間との関係を示し、図48の(b)は、電流検出器241で検出される電流値と時間との関係を示し、図48の(c)は、第2固定コアブロック17の変位(ライニング24と第2底部10aとの距離)と時間との関係を示し、図48の(d)は、第2固定コアブロック17の移動速度と時間との関係(ライニング24と第2底部10aとの間の距離の時間的変化)を示している。図49はこの発明の実施の形態21に係るブレーキ付き回転電機における制御システムの制御装置の制御内容を示すフローチャート、図50はこの発明の実施の形態21に係るブレーキ付き回転電機における制御システムの制御装置の制御の効果を説明する図、図51はこの発明の実施の形態21に係るブレーキ付き回転電機における制御システムの制御装置の他の制御内容を示すフローチャートである。
Next, the control of the rotating electrical machine with a brake according to the first embodiment by the
なお、図48の(a)〜図48の(d)において、縦方向に横切る複数の点線はそれぞれ同一の時刻を示している。また、図48の(a)〜図48の(d)において、符号T0で示す時間帯(時刻t0までの時間)は、第1固定コアブロック16が第2固定コアブロック17を吸引し、ライニング24を第2底部10aから離間して保持している状態(保持状態)を示す。この時間帯T0に界磁巻線18に印加される電圧(保持電圧)V1は、第2底部10aに接触しているライニング24を該第2底部10aから引き離すときに界磁巻線18に印加される動作電圧よりも低く設定される。
In FIGS. 48A to 48D, a plurality of dotted lines crossing in the vertical direction indicate the same time. 48 (a) to 48 (d), the first fixed
まず、界磁巻線18に保持電圧V1が印加されている状態(時刻t0の時点)で、図示しない外部装置から電圧制御器13に停止信号が入力されると(ステップ#101)、電圧制御器243は図48の(a)に示す第1の電圧制御パターンP1に基づき、界磁巻線印加電圧を時間と共に直線的(リニア)に低下させる(ステップ#102)。その結果、図48の(b)に示すように、界磁巻線18を流れる電流は、I1から曲線(下に凸の曲線)を描きながら徐々に低下する。
First, in the state where the holding voltage V1 is applied to the field winding 18 (at time t0), when a stop signal is input to the
電流検出器241は電流を検出している。この電流検出器241で検出された電流値は微分器242に送信され、微分器242で時間微分される。微分器242で得られた微分値(d/dt)は、図48の(b)に示す曲線の勾配(同図中に矢印で示す。)に相当する。したがって、図面から明らかなように、電流値がI1から徐々に低下する過程では、微分値は「負」の値をとる。そして、微分値が「負」の値をとっている間、第2固定コアブロック17は第1固定コアブロック16に吸引保持されている。
The
界磁巻線18の印加電圧をさらに低下させていくと、ある時点(時刻t1)で、微分値が「負」から「正」に転じる。この時点が、第1固定コアブロック16に吸引保持されていた第2固定コアブロック17が第2底部10aに向けて移動し始める時にほぼ一致する。その理由は、第2固定コアブロック17が第2底部10aに向けて移動し始めると、界磁巻線18に逆起電力が発生して電流の増加を招き、その結果、微分値が「負」から「正」に変化するからである。厳密に言えば、微分値が「負」から「正」に逆転する時点は、逆起電力の発生時点(第2固定コアブロック17が移動し始める時点)から僅かに遅れる。その理由は、逆起電力による電流は双曲線的に増加するからである。しかし、この遅れ時間は非常に小さく、制御上、微分値が「負」から「正」に逆転する時点を、第2固定コアブロック17が移動し始める時点として扱うことに問題はない。
When the applied voltage of the field winding 18 is further lowered, the differential value changes from “negative” to “positive” at a certain time (time t1). This time substantially coincides when the second fixed
界磁巻線印加電圧が低下している間、電圧制御器243は、微分値d/dtと基準値R1(=0)とを比較し、微分値が「負」から「正」に変化したか否か判断する(ステップ#103)。微分値が「負」から「正」に変化したことが検出されると、電圧制御部243は、第2の電圧制御パターンP2に基づいて界磁巻線印加電圧を制御し(ステップ#104)、微分値d/dtが「負」から「正」に転じたときの界磁巻線印加電圧V2を引き続き界磁巻線18に印加する。
While the field winding applied voltage is decreasing, the
微分値が「負」から「正」に転じた時点で第1固定コアブロック16から離間し始めた第2固定コアブロック17は、図48の(c)の変位曲線にしたがって移動する。このとき、移動する第2固定コアブロック17の速度は、図48の(d)のように変化する。図示するように、第2固定コアブロック17の移動速度は、ライニング24が第2底部10aに完全に接触する直前から急激に減少する。その結果、界磁巻線18に発生する逆起電力の増加がとまり(図48の(b)の時刻t2における電流ピークを参照)、界磁巻線18を流れる電流が再び減少し始める。これにより、微分値d/dtは「正」から「負」に戻る。電圧制御器243は、微分値d/dtと基準値R2(=0)とを比較し、微分値d/dtが「正」から「負」に転じたことを検出する(ステップ#105)と、所定のタイマ値(このタイマ値は、図48の〔t3−t2〕に相当する。)を有するタイマを起動し(ステップ#106)、タイマの終了した時点(時刻t3の時点)で界磁巻線印加電圧を遮断する(ステップ#107、#108)。
The second fixed
