JP2516398B2 - Variable speed induction motor - Google Patents

Variable speed induction motor

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JP2516398B2
JP2516398B2 JP63077636A JP7763688A JP2516398B2 JP 2516398 B2 JP2516398 B2 JP 2516398B2 JP 63077636 A JP63077636 A JP 63077636A JP 7763688 A JP7763688 A JP 7763688A JP 2516398 B2 JP2516398 B2 JP 2516398B2
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利彦 佐竹
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【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.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art 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、この方法で必要とする周
波数変換装置を高価とし、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
般に高調波および電波が発生し、これらによってコンピ
ューター,その他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り、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。また低速時において一般に性能が不十
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, the frequency converter required by this method is expensive, and in the process of converting alternating current to direct current and then alternating current again by the frequency converting device, it is generally higher harmonic. Waves and radio waves may be generated, which may cause malfunctions such as malfunction of computers and other electric control devices or overheating of capacitors. Of these, harmonics measures should be taken by installing a filter. Yes, but installing a filter is expensive. It also has a drawback that performance is generally insufficient at low speeds.

また、電動機の極数を変えて速度を制御する方法は、
極数の変換によって段階的に速度を変えることができて
も、無段階的に滑かな速度制御をすることができない欠
点がある。
Also, the method of controlling the speed by changing the number of poles of the motor is
Even if the speed can be changed stepwise by converting the number of poles, there is a drawback that smooth speed control cannot be performed steplessly.

また、電源の電圧を変えて速度を制御する方法では、
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。
Also, in the method of controlling the speed by changing the voltage of the power supply,
On the other hand, the speed control can be performed continuously, but there is a drawback that the efficiency becomes poor especially in the low speed region.

そして巻線型電動機において二次抵抗を変化させすべ
りを変えて速度制御を行う方法は、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し、また、か
ご形遊動電動機は、二次抵抗を変化させて速度制御を行
うことができない問題点がある。
The method of controlling the speed by changing the secondary resistance and changing the slip in the wire wound type motor is a relatively simple and continuous speed control method.On the other hand, the rotor winding is externally connected via a brush and a slip ring. In order to insert a resistance into the circuit, maintenance is required due to wear of the brush, and the cage type floating motor cannot change the secondary resistance for speed control.

上記問題点に対処するものとして、例えば、特開昭54
-29005号公報にその技術が開示されている。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
子巻線を有する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備え、始動時には各組固定子
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双鉄心かご形電動機である
が、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
転時には固定子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、始動性を向上する効果は認められたとして
も、この電動機は可変速電動機ではないから変速を必要
とする負荷の動力源として使用することができないもの
である。
As a means for dealing with the above problems, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
-29005 gazette discloses the technique. This is installed in common with two sets of stators each having two independent stator windings facing the two sets of rotor cores and across the two sets of rotor cores, and short-circuited at both ends. It is equipped with a squirrel cage conductor short-circuited to each other via a ring and a high-resistor that short-circuits the squirrel cage conductors at the center of the squirrel cage conductors between the two rotor cores. This is a twin-core squirrel-cage electric motor that shifts the phases of the stator windings by 180 ° and feeds them in phase during operation after starting, but the phases of the stator windings should be shifted by 180 ° when starting. The characteristic is that the starting torque is increased to improve the starting characteristics, and the stator coils can be operated with normal torque characteristics by matching the phases of the stator windings during operation. Therefore, even if the effect of improving the startability is recognized, since this electric motor is not a variable speed electric motor, it cannot be used as a power source of a load that requires gear shifting.

なお、上記特開昭54-29005号公報において、起動時か
ら運転時への移行に際し、トルクの急激な変動によるシ
ョックを緩和する目的により瞬間的に固定子巻線の相互
の給電回路を直列接続の中間ステップを設けることも1
例にあるが、この場合は、回転磁界の位相のずれが0°
と180°の両時点のはに限定されるもので変速目的のも
のではない。しかも直列に切り換えたことにより固定子
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, in order to mitigate the shock caused by a rapid change in torque at the time of transition from start-up to operation, mutual feeding circuits of stator windings are momentarily connected in series. It is also possible to provide an intermediate step of 1.
As an example, in this case, the phase shift of the rotating magnetic field is 0 °.
Both the 180 ° and 180 ° points are limited to and not for gear shifting purposes. Moreover, since the voltage applied to the stator is halved by switching in series, the torque can be reduced to 1/4, and in combination with this, the shift control cannot be performed at all.
It is also clear from the fact that the subject matter disclosed in this publication is not intended for gear shifting.

