JP2516383B2 - Variable speed induction motor - Google Patents

Variable speed induction motor

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JP2516383B2
JP2516383B2 JP62288063A JP28806387A JP2516383B2 JP 2516383 B2 JP2516383 B2 JP 2516383B2 JP 62288063 A JP62288063 A JP 62288063A JP 28806387 A JP28806387 A JP 28806387A JP 2516383 B2 JP2516383 B2 JP 2516383B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トルク特性および効率が良く、速度制御が
容易な可変速誘導電動機に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a variable speed induction motor having good torque characteristics and efficiency and easy speed control.

〔従来の技術及びその問題点〕[Conventional technology and its problems]

誘導電動機の速度を制御する方法の一つとして電源周
波数を変える方法がある。この方法は連続的かつ広範囲
な速度制御が可能である半面、高価な周波数変換装置を
必要とし、また周波数変換装置により交流を直流に変換
して再度交流に変換する過程において一般に高調波及び
電波が発生し、これらによってコンピューターその他の
各種電気制御機器の誤動作あるいはコンデンサーの過熱
等の障害を招くことがある。このうち高調波障害に対し
ては、フィルターを設置することにより対策を講じるこ
ともできるが、フィルターの設置にはコストがかかる。
電源周波数を変える方法はまた、低速時において一般に
性能は不十分となる等の欠点を有するものである。
One of the methods for controlling the speed of the induction motor is to change the power supply frequency. While this method allows continuous and wide-range speed control, it requires an expensive frequency converter, and in the process of converting alternating current to direct current and then alternating current with the frequency converter, harmonics and radio waves are generally generated. This may cause malfunctions of computers and other various electric control devices, or failures such as overheating of capacitors. Among them, measures against harmonic interference can be taken by installing a filter, but installation of the filter is costly.
The method of changing the power supply frequency also has a drawback that performance is generally insufficient at low speed.

電動機の極数を運転中に切換えて速度を制御する方法
もあるが、この方法は、極数の変換によって段階的に速
度を変えることはできても、広範囲に任意の速度制御を
することができない欠点がある。
There is also a method of controlling the speed by switching the number of poles of the electric motor during operation, but this method allows the speed to be changed stepwise by converting the number of poles, but it is possible to perform arbitrary speed control over a wide range. There is a drawback that cannot be done.

電源の電圧を変えて速度を制御する更に他の方法で
は、速度制御が連続的に行える半面、特に低速度領域に
おいて効率が悪くなる欠点がある。
Yet another method of controlling the speed by changing the voltage of the power supply has a drawback that the speed is continuously controlled, but the efficiency is deteriorated particularly in a low speed region.

巻線型電動機においては、二次抵抗を変化させること
によりすべりを変えて速度制御を行う方法がある。この
方法は、比較的簡単に連続的な速度制御が可能である半
面、外部からブラシとスリップリングを介して回転子巻
線回路へ抵抗を挿入するために、ブラシの消耗による保
守点検を必要とする。なお、かご形誘導電動機は、二次
抵抗を変化させて速度制御を行うことはできない。
In the winding type motor, there is a method of changing the slip by changing the secondary resistance to control the speed. While this method allows continuous speed control relatively easily, it requires maintenance due to wear of the brush, because resistance is externally inserted into the rotor winding circuit via the brush and slip ring. To do. The squirrel cage induction motor cannot control the speed by changing the secondary resistance.

上記問題点に対処する技術として、例えば、特開昭54
−29005号公報に開示されている。このものは、2組の
回転子鉄心に対向してそれぞれ独立する固定子鉄心を有
する2組の固定子と、2組の回転子鉄心に跨って共通に
設置され、かつ両端にてそれぞれ短絡環を介して相互間
を短絡したかご形導体と、2組の回転子鉄心間における
かご形導体の中央箇所にてかご形導体の相互間を短絡す
る高抵抗体とを具え、始動時には固定子巻線の相互間の
位相を180°ずらせ、始動後の運転時には位相を合わせ
て給電することを特徴とした双鉄心かご形電動機であ
る。この電動機は始動時に固定子巻線の相互間の位相を
180°ずらすことにより始動トルクを大にして始動特性
を向上し、運転時には固定巻線の相互間の位相を合わせ
て通常のトルク特性で運転できる点に特徴を有するもの
である。したがって、この電動機では始動特性を向上す
る効果は認められても、本来、可変速電動機の提供が目
的ではないため変速を必要とする負荷に対する動力源と
しては適さないものである。
Techniques for dealing with the above problems include, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
-29005 gazette. This is composed of two sets of stators each having two independent stator cores facing the two sets of rotor cores, and a common set across the two sets of rotor cores, and short-circuit rings at both ends. And a high-resistor that short-circuits the cage-shaped conductors at the central portion of the cage-shaped conductors between the two sets of rotor cores. This is a twin-screw cage squirrel-cage motor characterized by shifting the phases of the wires by 180 ° and supplying power by matching the phases during operation after starting. This motor starts the phase between the stator windings at start-up.
By shifting by 180 °, the starting torque is increased to improve the starting characteristics, and during operation, the phases of the fixed windings are matched to each other, and it is possible to operate with normal torque characteristics. Therefore, even though the effect of improving the starting characteristics is recognized in this electric motor, it is not suitable as a power source for a load that requires gear shifting because the purpose is not to provide a variable speed electric motor.

なお、上記特開昭54−29005号公報においては、起動
から定常運転への移行に伴うトルクの急激な変動による
ショックを緩和する目的で、一時的に両固定子巻線の給
電回路への接続を直列接続とする中間ステップを設ける
ことが1例として記載されているが、こうしてできるこ
とは、回転磁界の位相のずれを0°と180°に限定でき
るだけであって、変速制御ができるようになる訳ではな
い。しかも、直列接続に切り換えたことにより、各固定
子に加わる電圧は半減されるのでトルクは1/4に減殺さ
れることも相俟って変速制御が全く不可能になること
は、この公報に開示する要旨が変速を目的としていない
ことからも明白なところである。
In the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 54-29005, the connection of both stator windings to the power supply circuit is temporarily connected for the purpose of alleviating the shock caused by the abrupt change in torque accompanying the transition from start to steady operation. It has been described as an example to provide an intermediate step in which is connected in series, but what can be done in this way is that only the phase shift of the rotating magnetic field can be limited to 0 ° and 180 °, and the shift control can be performed. It doesn't mean that. In addition, since the voltage applied to each stator is halved by switching to series connection, the torque is reduced to 1/4, and in combination with this, transmission control becomes completely impossible. It is also clear that the disclosed subject matter is not intended for shifting.

要するに、特開昭54−29005号公報における「固定子
巻線を給電回路に対して直列接続と並列接続とに切り換
える中間ステップ」云々との記載中、この直列接続は変
速を目的とするするものではないのである。
In short, in the description in JP-A-54-29005, "Intermediate step of switching the stator winding between the series connection and the parallel connection with respect to the power feeding circuit", this series connection is intended for speed change. Not.

また、特開昭49−86807号公報に提案されている技術
は、かご形ロータと多相巻線を具えたステータとを有す
る非同期電気モータであって、伝導バー、短絡回路端環
及び強磁積層からなるものにおいて、ステータは第一と
第二の巻線区分からなり、これらの区分は相互におよび
ロータの異る部分に隣接して共軸状に配置され、かつ同
じ周波数の交流を供給されることができ、また第二巻線
区分によりロータの巻線に誘導される起電力を変化する
手段を設けたことを特徴とする非同期電気モータである
が、このものは、機械的あるいは電気的手段により、2
個のステーター区分間の位相差を設けて一応回転速度を
変えることができるものではあるが、2個のステーター
区分間の位相角が同相のときを除いてトルクが小さく、
負荷が掛ると直ちに運転が停止する欠陥を持つ実用に全
く供しないものであり、負荷を連結した状態において、
起動・停止を頻繁に反復するための動力源としては運転
することのできない等の重大な問題点を未解決とするも
のであった。
Further, the technique proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 49-86807 is an asynchronous electric motor having a squirrel cage rotor and a stator having multi-phase windings, which includes a conductive bar, a short circuit end ring and a strong magnetic field. In a stack, the stator consists of first and second winding sections which are coaxially arranged next to each other and to different parts of the rotor and which supply alternating current of the same frequency. An asynchronous electric motor, characterized in that it is provided with means for varying the electromotive force induced in the windings of the rotor by the second winding section, which is mechanical or electric. 2
Although it is possible to change the rotation speed by providing a phase difference between the stator sections, the torque is small except when the phase angle between the two stator sections is the same,
It has a defect that the operation stops immediately when a load is applied, which is completely unusable for practical use, and when the load is connected,
It has not solved a serious problem that it cannot be operated as a power source for frequently repeating start / stop.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、上記特開昭
54−29005号公報及び特開昭49−86807号公報に開示され
ている技術の総和では奏することのできない特異なトル
ク特性を求め、速度制御領域を広範囲に且つその速度制
御を無段階的として任意の所望速度に設定できると共
に、任意のトルクで起動させることができ、また起動点
から最高回転速度までの広範囲の速度領域に亘り、最高
回転速度時点とほぼ同等の定格電流を作用させることに
より現われる優れたトルク特性と効率とを有する可変速
誘導電動機を提供することである。
The present invention solves the above-mentioned drawbacks of the prior art, and
54-29005 and Japanese Patent Laid-Open No. 49-86807 disclose a unique torque characteristic that cannot be achieved by the sum of the techniques disclosed in JP-A-49-86807, and the speed control range is wide and the speed control is stepless. It can be set to a desired speed and can be started with any torque, and it appears by applying a rated current almost equivalent to the maximum rotation speed point over a wide range of speed range from the starting point to the maximum rotation speed. A variable speed induction motor having excellent torque characteristics and efficiency.

なお、本発明の可変速誘導電動機は、単相又は3相電
源等に接続して使用される。
The variable speed induction motor of the present invention is used by being connected to a single-phase or three-phase power source or the like.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記技術的課題を達成するために、同一回転軸に空間
又は非磁性体部を介在して軸着した2個の回転子コアを
有し、該2個の回転子コアに連通した複数個の導体を装
設してあり、該複数個の導体は回転子コア上に交互に配
設された第1導体群と、第2導体群の2組に区分される
と共に、該第1導体群を2個の回転子コア間で前記第2
導体群とは別の角度に偏角し且つ第1導体群の複数個の
導体を相互に連結材で抵抗短絡したかご形回転子と、前
記2個の回転子コアに対峙して2個の固定子コアを周設
し、該2個の固定子コアのそれぞれに巻線を巻装して直
列に接続した2個の固定子と、前記2個の固定子のうち
一方の固定子がこれに対峙する回転子の周囲に生じる回
転磁界と、他の固定子がこれに対峙する回転子の周囲に
生じる回転磁界との間に位相差を生じさせる電圧移相装
置とを有し、該電圧移相装置にって、前記第2導体群に
関する位相差を0°と180°との間で移相させると共
に、第1導体群に関する位相差を、電圧移相装置による
位相差0°時における第1導体群の偏角による位相差θ
と、第一導体群の位相差0°を介して、他の大きな位相
差との間で移相するものとして、問題点を解決する手段
とした。
In order to achieve the above-mentioned technical object, there are two rotor cores axially attached to the same rotary shaft with a space or a non-magnetic member interposed, and a plurality of rotor cores connected to the two rotor cores are provided. Conductors are provided, and the plurality of conductors are divided into two groups, a first conductor group and a second conductor group, which are alternately arranged on the rotor core. The second rotor is provided between two rotor cores.
A squirrel-cage rotor, which is deviated to an angle different from that of the conductor group and in which a plurality of conductors of the first conductor group are resistance short-circuited with a connecting material, and two rotor cores facing each other are provided. Two stators, which are formed by surrounding a stator core, windings wound around each of the two stator cores and connected in series, and one of the two stators are The rotating magnetic field generated around the rotor facing the rotor and the rotating magnetic field generated around the rotor facing the other stator, the voltage phase shifter having a voltage phase shifter. The phase shifter shifts the phase difference of the second conductor group between 0 ° and 180 °, and the phase shift of the first conductor group is changed by the voltage phase shifter when the phase difference is 0 °. Phase difference θ due to declination of the first conductor group
And a phase difference of 0 ° between the first conductor group and another large phase difference.

また、前記電圧移相装置を、前記2個の固定子間に加
える電圧の位相を0°から180°の範囲内の任意の位相
差に設定できるように前記固定子のうち少なくとも1個
を前記回転子と同心的に回動自在に形設すること、前記
電圧移相装置を、前記2個の固定子のうち少なくとも1
個の固定子巻線に連結する位相切換スイッチとなすこ
と、あるいは、前記電圧移相装置を、単相変圧器と結線
切換スイッチとにより形成したり、前記電圧移相装置
を、誘導電圧調整器とすることにより、前記手段を有効
に作用させる。
In addition, at least one of the stators is configured so that the voltage phase shifter can set the phase of the voltage applied between the two stators to an arbitrary phase difference within the range of 0 ° to 180 °. Rotatably and concentrically formed with the rotor, wherein the voltage phase shifter is at least one of the two stators.
A phase change switch connected to each stator winding, or the voltage phase shift device is formed by a single-phase transformer and a connection change switch, or the voltage phase shift device is an induction voltage regulator. By the above, the above-mentioned means can be effectively operated.

更に、前記2個の固定子のそれぞれに複数種の極数を
形成する巻線を施し、該巻線の端子に極数切換スイッチ
を連結したり、前記2個の固定子の各巻線の結線を、デ
ルタ結線またはスター結線のいずれかに切換自在とする
スイッチを設けることで、広範囲に有効に活用できるも
のとなる。
Furthermore, each of the two stators is provided with a winding for forming a plurality of types of poles, and a pole number changeover switch is connected to the terminals of the windings, or each winding of the two stators is connected. By providing a switch that can be switched to either delta connection or star connection, it can be effectively utilized in a wide range.