このように、実施の形態21では、ライニング24が第1固定コアブロック16から離間し始めてから第2底部10aに接触するまでの間、界磁巻線印加電圧は第2固定コアブロック17が移動し始めたときの電圧に設定される。したがって、図50の(a)に示すように、第2固定コアブロック17を第2底部10aに向けて付勢するばね力F1と、第2固定コアブロック17を第2底部10aから離間させようとする電磁石吸引力F2との差ΔFは小さく、そのためにライニング24が第2底部10aに接触したときに発生する衝撃音は非常に小さくなる。
As described above, in the twenty-first embodiment, the field winding applied voltage is moved by the second fixed
ここで、停止信号が入力した時点から直線的に界磁巻線印加電圧を低下させた比較例におけるばね力F1と電磁石吸引力F2との関係を図50の(b)に示した。図50の(b)から、停止信号が入力した時点から直線的に界磁巻線印加電圧を低下させた比較例では、ばね力F1と電磁石吸引力F2との差ΔF’が本実施形態21における差ΔFよりも大きくなることが分る。その結果、比較例では、ライニング24が第2底部10aに接触したときに発生する衝撃音は比較的大きくなる。
Here, the relationship between the spring force F1 and the electromagnet attractive force F2 in the comparative example in which the field winding applied voltage is linearly reduced from the time when the stop signal is input is shown in FIG. From FIG. 50B, in the comparative example in which the field winding applied voltage is linearly decreased from the time when the stop signal is input, the difference ΔF ′ between the spring force F1 and the electromagnet attracting force F2 is the
なお、上記実施の形態21では、第1の電圧制御パターンP1は、時刻t0〜t1までの間、界磁巻線印加電圧を時間に比例して減少させるものとしたが、界磁巻線印加電圧は段階的に減少させてもよいし、曲線的に(すなわち、下に凸の曲線又は上に凸の曲線の状態で)減少させてもよい。また、第2の電圧制御パターンP2は、時刻t1〜t2までの間、界磁巻線印加電圧を一定の値V2に保持するものとしたが、時刻t1の時点で第1固定コアブロック16から離間し始めたライニング24等が第1固定コアブロック16に向けて引き戻されないという条件で、界磁巻線印加電圧を直線的に又は段階的に又は若しくは曲線的に(すなわち、下に凸の曲線又は上に凸の曲線の状態で)減少又は増加させてもよい。最も好ましい形態としては、図50の(b)に示す力の差ΔFが出来るだけ小さくなるように、界磁巻線18に印加する電圧を制御することである。
In the twenty-first embodiment, the first voltage control pattern P1 reduces the field winding applied voltage in proportion to the time from time t0 to time t1, but the field winding application The voltage may be reduced stepwise or may be reduced in a curvilinear manner (i.e., with a downward convex curve or an upward convex curve). In the second voltage control pattern P2, the field winding applied voltage is held at a constant value V2 from time t1 to time t2, but from the first fixed
また、上記実施の形態21では、基準値R1を「ゼロ」に設定したが、その設定値は「ゼロ」に限るものでなく、「正」又は「負」のいずれの値であってもよい。さらに、実施の形態16では、第1回微分値d/dtが第2の基準値に達したときにタイマを設定したが、図51に示すように、ステップ#105を省略し、第2の電圧制御パターンP2の開始直後にタイマ(タイマ値=t3−t1)を設定し、そのタイマの終了により界磁巻線印加電圧を遮断してもよい。
In
また、上記実施の形態21において、上述した制御手段に加えて、図示していないが第2固定コアブロック17を界磁巻線18に通電して吸引する時の騒音を抑制するため、圧縮コイルバネ21に加えて他の弾性体(例えばゴム)を第1固定コアブロック16の第1胴体部16aの端面に突設することにより、第1固定コアブロック16と第2固定コアブロック17との衝撃を吸収してもよい。
In the twenty-first embodiment, in addition to the control means described above, although not shown, a compression coil spring is used to suppress noise when the second fixed
なお、上記実施の形態21では、上記実施の形態1によるブレーキ付き回転電機を制御する場合について説明しているが、他の実施の形態によるブレーキ付き回転電機を制御しても、同様の効果が得られる。 In the twenty-first embodiment, the case where the rotating electrical machine with brake according to the first embodiment is controlled has been described. However, the same effect can be obtained by controlling the rotating electrical machine with brake according to another embodiment. can get.