要するに特開昭54-29005号公報のものは、仮に「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」云々とあるが、この直列接続は変
速目的には全く用をなさない接続に過ぎない。
In short, the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 54-29005 is tentatively "an intermediate step for switching the stator winding between series connection and parallel connection with respect to the power feeding circuit", but this series connection is completely for the purpose of shifting. It's just a useless connection.

また、特開昭49-86807号公報に提案されているもの
は、多相巻線とかご形ロータとを備えたステータを有す
る非同期電気モータであって伝導バー、短絡回路端環お
よ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
ロータの異な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
線区間によりロータの巻線に誘導される起電力を変化す
る手段を設けた非周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
ー区分間の位相差が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、負荷が掛かる
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
を頻繁に反復する動力源として運転することのできない
重大な問題点を未解決とするものであった。
Further, the one proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 49-86807 is an asynchronous electric motor having a stator having a multi-phase winding and a squirrel-cage rotor, which is a conductive bar, a short-circuit end ring and a strong magnetic lamination. Consisting of a first and a second winding section, the sections being coaxially arranged next to each other and to different parts of the rotor, and supplied with alternating current of the same frequency. A non-periodic electric motor provided with means for changing the electromotive force induced in the rotor winding by the second winding section, which is two by mechanical or electrical means. 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 in phase, and the operation immediately starts when a load is applied. Missing to stop The practical use are those not subjected at all to have, in the connected state of the load, it was to unresolved serious problems that can not be operated as a power source for frequently repeated starting and stopping.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明は、上記従来技術の欠点を改善するためのもの
で、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
速度までの全速度領域に亘り、トルク特性と効率の優れ
た可変速誘導電動機を提供することにある。
The present invention is intended to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art. The speed control region can be set to a wide range and the speed control can be set to any desired speed steplessly, and can be started with an arbitrary torque. Another object of the present invention is to provide a variable speed induction motor with excellent torque characteristics and efficiency over the entire speed range from the starting point to the maximum rotation speed.

なお、本発明の可変速誘導電動機は、単相または3相
電源等に接続して使用され、回転子の形態は、普通かご
形,二重かご形,深溝かご形,特殊かご形,巻線形等の
いずれの形式のものにも適用できるものである。
The variable-speed induction motor of the present invention is used by connecting to a single-phase or three-phase power source, etc., and the shape of the rotor is a normal cage type, a double cage type, a deep groove cage type, a special cage type, a winding type. Etc. can be applied to any of the above types.

〔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、本発明は、同一回
転軸に設けた2個の回転子コアに連通する複数個の導体
を装設して一体的なかご形回転子に形成し、前記2個の
回転子コア間において、前記複数個の導体を抵抗材によ
って連結し、前記2個の回転子コアに対峙する外周部に
2個の固定子を機枠に並設し、前記2個の固定子のそれ
ぞれに巻装した巻線のそれぞれを直列に連結し、前記2
個の固定子のうち、少なくとも1個の固定子に関連して
電圧移相装置を設けた電動機において、前記抵抗材の固
定子側からみた抵抗値を前記回転子導体の固定子側から
みた抵抗値で除した値を25より小さくしたことにより解
決の手段とした。
In order to achieve the above technical object, the present invention provides a plurality of conductors communicating with two rotor cores provided on the same rotary shaft to form an integral cage rotor, Between the two rotor cores, the plurality of conductors are connected by a resistance material, and two stators are arranged side by side in a machine frame on an outer peripheral portion facing the two rotor cores. Each of the windings wound around each of the stators is connected in series,
In a motor provided with a voltage phase shifter in association with at least one of the stators, the resistance value of the resistance material viewed from the stator side is the resistance value viewed from the stator side of the rotor conductor. A solution was obtained by making the value divided by the value smaller than 25.

〔作用〕[Action]

本発明は、任意手段の電圧移相装置により、それぞれ
の固定子に生起する回転磁界の磁束間に位相のずれを生
じさせると、磁束の位相のずれに応じて回転子導体に誘
起する合成電圧が変化し、回転子導体に誘起する合成電
圧を増減制御して回転子の回転速度を任意に変えること
ができる。
According to the present invention, when a phase shift is generated between magnetic fluxes of rotating magnetic fields generated in respective stators by a voltage phase shifter of arbitrary means, a combined voltage induced in a rotor conductor according to a phase shift of magnetic fluxes. Changes and the combined voltage induced in the rotor conductor can be controlled to be increased or decreased to arbitrarily change the rotation speed of the rotor.