〔作用〕 本発明に係る加変速誘導電動機は、2個の固定子のそ
れぞれに巻装された巻線を相互に直列に電源に接続し、
任意の手段によって、2個の固定子のいずれか一方の固
定子に対峙する回転子の周囲に生じる回転磁界と、他方
の固定子に対峙する回転子の周囲に生じる回転磁界との
間に、位相差を生じさせ、すなわち、一方の固定子の回
転磁界によってこれに対峙する回転子導体に誘起する電
圧と、他の固定子の回転磁界によってこれに対峙する回
転子導体に誘起する電圧との合成電圧を増減制御するこ
とにより、回転子の回転速度を任意に変えることがで
き、大きなトルクを安定的に得ることができるものであ
る。
[Operation] In the speed-change induction motor according to the present invention, the windings wound around each of the two stators are connected to the power supply in series with each other,
By any means, between a rotating magnetic field generated around the rotor facing one of the two stators and a rotating magnetic field generated around the rotor facing the other stator, A phase difference is generated, that is, a voltage induced in a rotor conductor facing it by a rotating magnetic field of one stator and a voltage induced in a rotor conductor facing it by a rotating magnetic field of another stator. By controlling the increase / decrease of the combined voltage, the rotation speed of the rotor can be arbitrarily changed, and a large torque can be stably obtained.

ところで、2個の固定子に巻装したそれぞれの巻線を
直列に接続した構成と、2個の回転子コアに連通する2
組の複数個の導体を前記回転子コアの外周に設け第1導
体群と第2導体群とし、該2組のうち第1導体群を、回
転子コア間の空間又は非磁性体部において、第2導体群
とは別の角度に偏角(スキュー)させると共に、第1導
体群の複数個の導体を相互に連結材で抵抗短絡した一体
的なかご形回転子に形成した構成から、スキューによる
作用を説明すると、回転子コア間でスキューした第1導
体群が、2個の回転子コア部分に誘起する電圧相互間の
位相の差と、2個の回転子コアに連通したスキューしな
い第2導体群が、2個の回転子コア部分に誘起する電圧
相互間の位相の差とは、前記偏角(スキュー)分だけ大
きさが異なったものになるので、1組のスキューした第
1導体群によるトルク特性と、第2導体群によるトルク
特性とは、異なった特性になっている。したがって電動
機の運転においては、スキューした導体とスキューしな
い導体のそれぞれのトルク特性を合成したトルク特性と
なることから、従来技術で述べた可変速誘導電動機のト
ルク特性と異なる優れた可変速誘導電動機を得ることが
可能になったのである。
By the way, a structure in which the respective windings wound around two stators are connected in series and two rotor cores are connected to each other
A plurality of conductors of a set are provided on the outer circumference of the rotor core to form a first conductor group and a second conductor group, and the first conductor group of the two sets is a space between the rotor cores or a non-magnetic body portion, The skew is formed by forming an integral squirrel-cage rotor in which a plurality of conductors of the first conductor group are resistance short-circuited to each other by a connecting material, while being skewed to an angle different from that of the second conductor group. The operation of the first conductor group skewed between the rotor cores causes the phase difference between the voltages induced in the two rotor core portions and the skew-free first conductor group that communicates with the two rotor cores. The phase difference between the voltages induced in the two rotor core portions of the two conductor groups differs from the phase difference by the deviation angle (skew). The torque characteristic due to the conductor group and the torque characteristic due to the second conductor group are different. It has become characteristic. Therefore, in the operation of the electric motor, since the torque characteristic is a combination of the torque characteristics of the skewed conductor and the torque characteristic of the non-skewed conductor, an excellent variable speed induction motor different from the torque characteristics of the variable speed induction motor described in the prior art is used. It was possible to obtain it.

更に前記回転子の構成から連結材による作用を説明す
ると、スキューして連結材で抵抗短絡した第1導体群に
は、各固定子に対応する回転子導体部分に誘起する電圧
に基づき各回転子導体に流れる電流の大きさが等しくな
るという強制力が生じる作用と、2個の固定子それぞれ
の回転磁界間の位相差に起因するベクトル差分の電流が
複数個の回転子導体を短絡的に連結した連結材を通って
必然的に流れるという強制力が生じる作用が生まれる。
一方、連結材を介しない第2導体群には、2個の固定子
の回転磁界間の位相差に反比例的に電流が流れる。即
ち、位相差180°の時は理論的には電流を生じない。
The operation of the connecting member will be further described from the configuration of the rotor. In the first conductor group which is skewed and resistance short-circuited by the connecting member, each rotor is based on the voltage induced in the rotor conductor portion corresponding to each stator. The action of forcing the currents flowing through the conductors to be equal and the vector difference current due to the phase difference between the rotating magnetic fields of the two stators short-circuit the rotor conductors. The action of creating a compulsory force that inevitably flows through the connecting material is created.
On the other hand, a current flows in the second conductor group not via the connecting member in inverse proportion to the phase difference between the rotating magnetic fields of the two stators. That is, when the phase difference is 180 °, theoretically no current is generated.

これらスキューして連結材で抵抗短絡した第1導体群
と、連結材を介しない第2導体群との相乗効果により、
2個の固定子による回転磁界間の位相差θを変化させる
と、スキューした導体とスキューしない導体のそれぞれ
のトルク特性が変化して、更に、連結材の有る第1導体
群と連結材のない第2導体群のそれぞれのトルク特性が
変化して、位相差θによって、それぞれのトルク特性を
合成した合成トルク特性を確実に制御できる。すなわ
ち、位相差θを変化させることにより、すべりとは無関
係に連結材を介した回転子導体に流れる電流と連結材に
流れる電流の比率と、連結材を介しない回転子導体に流
れる電流とを制御することができる。その結果、位相差
θを操作することにより、前記2組の導体群のうち、連
結材を設けた第1導体群の連結材の作用によってトルク
が任意の大きさに定まり、かつ確実に作用させることが
できる。更に連結材を設けない第2導体群は位相差が小
さくなるごとに、つまり位相差が小さくなって運転また
は高速回転に至るにつれて回転子導体に流れる電流が増
加して回転トルクに作用してくるので、スキューして抵
抗材を設けた第1導体群と第2導体群のトルク特性の相
互作用で、起動時は勿論のこと低速回転から高速回転ま
での全域に亘り大きなトルクを安定的に得ることがで
き、それによって効率も改善されるものである。
Due to the synergistic effect of the first conductor group that is skewed and resistance short-circuited by the connecting material, and the second conductor group that does not interpose the connecting material,
When the phase difference θ between the rotating magnetic fields by the two stators is changed, the torque characteristics of the skewed conductor and the unskewed conductor are changed, and further, the first conductor group having the connecting member and the connecting member having no connecting member are changed. The respective torque characteristics of the second conductor group change, and the combined torque characteristics obtained by combining the respective torque characteristics can be reliably controlled by the phase difference θ. That is, by changing the phase difference θ, the ratio of the current flowing in the rotor conductor through the coupling material and the current flowing in the coupling material, regardless of the slip, and the current flowing in the rotor conductor not through the coupling material Can be controlled. As a result, by manipulating the phase difference θ, the torque is set to an arbitrary magnitude by the action of the connecting member of the first conductor group having the connecting member among the two conductor groups, and the torque is surely applied. be able to. Further, in the second conductor group not provided with the connecting member, each time the phase difference becomes smaller, that is, the phase difference becomes smaller and the current flowing through the rotor conductor increases as the operation or the high speed rotation starts, which affects the rotation torque. Therefore, due to the interaction of the torque characteristics of the first conductor group and the second conductor group in which the resistance material is skewed and provided, a large torque is stably obtained not only at the time of start-up but also over the entire range from low-speed rotation to high-speed rotation. The efficiency can be improved by doing so.

上記の作用をまとめると、本発明では電圧移相装置に
よって、第2導体群に関する位相差を0°と180°との
間で移相させると共に、第1導体群に関する位相差を、
電圧移相装置による位相差0°時における第1導体群の
偏角による位相差θから、位相差0°を介して、他の大
きな位相差との間で移相するようにした。従って、電圧
移相装置によって、位相差0°から位相差θに移相する
と、第2導体群は位相差0°から位相差θに変化して、
第1導体群は位相差θから位相差0°に変化する。更
に、電圧移相装置によって、位相差θから位相差180°
に移相すると、第2導体群は位相差θから位相差180°
に変化して、第1導体群は位相差0°から位相差(180
−θ)°に変化する。
Summarizing the above operation, the present invention shifts the phase difference of the second conductor group between 0 ° and 180 ° by the voltage phase shift device, and
The phase difference θ due to the declination of the first conductor group when the phase difference by the voltage phase shifter is 0 ° is shifted to another large phase difference via the phase difference 0 °. Therefore, when the voltage phase shifter shifts the phase difference from 0 ° to the phase difference θ, the second conductor group changes from the phase difference 0 ° to the phase difference θ,
The first conductor group changes from the phase difference θ to the phase difference 0 °. Furthermore, the voltage phase shifter allows a phase difference of 180 ° from phase difference θ.
Phase shift from the phase difference θ to 180 °
To the phase difference (180 degrees).
−θ) °.

各位相差で発生するトルクは第1導体群と第2導体群
との合成トルクとなることは明らかで、第1導体群のト
ルク特性は、すべりに対して偏角分θだけ高すべり側で
トルク特性が作用するようになっており、第1導体群と
第2導体群のそれぞれのトルク特性を合成して、トルク
を互いに捕えるようにしてある。つまり、第1導体群は
抵抗材を短絡連結したトルク特性で、また第2導体群は
位相差が0°に近づくにつれて大きくなるトルク特性で
あり、第1導体群を偏角することなく第1導体群と第2
導体群のトルク特性を合成した場合に、ある移相差の範
囲において、同じ電流値でトルクが低下する傾向が見ら
れたり、位相差0°においてもトルクが低下する傾向が
見られることがある。こういう場合に、第1導体群の複
数個の導体を回転子コア間で偏角させることと、移相を
前述のようにすることで電圧移相装置による位相差と偏
角による異なる位相差のトルク特性を合成することがで
きるので、トルクの低下が無くなる偏角を見いだしてス
キューさせることで、トルク特性の改善が可能となり、
広い範囲に亘って定トルク特性を有する可変速誘導電動
機が提供できるものである。
It is clear that the torque generated by each phase difference is the combined torque of the first conductor group and the second conductor group, and the torque characteristic of the first conductor group is that the torque is higher on the slip side by the deviation angle θ with respect to the slip. The characteristics act so that the torque characteristics of the first conductor group and the torque characteristics of the second conductor group are combined to capture the torques. That is, the first conductor group has a torque characteristic in which the resistance material is short-circuited and connected, and the second conductor group has a torque characteristic that increases as the phase difference approaches 0 °. Conductor group and second
When the torque characteristics of the conductor groups are combined, the torque may tend to decrease at the same current value within a certain phase shift range, or the torque may tend to decrease even when the phase difference is 0 °. In such a case, by deviating the plurality of conductors of the first conductor group between the rotor cores and by performing the phase shift as described above, the phase difference due to the voltage phase shifter and the different phase difference due to the declination are generated. Since the torque characteristics can be combined, it is possible to improve the torque characteristics by finding and skewing the declination at which the torque does not decrease.
A variable speed induction motor having a constant torque characteristic over a wide range can be provided.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の実施例を第1図〜第20図に基づき説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

第1図〜第6図により本発明の一実施例を説明する。
第1図及び第4図において、符号1は本発明による誘導
電動機であり、該誘導電動機1は以下のような構成を有
する。磁性材料からなる回転子コア2,3を任意の間隔を
設けて回転子軸4に装着し、回転子コア2,3間に非磁性
体コア9を介設する。回転子軸4に平行に回転子コア2,
3に連通して装設した複数個の導体の第1導体群5A…と
複数個の導体の第2導体群5B…で一体的な回転子8を形
成する。更に、回転子8に装設された第1導体群5A…は
回転子コア2,3間の非磁性体コア9部において、任意角
度スキューさせると同時に第1導体群5A…を相互に連結
材7を介して、すなわち、ニクロム線,炭素混入鋼,通
電性セラミック等からなる抵抗材r…を介して短絡して
ある。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIGS. 1 and 4, reference numeral 1 is an induction motor according to the present invention, and the induction motor 1 has the following configuration. The rotor cores 2 and 3 made of a magnetic material are mounted on the rotor shaft 4 at arbitrary intervals, and the nonmagnetic core 9 is interposed between the rotor cores 2 and 3. The rotor core 2 parallel to the rotor shaft 4,
The first rotor group 5A of a plurality of conductors and the second conductor group 5B of a plurality of conductors installed in communication with the third rotor 3 form an integral rotor 8. Further, the first conductor group 5A ... Installed on the rotor 8 is skewed at an arbitrary angle in the non-magnetic core 9 portion between the rotor cores 2 and 3, and at the same time, the first conductor group 5A ... 7, that is, via a resistance material r ... Made of nichrome wire, carbon mixed steel, conductive ceramics, or the like.

その連通した第1と第2の複数組の導体5…の両端部
は短絡環6,6により短絡される。また、回転子コア2,3及
び非磁性体コア9に、回転子8の両側部10,11に連絡す
る複数個の通風胴12…を設け、通風胴12…から回転子8
の外周部に向けては複数個の通気孔13…が穿設されてい
る(第2図参照)。
Both ends of the communicating first and second plural sets of conductors 5 are short-circuited by the short-circuit rings 6, 6. Further, the rotor cores 2, 3 and the non-magnetic core 9 are provided with a plurality of ventilation cylinders 12 ... Which communicate with both side portions 10, 11 of the rotor 8, and the ventilation cylinders 12 ...
A plurality of ventilation holes 13 ... Are bored toward the outer peripheral portion of the (FIG. 2).

第1図,第2図を参照すれば明らかなように、円筒状
の機枠14の両側部には軸受盤15,16が連結棒17…にナッ
ト18…を締めることにより一体的に組付けられる。回転
子8の両側部に冷却用翼車19,20を装着し、回転子軸4
の両端部を軸受盤15,16に嵌装した軸受21,21に軸支し、
回転子4を回転自在としてある。
As is apparent from FIG. 1 and FIG. 2, bearing discs 15 and 16 are integrally assembled to both sides of the cylindrical machine frame 14 by tightening nuts 18 to connecting rods 17 ... To be Cooling impellers 19 and 20 are mounted on both sides of the rotor 8 and the rotor shaft 4
Both ends of the bearing are supported by bearings 21,21 fitted in bearing discs 15,16,
The rotor 4 is rotatable.