1 ハウジング(固定部材)、2 フレーム、3 底部、4 主軸、5,5A 電機子、6,6A 電機子鉄心、7,7A 電機子巻線、8,8A,8B,70,90,90A 界磁回転鉄心部、9,9A,71,91 第1回転コアブロック、9a,71a 第1底部、9b,71b,91b 第2爪状磁極部、10,10A,10B,72,92 第2回転コアブロック、10a,72a,91a 第2底部、10b,72b,92b 第2爪状磁極部、15,30,45,60,80,100 界磁固定鉄心部、16,31,46,61,101 第1固定コアブロック、17,32,47,62,102 第2固定コアブロック(ブレーキ機構部)、18 界磁巻線、21,35,51,65,74 圧縮コイルばね(弾性体、ブレーキ機構部)、24,24a,37,54,67,77 ライニング(ブレーキ機構部)、93,94,95 連結部材、96 導線、103 第3固定コアブロック(ブレーキ機構部)、200,200A 界磁巻線制御装置、210 電機子巻線制御装置、241 電流検出器、242 微分器、243 電圧制御器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing (fixing member), 2 frame, 3 bottom part, 4 spindle, 5, 5A armature, 6, 6A armature core, 7, 7A armature winding, 8, 8A, 8B, 70, 90, 90A Field magnet Rotating core part, 9, 9A, 71, 91 First rotating core block, 9a, 71a First bottom part, 9b, 71b, 91b Second claw-shaped magnetic pole part, 10, 10A, 10B, 72, 92 Second rotating core block 10a, 72a, 91a 2nd bottom part, 10b, 72b, 92b 2nd claw-shaped magnetic pole part, 15, 30, 45, 60, 80, 100 Field fixed iron core part, 16, 31, 46, 61, 101 1st Fixed core block, 17, 32, 47, 62, 102 Second fixed core block (brake mechanism part), 18 field winding, 21, 35, 51, 65, 74 Compression coil spring (elastic body, brake mechanism part) 24, 24a, 37, 54, 67, 77 Lining (brake mechanism part), 93, 94, 95 Connecting member, 96 Conductor, 103 Third fixed core block (brake mechanism part), 200, 200A Field winding control device 210 armature winding controller, 241 current detector, 242 differentiator, 243 voltage controller.
Claims (15)
上記電機子鉄心の軸心位置に配設された主軸と、
上記主軸に回転可能に支持されて、上記電機子鉄心に所定に空隙を介して相対して配設された界磁回転鉄心部と、
上記界磁回転鉄心部を挟んで上記電機子鉄心と対向するように配設された界磁固定鉄心部と、
導体線を円筒状に巻回して作製され、上記界磁固定鉄心部に装着され、通電されて磁束を発生し、上記界磁回転鉄心部の上記電機子鉄心に相対する周面に磁極を形成する界磁巻線と、
上記界磁回転鉄心部の回転を制動/制動解除するブレーキ機構部と、を備え、
上記ブレーキ機構部は、上記界磁巻線に通電されていないときには、弾性体の付勢力により制動トルクを発生させて制動し、上記界磁巻線に通電されたときには、該界磁巻線に通電することにより形成される磁気回路を流れる磁束による磁気吸引力を用いて制動解除するように構成されていることを特徴とするブレーキ付き回転電機。 An armature having an armature core and an armature winding wound around the armature core;
A main shaft disposed at the axial center position of the armature core;
A field rotating core portion rotatably supported by the main shaft and disposed to be opposed to the armature core with a predetermined gap;
A field fixed core disposed so as to face the armature core across the field rotating core;
It is made by winding a conductor wire in a cylindrical shape, attached to the field fixed core part, energized to generate magnetic flux, and forming a magnetic pole on the peripheral surface of the field rotating core part facing the armature core Field windings to
A brake mechanism for braking / releasing the rotation of the field rotating iron core,
When the field winding is not energized, the brake mechanism generates a braking torque by the urging force of the elastic body to brake, and when the field winding is energized, the field winding A rotating electrical machine with a brake, characterized in that the brake is released using a magnetic attractive force generated by a magnetic flux flowing through a magnetic circuit formed by energization.