ところで、2個の回転子コアに装設した複数個の導体
を回転子コア間において抵抗材を介して短絡した構成と
2個の固定子の巻線を直列に連結した構成とにより、前
記位相のずれに応じて前記抵抗材に電流が流れて大きな
トルクを出すことができるとともに、前記固定子側から
みた抵抗材の抵抗値を、前記固定子側からみた回転子導
体の抵抗値で除した除が25より小さくなるようにすれば
標準的な負荷である定トルク特性の負荷に対して、ゼロ
回転近くの低速度域まで安定した速度調節ができるとい
う新しい事実を解明した。
By the way, due to the configuration in which the plurality of conductors mounted on the two rotor cores are short-circuited between the rotor cores through the resistance material and the configuration in which the windings of the two stators are connected in series, A large current can be generated by flowing a current through the resistance material according to the deviation of the resistance value, and the resistance value of the resistance material viewed from the stator side is divided by the resistance value of the rotor conductor viewed from the stator side. We have clarified the new fact that if the division ratio is set to be smaller than 25, the speed can be stably adjusted to the low speed range near zero rotation with respect to the standard load of constant torque characteristics.

前記固定子側から見た回転子導体の抵抗値と、前記固
定子側からみた抵抗材の抵抗値の2倍との和を、前記回
転子導体の抵抗値で除した値が、前記2個の固定子間に
電圧の位相差を設けない場合の前記電動機の定格負荷ト
ルク時におけるすべりの値の逆数よりも大きくなるよう
にすれば、定トルク特性の負荷で、定格トルクよりも小
さい負荷についても、ゼロ回転近くの低速度で運転でき
るとともに、変速領域を大きくとることができるという
新しい事実を解明した。
The sum of the resistance value of the rotor conductor viewed from the stator side and twice the resistance value of the resistance material viewed from the stator side divided by the resistance value of the rotor conductor is the two values. When the phase difference of the voltage is not provided between the stators of the motor, if it is set to be larger than the reciprocal of the slip value at the rated load torque of the motor, the load of constant torque characteristics and the load smaller than the rated torque Also revealed a new fact that it can operate at low speed near zero rotation and can take a large speed change range.

この結果、前記位相のずれの大きさを操作することに
より、トルクを安定的にかつ広範囲の変速が可能となっ
たのである。
As a result, the torque can be stably changed over a wide range by operating the magnitude of the phase shift.

なお、本発明においては、巻線形の回転子を有し、ブ
ラシとスップリングを介して外部に抵抗材を設けて2次
抵抗を変化させてすべりを変えて変速する可変速誘導電
動機とは構成と特性が全く異なる。すなわち、前記巻線
形回転子を有し、ブラシとスリップリングを介して外部
に設けた抵抗材の抵抗値を変化させる方式のものは抵抗
は回転子導体に直列にそう入されるのでいわゆる比例推
移の原理が成立するから本発明の可変速誘導電動機にお
いては抵抗材は回転子導体に並列的にそう入されトルク
特性は前記の巻線形の二次抵抗調節形のものとは異な
る。
In the present invention, a variable speed induction motor having a winding type rotor, a resistance material is provided outside through a brush and a spp ring to change the secondary resistance to change the slip and to change the speed, is constituted. The characteristics are completely different. That is, in the system having the above-mentioned wound rotor and changing the resistance value of the resistance material provided outside through the brush and the slip ring, the resistance is inserted in series with the rotor conductor, so that it is a so-called proportional transition. In the variable speed induction motor of the present invention, the resistance material is inserted in parallel with the rotor conductor so that the torque characteristic is different from that of the winding type secondary resistance adjusting type.