回転子巻線22,23を施した第1固定子24と第2固定子2
5とは回転子コア2,3に対峙する外側部において機枠14に
並設される。機枠14と第1固定子24,第2固定子25との
間にすべり軸受26,27を装設し、すべり軸受26,27を機枠
14に嵌装したストップリング28…によって固定する。第
2図,第3図を参照すれば明らかなように、第1固定子
24と第2固定子25の一側外周面にギヤー33A,33Bが嵌着
されている。機枠14の外周部にはパルスモーター35が載
設され、その駆動軸には一体的に形成された第1駆動歯
車36と中継歯車34とが固着される。機枠14の外側部には
更に中継歯車30と第2駆動歯車31とを有した中継軸29を
回転自在に軸支した軸受台32が装着される。第1駆動歯
車36と第2駆動歯車31とは機枠14に設けられた開口部3
7,37から機枠14内に臨み、第1固定子24に嵌着されてい
るギヤ33Aおよび第2固定子25に嵌着されているギヤ33B
にそれぞれ噛合する。このように構成することにより、
第1固定子24と第2固定子25とはパルスモーター35の作
動によって回転子8と同心的に回動する。第1固定子24
と第2固定子25とが回動することによって電圧移相装置
38が構成される。39は機枠14の外周囲部に穿設された排
風孔、40は軸受盤15,16に複数個穿設した通風孔であ
る。
First stator 24 and second stator 2 with rotor windings 22 and 23
The reference numeral 5 is provided in parallel with the machine frame 14 on the outer side facing the rotor cores 2 and 3. Slide bearings 26, 27 are installed between the machine frame 14 and the first stator 24, the second stator 25, and the slide bearings 26, 27 are installed in the machine frame.
Fix it with the stop ring 28 ... As is clear from FIG. 2 and FIG. 3, the first stator
Gears 33A and 33B are fitted to the outer peripheral surface of one side of 24 and the second stator 25. A pulse motor 35 is mounted on the outer peripheral portion of the machine frame 14, and a first drive gear 36 and a relay gear 34, which are integrally formed, are fixed to the drive shaft of the pulse motor 35. A bearing stand 32, which rotatably supports a relay shaft 29 having a relay gear 30 and a second drive gear 31, is mounted on the outer side of the machine frame 14. The first drive gear 36 and the second drive gear 31 are the openings 3 provided in the machine frame 14.
Gears 33A fitted to the first stator 24 and gears 33B fitted to the second stator 25 facing the inside of the machine frame 14 from 7,37.
Mesh with each other. By configuring in this way,
The first stator 24 and the second stator 25 rotate concentrically with the rotor 8 by the operation of the pulse motor 35. First stator 24
And the second stator 25 are rotated to cause a voltage phase shift device.
38 are composed. Reference numeral 39 is an air exhaust hole formed in the outer peripheral portion of the machine frame 14, and 40 is a ventilation hole formed in the bearing discs 15, 16.

次に、第1固定子24と第2固定子25のそれぞれに巻装
した巻線22,23の三相電源への結線について第5,6図に基
づいて説明する。第5図に示すものは第2固定子24,25
のそれぞれに施した巻線22,23をスター結線とし、直列
に電源に接続したものである。すなわち、第1固定子24
の巻線22の端子A,B,Cを商用3相電源A,B,Cに連結すると
共に、巻線22の端子a,b,cを第2固定子25の巻線23の端
子A,B,Cに連結し、巻線23の端子a,b,cを短絡して連結し
てある。
Next, the connection of the windings 22 and 23 wound around the first stator 24 and the second stator 25 to the three-phase power source will be described with reference to FIGS. The one shown in FIG. 5 is the second stator 24, 25.
The windings 22 and 23 applied to each of these are connected in a star configuration and connected in series to a power source. That is, the first stator 24
The terminals A, B, and C of the winding 22 of are connected to the commercial three-phase power supplies A, B, and C, and the terminals a, b, and c of the winding 22 are connected to the terminals A, B, and C of the winding 23 of the second stator 25. The terminals a, b, c of the winding wire 23 are short-circuited and connected to B and C.

また第6図に示すものは第1,第2固定子24,25の巻線2
2,23を直列に連結して電源にデルター接続したものであ
る。
In addition, FIG. 6 shows the winding 2 of the first and second stators 24 and 25.
It is a system in which 2,23 are connected in series and delta-connected to the power supply.

以下に、固定子巻線を電源に直列に接続した上記構成
における作用を説明する。
The operation of the above-described configuration in which the stator winding is connected to the power supply in series will be described below.

第1固定子24の巻線22に商用3相電源から電力を供給
すると、固定子24,25に回転磁界が生じ、この回転磁界
に基づき、回転子8の導体5…に電流が流れて回転子8
は回転する。第1固定子24に対する第2固定子25の回動
量をゼロとしたときには、それぞれの固定子24,25に生
じる回転磁界には位相のずれはないが、回転子8の第1
導体群5Aが回転子コア2,3間で互いに角度θだけスキ
ューしているので4極の場合電気的位相角で2θだけ
位相が異なることになり、第1導体群5A…に設けた連結
材である抵抗材r…には電流が流れる。
When electric power is supplied to the winding wire 22 of the first stator 24 from a commercial three-phase power source, a rotating magnetic field is generated in the stators 24 and 25, and a current flows through the conductors 5 of the rotor 8 based on the rotating magnetic field to rotate. Child 8
Rotates. When the rotation amount of the second stator 25 with respect to the first stator 24 is set to zero, the rotating magnetic fields generated in the respective stators 24 and 25 have no phase shift, but
Since the conductor group 5A is skewed between the rotor cores 2 and 3 by the angle θ 1 , the phase difference is 2θ 1 in terms of electrical phase angle in the case of four poles. An electric current flows through the resistance material r ... Which is a connection material.

次に、パルスモーター35を作動して第1固定子24と第
2固定子25のそれぞれを回動して第1導体群5Aがスキュ
ーしている角度だけ関連方向に回動して関連位置に固定
すると、第1導体群5Aの同一導体上では位相差がないの
で、回転子コア2,3間に設けた連結材7である抵抗材r
…には電流は流れない。次に、パルスモーター35を作動
して第1固定子24と第2固定子25のそれぞれを回動して
回転子8の第1導体群5Aの電気的な位相角がθとなる位
置に回動した場合における第1導体群5A…に関して説明
する。第1固定子24と第2固定子25により回転子8の第
1導体群5Aに誘起される電圧の位相はθだけ
ずれることになる。今、第2固定子25によって回転子8
の第1導体群5Aに誘起される電圧を基準にとり、該
電圧を=SEとする。ここでSはすべり,Eはすべり1
のときの誘起電圧である。このとき第1固定子24によっ
て導体5に誘起される電圧は,=SEεjθとな
る。
Next, the pulse motor 35 is operated to rotate each of the first stator 24 and the second stator 25 to rotate in the related direction by the angle at which the first conductor group 5A is skewed to the related position. When fixed, since there is no phase difference on the same conductor of the first conductor group 5A, the resistance material r which is the connecting material 7 provided between the rotor cores 2 and 3
No current flows through. Next, the pulse motor 35 is operated to rotate the first stator 24 and the second stator 25, respectively, and rotate them to a position where the electrical phase angle of the first conductor group 5A of the rotor 8 is θ. The first conductor group 5A ... When moved will be described. The phases of the voltages 1 and 2 induced in the first conductor group 5A of the rotor 8 by the first stator 24 and the second stator 25 are shifted by θ. Now, the rotor 8 by the second stator 25
With reference to the voltage 2 induced in the first conductor group 5A, the voltage is set as 2 = SE. Where S is slip and E is slip 1
Is the induced voltage at. At this time, the voltage 1 induced in the conductor 5 by the first stator 24 is 1 = SEε .

第1導体群5A…の短絡環6,6から連結材7までのそれ
ぞれの抵抗をR1,R2、またインダクタンスをL1,L2、電
源の角周波数をω、第1固定子24と第2固定子25の第1
導体群5Aに対する電気的位相差θ、第1導体群5A…のそ
れぞれを短絡する抵抗材の抵抗をrとすれば、回転子8
の電気的等価回路は第7図のようになる。符号I1,I2
I3は各枝路を流れる電流を示す。
The resistances from the short-circuit rings 6 and 6 of the first conductor group 5A to the connecting member 7 are R 1 and R 2 , the inductances are L 1 and L 2 , the angular frequency of the power source is ω, and the first stator 24 is First of the second stator 25
If the electrical phase difference θ with respect to the conductor group 5A and the resistance of the resistance material that short-circuits each of the first conductor groups 5A are r, then the rotor 8
The electrical equivalent circuit of is as shown in FIG. Codes I 1 , I 2 ,
I 3 indicates the current flowing through each branch.

第7図に示す等価回路を両固定子24,25側からみた等
価回路に変換すると第8図のようになる。R1=R2,L1
L2でθ=0°のときにはI3=I1−I2=0となり抵抗材r
には電流が流れないことになる。このことは、θ=0°
のときにはトルクTはrがないときの値に等しいことを
意味している。従って、θ=0°のときは従来の誘導電
動機と同一のトルク特性を持つことになる。
When the equivalent circuit shown in FIG. 7 is converted into an equivalent circuit viewed from both stators 24 and 25, it becomes as shown in FIG. R 1 = R 2 , L 1 =
When θ = 0 ° at L 2 , I 3 = I 1 −I 2 = 0 and the resistance material r
No current will flow through it. This means that θ = 0 °
When, it means that the torque T is equal to the value without r. Therefore, when θ = 0 °, it has the same torque characteristics as the conventional induction motor.

次に、R1=R2,L1=L2でθ=180°のときには、I1
−I2,I3=I1−I2=2I1となり、回転子導体の抵抗をR1
+R2=Rとすれば回転子導体の全抵抗はR+2rに増加し
たと同様な結果となっている。
Next, when R 1 = R 2 and L 1 = L 2 and θ = 180 °, I 1 =
−I 2 , I 3 = I 1 −I 2 = 2I 1 , and the resistance of the rotor conductor is R 1
If + R 2 = R, the total resistance of the rotor conductor is the same as that of R + 2r.

第9図に示すものは、固定子巻線を電源に直列に接続
した場合において、非磁性体コア9部で導体5…を短絡
する連結材7である抵抗材r…が装着されていなく、ま
た、スキューもしていない第2導体群5B…単独の場合の
回転子8のすべりSとトルクTとの関係を示すものであ
る。電圧の位相がθ=0°のときトルクは最大となり、
0°<θ<180°のときはそれよりも小さなものとな
る。ここで第2導体5B…の抵抗およびインダクタンスを
RおよびLとし、電源の角速度をωとすれば、トルクの
最大値は S=(R/ωL)のとき現われる。
In the case shown in FIG. 9, when the stator windings are connected in series to the power supply, the resistance material r ... As the connecting material 7 for short-circuiting the conductors 5 ... Further, it shows the relationship between the slip S and the torque T of the rotor 8 when the second conductor group 5B is not skewed alone. When the voltage phase is θ = 0 °, the torque becomes maximum,
When 0 ° <θ <180 °, it becomes smaller than that. Here, if the resistances and inductances of the second conductors 5B ... Are R and L and the angular velocity of the power source is ω, the maximum value of the torque appears when S = (R / ωL).

次に、第1固定子24と第2固定子25のそれぞれに巻装
した巻線22,23を直列に連結した作用につき説明する。
Next, the operation of connecting the windings 22, 23 wound around the first stator 24 and the second stator 25, respectively, in series will be described.

巻線22,23は直列に接続されているため、巻線22に商
用3相電源から電力を供給すれば仮に、巻線22,23のそ
れぞれの抵抗の相違あるいは両固定子24,25の容量の大
きさに相違があっても、それとは無関係に、それぞれの
巻線22,23に流れる電流の大きさは等しい。したがっ
て、連結材7を介した第1導体群5A…の場合、第1固定
子24と第2固定子25の回転磁界によって、それぞれの固
定子に対峙する回転子8の第1導体群5A…に誘起して流
れる電流の絶対値は等しくなる。この作用と、電圧移相
装置38となす第1固定子24と第2固定子25の回動差、即
ち両固定子24,25の回転磁界間の位相差に基づくベクト
ル差分の電流は、複数個の第1導体群5A…のそれぞれを
連結材7となす抵抗材r…を介して必然的に流れるとい
う強制力が生じる作用との相乗効果により、第10図に示
す、すべりとトルク特性のように、効率を改善し、且つ
それぞれの変速領域において大きな駆動トルクを出すこ
とができる。上記のように、回転子8の変速は、電圧移
相装置38により位相のずれを制御して、任意に行うこと
ができる。
Since the windings 22 and 23 are connected in series, if electric power is supplied to the winding 22 from a commercial three-phase power source, the difference in resistance between the windings 22 and 23 or the capacity of both stators 24 and 25 will be assumed. Despite the difference in the magnitudes of the currents, the magnitudes of the currents flowing through the respective windings 22 and 23 are the same regardless of the difference. Therefore, in the case of the first conductor group 5A ... Via the connecting member 7, the first conductor group 5A of the rotor 8 facing the respective stators due to the rotating magnetic fields of the first stator 24 and the second stator 25. The absolute values of the currents induced and flow are equal. Due to this action and the rotational difference between the first stator 24 and the second stator 25 forming the voltage phase shifter 38, that is, the vector difference current based on the phase difference between the rotating magnetic fields of both stators 24, 25, The synergistic effect with the action of forcing that each of the first conductor groups 5A ... Inevitably flows through the resistance material r ... As the connecting material 7 causes the slip and torque characteristics shown in FIG. As described above, the efficiency can be improved, and a large drive torque can be generated in each shift region. As described above, the shift of the rotor 8 can be arbitrarily performed by controlling the phase shift by the voltage phase shifter 38.

なお、巻線22,23を直列に連結した時の、第1固定子2
4と第2固定子25の回転磁界によって回転子8の第1導
体群5A…に誘起して流れる電流の大きさに対する、第1
導体群5A…間に設けられた抵抗材r…を介して流れる電
流の比率は、抵抗材r…の抵抗値およびすべりSとは無
関係に位相角θの値によって決定される。(上記比率
は、θ=πが最大でθ=0でゼロとなる。θが一定であ
れば、一般の巻線形誘導電動機の二次挿入抵抗を一定と
した場合と同様のすべりとトルク特性になり、θが小に
なると連結材となす抵抗材rに流れる電流の比率が小と
なり、θを小さくすることは一般の巻線形誘導電動機の
二次挿入抵抗を小さくすることと同等の作用を有するも
のとなる。
When the windings 22 and 23 are connected in series, the first stator 2
4 against the magnitude of the current flowing in the first conductor group 5A of the rotor 8 by the rotating magnetic field of the second stator 25
The ratio of the current flowing through the resistance materials r ... Provided between the conductor groups 5A ... Is determined by the value of the phase angle θ regardless of the resistance value of the resistance materials r ... and the slip S. (The above ratio is maximum at θ = π and zero at θ = 0. If θ is constant, the same slip and torque characteristics as when the secondary insertion resistance of a general wire wound induction motor is constant are obtained. When θ becomes small, the ratio of the current flowing through the resistance material r forming the connecting material becomes small, and making θ small has the same effect as making the secondary insertion resistance of a general wire wound induction motor small. Will be things.