上記界磁固定鉄心部は、上記主軸に固着されて上記界磁回転鉄心部の内周側に配設された第1固定コアブロックと、上記界磁回転鉄心部の内周側に、かつ上記第1固定コアブロックの上記主軸の軸方向の一側に並んで配設され、該第1固定コアブロックに対して軸方向に移動可能な第2固定コアブロックと、を備え、
上記界磁巻線は、上記第1固定ブロックと上記第2固定ブロックとに外嵌状態に装着され、
上記ブレーキ機構部は、上記第2固定コアブロックと、上記第1固定コアブロックと上記第2固定コアブロックとの間に配設されて該第2固定コアブロックを軸方向一側に付勢する上記弾性体と、上記第2固定コアブロックの軸方向一側の端面に配設され、上記弾性体の付勢力により上記界磁回転鉄心部に当接して制動トルクを発生するライニングと、を備えていることを特徴とする請求項1記載のブレーキ付き回転電機。 The field rotating core is disposed on the inner peripheral side of the armature core,
The field fixed iron core portion is fixed to the main shaft and disposed on the inner peripheral side of the field rotating iron core portion; on the inner peripheral side of the field rotating iron core portion; and A second fixed core block disposed side by side in the axial direction of the main axis of the first fixed core block and movable in the axial direction with respect to the first fixed core block;
The field winding is attached to the first fixed block and the second fixed block in an externally fitted state,
The brake mechanism is disposed between the second fixed core block, the first fixed core block, and the second fixed core block, and biases the second fixed core block toward one side in the axial direction. The elastic body, and a lining disposed on one end face of the second fixed core block in the axial direction, and abutting against the field rotating core by an urging force of the elastic body to generate a braking torque. The rotating electrical machine with a brake according to claim 1, wherein the rotating electrical machine has a brake.
上記界磁固定鉄心部は、上記主軸に固着されて上記界磁回転鉄心部の内周側に配設され、上記界磁巻線が軸方向の中央部に外嵌状態に装着された第1固定コアブロックと、上記第1固定コアブロックの軸方向の一側の径方向外側に、該第1固定コアブロックに対して径方向に移動可能に配設された第2固定コアブロックと、を備え、
上記ブレーキ機構部は、上記第2固定コアブロックと、上記第1固定コアブロックと上記第2固定コアブロックとの間に配設されて該第2固定コアブロックを径方向外側に付勢する上記弾性体と、上記第2固定コアブロックの径方向外側の面に配設され、上記弾性体の付勢力により上記界磁回転鉄心部に当接して制動トルクを発生するライニングと、を備えていることを特徴とする請求項1記載のブレーキ付き回転電機。 The field rotating core is disposed on the inner peripheral side of the armature core,
The field fixed iron core portion is fixed to the main shaft and disposed on the inner peripheral side of the field rotating core portion, and the field winding is mounted on the axially central portion in an externally fitted state. A fixed core block, and a second fixed core block disposed radially outward with respect to the first fixed core block on a radially outer side on one side in the axial direction of the first fixed core block. Prepared,
The brake mechanism is disposed between the second fixed core block, the first fixed core block, and the second fixed core block, and biases the second fixed core block radially outward. An elastic body, and a lining that is disposed on a radially outer surface of the second fixed core block and that abuts against the field rotating core portion by the urging force of the elastic body to generate a braking torque. The rotating electrical machine with a brake according to claim 1.
上記界磁固定鉄心部は、固定部材に固着されて上記界磁回転鉄心部の外周側に配設された第1固定コアブロックと、上記界磁回転鉄心部の外周側に、かつ上記第1固定コアブロックの上記主軸の軸方向の一側に並んで配設され、該第1固定コアブロックに対して軸方向に移動可能な第2固定コアブロックと、を備え、
上記界磁巻線は、上記第1固定ブロックと上記第2固定ブロックとに内嵌状態に装着され、
上記ブレーキ機構部は、上記第2固定コアブロックと、上記第1固定コアブロックと上記第2固定コアブロックとの間に配設されて該第2固定コアブロックを軸方向一側に付勢する上記弾性体と、上記第2固定コアブロックの軸方向一側の端面に配設され、上記弾性体の付勢力により上記界磁回転鉄心部に当接して制動トルクを発生するライニングと、を備えていることを特徴とする請求項1記載のブレーキ付き回転電機。 The field rotary core is disposed on the outer peripheral side of the armature core,
The field fixed iron core portion is fixed to a fixing member and disposed on the outer peripheral side of the field rotating iron core portion; on the outer peripheral side of the field rotating iron core portion; and the first A second fixed core block disposed side by side in the axial direction of the main axis of the fixed core block, and movable in the axial direction with respect to the first fixed core block;
The field winding is mounted in an internally fitted state on the first fixed block and the second fixed block,
The brake mechanism is disposed between the second fixed core block, the first fixed core block, and the second fixed core block, and biases the second fixed core block toward one side in the axial direction. The elastic body, and a lining disposed on one end face of the second fixed core block in the axial direction, and abutting against the field rotating core by an urging force of the elastic body to generate a braking torque. The rotating electrical machine with a brake according to claim 1, wherein the rotating electrical machine has a brake.