〔実施例〕 本発明の実施例を第1図〜第19図に基づき説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

第1図〜第4図により本発明の一実施例を説明する。
(第1図,第3図参照)示す符号1は誘導電動機であ
り、該誘導電動機1は以下のように構成してある。鉄心
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
してある。回転子コア2,3に装設した複数個の導体5…
のそれぞれを直列に連結して一体的な回転子8を形成
し、その直列に連結した複数個の導体5…の両端部を短
絡環6,7に連結してある。また回転子コア2,3,9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…から直交状に回転子8の外周部に貫通す
る複数個の通気孔13…を穿設してある。回転子8は回転
子コア2,3間の非磁性体コア9部において、複数個の導
体5…のそれぞれを任意のベクトルの差の電流が流れる
と通電する連結材としてニクロム線,炭素混入鋼,通電
性セラミック等の抵抗材r…を介して短絡してある。
(第1図,第2図参照)円筒状の機枠14の両側部に設け
た軸受盤15,16を連結棒17…にナット18…留めして一体
的に組付け、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。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Reference numeral 1 (see FIGS. 1 and 3) is an induction motor, and the induction motor 1 is configured as follows. The rotor cores 2 and 3 made of an iron core are mounted on the rotor shaft 4 at an arbitrary interval, and a non-magnetic core 9 is interposed between the rotor cores 2 and 3. A plurality of conductors 5 mounted on the rotor cores 2, 3 ...
Are connected in series to form an integral rotor 8, and both ends of the plurality of conductors 5 connected in series are connected to the short-circuit rings 6 and 7. Further, the rotor cores 2, 3 and 9 are provided with a plurality of ventilation cylinders 12 ... Which communicate with both side portions 10 and 11 of the rotor 8, and a plurality of ventilation cylinders 12 ... The individual vent holes 13 ... Are drilled. The rotor 8 is a non-magnetic core portion 9 between the rotor cores 2 and 3, and is made of nichrome wire or carbon mixed steel as a connecting material that energizes each of the plurality of conductors 5 ... , Are short-circuited via a resistance material r ... such as a conductive ceramic.
(See FIGS. 1 and 2) Bearing plates 15 and 16 provided on both sides of a cylindrical machine frame 14 are integrally assembled by connecting nuts 18 to a connecting rod 17 ... Cooling impellers 19 and 20 are attached to the parts, and both ends of the rotor shaft 4 are rotatably supported by bearings 21 and 21 fitted in bearing discs 15 and 16, so that the rotor 4 is rotatable.

前記のように回転子コア2,3間を非磁性体で構成する
ことは漏れリアクタンスの減少によるトルク特性の向
上、および効率の向上の他に前記抵抗材および前記回転
子コア2,3間の強度の向上にも貢献する。
As described above, the non-magnetic material between the rotor cores 2 and 3 improves the torque characteristics by reducing the leak reactance, and improves the efficiency as well as between the resistance material and the rotor cores 2 and 3. It also contributes to the improvement of strength.

回転子コア2,3に対峙する外側部に巻線22,23を施した
第1固定子24と第2固定子25を機枠14に並設し、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に嵌装したストツ
プリング28…によって固定し、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を嵌着してある。
(第2図,第3図参照)機枠14の外周部に固設したパル
スモーター35に駆動用歯車36を軸着し、機枠14の外側部
に装着した軸受台32に中継軸29を回転自在に軸架し、中
継軸29の両端部に中継用歯車30と回動用歯車31とを軸着
し、機枠14に設けた開口部37,37から駆動用歯車36と回
動用歯車31とを機枠14内に挿入し、回動用歯車31を第2
固定子25に嵌着したギヤー33Bに係合させ、駆動用歯車3
6を第1固定子24に嵌着したギヤー33Aに係合させると共
に、駆動用歯車36と一体的に形成した連動歯車34に中継
用歯車30を係合し、第1固定子24と第2固定子25とを回
転子8と同心的に回動自在に形設し、第1固定子24と第
2固定子25とにより電圧移相装置38に形成し、可変速誘
導電動機としある。39は排風孔、40は、軸受盤15,16に
複数個穿設した通風孔である。
A first stator 24 and a second stator 25 provided with windings 22 and 23 on outer portions facing the rotor cores 2 and 3 are arranged side by side on the machine frame 14.
Between the first stator 24 and the second stator 25 and the plain bearings 26, 27
The slide bearings 26 and 27 are fixed to the machine frame 14 by the stop rings 28, and the gears 33A and 33B are fitted to one outer peripheral surface of the first stator 24 and the second stator 25. There is.
(See FIGS. 2 and 3) A drive gear 36 is mounted on a pulse motor 35 fixedly mounted on the outer periphery of the machine frame 14, and a relay shaft 29 is mounted on a bearing stand 32 mounted on the outer side of the machine frame 14. It is rotatably mounted, and the relay gear 30 and the rotation gear 31 are axially attached to both ends of the relay shaft 29, and the drive gear 36 and the rotation gear 31 are provided through the openings 37, 37 provided in the machine frame 14. And 2 are inserted into the machine frame 14, and the rotation gear 31 is set to the second position.
The drive gear 3 is engaged by engaging the gear 33B fitted on the stator 25.
6 is engaged with the gear 33A fitted to the first stator 24, and the relay gear 30 is engaged with the interlocking gear 34 integrally formed with the drive gear 36, so that the first stator 24 and the second stator 24 The stator 25 and the rotor 8 are concentrically and rotatably formed, and the first stator 24 and the second stator 25 form a voltage phase shifter 38 to form a variable speed induction motor. Reference numeral 39 is an exhaust hole, and 40 is a ventilation hole formed in the bearing disks 15 and 16 in plural numbers.