また、第1導体群5A…は回転子コア2,3間つまり第1
固定子24と第2固定子25間でスキューして連結されてい
るので、スキューの角度に相対して固定子間に位相差が
なくても回転子コア2,3間で位相差を生じている。すな
わち、例えばスキュー角が位相差で30°であれば、固定
子を回動しない場合に第1導体群5Aの位相差が30°であ
る。そして、第1導体群5Aの位相差がなくなる方向に固
定子30°回動すれば、第1導体群5Aの位相差は−30°か
ら0°を介して、更に固定子を60°,90°と回動すれば
第1導体群5Aの位相差は30°,60°と変化することにな
る。
Further, the first conductor group 5A ... Is between the rotor cores 2 and 3, that is, the first conductor group 5A.
Since the stator 24 and the second stator 25 are connected in a skewed manner, a phase difference occurs between the rotor cores 2 and 3 even if there is no phase difference between the stators relative to the skew angle. There is. That is, for example, if the skew angle has a phase difference of 30 °, the phase difference of the first conductor group 5A is 30 ° when the stator is not rotated. Then, if the stator is rotated by 30 ° in the direction in which the phase difference of the first conductor group 5A disappears, the phase difference of the first conductor group 5A goes from −30 ° to 0 ° and the stator is further rotated by 60 °, 90 °. When it is rotated by 0 °, the phase difference of the first conductor group 5A changes to 30 ° and 60 °.

第9図は、固定子巻線を電源に直列に接続した時の第
2導体群5B…によるトルクとすべりを示し、第10図は、
固定子巻線を同じ直列にした時、回転子コア間において
複数個の導体を相互に抵抗材で短絡した第1導体群5A…
によるトルクとすべりを示すトルク特性図である。この
第10図の一点鎖線は同じ電流値の場合のトルクとすべり
の関係を示すものである。第10図において、位相差θ
が、30°ないし60°の範囲で同電流値においてトルクが
低下すると共に位相差θが0℃の場合にも一般の誘導電
動機と比較してすべりが大きくなる。また、第9図にお
いては位相差が大きくなるに従ってほぼ比例的に出力が
小さくなるが、本発明の第1導体群5Aのトルク特性と第
2導体群5Bのトルク特性とによる合成トルク特性と、電
圧移相装置の移相によって第12図に示すトルク特性を得
ることができた。この第12図は2組の複数個の導体を装
設して、第1導体5A…は固定子24と固定子25との間でス
キューすると共に、連結材を介して短絡し、第2導体5B
…は直線でしかも連結材を介しない場合のトルクとすべ
りの関係を示すものである。
FIG. 9 shows torque and slip due to the second conductor group 5B ... When the stator winding is connected in series to the power source, and FIG.
When the stator windings are arranged in the same series, the first conductor group 5A in which a plurality of conductors are short-circuited with a resistance material between the rotor cores ...
FIG. 6 is a torque characteristic diagram showing torque and slip due to. The alternate long and short dash line in FIG. 10 shows the relationship between torque and slip for the same current value. In Fig. 10, the phase difference θ
However, in the range of 30 ° to 60 °, the torque decreases at the same current value, and the slip becomes larger than that of a general induction motor even when the phase difference θ is 0 ° C. Further, in FIG. 9, the output decreases substantially proportionally as the phase difference increases, but the combined torque characteristic of the torque characteristic of the first conductor group 5A and the torque characteristic of the second conductor group 5B of the present invention, By the phase shift of the voltage phase shifter, the torque characteristic shown in Fig. 12 could be obtained. In this FIG. 12, two sets of a plurality of conductors are provided, the first conductors 5A ... Skew between the stator 24 and the stator 25, and are short-circuited via the connecting member, so that the second conductor 5A. 5B
Shows the relationship between torque and slip when a straight line is used and no connecting material is interposed.

これによると、複数組の導体5がそれぞれのリアクタ
ンスの影響を受け、低すべり側で作用する第2導体5B…
と高すべり側で作用する第1導体5A…との相乗効果によ
り、図中一点鎖線で示す同一電流による高いトルクが得
られ起動時は勿論のこと低速回転から高速回転までの全
域に亘り大きなトルクを安定的に得ることができ、それ
によって効率も改善される。
According to this, the multiple conductors 5 are affected by the respective reactances, and the second conductors 5B acting on the low slip side are ...
Due to the synergistic effect of the first conductor 5A, which operates on the high-slip side, a high torque is obtained with the same current shown by the dashed line in the figure, and a large torque is exerted not only at start-up but also at low-speed rotation to high-speed rotation. Can be obtained in a stable manner, which also improves efficiency.

上記に対し、第1固定子24と第2固定子25の巻線22,2
3のそれぞれを並列に商用3相電源に連結した場合に
は、第1固定子24と第2固定子25の巻線22,23に入力す
る電圧は等しく、両固定子24,25の回転磁界によって回
転子8の導体5…に誘起する電圧は同等でその電圧の位
相はθだけ異なり、2組の複数個の導体5…のうち第1
導体群5A…間を連結材7となす抵抗材r…を介して流れ
る電流が、(1/2)×(第1,第2固定子24,25のそれぞれ
から回転子導体に誘起した差電圧)÷(抵抗材r…の抵
抗値)にほぼ比例した電流となる。しかしながら、回転
子8の第1導体5A…には抵抗材r…に流れる電流の他に
(第1,第2固定子の回転子導体に誘起する和電圧)÷
(回転子導体のインピーダンス)にほぼ比例した電流が
重畳して流れる。上記和電圧は、θ=πがゼロで、θ=
0で最大となり、回転子導体のインピーダンスは導体の
抵抗と二次漏れのリアクタンスよりなるのですべりによ
って異なる。したがって、回転子8の第1導体5A…に流
れる電流の大きさに対し、抵抗材r…を介して流れる電
流の比率は、θが一定でもすべりおよび抵抗値によって
異なる。θを一定とした場合のすべりとトルク特性は、
一般の巻線形誘導電動機の二次挿入抵抗を一定とした場
合の特性と、一般の誘導電動機の一次電圧を制御した場
合の特性とを混合したような特性、すなわち第11図に示
す如き特性になる。この特性は、第1,第2固定子24,25
の巻線22,23を直列に連結した場合の特性に対して特定
の反抗トルク範囲では速度制御の範囲が狭くなってしま
う。
In contrast to the above, the windings 22, 2 of the first stator 24 and the second stator 25
When each of the three is connected in parallel to a commercial three-phase power source, the voltages input to the windings 22 and 23 of the first stator 24 and the second stator 25 are equal, and the rotating magnetic fields of both stators 24 and 25 are the same. The voltages induced in the conductors 5 of the rotor 8 are equal, and the phases of the voltages differ by θ.
The current flowing through the resistance material r that forms the connecting member 7 between the conductor groups 5A is (1/2) × (the differential voltage induced in the rotor conductor from each of the first and second stators 24 and 25). ) ÷ (resistance value of resistance material r ...) However, in addition to the current flowing through the resistance material r ... In the first conductors 5A of the rotor 8, (the sum voltage induced in the rotor conductors of the first and second stators) ÷
A current that is almost proportional to (impedance of the rotor conductor) is superimposed and flows. In the above sum voltage, θ = π is zero and θ =
It becomes maximum at 0, and the impedance of the rotor conductor depends on the slip because it consists of the resistance of the conductor and the reactance of secondary leakage. Therefore, the ratio of the current flowing through the first conductors 5A ... Of the rotor 8 to the current flowing through the resistance materials r ... varies depending on the slip and the resistance value even if θ is constant. The slip and torque characteristics when θ is constant are
The characteristics when the secondary insertion resistance of a general wire wound induction motor is constant and the characteristics when the primary voltage of a general induction motor is controlled are mixed, that is, the characteristics shown in FIG. Become. This characteristic is that the first and second stators 24 and 25
The speed control range becomes narrow in a specific reaction torque range with respect to the characteristic when the windings 22 and 23 are connected in series.

次に、第12図により第1固定子24および第2固定子25
のそれぞれに施した複数種の極数に形成する巻線の結線
について説明する。
Next, referring to FIG. 12, the first stator 24 and the second stator 25
The connection of the windings formed on each of the plurality of types of poles will be described.

第1固定子24に2重巻線41A,41Bを施し、また第2固
定子25にも2重巻線42A,42Bを施し、巻線41A,42Aのそれ
ぞれには4極用と8極用の端子U2,V2,W2およびU4
V4,W4を設け、巻線41B,42Bのそれぞれには6極用と12
極用の端子U1,V1,W1およびU3,V3,W3とを設けてあ
る。第1固定子24の巻線41Aと第2固定子25の巻線42Aと
を直列に連結し、同様に両固定子24,25の巻線41Bと巻線
42Bとを直列に連結してある。さらに詳細説明すると、
第1固定子24の巻線41Aの端子U4,V4,W4は極数切換ス
イッチS2を介し、また巻線41Bの端子U3,V3,W3は極数
切換スイッチS3を介しそれぞれを商用3相電源に連結
し、巻線41Aの端子U2,V2,W2は極数切換スイッチS4
介し、また巻線41Bの端子U1,V1,W1は極数切換スイッ
チS1を介しそれぞれを商用3相電源に連結してある。
The first stator 24 is provided with double windings 41A and 41B, and the second stator 25 is also provided with double windings 42A and 42B. Each of the windings 41A and 42A is for 4 poles and 8 poles. Terminals U 2 , V 2 , W 2 and U 4 ,
V 4 and W 4 are provided, and each of windings 41B and 42B has 6 poles and 12 poles.
The pole terminals U 1 , V 1 , W 1 and U 3 , V 3 , W 3 are provided. The winding 41A of the first stator 24 and the winding 42A of the second stator 25 are connected in series, and the winding 41B and the winding 41B of both the stators 24 and 25 are similarly connected.
42B is connected in series. In more detail,
The terminals U 4 , V 4 , W 4 of the winding 41A of the first stator 24 are connected via the pole number changeover switch S 2, and the terminals U 3 , V 3 , W 3 of the winding 41B are changed over by the pole number changeover switch S 3 Each of them is connected to a commercial three-phase power supply via the terminals of the winding 41A, the terminals U 2 , V 2 and W 2 of the winding 41A are connected via the pole number changeover switch S 4, and the terminals U 1 , V 1 and W 1 of the winding 41B are Each of them is connected to a commercial three-phase power source via the pole number changeover switch S 1 .

第1固定子24の巻線41Aの端子X2,Y2,Z2を第2固定
子25の巻線42Aの端子U2,V2,W2にスイッチS8を介して
連結し、第1固定子24の巻線41Bの端子X1,Y1,Z1を第
2固定子25の巻線42Bの端子U1,V1,W1に連結し、第2
固定子25の巻線42Aの端子X2,Y2,Z2は極数切換スイッ
チS15を介し、また巻線42Aの端子U4,V4,W4は極数切換
スイッチS10を介し巻線41AのU2,W2,V2に連結するとと
もに、S6を介して巻線41Aの端子X2,Z2,Y2に連結して
ある。第2固定子25の巻線42Bの端子X1,Y1,Z1は極数
切換スイッチS16を介して商用3相電源に連結し、また
巻線42Bの端子U3,V3,W3は極数切換スイッチS9を介し
て巻線41BのU1,W1,V1に連結するとともに、S5を介し
て巻線41AのS1,Z1,Y1に連結してある。さらに、巻線4
2Aの端子U2,V2,W2はS12を介して巻線42AのX2,Y2,Z2
に連結されるとともにS14で短絡してある。同様に巻線4
2Bの端子U1,V1,W1もS11を介して同巻線の端子X1
Y1,Z1に連結されるとともにS13で短絡可能としてあ
る。第1,第2固定子24,25に施した巻線41A,41Bおよび巻
線42A,42Bの結線と極数切換スイッチS1〜S16以外の構成
については第1図〜第4図に示すものと同一であるので
詳細説明を省略する。上記構成における作用を第1図〜
第4図、第12図を併用して説明する。
The terminals X 2 , Y 2 , Z 2 of the winding 41A of the first stator 24 are connected to the terminals U 2 , V 2 , W 2 of the winding 42A of the second stator 25 via the switch S 8, and The terminals X 1 , Y 1 , Z 1 of the winding 41B of the first stator 24 are connected to the terminals U 1 , V 1 , W 1 of the winding 42B of the second stator 25, and the second
The terminals X 2 , Y 2 , Z 2 of the winding 42A of the stator 25 are connected via the pole number changeover switch S 15, and the terminals U 4 , V 4 , W 4 of the winding 42A are connected via the pole number changeover switch S 10 . It is connected to U 2 , W 2 and V 2 of the winding 41A, and is also connected to terminals X 2 , Z 2 and Y 2 of the winding 41A via S 6 . The terminals X 1 , Y 1 , Z 1 of the winding 42B of the second stator 25 are connected to the commercial three-phase power source via the pole number changeover switch S 16, and the terminals U 3 , V 3 , W of the winding 42B are also connected. 3 is connected to U 1 , W 1 and V 1 of the winding 41B via the pole number changeover switch S 9 and to S 1 , Z 1 and Y 1 of the winding 41A via S 5. . In addition, winding 4
Terminals U 2 , V 2 and W 2 of 2A are connected through winding S 12 to X 2 , Y 2 and Z 2 of winding 42A.
It is connected to and shorted at S 14 . Winding 4 as well
2B terminals U 1 , V 1 and W 1 are also connected via S 11 to terminal X 1 of the same winding,
It is connected to Y 1 and Z 1 and can be short-circuited at S 13 . Connections of the windings 41A, 41B and the windings 42A, 42B provided on the first and second stators 24, 25 and the configuration other than the pole number changeover switches S 1 to S 16 are shown in FIGS. 1 to 4. Since it is the same as the one described above, detailed description will be omitted. Operation of the above configuration is shown in FIG.
A description will be given with reference to FIGS. 4 and 12.