上記界磁固定鉄心部は、固定部材に固着されて上記界磁回転鉄心部の外周側に配設され、上記界磁巻線が軸方向の中央部に内嵌状態に装着された第1固定コアブロックと、上記第1固定コアブロックの軸方向の一側の径方向内側に、該第1固定コアブロックに対して径方向に移動可能に配設された第2固定コアブロックと、を備え、
上記ブレーキ機構部は、上記第2固定コアブロックと、上記第1固定コアブロックと上記第2固定コアブロックとの間に配設されて該第2固定コアブロックを径方向内側に付勢する上記弾性体と、上記第2固定コアブロックの径方向内側の面に配設され、上記弾性体の付勢力により上記界磁回転鉄心部に当接して制動トルクを発生するライニングと、を備えていることを特徴とする請求項1記載のブレーキ付き回転電機。 The field rotary core is disposed on the outer peripheral side of the armature core,
The field fixed iron core portion is fixed to a fixing member and disposed on the outer peripheral side of the field rotating core portion, and the field winding is mounted in the axially central portion in a fitted state. A core block; and a second fixed core block disposed radially inward of one axial direction of the first fixed core block so as to be movable in the radial direction with respect to the first fixed core block. ,
The brake mechanism is disposed between the second fixed core block, the first fixed core block, and the second fixed core block, and biases the second fixed core block radially inward. An elastic body, and a lining that is disposed on a radially inner surface of the second fixed core block and that abuts against the field rotating core portion by the urging force of the elastic body to generate a braking torque. The rotating electrical machine with a brake according to claim 1.
上記界磁固定鉄心部は、上記主軸に固着されて上記界磁回転鉄心部の内周側に配設された第1固定コアブロックと、上記界磁回転鉄心部の内周側に、かつ上記第1固定コアブロックの上記主軸の軸方向の一側に並んで配設され、該第1固定コアブロックに対して軸方向に移動可能な第2固定コアブロックと、上記界磁回転鉄心部の内周側に、かつ上記第1固定コアブロックの上記主軸の軸方向の他側に並んで配設され、該第1固定コアブロックに対して軸方向に移動可能な第3固定コアブロックと、を備え、
上記界磁巻線は、上記第1固定コアブロックに外嵌状態に装着され、
上記ブレーキ機構部は、上記第2固定コアブロックと、上記第1固定コアブロックと上記第2固定コアブロックとの間に配設されて該第2固定コアブロックを軸方向一側に付勢する上記弾性体と、上記第3固定コアブロックと、上記第1固定コアブロックと上記第3固定コアブロックとの間に配設されて該第3固定コアブロックを軸方向他側に付勢する上記弾性体と、上記第2固定コアブロックの軸方向一側、および上記第3固定コアブロックの軸方向他側の端面に配設され、上記弾性体の付勢力により上記界磁回転鉄心部に当接して制動トルクを発生するライニングと、を備えていることを特徴とする請求項1記載のブレーキ付き回転電機。 The field rotating core is disposed on the inner peripheral side of the armature core,
The field fixed iron core portion is fixed to the main shaft and disposed on the inner peripheral side of the field rotating iron core portion; on the inner peripheral side of the field rotating iron core portion; and A second fixed core block disposed side by side in the axial direction of the main axis of the first fixed core block and movable in the axial direction with respect to the first fixed core block; and the field rotating core portion A third fixed core block disposed on the inner peripheral side and arranged side by side on the other axial side of the main shaft of the first fixed core block, and movable in the axial direction with respect to the first fixed core block; With
The field winding is attached to the first fixed core block in an externally fitted state,
The brake mechanism is disposed between the second fixed core block, the first fixed core block, and the second fixed core block, and biases the second fixed core block toward one side in the axial direction. The elastic body, the third fixed core block, the first fixed core block, and the third fixed core block disposed between the first fixed core block and the third fixed core block to urge the third fixed core block to the other side in the axial direction. The elastic body is disposed on one end face of the second fixed core block in the axial direction and on the other end face in the axial direction of the third fixed core block, and is applied to the field rotating core by the urging force of the elastic body. The rotating electrical machine with a brake according to claim 1, further comprising: a lining that contacts and generates a braking torque.