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の結線について説明する。(第4図参照)
第1,第2固定子24,25のそれぞれにスター結線を施した
巻線22,23とを直列に連結する。即ち、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 will be described. (See Fig. 4)
The first and second stators 24 and 25 are connected in series with the windings 22 and 23 each having a star connection. That is, the terminals A, B, C of the winding wire 22 of the first stator 24 are connected to the commercial three-phase power supplies A, B, C, and the terminals a, b, c of the winding wire 22 of the second stator 25 are connected. Winding 23 terminals
The terminals a, b and c of the winding wire 23 are short-circuited and connected to A, B and C.

以下に上記構成における作用を説明する。 The operation of the above configuration will be described below.

第1固定子24の巻線22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に対して第2固定子25それぞ
れの回動量をゼロとしたときには、それぞれの固定子2
4,25に生じる回転磁界の磁束に位相のずれがなく、その
詳細は後述する如く連結材となす抵抗材r…には電流が
流れないので、一般の誘導電動機と同一のトルク特性を
持つものである。
When the winding 22 of the first stator 24 is energized from a commercial three-phase power source, a rotating magnetic field is generated in the stators 24 and 25, a voltage is induced in the rotor 8, and a current flows through the conductors 5 of the rotor 8. Rotor 8
Rotates. When the rotation amount of each of the second stators 25 with respect to the first stator 24 is set to zero, each of the stators 2
There is no phase shift in the magnetic flux of the rotating magnetic field generated in 4,25, and since the current does not flow in the resistance material r, which is the connecting material, as will be described later in detail, it has the same torque characteristics as a general induction motor. Is.

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のそれぞれを逆方向に回動して位相差角でθ
だけ回動した場合について説明する。電圧移相装置38と
なす第1固定子24と第2固定子25が作る回転磁界の磁束
φ1,φ2の位相はθだけずれており、そのため第1固定
子24と第2固定子25との回転磁界により、回転子8の導
体5…に誘起される電圧12の位相はθだけずれて
いる。今、第2固定子25の回転磁界によって回転子8の
導体5…に誘起される電圧2を基準にとし、該電圧を
2=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の回転磁界に
よって導体5Aに誘起される電圧1は,1=SEε joとな
る。
Next, the pulse motor 35 is actuated to rotate the first stator 24 and the second stator 25 in opposite directions, and the phase difference angle is θ.
Only the case of rotating only will be described. The phases of the magnetic fluxes φ 1 and φ 2 of the rotating magnetic field formed by the first stator 24 and the second stator 25 that form the voltage phase shifter 38 are shifted by θ, and therefore the first stator 24 and the second stator 25 The phases of the voltages 1 and 2 induced in the conductors 5 of the rotor 8 are deviated by θ due to the rotating magnetic fields. Now, with reference to the voltage 2 induced in the conductors 5 of the rotor 8 by the rotating magnetic field of the second stator 25,
2 = SE Here, S is the slip and E is the induced voltage at slip 1. At this time, the voltage 1 induced in the conductor 5A by the rotating magnetic field of the first stator 24 is 1 = SE ε jo .

(E=すべり1の時の誘起電圧) 第5図に示すものは、非磁性体コア9部において複数
個の導体5…を短絡する抵抗材r…が装着されていない
場合の回転子8のすべりSと回転子入力の有効電力Pと
の関係を示すもので、回転子に誘起する電圧の位相がθ
=0°のとき有効電力P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。ここで導体5
…の抵抗およびインダクタンスをRおよびLとし、電源
の角周波数をωとすれば、有効電力Pの極大は S=(R/ωL)のとき現われる。
(E = Induced voltage when slip 1) FIG. 5 shows the rotor 8 in the case where the resistance material r ... Short-circuiting the plurality of conductors 5 ... Is not mounted in the non-magnetic core 9. It shows the relationship between the slip S and the active power P of the rotor input, and the phase of the voltage induced in the rotor is θ.
The active power P is maximum when = 0 °, and 0 ° <θ <180
At °, it is smaller than that. Conductor 5 here
When the resistance and the inductance of ... Are R and L and the angular frequency of the power source is ω, the maximum of the active power P appears when S = (R / ωL).