第1,第2固定子24,25のそれぞれに巻装した巻線41A,4
2Aの極数は4極と8極であり、巻線41B,42Bの極数は6
極と12極であるから、それぞれの極数における同期速度
は次表のようになる。
Winding 41A, 4 wound around each of the first and second stators 24, 25
The number of poles of 2A is 4 and 8 and the number of poles of windings 41B and 42B is 6
Since there are poles and 12 poles, the synchronous speed at each pole number is as shown in the following table.

上記極数と同期速度との関係から、今仮に60Hz地区に
おいて回転子軸4に求められる回転速度が1100rpm.であ
る場合には、極数切換スイッチS3,S5,S9,S11,S13
投入し、その他のスイッチは開放すると、商用3相電源
から第1,第2固定子24,25の巻線41B,42Bに通電され、両
固定子24,25の回転磁界によって回転子導体5…に誘起
する電圧により回転子軸4は6極の同期速度の1200rpm.
となるので、さらに1100rpm.までの100rpm.分の回転速
度を低下させるために、パルスモーター35を作動して第
1,第2固定子24,25それぞれを逆方向に回動させ、両固
定子24,25間に生じる位相のずれを制御して所望回転速
度に調整する。次いで回転子軸4に求められる回転速度
が400rpm.である場合に、極数切換スイッチS1,S7,S16
を投入してその他のスイッチを開放すると共に、12極の
同期速度600rpm.から400rpm.までの200rpm.の小範囲の
速度制御をパルスモーター35により両固定子24,25を回
動させて調整する。
From the relationship between the number of poles and the synchronous speed, if the rotational speed required for the rotor shaft 4 in the 60 Hz region is 1100 rpm., The number of pole change switches S 3 , S 5 , S 9 , S 11 , was charged S 13, the others of the switches is opened, the first from the commercial three-phase power windings 41B of the second stator 24, 25 are energized to 42B, the rotor by the magnetic field of both the stator 24 and 25 The rotor shaft 4 has a synchronous speed of 6 poles of 1200 rpm due to the voltage induced in the conductors 5 ...
Therefore, in order to further reduce the rotation speed of 100 rpm. Up to 1100 rpm.
The first and second stators 24 and 25 are rotated in opposite directions to control the phase shift generated between the two stators 24 and 25 to adjust to the desired rotation speed. Next, when the required rotation speed of the rotor shaft 4 is 400 rpm., The pole number changeover switches S 1 , S 7 , S 16
Then, the other switches are opened, and the speed control of a small range of 200 rpm. From 12 rpm synchronous speed 600 rpm. To 400 rpm. Is adjusted by rotating both stators 24 and 25 by the pulse motor 35. .

次に、回転子軸4に求められる回転速度が800rpm.で
ある場合には、極数切換スイッチS4,S8,S15を投入し
てその他のスイッチを開放すると、回転子軸4は8極の
同期速度となるので、さらにパルスモーター35によって
両固定子24,25を回動して位相のずれを制御し800rpm.と
なるように調整する。
Next, when the required rotation speed of the rotor shaft 4 is 800 rpm., The pole number changeover switches S 4 , S 8 and S 15 are turned on, and the other switches are opened. Since the speed becomes the synchronous speed of the poles, both stators 24, 25 are further rotated by the pulse motor 35 to control the phase shift and adjust to 800 rpm.

そして、回転子軸4に1600rpm.が求められるときに
は、極数切換スイッチS2,S6,S10,S12,S14を投入し
他のスイッチを開放すると、回転子軸4は4極の同期速
度となるので、パルスモーター35により両固定子24,25
を回動して1600rpm.となるように位相のずれを制御す
る。
When the 1600rpm to the rotor shaft 4. Is required, when opening the other switches put the number changeover switch S 2, S 6, S 10 , S 12, S 14 poles, the rotor shaft 4 of the four-pole Since the speed is synchronized, both stators 24,25
Rotate to control the phase shift to 1600 rpm.

上記実施例における回転数の制御は、極数切換スイッ
チS1〜S16を適宜操作することにより、所望回転速度近
辺に大幅な変速を即時に行うこと共に、両固定子24,25
の回動量を小さくできて迅速な速度制御を無段階的に実
施でき、速度制御範囲を広範囲にすることに併せ、それ
ぞれの同期速度近辺で作用することができるので効率が
よく、第13図に示した4極と8極のときのすべりとトル
クの関係からもそのことが理解できる。勿論前記実施例
で説明した両固定子24,25それぞれに巻装した巻線を直
列に連結した作用との相乗効果により、広範囲な制御領
域において効率を改善すると共に大きなトルクを出すこ
とができ、起動・停止・変速制御を頻繁に、かつ広範囲
に必要とする動力源に用いて顕著な効果を奏する。
The control of the rotation speed in the above embodiment is performed by appropriately operating the pole number changeover switches S 1 to S 16 to immediately perform a large gear shift in the vicinity of the desired rotation speed, and to fix both stators 24, 25.
Since the rotation amount of can be reduced and rapid speed control can be carried out steplessly, and the speed control range can be widened, it is possible to operate near each synchronous speed, so it is efficient, and as shown in FIG. This can be understood from the relationship between the slip and torque when the 4 poles and 8 poles are shown. Of course, due to the synergistic effect with the action of connecting the windings wound around each of the stators 24 and 25 in series described in the above embodiment, it is possible to improve the efficiency in a wide control range and to output a large torque, The start / stop / shift control is frequently and widely used in a wide range of power sources to produce a remarkable effect.

なお、上記に説明した実施例の他に、両固定子24,25
に巻装する巻線の極数は速度制御領域に合せ、任意の極
数を選定して採用できるものであり、例えば、固定子を
4個設けてそれぞれに複数種の巻線を施し、極数切換ス
イッチと電圧移相装置により回転速度に求められる極数
に通電すると共に位相のずれを制御すればさらに広範囲
な回転速度の制御ができる。なお、極数変換により段階
的な速度制御が行えるので小範囲の変速調節として電圧
移相装置となす両固定子24,25の回動量は小さくてよい
ため、この場合、両固定子24,25のうちいずれか一方の
みを回動させてもよく、また双方の回動量に差を設けて
同一方向に回動させることにより正確な位相の制御を行
うこともある。
In addition to the embodiments described above, both stators 24, 25
The number of poles of the winding to be wound on can be selected and adopted according to the speed control region. For example, four stators are provided and multiple types of windings are applied to each A wider range of rotation speed can be controlled by energizing the number of poles required for the rotation speed and controlling the phase shift by means of the number changeover switch and the voltage phase shifter. Since the stepwise speed control can be performed by changing the number of poles, the rotation amount of both the stators 24 and 25, which form a voltage phase shifter, can be small for a small range shift adjustment. Only one of them may be rotated, and a correct phase control may be performed by providing a difference in both rotation amounts and rotating in the same direction.

次に、第14図により電圧移相装置の別実施例として、
固定子に巻装した巻線に位相切換スイッチと極数切替ス
イッチとを連結して電圧移相装置とした構成につき説明
する。
Next, referring to FIG. 14, as another embodiment of the voltage phase shifter,
A configuration will be described in which a phase changeover switch and a pole number changeover switch are connected to a winding wound around a stator to form a voltage phase shifter.

第1,第2固定子24,25のそれぞれに施した巻線43,44そ
れぞれに2つの極数に変換する端子を設けてあり、第1,
第2固定子24,25の巻線43,44のそれぞれには、端子U1
V1,W1およびU2,V2,W2を設け、巻線43の端子U2,V2
W2の端子は極数切換スイッチS17を介し、また、端子
U1,V1,W1は極数切換スイッチS18を介してそれぞれ商
用3相電源に連結し、巻線43の端子U1とX1を、端子V1
Y1を、端子W1とZ1とを極数切換スイッチS18を介してそ
れぞれを連結し、巻線43と巻線44とを直列に連結する連
結行程路45と商用3相電源との連結行程路46とに電圧移
相装置47となす位相切換装置を複数個介設してある。
Each of the windings 43, 44 provided on each of the first and second stators 24, 25 is provided with a terminal for converting into two poles.
Each of the windings 43, 44 of the second stator 24, 25 has a terminal U 1 ,
V 1 , W 1 and U 2 , V 2 , W 2 are provided, and the terminals U 2 , V 2 , V of the winding 43 are provided.
The terminal of W 2 is connected via the pole number switch S 17
U 1 , V 1 and W 1 are respectively connected to a commercial three-phase power source via a pole number switch S 18, and terminals U 1 and X 1 of winding 43 are connected to terminals V 1 and
Y 1 is connected to terminals W 1 and Z 1 via a pole number changeover switch S 18, and a connecting path 45 for connecting winding 43 and winding 44 in series and a commercial three-phase power supply are connected. A plurality of phase switching devices, which form a voltage phase shift device 47, are provided in the connecting path 46.

即ち、極数切換スイッチS17に連結した巻線43の端子X
1,Y1,Z1を巻線44の端子U1,V1,W1に位相切換スイッ
チS31を介して連結し、以下同様に巻線43の端子X1
Y1,Z1をスイッチS26を介して巻線44の端子Y1,Z1,X1
に、スイッチS30を介して巻線44の端子W1,U1,V1に、
スイッチS28を介して巻線44の端子X1,Y1,Z1に連結し
てある。巻線44の端子U1とX1を、端子V1とY1を、端子W1
とZ1とを位相切換スイッチS19を介して連結し、その各
端子の回路は位相切換S21,S25を介して短絡可能として
ある。
That is, the terminal X of the winding 43 connected to the pole change switch S 17
1, Y 1, and Z 1 are connected via the phase changeover switch S 31 to terminal U 1, V 1, W 1 of the winding 44, the terminal X 1 below Similarly windings 43,
Connect Y 1 and Z 1 through switch S 26 to terminals Y 1 , Z 1 and X 1 of winding 44.
To the terminals W 1 , U 1 and V 1 of the winding 44 via the switch S 30
It is connected to terminals X 1 , Y 1 , Z 1 of winding 44 via switch S 28 . Terminals U 1 and X 1 of winding 44, terminals V 1 and Y 1 and terminals W 1
And Z 1 are connected via the phase changeover switch S 19, and the circuit of each terminal thereof can be short-circuited via the phase changeovers S 21 and S 25 .

さらに、巻線43と巻線44との直列連結行程路45と巻線
44の各端子と商用3相電源との連結行程路46には位相切
換スイッチS22,S23,S24,S27,S29,S32,S33のそれ
ぞれを介設してあり、それぞれのスイッチと巻線44の各
端子との連結の詳細は後述する作用の説明に併せて行う
ものとし、この実施例においては、電圧移相装置となす
第1,第2固定子24,25を回動させることなく、第1,第2
固定子24,25の双方を機枠14に固着し、極数切換スイッ
チS17〜S20を設けると共に、位相切換スイッチS21〜S33
により電圧移相装置47に形成した点のみ第1図〜第4図
に示すものと異なり、その他の構成については同一であ
るのでその詳細説明を省略する。
Further, the series connection path 45 of the winding 43 and the winding 44 and the winding
Phase changeover switches S 22 , S 23 , S 24 , S 27 , S 29 , S 32 , and S 33 are provided on the connecting path 46 connecting each terminal of 44 and the commercial three-phase power source, respectively. The details of the connection between the switch and each terminal of the winding wire 44 will be described in conjunction with the explanation of the operation described later. In this embodiment, the first and second stators 24 and 25 which are the voltage phase shifter are provided. 1st, 2nd without rotating
Fixed both stator 24, 25 to the machine frame 14, provided with a number changing switch S 17 to S 20 poles, the phase change-over switch S 21 to S 33
1 is different from that shown in FIGS. 1 to 4 only in the point that it is formed in the voltage phase shifter 47. Therefore, detailed description thereof will be omitted because the other configurations are the same.

以下に上記実施例における作用を第1図〜第4図,第
14図を併用して説明する。
The operation of the above embodiment will be described below with reference to FIGS.
It will be described with reference to FIG.

先ず、最高速度において運転するときは、極数切換ス
イッチS17,S18,S19と、位相切換スイッチS22,S25
それぞれを投入しその他のスイッチを開放にすると、巻
線43,44の結線は同相に直列に連結されて一般の誘導電
動機と同一のトルク特性となる。次いで、極数切換スイ
ッチS17,S18,S19を投入のままの状態において、位相
切換スイッチS21,S27を投入して他のスイッチを開放に
すると、巻線43による回転磁界の位相に対して巻線44に
よる回転磁界の位相は60°ずれたものとなり、それぞれ
の巻線43,44の位相が同相のときよりも位相のずれ60°
に応じて回転子8の回転速度が低下する。
First, when operating at the maximum speed, when the pole number changeover switches S 17 , S 18 , S 19 and the phase changeover switches S 22 , S 25 are turned on and the other switches are opened, the windings 43, 44 Are connected in series in the same phase and have the same torque characteristics as a general induction motor. Then, the remains of the number changing switch S 17, S 18, S 19 pole turned on and to open the other switch by introducing a phase change-over switch S 21, S 27, of the rotating magnetic field by the winding 43 phase On the other hand, the phase of the rotating magnetic field due to the winding 44 is shifted by 60 °, which is 60 ° more than when the phases of the windings 43 and 44 are in phase.
Accordingly, the rotation speed of the rotor 8 decreases.

次いで、極数切換スイッチS17,S18,S19を投入のま
まの状態において、位相切換スイッチS23,S25を投入す
ると巻線43による回転磁界の位相に対して、巻線44によ
る回転磁界の位相は120°ずれたものとなり、位相のず
れが60°のときよりもさらに低速度回転となる。この状
態よりもさらに低速度回転とするには、極数切換スイッ
チS17,S18,S19を投入のままとし、位相切換スイッチS
21,S28を投入し他のスイッチの全てを開放すると、巻
線43による回転磁界の位相と巻線44による回転磁界の位
相は180°ずれ、同一極数においては最低速回転とする
ことがきるが、この場合、トルクが低下するので、巻線
43,44に施した前記極数よりも多極数とした別の極数に
切換えて回転速度を制御するのが効率的であり、以下に
その操作につき説明する。
Then, the remains of the number changing switch S 17, S 18, S 19 pole turned against the rotating magnetic field of the phase due to the winding 43 when turning on the phase changeover switch S 23, S 25, rotation by the winding 44 The phase of the magnetic field is 120 ° out of phase, and the rotation speed is lower than when the phase is 60 °. To rotate at a lower speed than this state, keep the pole number changeover switches S 17 , S 18 , and S 19 closed and leave the phase changeover switch S
When 21 and S 28 are turned on and all the other switches are opened, the phase of the rotating magnetic field by the winding 43 and the phase of the rotating magnetic field by the winding 44 are shifted by 180 °, and the lowest speed rotation can be achieved with the same number of poles. However, in this case, the torque decreases, so the winding
It is efficient to control the rotation speed by switching to another number of poles which is larger than the number of poles applied to 43 and 44, and the operation will be described below.