上記界磁固定鉄心部は、固定部材に固着されて上記界磁回転鉄心部の外周側に配設された第1固定コアブロックと、上記界磁回転鉄心部の外周側に、かつ上記第1固定コアブロックの上記主軸の軸方向の一側に並んで配設され、該第1固定コアブロックに対して軸方向に移動可能な第2固定コアブロックと、上記界磁回転鉄心部の外周側に、かつ上記第1固定コアブロックの上記主軸の軸方向の他側に並んで配設され、該第1固定コアブロックに対して軸方向に移動可能な第3固定コアブロックと、を備え、
上記界磁巻線は、上記第1固定コアブロックに内嵌状態に装着され、
上記ブレーキ機構部は、上記第2固定コアブロックと、上記第1固定コアブロックと上記第2固定コアブロックとの間に配設されて該第2固定コアブロックを軸方向一側に付勢する上記弾性体と、上記第3固定コアブロックと、上記第1固定コアブロックと上記第3固定コアブロックとの間に配設されて該第3固定コアブロックを軸方向他側に付勢する上記弾性体と、上記第2固定コアブロックの軸方向一側、および上記第3固定コアブロックの軸方向他側の端面に配設され、上記弾性体の付勢力により上記界磁回転鉄心部に当接して制動トルクを発生するライニングと、を備えていることを特徴とする請求項1記載のブレーキ付き回転電機。 The field rotary core is disposed on the outer peripheral side of the armature core,
The field fixed iron core portion is fixed to a fixing member and disposed on the outer peripheral side of the field rotating iron core portion; on the outer peripheral side of the field rotating iron core portion; and the first A second fixed core block arranged side by side in the axial direction of the main axis of the fixed core block and movable in the axial direction with respect to the first fixed core block; and an outer peripheral side of the field rotating core portion And a third fixed core block disposed side by side on the other side of the main axis of the first fixed core block and movable in the axial direction with respect to the first fixed core block,
The field winding is attached to the first fixed core block in an internally fitted state,
The brake mechanism is disposed between the second fixed core block, the first fixed core block, and the second fixed core block, and biases the second fixed core block toward one side in the axial direction. The elastic body, the third fixed core block, the first fixed core block, and the third fixed core block disposed between the first fixed core block and the third fixed core block to urge the third fixed core block to the other side in the axial direction. The elastic body is disposed on one end face of the second fixed core block in the axial direction and on the other end face in the axial direction of the third fixed core block, and is applied to the field rotating core by the urging force of the elastic body. The rotating electrical machine with a brake according to claim 1, further comprising: a lining that contacts and generates a braking torque.
それぞれ、軸方向に延在して周方向に等角ピッチで配列された複数の第1爪状磁極部、および上記複数の第1爪状磁極部の軸方向の他端を連結、一体化する円盤状の第1底部を有する第1回転コアブロックと、
それぞれ、隣り合う上記第1爪状磁極部間の周方向の中央位置に、軸方向に延在して周方向に等角ピッチで配列された複数の第2爪状磁極部、および上記複数の第2爪状磁極部の軸方向の一端を連結、一体化する円盤状の第2底部を有する第2回転コアブロックと、
上記第1回転コアブロックと上記第2回転コアブロックとを連結、一体化する連結部材と、を備え、
上記第1回転コアブロックが、上記第1底部を上記主軸に回転可能に、かつ軸方向の移動を規制されて取り付けられ、
上記第2回転コアブロックが、上記第2底部を上記主軸に回転可能に、かつ軸方向の移動を規制されて取り付けられていることを特徴とする請求項2乃至請求項7のいずれか1項に記載のブレーキ付き回転電機。 The field rotating iron core is
A plurality of first claw-shaped magnetic pole portions extending in the axial direction and arranged at an equiangular pitch in the circumferential direction, and the other ends in the axial direction of the plurality of first claw-shaped magnetic pole portions are connected and integrated. A first rotating core block having a disk-shaped first bottom;
A plurality of second claw-shaped magnetic pole portions that extend in the axial direction and are arranged at equiangular pitches in the circumferential direction at the center position in the circumferential direction between the adjacent first claw-shaped magnetic pole portions, and A second rotating core block having a disc-shaped second bottom portion for connecting and integrating one end of the second claw-shaped magnetic pole portion in the axial direction;
A connecting member for connecting and integrating the first rotating core block and the second rotating core block;
The first rotating core block is attached such that the first bottom portion is rotatable about the main shaft and the movement in the axial direction is restricted,
8. The second rotating core block according to claim 2, wherein the second rotating core block is attached such that the second bottom portion is rotatable about the main shaft and the movement in the axial direction is restricted. A rotating electrical machine with a brake as described in 1.
それぞれ、軸方向に延在して周方向に等角ピッチで配列された複数の第1爪状磁極部の軸方向の他端を磁気的に連結、一体化した第1回転コアブロックと、
それぞれ、隣り合う上記第1爪状磁極部の周方向の中央位置に、軸方向に延在して周方向に等角ピッチで配列された複数の第2爪状磁極部、および上記複数の第2爪状磁極部の軸方向の一端を連結、一体化する円盤状の第2底部を有する第2回転コアブロックと、
上記第1回転コアブロックと上記第2回転コアブロックとを連結、一体化する連結部材と、を備え、
上記第2底部を上記主軸に回転可能に、かつ軸方向の移動を規制されて取り付けられて、該主軸に片持ち支持されていることを特徴とする請求項2乃至請求項7のいずれか1項に記載のブレーキ付き回転電機。 The field rotating iron core is
A first rotating core block that extends in the axial direction and is magnetically connected and integrated with the other axial end of the plurality of first claw-shaped magnetic pole portions arranged in an equiangular pitch in the circumferential direction;
A plurality of second claw-shaped magnetic pole portions that extend in the axial direction and are arranged at equiangular pitches in the circumferential direction at the circumferential center positions of the adjacent first claw-shaped magnetic pole portions, and the plurality of second claw-shaped magnetic pole portions, respectively. A second rotating core block having a disc-shaped second bottom for connecting and integrating one axial end of the two-claw magnetic pole part;
A connecting member for connecting and integrating the first rotating core block and the second rotating core block;
8. The method according to claim 2, wherein the second bottom portion is attached to the main shaft so that the second bottom portion can rotate and the movement in the axial direction is restricted, and is cantilevered on the main shaft. The rotating electrical machine with a brake according to the item.
上記ブレーキ機構部を動作させる停止信号に基づいて、上記界磁巻線に印加する電流を遮断するように制御する界磁巻線制御装置と、
上記停止信号に基づいて、上記界磁回転鉄心部にトルクを発生させるに必要な電流を上記電機子巻線に印加し、上記ライニングが上記界磁回転鉄心部に当接した後、上記電機子巻線に印加する電流を遮断するように制御する電機子巻線制御装置と、を備えていることを特徴とする請求項8又は請求項9記載のブレーキ付き回転電機。 The connecting member is disposed in at least one of a circumferential gap and an axial gap between the first rotating core block and the second rotating core block, and at least a part of the connecting member is the field winding. Composed of magnets magnetized in a direction that reinforces the magnetic flux that flows through the magnetic circuit that is formed when current is passed through
A field winding control device for controlling the current applied to the field winding to be cut off based on a stop signal for operating the brake mechanism section;
Based on the stop signal, a current necessary for generating a torque in the field rotating core is applied to the armature winding, and after the lining contacts the field rotating core, the armature The rotary electric machine with a brake according to claim 8 or 9, further comprising an armature winding control device that controls the current applied to the winding to be cut off.
上記ブレーキ機構部を動作させる停止信号に基づいて、上記界磁巻線に印加する電流を遮断するように制御する界磁巻線制御装置と、
上記停止信号に基づいて、上記界磁回転鉄心部にトルクを発生させるに必要な電流を上記電機子巻線に印加し、上記ライニングが上記界磁回転鉄心部に当接した後、上記電機子巻線に印加する電流を遮断するように制御する電機子巻線制御装置と、を備えていることを特徴とする請求項8又は請求項9記載のブレーキ付き回転電機。 Conductor short-circuited by itself, arranged to interlink with the magnetic flux flowing through the magnetic circuit formed by energizing the field winding, in at least one of the first rotating core block and the rotating core block; ,
A field winding control device for controlling the current applied to the field winding to be cut off based on a stop signal for operating the brake mechanism section;
Based on the stop signal, a current necessary for generating a torque in the field rotating core is applied to the armature winding, and after the lining contacts the field rotating core, the armature The rotary electric machine with a brake according to claim 8 or 9, further comprising an armature winding control device that controls the current applied to the winding to be cut off.