先ず、巻線43側の極数切換スイッチS20を投入し、ま
た位相切換スイッチS24,S31を投入して他を開放する
と、巻線43と巻線44とは連結行程路45に介設した位相切
換スイッチS31を介して通電し、その電流は位相切換ス
イッチS24を介して商用3相電源に流れ、巻線43,44のそ
れぞれに入力する電圧の位相は同相となり、この極数に
おける最高回転速度となる。次いで、極数切換スイッチ
S20を投入のままとして位相切換スイッチS26,S32を投
入してその他のスイッチを開放すると、巻線43,44の回
転磁界の位相が60°ずれたものとなり、それぞれの位相
が同相のときよりも低回転速度となる。
First, when the pole number changeover switch S 20 on the winding 43 side is turned on, and the phase changeover switches S 24 and S 31 are turned on and the others are opened, the winding 43 and the winding 44 are connected to the connecting path 45. Power is supplied through the phase changeover switch S 31 provided, and the current flows through the phase changeover switch S 24 to the commercial three-phase power supply, and the phases of the voltages input to the windings 43 and 44 become the same phase. It becomes the maximum rotation speed in numbers. Next, switch for number of poles
If the phase changeover switches S 26 and S 32 are turned on and the other switches are opened while S 20 is still turned on, the phases of the rotating magnetic fields of the windings 43 and 44 are shifted by 60 °, and the respective phases are in phase. The rotation speed is lower than when.

次いで、極数切換スイッチS20を投入のままとして位
相切換スイッチS29,S30を投入し他のスイッチを開放す
ると、巻線43,44それぞれの位相は120°ずれて、位相の
ずれが60°のときよりもさらに低回転速度となる。さら
に最低回転速度とするときには、極数切換スイッチS20
を投入のままとし、位相切換スイッチS29,S30を投入し
他のスイッチを開放すると、巻線43,44の回転磁界の位
相は180°ずれ、位相のずれに応じた回転速度となる。
Next, when the phase changeover switches S 29 and S 30 are closed and the other switches are opened while the pole number changeover switch S 20 is kept closed, the phases of the windings 43 and 44 are shifted by 120 °, and the phase difference is 60 °. The rotation speed becomes even lower than when it is °. To set the minimum rotation speed, switch S 20
When the phase change-over switches S 29 and S 30 are turned on and the other switches are opened while the switch is turned on, the phases of the rotating magnetic fields of the windings 43 and 44 are shifted by 180 °, and the rotational speeds correspond to the shifts of the phases.

上記したように電圧移相装置47となす位相切換スイッ
チS21〜S33と極数切換スイッチS17,S20とを適宜操作す
ることにより、効率のよい回転数制御を行うことができ
る。
As described above, by appropriately operating the phase changeover switches S 21 to S 33 and the pole number changeover switches S 17 and S 20 that form the voltage phase shifter 47, efficient rotation speed control can be performed.

このようにして、電圧移相装置47を用いて単一または
複数の極数巻線を施した2個の固定子による回転磁界間
の位相を制御することができる。電圧移相装置47を位相
切換スイッチとしたこの実施例における特徴は、無段階
的に回転速度の制御ができないが、極数と位相の切換に
より多段階的に迅速に回転速度を変えることができる点
にある。なお、この実施例に第1,第2固定子24,25の双
方あるいは一方を回動させて補助的に位相を制御すれば
無段階的に変速することができ、その制御も迅速に行う
ことができ、また、電圧移相装置47に電圧調整装置を付
設しても回転速度を任意に変速することができる。
In this way, the voltage phase shifter 47 can be used to control the phase between the rotating magnetic fields of the two stators having a single or multiple pole windings. The feature of this embodiment in which the voltage phase shifter 47 is a phase change switch is that the rotation speed cannot be controlled steplessly, but the rotation speed can be rapidly changed in multiple steps by switching the number of poles and the phase. In point. In this embodiment, if both or one of the first and second stators 24 and 25 are rotated to control the phase auxiliaryly, the speed can be changed steplessly, and the control can be performed quickly. In addition, even if the voltage phase shift device 47 is provided with a voltage adjusting device, the rotation speed can be arbitrarily changed.

次に、第15図に基づき電圧移相装置の別実施例を説明
する。
Next, another embodiment of the voltage phase shifter will be described with reference to FIG.

第1固定子24の巻線22の端子A,B,Cを商用3相電源A,
B,Cに連結し、巻線22の端子a,b,cを第2固定子25の巻線
23の端子A,B,Cに直列連結する行程路中に、単相変圧器4
9と結線切換スイッチ48とにより形成する電圧移相装置5
0を介設してある。その構成を詳細説明すると、巻線22
の端子a,b,cに単相変圧器の一次側49,結線切換スイッチ
S34,S35を図に示す如く連結し、単相変圧器49の二次側
に結線切換スイッチS36,S37を連結し、巻線23の端子A,
B,Cは結線切換スイッチS34〜S37のそれぞれに連結して
ある。
The terminals A, B, C of the winding wire 22 of the first stator 24 are connected to the commercial three-phase power supply A,
Connect the terminals a, b and c of the winding 22 to the windings of the second stator 25 by connecting them to B and C.
A single-phase transformer 4 is installed in the path connected in series to the terminals A, B, and C of 23.
The voltage phase shifter 5 formed by 9 and the connection changeover switch 48.
0 is provided. Winding 22
Primary side 49 of single-phase transformer at terminals a, b, c of
S34, S35 are connected as shown in the figure, and the connection selector switches S36, S37 are connected to the secondary side of the single-phase transformer 49, and the terminal A of the winding 23,
B and C are connected to each of the connection changeover switches S34 to S37.

以下にこの実施例における作用につき説明する。商用
3相電源A,B,Cから巻線22に通電すると共に、結線切換
スイッチ48の電磁スイッチS34のみを投入し他を開放す
ると、巻線22,23のそれぞれの回転磁界の位相は同相で
最高回転速度となる。次に結線切換スイッチS36のみを
投入して他スイッチを開放にすると、巻線23に変圧器49
を介して入力した場合の回転磁界の位相は巻線22による
回転磁界の位相に対して60°進んだ位相差となり、電圧
の位相がそれぞれ同相のときよりも遅い回転速度とな
る。
The operation of this embodiment will be described below. When the winding 22 is energized from the commercial three-phase power supplies A, B, C, and only the electromagnetic switch S34 of the connection changeover switch 48 is turned on and the others are opened, the phases of the rotating magnetic fields of the windings 22 and 23 are the same. Maximum rotation speed. Next, turn on only the connection changeover switch S36 and open the other switches.
The phase of the rotating magnetic field in the case of being input via the coil 22 has a phase difference that is advanced by 60 ° with respect to the phase of the rotating magnetic field by the winding 22, and the rotating speed becomes slower than when the phases of the voltages are in phase with each other.

そして、結線切換スイッチS35のみを投入すると、巻
線23による回転磁界の位相は巻線22による回転磁界の位
相に対して120°進んだ位相差となり、位相のずれが60
°のときよりもさらに遅い回転速度となる。次に結線切
換スイッチS37のみを投入すると、巻線22による回転磁
界の位相は巻線23による回転磁界の位相に対して180°
進んだ位相差となり、最低回転速度となる。なお、それ
ぞれの結線切換によって第1固定子24と第2固定子25と
のそれぞれの回転磁界間に生じる位相のずれは段階的に
変化するものとなるが、第1,第2固定子24,25の双方ま
たはどちらか一方を回動させることにより任意の回転速
度に制御することができる。この場合、大幅な回転速度
の変速を結線切換スイッチにより行い、補助的に固定子
の回動により制御するので、固定子の回動両を小範囲と
して迅速な変速制御を行うことができる。
Then, when only the connection changeover switch S35 is turned on, the phase of the rotating magnetic field by the winding 23 becomes a phase difference advanced by 120 ° with respect to the phase of the rotating magnetic field by the winding 22, and the phase shift is 60%.
The rotation speed becomes slower than when it is °. Next, when only the connection changeover switch S37 is turned on, the phase of the rotating magnetic field by the winding 22 is 180 ° with respect to the phase of the rotating magnetic field by the winding 23.
The phase difference has advanced and the minimum rotation speed has been reached. It should be noted that the phase shift generated between the rotating magnetic fields of the first stator 24 and the second stator 25 due to the switching of the respective connections changes stepwise, but the first and second stators 24, By rotating both or either of 25, it is possible to control to an arbitrary rotation speed. In this case, since a gear change switch is used to change gears at a large rotational speed and the rotation of the stator is supplementarily controlled, it is possible to perform speed change control within a small range of both rotations of the stator.

次に、電圧位相装置のさらに別の実施例を第16図によ
って説明する。
Next, still another embodiment of the voltage phase shifter will be described with reference to FIG.

第1固定子24の巻線22の端子A,B,Cを商用3相電源A,
B,Cに連結し、固定子を固設したその内側部に回転子を
回動自在とし、固定子に一次巻線52と、回転子に二次巻
線53を施して形成する3相誘導電圧調整器51を電圧移相
装置とし、3相誘導電圧調整器51の一次巻線52の端子A,
B,Cを第1固定子24の巻線22の端子a,b,cに連結し、一次
巻線の端子a,b,cを短絡する。二次巻線53の端子a,b,cは
短絡し、端子A,B,Cは第2固定子25の巻線23の端子A,B,C
に連結し、第2固定子25の巻線23の端子a,b,cを短絡す
る。
The terminals A, B, C of the winding wire 22 of the first stator 24 are connected to the commercial three-phase power supply A,
Three-phase induction formed by connecting to B and C, allowing the rotor to rotate freely inside the fixed stator, and providing primary winding 52 on the stator and secondary winding 53 on the rotor. The voltage regulator 51 is a voltage phase shifter, and the terminal A of the primary winding 52 of the three-phase induction voltage regulator 51 is
B and C are connected to the terminals a, b and c of the winding 22 of the first stator 24, and the terminals a, b and c of the primary winding are short-circuited. The terminals a, b, c of the secondary winding 53 are short-circuited, and the terminals A, B, C are the terminals A, B, C of the winding 23 of the second stator 25.
And the terminals a, b, c of the winding wire 23 of the second stator 25 are short-circuited.

この実施例においては、二次巻線53を施した3相誘導
電圧調整器51の回転子を任意量回動することにより、第
1,第2固定子24,25の巻線22,23による回転磁界間の位相
を変更することができ、回転子軸4に要求される回転速
度に応じて回転数を制御することができる。
In this embodiment, by rotating the rotor of the three-phase induction voltage regulator 51 having the secondary winding 53 by an arbitrary amount,
The phase between the rotating magnetic fields generated by the windings 22 and 23 of the first and second stators 24 and 25 can be changed, and the rotation speed can be controlled according to the rotation speed required for the rotor shaft 4.

次に第17図に基づき第1,第2固定子24,25に巻装した
巻線とその結線について説明する。第1固定子24に巻装
した巻線22の端子U,V,WはスイッチM1を介して商用3相
電源に連結し、また巻線22の端子X,Y,Zは巻線23の端子
U,V,Wと連結してある。巻線23の端子X,Y,Zには短絡用ス
イッチM2を介設すると共にスイッチM3を介して商用3相
電源に連結して巻線22,23のの端子X,Y,Zの相互をスイッ
チM10を介して巻線22,23を直列に連結してある。
Next, the windings wound around the first and second stators 24 and 25 and their connections will be described with reference to FIG. The terminals U, V, W of the winding wire 22 wound around the first stator 24 are connected to the commercial three-phase power source via the switch M 1, and the terminals X, Y, Z of the winding wire 22 are connected to the winding wire 23. Terminal
It is connected to U, V and W. A short-circuiting switch M 2 is provided at the terminals X, Y, Z of the winding wire 23, and is connected to a commercial three-phase power source via the switch M 3 so that the terminals X, Y, Z of the winding wires 22, 23 The windings 22 and 23 are connected to each other in series via a switch M 10 .

以下に上記構成における作用を第1図,第17図を併用
して説明する。
The operation of the above structure will be described below with reference to FIGS. 1 and 17.

第1,第2固定子24,25の巻線22,23の結線をスイッチM1
〜M3を投入しスイッチM2を開放してデルタ結線とした巻
線22,23に商用3相電源から通電すると、固定子24,25に
回転磁界が生じて回転子8に電圧が誘起され、回転子導
体5…に電流が流れて回転子8は回転する。第2固定子
25に対して第1,第2固定子24,25の回動量をゼロとした
ときには、それぞれの固定子24,25の巻線22,23による回
転磁界の位相にはずれがなく、一般の誘導電動機と同一
のトルク特性を持つものとして最高回転速度となる。
Switch M 1 to connect the windings 22 and 23 of the first and second stators 24 and 25.
When ~M 3 turned to open the switch M 2 to be energized from the commercial three-phase power supply to the windings 22 and 23 and delta-connected, a voltage is induced in the rotor 8 rotating magnetic field is generated in the stator 24, 25 , A current flows through the rotor conductors 5 and the rotor 8 rotates. Second stator
When the amount of rotation of the first and second stators 24, 25 with respect to 25 is set to zero, the phases of the rotating magnetic fields due to the windings 22, 23 of the respective stators 24, 25 do not deviate, and a general induction motor It has the same torque characteristics as the maximum rotation speed.