上記電機子が、上記電機子鉄心を上記フレームに内嵌状態に固着されて上記ハウジングに支持され、
上記界磁回転鉄心部は、
それぞれ、軸方向に延在して周方向に等角ピッチで配列された複数の第1爪状磁極部、および上記複数の第1爪状磁極部の軸方向の他端を連結、一体化する円盤状の第1底部を有する第1回転コアブロックと、
それぞれ、隣り合う上記第1爪状磁極部間の周方向の中央位置に、軸方向に延在して周方向に等角ピッチで配列された複数の第2爪状磁極部、および上記複数の第2爪状磁極部の軸方向の一端を連結、一体化する円盤状の第2底部を有する第2回転コアブロックと、を備え、
上記第1回転コアブロックが、上記第1底部を上記底部に向けて上記主軸に回転可能に、かつ軸方向に移動可能に取り付けられ、上記第2回転コアブロックが、上記第2底部を上記主軸に回転可能に、かつ軸方向の移動を規制されて取り付けられて、上記電機子鉄心の内周側に配設され、
上記界磁固定鉄心部は、上記界磁巻線が軸方向の中央部に外嵌状態に装着され、上記主軸に固着されて上記界磁回転鉄心部の内周側に配設され、
上記ブレーキ機構部は、上記第1回転コアブロックと、上記第1回転コアブロックと上記第2回転コアブロックとの間に配設されて該第1回転コアブロックを上記底部側に付勢する上記弾性体と、上記底部の上記第1底部側の面に配設され、上記弾性体の付勢力により上記第1底部が押し当てられて制動トルクを発生するライニングと、を備えていることを特徴とする請求項1記載のブレーキ付き回転電機。 A cylindrical frame, and a bottomed cylindrical shape made of a bottom portion, and further comprising a housing in which the main shaft extends coaxially from the axis of the bottom portion,
The armature is supported by the housing by fixing the armature core to the frame in an internally fitted state,
The field rotating iron core is
A plurality of first claw-shaped magnetic pole portions extending in the axial direction and arranged at an equiangular pitch in the circumferential direction, and the other ends in the axial direction of the plurality of first claw-shaped magnetic pole portions are connected and integrated. A first rotating core block having a disk-shaped first bottom;
A plurality of second claw-shaped magnetic pole portions that extend in the axial direction and are arranged at equiangular pitches in the circumferential direction at the center position in the circumferential direction between the adjacent first claw-shaped magnetic pole portions, and A second rotating core block having a disk-shaped second bottom portion for connecting and integrating one end of the second claw-shaped magnetic pole portion in the axial direction;
The first rotating core block is attached to the main shaft so as to be rotatable and axially movable with the first bottom facing the bottom, and the second rotating core block has the second bottom attached to the main shaft. Is mounted on the inner peripheral side of the armature core, and is attached so that the movement in the axial direction is restricted.
The field fixed iron core is mounted on the axially central portion of the field winding, and is fixed to the main shaft and disposed on the inner peripheral side of the field rotating iron core.
The brake mechanism is disposed between the first rotating core block, the first rotating core block, and the second rotating core block, and biases the first rotating core block toward the bottom side. An elastic body; and a lining that is disposed on a surface of the bottom portion on the first bottom portion side and that generates a braking torque by pressing the first bottom portion by an urging force of the elastic body. The rotating electrical machine with a brake according to claim 1.
上記停止信号に基づいて、上記界磁回転鉄心部にトルクを発生させるに必要な電流を上記電機子巻線に印加し、上記ライニングが上記界磁回転鉄心部に当接した後、上記電機子巻線に印加する電流を遮断するように制御する電機子巻線制御装置と、を備えていることを特徴とする請求項1記載のブレーキ付き回転電機。 Based on a stop signal for operating the brake mechanism, a voltage applied to the field winding is lower than a voltage before receiving the stop signal, and the lining is applied to the field winding. A field winding control device for controlling the voltage applied to the field winding after being in contact with the rotating iron core; and
Based on the stop signal, a current necessary for generating a torque in the field rotating core is applied to the armature winding, and after the lining contacts the field rotating core, the armature The rotating electrical machine with a brake according to claim 1, further comprising: an armature winding control device that controls the current applied to the winding to be cut off.
上記停止信号に基づいて、上記界磁回転鉄心部にトルクを発生させるに必要な振幅および位相の電流を上記電機子巻線に印加し、上記ライニングが上記界磁回転鉄心部に当接した後、上記電機子巻線に印加する電流を遮断するように制御する電機子巻線制御装置と、を備えていることを特徴とする請求項1記載のブレーキ付き回転電機。 A field winding control device for controlling the voltage applied to the field winding to be cut off based on a stop signal for operating the brake mechanism;
Based on the stop signal, after applying current of amplitude and phase necessary for generating torque in the field rotating core to the armature winding, the lining contacts the field rotating core. The rotary electric machine with brake according to claim 1, further comprising: an armature winding control device that controls the current applied to the armature winding to be cut off.
上記電流検出手段により検出された電流値を微分して微分値を得る手段と、
上記微分値に基づいて、上記界磁巻線に印加される電圧を制御する電圧制御手段と、を備えていることを特徴とする請求項1記載のブレーキ付き回転電機。 Current detection means for detecting a current applied to the field winding;
Means for differentiating the current value detected by the current detection means to obtain a differential value;
The rotating electrical machine with a brake according to claim 1, further comprising voltage control means for controlling a voltage applied to the field winding based on the differential value.
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