パルスモーター35を作動し第1,第2個定子24,25を回
動させることによって回転速度を連続的に制御すること
ができが、両固定子24,25による回転磁界間の位相が180
°ずれたときには回転速度が一応限界に達する。デルタ
結線したときの位相角θ=0°からθ=180°までにお
けるすべりとトルクの関係は第28図に示すとおりであ
り、すべりS1〜S2の範囲において任意回転速度に制御し
て使用できる。
The rotation speed can be continuously controlled by operating the pulse motor 35 and rotating the first and second stators 24 and 25, but the phase between the rotating magnetic fields of both stators 24 and 25 is 180.
When there is a deviation, the rotation speed reaches the limit. The relationship between the slip and torque from the phase angle θ = 0 ° to θ = 180 ° when delta connection is shown in Fig. 28. It is used by controlling the rotation speed to an arbitrary value within the range of slip S 1 to S 2. it can.

しかしながら、上記状態においては、すべりSがS=
S2からS=1.0の範囲において速度制御が不能となる。
即ち第18図のハッチングで示す領域の速度制御は不能と
なる。
However, in the above state, the slip S is S =
Speed control becomes impossible in the range of S 2 to S = 1.0.
That is, the speed control in the hatched area in FIG. 18 becomes impossible.

上記現象に対処するために、スイッチM1,M2を投入し
てスイッチM3を開放にし、巻線22,23の結線をスター結
線に切換えると、第1固定子24と第2固定子25の作る回
転磁界の磁束φ′,φ′は同相となる。しかも第1,
第2両固定子24,25の巻線22,23のそれぞれがスター結線
としてあるから、巻線22,23に加わる電圧はデルタ結線
のときの になる。したがって磁束φ′,φ′によって回転子
巻線7…に誘起する電圧も となり、回転子8のトルクは電圧の2乗に比例するので
電圧が になるとトルクは1/3となる。
In order to deal with the above phenomenon, the switches M 1 and M 2 are turned on, the switch M 3 is opened, and the connection of the windings 22 and 23 is switched to the star connection, so that the first stator 24 and the second stator 25 The magnetic fluxes φ 1 ′ and φ 2 ′ of the rotating magnetic field created by are in phase. Moreover, the first
Since the windings 22 and 23 of the second stators 24 and 25 are in the star connection, the voltage applied to the windings 22 and 23 is the same as in the delta connection. become. Therefore, the voltage induced in the rotor winding 7 by the magnetic fluxes φ 1 ′, φ 2 ′ is also Since the torque of the rotor 8 is proportional to the square of the voltage, the voltage is Then, the torque becomes 1/3.

したがって、第18図においてθ=0°S=1.0のとき
のトルクをT1とし、θ=180°S=1.0のときのトルクを
T2とすると、第1,第2固定子24,25の巻線22,23の結線を
スイッチによってスター結線に切換えることにより、そ
のトルク特性は第19図に示す如く、θ=180°S=1.0の
ときのトルクはT1/3,θ=0°S=1.0のときのトルクは
T2/3となり、ハッチングで示す速度制御不能領域は非常
に小さくなる。そこで、T2=T1/3となるように設計し、
第1,第2固定子24,25の巻線22,23の結線をスイッチによ
ってデルタ結線とし、第1,第2固定子24,25を回動して
回転子導体5…に誘起する電圧の位相角を0°から180
°まで変化させ、次いで両固定子24,25の巻線22,23の結
線をスイッチによってスター結線に切換えると両固定子
24,25間の位相は同相となるので、第1,第2固定子24,25
を上記とは逆回動して位相を0°から180°に向けて変
化させると、負荷の反抗トルクTrの大きな変化に対応し
て広範囲な速度制御を行うことができ、その低速度制御
領域における大きなトルクを確保することもできる。
Therefore, in FIG. 18, the torque when θ = 0 ° S = 1.0 is T 1, and the torque when θ = 180 ° S = 1.0 is
If T 2 is set, the torque characteristics are θ = 180 ° S = as shown in FIG. 19 by switching the connection of the windings 22 and 23 of the first and second stators 24 and 25 to the star connection by a switch. 1.0 torque when the torque of the T 1 /3,θ=0°S=1.0 when
T 2/3, and the speed uncontrollable area becomes very small as indicated by hatching. Therefore, designed to be T 2 = T 1/3,
The connection between the windings 22 and 23 of the first and second stators 24 and 25 is made into a delta connection by a switch, and the voltage induced on the rotor conductors 5 is rotated by rotating the first and second stators 24 and 25. Phase angle from 0 ° to 180
Up to ° and then switch the windings 22 and 23 of both stators 24 and 25 to star connection with a switch
Since the phase between 24 and 25 is the same, the first and second stators 24 and 25
When is rotated in the opposite direction from the above and the phase is changed from 0 ° to 180 °, a wide range of speed control can be performed in response to a large change in the reaction torque Tr of the load. It is also possible to secure a large torque at.

そして、電圧移相装置は上記実施例に限定されるもの
ではなく、両固定子間に位相のずれを生起する装置を任
意に選択して実施できるものである。また、回転子コア
に装設する導体は低抵抗性のものであっても各導体間に
連結材を設けて短絡すれば、上記に説明した本発明のト
ルク特性と効率の改善を確保することができ、固定子に
巻装する巻線が数種の極数変換を施したものでない場合
には、2個の回転子コアそれぞれに巻線を施して相互を
直列に連結し、その行程中に連結材として抵抗材を介設
すれば、前記した作用と同一効果を得られ、その巻線は
スター結線あるいはデルタ結線のいずれをも選択して使
用できるものである。
Further, the voltage phase shift device is not limited to the above embodiment, but a device that causes a phase shift between both stators can be arbitrarily selected and implemented. Further, even if the conductor mounted on the rotor core has a low resistance, if the connecting material is provided between the conductors and the conductors are short-circuited, the torque characteristics and the efficiency of the present invention described above can be secured. When the windings wound around the stator are not subjected to several kinds of pole number conversion, windings are applied to each of the two rotor cores and connected to each other in series. If a resistance material is provided as a connecting material, the same effect as that described above can be obtained, and either the star connection or the delta connection can be selected and used for the winding.

次に、第20図に示すブロック図により、可変速誘導電
動機の自動制御の一実施例を説明する。
Next, one embodiment of automatic control of the variable speed induction motor will be described with reference to the block diagram shown in FIG.

(第1図参照)入出力制御回路55,制御回路56,演算回
路57,記憶回路58等からなる制御装置54の入力側に、速
度表示器60を備えたタコゼネレーター等の速度検出器59
と、磁気センサー等の固定子回動位置検出器61と、機枠
14内の適所に装着した温度検出器62と、ディスプレイを
備えたキーボード63とを連結し、制御装置54の出力側に
パスルモーター35、回動側固定子の回動をロックまたは
開放をする電磁石64と、巻線22,23,回転子導体5…,抵
抗材ρ…等を冷却する空気を機枠14の適所から送風する
送風機を駆動する電動機65とを連結してあり、キーボー
ド63から制御装置54の記憶回路58には以下のような制御
値が入力されている。即ち、位相角0°〜180°に対す
る固定子の回動量と、固定子の回動量に対するパルスモ
ーター35のパルス制御値と、位相角0°〜180°に対す
る固定子の位置検出器61との関係と、機枠14内を冷却す
る作用を与える温度基準値とを入力してあり、キーボー
ド63から回転子軸4の速度制御値を制御装置54に入力す
ると、入力した速度制御値とするために固定子の回動量
が演算され、その固定子の回動量に対するパルスモータ
ー35のパルス制御値が演算される。制御装置54から出力
する信号により電磁石64を作動し、固定子のロックを開
放すると共に、制御装置54の信号を受けてパルスモータ
ー35を作動して変速制御し、回転子軸4に装着した速度
検出器59の検出値を連絡した速度値と速度制御値とを比
較してその速度に相違がある場合には、制御装置54から
パルスモーター35に出力して回転速度を補正制御すると
共に、電磁石64によって固定子の回動をロックする。
(Refer to FIG. 1) A speed detector 59 such as a tachogenerator having a speed indicator 60 on the input side of a control device 54 including an input / output control circuit 55, a control circuit 56, an arithmetic circuit 57, a memory circuit 58 and the like.
, A stator rotation position detector 61 such as a magnetic sensor, and a machine frame
An electromagnet that connects a temperature detector 62 mounted at a proper place in 14 and a keyboard 63 having a display, and locks or unlocks the rotation of the pulse motor 35 and the rotation side stator on the output side of the control device 54. 64 and a motor 65 for driving a blower that blows air for cooling the windings 22, 23, the rotor conductor 5, ... The following control values are input to the memory circuit 58 of the device 54. That is, the relationship between the rotation amount of the stator with respect to the phase angle 0 ° to 180 °, the pulse control value of the pulse motor 35 with respect to the rotation amount of the stator, and the position detector 61 of the stator with respect to the phase angle 0 ° to 180 °. And a temperature reference value for cooling the inside of the machine frame 14 are input, and when the speed control value of the rotor shaft 4 is input to the control device 54 from the keyboard 63, the input speed control value is set. The rotation amount of the stator is calculated, and the pulse control value of the pulse motor 35 for the rotation amount of the stator is calculated. The signal output from the controller 54 actuates the electromagnet 64 to unlock the stator, and the signal from the controller 54 is actuated to operate the pulse motor 35 to control the gear shift and the speed attached to the rotor shaft 4. When the speed value notified of the detection value of the detector 59 and the speed control value are compared, and there is a difference in the speeds, the control device 54 outputs the pulse motor 35 for correction control of the rotation speed and the electromagnet. The rotation of the stator is locked by 64.

制御装置54に連絡された温度検出器62の温度検出値が
記憶回路58に設定された温度基準値よりも高温になる
と、制御装置54から出力する信号により送風機の電動機
65を起動し、機枠14内に送風して巻線22,23,回転子導体
5…,抵抗材ρ…等を冷却する。上記運転中において、
キーボード63から新たに回転速度値を入力したり、ある
いは負荷に連結した制御盤から直接に速度制御値をキー
ボード63を介して自動的に制御装置54に入力すると、固
定子回動位置検出器61から連絡された固定子の現在位置
を基準とし、所望速度値に対してパルスモーター35を作
動するパルス値とが演算され、制御装置54からの出力信
号により電磁石64およびパルスモーター35を作動して回
転速度を制御する。
When the detected temperature value of the temperature detector 62, which is communicated to the control device 54, becomes higher than the temperature reference value set in the storage circuit 58, a signal output from the control device 54 causes the electric motor of the blower.
65 is started, and air is blown into the machine frame 14 to cool the windings 22, 23, the rotor conductor 5, ..., The resistance material ρ, etc. During the above operation,
When a new rotation speed value is input from the keyboard 63 or a speed control value is automatically input to the control device 54 directly from the control panel connected to the load via the keyboard 63, the stator rotation position detector 61 Based on the current position of the stator communicated from, the pulse value for operating the pulse motor 35 is calculated for the desired speed value, and the electromagnet 64 and the pulse motor 35 are operated by the output signal from the controller 54. Control the rotation speed.

なお、制御装置54の出力側に極数切換スイッチ67、位
相切換スイッチ68等を連絡し、制御装置54に入力される
速度制御値に対応して自動制御することもあり、また、
送風機に空気冷却装置66を連結し、制御装置54に設定し
た温度基準値に対して空気冷却装置66を作用させる場合
もある。
The output side of the control device 54 may be connected to a pole number changeover switch 67, a phase changeover switch 68, etc. to automatically control the speed control value input to the control device 54.
In some cases, the air cooling device 66 is connected to the blower, and the air cooling device 66 acts on the temperature reference value set in the control device 54.

さらに本発明の可変速誘導電動機を誘導発電機として
も使用することができるものであり、回転子軸4にター
ビン等直接連結して発電すれば高価な調速機を省略する
こともできる。また内燃機を原動機として連結した場合
には、その内燃機の最小燃費の回転数に対応することが
でき、風水をエネルギー源とするパワーが弱く不安定な
場合においても、その最高出力を取出せる回転数で発電
することができ、水力発電においては流速に応じて効率
よく発電でき、それぞれ複雑高価な可変ピッチ装置ある
いは調相機を省略できる。また外部電力に対しての同期
も高価な同期装置なしで行える。また、回転子軸に他の
回転軸を連結すると共に固定子巻線の入力側の2相を入
替えるスイッチを設け、該スイッチにより回転子軸を正
転,逆転自在とすれば、該スイッチと電圧位相装置との
操作より電機制動機としても使用することができ、電圧
移相装置により回転速度を制御することにより、回転子
軸に連結した回転軸の制御力を効率よく調整できる。
Further, the variable-speed induction motor of the present invention can be used as an induction generator, and if the rotor shaft 4 is directly connected to a turbine or the like to generate power, an expensive speed governor can be omitted. When an internal combustion engine is connected as a prime mover, it can respond to the minimum fuel consumption speed of the internal combustion engine, and even when the power using feng shui as an energy source is weak and unstable, the maximum output speed can be obtained. In hydropower generation, it is possible to efficiently generate power according to the flow velocity, and a complicated and expensive variable pitch device or phase shifter can be omitted. Also, synchronization with external power can be performed without an expensive synchronizer. Further, a switch for connecting the other rotation shaft to the rotor shaft and for exchanging the two phases on the input side of the stator winding is provided, and if the rotor shaft is allowed to rotate normally and reversely with the switch, It can also be used as an electric machine brake by operating with the voltage phase device, and by controlling the rotation speed with the voltage phase shifting device, the control force of the rotating shaft connected to the rotor shaft can be efficiently adjusted.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上記に説明した如く本発明によれば、2個の回転子コ
アに装設した2組の複数個の導体のうち少なくとも一組
の導体を2個の回転子コアに関連して他の導体とは別の
角度にスキューさせて連結して一体的な回転子に形成
し、前記各回転子コアの外周部に2組の固定子を対峙並
設し、前記2個の固定子に巻装した巻線を互いに直列に
連結し、前記2個の固定子に関連して電圧移相装置を連
結してあるので、電圧移相装置を操作して固定子に生起
する回転磁界の磁束によって2組の複数個の導体に関し
てそれぞれの位相差を異にする位相のずれを生じさせ、
すなわち、回転子導体に誘起する合成電圧を増減制御す
るだけの簡単な操作により、回転子の回転速度を任意に
変えることができる。また、2組の複数個の回転子導体
のうち任意の導体のそれぞれを連結材を介して短絡した
ことの組合せによる効果は、連結材を介した導体には回
転子導体に対応する各固定子に誘起して個別に回転子導
体に流れる電流の大きさが等しくなるという強制力が生
じる作用と、それぞれの固定子間の電圧の位相差に起因
するベクトル差分の電流が複数個の回転子導体を相互に
短絡的に連結した連結材を介して必然的に流れるという
強制力が生じる作用と、一方、連結材を介しない導体に
は固定子間の電圧の位相差に反比例的に電流が流れると
いう作用の相乗効果により、それぞれの変速領域におい
て最高回転時点とほぼ同等の定格電流と定格トルクを確
保することができるもので、前記引用公報の総和で以っ
てしては奏することのできないトルク特性および効率の
改善を目的とする課題を見事に達成することができたも
のである。
As described above, according to the present invention, at least one set of conductors of the two sets of conductors mounted on the two rotor cores is connected to another conductor in association with the two rotor cores. Are connected to each other by skewing them at different angles to form an integral rotor, and two sets of stators are arranged side by side on the outer peripheral portion of each rotor core so as to be wound around the two stators. Since the windings are connected in series with each other and the voltage phase shifter is connected in relation to the two stators, the voltage phase shifter is operated so that two sets are generated by the magnetic flux of the rotating magnetic field generated in the stator. Of a plurality of conductors, causing a phase shift that makes each phase difference different,
That is, the rotation speed of the rotor can be arbitrarily changed by a simple operation of increasing / decreasing the combined voltage induced in the rotor conductor. In addition, the effect of the combination of short-circuiting each of the arbitrary conductors of the two sets of rotor conductors via the connecting material is that the conductors via the connecting material have respective stators corresponding to the rotor conductors. Induced by the rotor conductors and the force of individual currents flowing through the rotor conductors becomes equal, and the vector difference current due to the phase difference of the voltage between the stators causes a plurality of rotor conductors. And the effect of forcibly flowing through the connecting material that short-circuits each other, and on the other hand, the current that flows in the conductor not through the connecting material is inversely proportional to the phase difference of the voltage between the stators. By the synergistic effect of the action, it is possible to secure a rated current and a rated torque that are almost the same as those at the time of maximum rotation in each speed change range, and a torque that cannot be achieved by the sum of the cited publications. Special And it is intended that could be admirably achieve the object aimed at improving efficiency.

したがって、負荷に順応した滑かな起動制御ができる
ことは勿論、負荷に定められた任意の特性による起動と
変速を任意に制御することができ、起動・停止・変速を
頻繁に反復する動力源に用いて顕著な効果を奏するもの
である。
Therefore, of course, it is possible to control the start-up and speed change according to the desired characteristics of the load, as well as to perform a smooth start-up control that adapts to the load. It has a remarkable effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図〜第20図は、本発明の実施例図である。第1図は
誘導電動機の側断面図、第2図は固定子の回動機構を示
す断面図、第3図は固定子の回動機構を示す一部を破断
して示した側面図、第4図はかご型回転子の導体と短絡
環の概念を示す斜視図、第5図は固定子巻線を直列にス
ター結線とし、電源に接続した結線図、第6図は固定子
巻線を直列にデルター結線とし、電源に接続した結線
図、第7図は回転子の電気的等価回路、第8図は第7図
の電気的等価回路を固定子側からみた電気的等価回路、
第9図は回転子のすべりと有効電力の関係を示すグラ
フ、第10図は導体のそれぞれを抵抗材により短絡すると
共に、固定子巻線を直列に連結したときのすべりとトル
クの関係を示すトルク特性図、第11図は2組の複数個の
導体のうち任意の一組の導体をスキューさせると共に抵
抗材により短絡し、固定子巻線を直列に連結したときの
すべりとトルクの関係を示すトルク特性図。第12図は固
定子に複数種の巻線を施しスイッチにより極数を切換え
る場合の結線図、第13図は4極と8極におけるすべりと
トルクとの関係を示すトルク特性図、第14図は電圧移相
装置となす位相切換スイッチの固定子巻線への結線図、
第15図は電圧移相装置を単相変圧器と位相切換スイッチ
とにより構成した実施例図、第16図は電圧移相装置を誘
導電圧調整器で構成した実施例図、第17図は固定子巻線
をデルタ結線またはスター結線にスイッチにより切換え
る結線図、第18図および第19図はデルター結線とスター
結線のすべりとトルクとの関係を示すトルク特性図、そ
して第20図は本発明による誘導電動機を自動制御する場
合のブロック構成図である。 1…誘導電動機、2,3…回転子コア、4…回転子軸、5
…導体、5A…第1導体群、5B…第2導体群、6…短絡
環、7…連結材、8…回転子、9…非磁性コア、10,11
…側部、12…通風胴、13…通気孔、14…機枠、15,16…
軸受盤、17…連結棒、18…ナット、19,20…冷却用翼
車、21…軸受、22,23…巻線、24…第1固定子、25…第
2固定子、26,27…すべり軸、28…ストップリング、29
…中継軸、30…中継用歯車、31…第2駆動用歯車、32…
軸受台、33A,33B…ギヤー、34…中継歯車、35…パルス
モーター、36…第1駆動歯車、37…開口部、38…電圧移
送装置、39…排風孔、40…通風孔、41A,41B…巻線、42
A,42B…巻線、45,46…連結行程路、47…電圧移相装置、
48…結線切換スイッチ、49…単相変圧器、50…電圧移相
装置、51…誘導電圧調整器、52…一次巻線、53…二次巻
線、54…制御装置、55…入出力回路、56…制御回路、57
…演算回路、58…記憶回路、59…速度検出器、60…速度
表示器、61…固定子回動位置検出器、62…温度検出器、
63…キーボード、64…電磁石、65…電動機、66…空気冷
却装置、67…極数切換スイッチ、68…位相切換スイッ
チ。
1 to 20 are diagrams showing an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side sectional view of an induction motor, FIG. 2 is a sectional view showing a rotating mechanism of a stator, and FIG. 3 is a side view showing a partially broken sectional view of a rotating mechanism of a stator. Fig. 4 is a perspective view showing the concept of the conductor and the short-circuit ring of the squirrel cage rotor, Fig. 5 is a wiring diagram in which the stator windings are connected in series to form a star connection and connected to the power supply, and Fig. 6 shows the stator windings. A wiring diagram in which a delta connection is connected in series and is connected to a power supply, FIG. 7 is an electrical equivalent circuit of the rotor, FIG. 8 is an electrical equivalent circuit of the electrical equivalent circuit of FIG. 7 seen from the stator side,
Fig. 9 is a graph showing the relationship between rotor slip and active power, and Fig. 10 shows the relationship between slip and torque when the conductor windings are short-circuited and the stator windings are connected in series. Torque characteristic diagram, Fig. 11 shows the relation between slip and torque when skewing an arbitrary set of two conductors and short-circuiting with a resistance material, and connecting the stator windings in series. The torque characteristic diagram shown. Fig. 12 is a wiring diagram when multiple types of windings are applied to the stator and the number of poles is switched by a switch. Fig. 13 is a torque characteristic diagram showing the relationship between slip and torque at 4 poles and 8 poles, and Fig. 14 Is a connection diagram to the stator winding of the phase changeover switch made with the voltage phase shifter,
FIG. 15 is an embodiment diagram in which the voltage phase shift device is configured by a single-phase transformer and a phase change switch, FIG. 16 is an embodiment diagram in which the voltage phase shift device is configured by an induction voltage regulator, and FIG. 17 is fixed. A wiring diagram in which the child winding is switched to a delta connection or a star connection by a switch, FIGS. 18 and 19 are torque characteristic diagrams showing the relationship between the slip and torque of the delta connection and the star connection, and FIG. 20 is according to the present invention. It is a block block diagram in the case of automatically controlling an induction motor. 1 ... Induction motor, 2, 3 ... Rotor core, 4 ... Rotor shaft, 5
... conductor, 5A ... first conductor group, 5B ... second conductor group, 6 ... short-circuit ring, 7 ... connecting material, 8 ... rotor, 9 ... non-magnetic core, 10, 11
… Side, 12… Ventilator, 13… Vents, 14… Machine frame, 15, 16…
Bearing board, 17 ... Connecting rod, 18 ... Nut, 19,20 ... Cooling impeller, 21 ... Bearing, 22,23 ... Winding, 24 ... First stator, 25 ... Second stator, 26, 27 ... Sliding shaft, 28 ... Stop ring, 29
... Relay shaft, 30 ... Relay gear, 31 ... Second drive gear, 32 ...
Bearing stand, 33A, 33B ... Gear, 34 ... Relay gear, 35 ... Pulse motor, 36 ... First drive gear, 37 ... Opening portion, 38 ... Voltage transfer device, 39 ... Exhaust hole, 40 ... Ventilation hole, 41A, 41B ... Winding, 42
A, 42B ... Winding, 45, 46 ... Connection path, 47 ... Voltage phase shifter,
48 ... Connection changeover switch, 49 ... Single-phase transformer, 50 ... Voltage phase shifter, 51 ... Induction voltage regulator, 52 ... Primary winding, 53 ... Secondary winding, 54 ... Control device, 55 ... Input / output circuit , 56 ... Control circuit, 57
... arithmetic circuit, 58 ... memory circuit, 59 ... speed detector, 60 ... speed indicator, 61 ... stator rotation position detector, 62 ... temperature detector,
63 ... Keyboard, 64 ... Electromagnet, 65 ... Electric motor, 66 ... Air cooling device, 67 ... Number of pole change switch, 68 ... Phase change switch.

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】同一回転軸に空間又は非磁性体部を介在し
て軸着した2個の回転子コアを有し、該2個の回転子コ
アに連通した複数個の導体を装設してあり、該複数個の
導体は回転子コア上に交互に配設された第1導体群と第
2導体群の2組に区分されると共に、該第1導体群を2
個の回転子コア間で前記第2導体群とは別の角度に偏角
し且つ第1導体群の複数個の導体を相互に連結材で抵抗
短絡したかご形回転子と、前記2個の回転子コアに対峙
して2個の固定子コアを周設し、該2個の固定子コアの
それぞれに巻線を巻装して直列に接続した2個の固定子
と、前記2個の固定子のうち一方の固定子がこれに対峙
する回転子の周囲に生じる回転磁界と、他の固定子がこ
れに対峙する回転子の周囲に生じる回転磁界との間に位
相差を生じさせる電圧移相装置とを有し、該電圧移相装
置によって、前記第2導体群に関する位相差を0°と18
0°との間で移相させると共に、第1導体群に関する位
相差を、電圧移相装置による位相差0°時における第1
導体群の偏角による位相差θと、第1導体群の位相差0
°を介して、他の大きな位相差との間で移相することを
特徴とする可変速誘導電動機。
1. A rotor having two rotor cores axially attached to the same rotary shaft with a space or a non-magnetic member interposed therebetween, and a plurality of conductors communicating with the two rotor cores are provided. The plurality of conductors are divided into two groups, a first conductor group and a second conductor group, which are alternately arranged on the rotor core.
A squirrel-cage rotor having a plurality of rotor cores declined at an angle different from that of the second conductor group and a plurality of conductors of the first conductor group being resistance short-circuited with a connecting member; Two stator cores are provided around the rotor core, two windings are wound around each of the two stator cores, and the two stators are connected in series. A voltage that causes a phase difference between a rotating magnetic field generated around one of the stators facing the rotor, and a rotating magnetic field generated around the other rotor facing another stator. A phase shift device, the phase shift device having a phase shift of 0 ° and 18 ° with respect to the second conductor group.
The phase difference between the first conductor group and the phase difference between the first conductor group at the time of 0 °
Phase difference θ due to declination of the conductor group and phase difference 0 of the first conductor group
A variable speed induction motor characterized in that a phase shift is made between the phase difference and another large phase difference.
【請求項2】前記電圧移相装置を、前記2個の固定子間
に加える電圧の位相を0°から180°の範囲内の任意の
位相差に設定できるように前記固定子のうち少なくとも
1個を前記回転子と同心的に回動自在に形設したもので
ある特許請求の範囲第(1)項記載の可変速誘導電動
機。
2. At least one of the stators so that the voltage phase shifter can set the phase of the voltage applied between the two stators to an arbitrary phase difference within the range of 0 ° to 180 °. The variable speed induction motor according to claim (1), wherein each of the rotors is formed concentrically with the rotor so as to be rotatable.
【請求項3】前記電圧移相装置を、前記2個の固定子の
うち少なくとも1個の固定子巻線に連結する位相切換ス
イッチとなした特許請求の範囲第(1)項記載の可変速
誘導電動機。
3. A variable speed device according to claim 1, wherein the voltage phase shifter is a phase changeover switch connected to at least one stator winding of the two stators. Induction motor.
【請求項4】前記電圧移相装置を、単相変圧器と結線切
換スイッチとにより形成した特許請求の範囲第(1)項
記載の可変速誘導電動機。
4. A variable speed induction motor according to claim 1, wherein the voltage phase shifting device is formed by a single-phase transformer and a connection changeover switch.
【請求項5】前記電圧移相装置を、誘導電圧調整器とな
した特許請求の範囲第(1)項記載の可変速誘導電動
機。
5. The variable speed induction motor according to claim 1, wherein the voltage phase shifter is an induction voltage regulator.
【請求項6】前記2個の固定子のそれぞれに複数種の極
数を形成する巻線を施し、該巻線の端子に極数切換スイ
ッチを連結した特許請求の範囲第(2)項〜第(5)項
記載のいずれかに記載の可変速誘導電動機。
6. The method according to claim 2, wherein each of the two stators is provided with a winding for forming a plurality of types of poles, and a pole number changeover switch is connected to a terminal of the winding. The variable speed induction motor according to any one of (5).
【請求項7】前記2個の固定子の各巻線の結線を、デル
タ結線またはスター結線のいずれかに切換自在とするス
イッチを設けた特許請求の範囲第(2)項〜第(5)項
記載のいずれかに記載の可変速誘導電動機。
7. The scope of claims (2) to (5), wherein a switch is provided for switching the connection of each winding of the two stators to either delta connection or star connection. The variable speed induction motor according to any one of the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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IT975015B (en) * 1972-09-19 1974-07-20 Occhetto S ASYNCHRONOUS MOTOR WITH SINGLE GAB ROTOR WITH ADJUSTMENT OF THE DELIVERED TORQUE
JPS50151313A (en) * 1974-05-27 1975-12-05
JPS5429005A (en) * 1977-08-08 1979-03-03 Fuji Electric Co Ltd Dual-core squirrel-cage motor

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