有効電力Pは誘導電動機1の駆動トルクと比例するの
で、パルスモーター35を作動して電圧移相装置38の第1
固定子24と第2固定子25とを回動させることによって回
転子8に誘起する電圧を調整し、回転子の速度を無段階
的に制御することができる。
Since the active power P is proportional to the drive torque of the induction motor 1, the pulse motor 35 is operated to activate the first phase of the voltage phase shifter 38.
By rotating the stator 24 and the second stator 25, the voltage induced in the rotor 8 can be adjusted and the speed of the rotor can be controlled steplessly.

次に、回転子8の導体5…の短絡環6,7から連結材ま
でのそれぞれの抵抗をR1,R2、またはインダクタンスを
1,L2とし、電源の角周波数をωとし、各導体5…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6図のようになり、符号I1,I2,I
3は各枝路を流れる電流を示すものである。
Next, let R 1 and R 2 be the resistances from the short-circuiting rings 6 and 7 of the conductors 5 of the rotor 8 to the connecting material, or let L 1 and L 2 be the inductances, and let ω be the angular frequency of the power supply. If the resistance of the resistance material that short-circuits each of the conductors 5 is r, then the rotor 8
The electrical equivalent circuit of is as shown in FIG. 6, and the symbols I 1 , I 2 , I
3 shows the current flowing through each branch.

次に、第6図に示すものを両固定子24,25側からみた
等価回路に変換すると第7図のようになり、R1=R2,L
1=L2でθ0°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。
Next, by converting the one shown in FIG. 6 into an equivalent circuit viewed from both stators 24 and 25, the result becomes as shown in FIG. 7, where R 1 = R 2 , L
When 1 = L 2 and θ0 °, I 3 = I 1 −I 2 = 0 and no current flows through the resistance material r. This means θ =
At 0 ° 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、従来の誘導電動機
において回転子導体の抵抗をR1+R2=RとすればR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 if the resistance of the rotor conductor in the conventional induction motor is R 1 + R 2 = R, then R will increase to R + 2r. ing.

上記回転子8の回転により、軸受盤15,16に穿設した
通風口40…から冷却用翼車19,20により機枠14内に外気
を吸引し、冷却用翼車19,20により第1,第2固定子24,2
5、巻線22,23に通風して冷却し、また通風胴12…を介し
通気孔13…に流通させる風により回転子コア2,3、導体
5…、抵抗材r…等を冷却してそれぞれの機能を安定的
に作用させる。また、第1,第2固定子24,25の回動はパ
ルスモーター35をスイッチにより正・逆回転させて行う
が、パルスモーター35に限定されるものではなく他の正
逆転モータでも、また気体,液体シリンダー等によるサ
ーボ機構等任意の駆動装置を転用できるものであり、ま
た手動ハンドルによって操作する場合と第1固定子24と
第2固定子25のいずれか一方のみを回動する場合もあ
る。そして、固定子の回動駆動装置の作動に関連して固
定子の回動を任意の作動機構により開放またはロックを
する。
By the rotation of the rotor 8, the outside air is sucked into the machine frame 14 by the cooling impellers 19 and 20 from the ventilation ports 40 formed in the bearing disks 15 and 16, and the first by the cooling impellers 19 and 20. , The second stator 24,2
5, the rotor cores 2, 3, the conductors 5 ..., the resistance material r ... are cooled by the air that flows through the windings 22 and 23 to cool and the air that flows through the ventilation holes 12 ... Each function works stably. The rotation of the first and second stators 24, 25 is performed by rotating the pulse motor 35 in the forward and reverse directions with a switch. However, the rotation is not limited to the pulse motor 35, and other forward / reverse rotation motors or gas can also be used. , Any drive device such as a servo mechanism using a liquid cylinder can be diverted, and there is also a case where it is operated by a manual handle and a case where only one of the first stator 24 and the second stator 25 is rotated. . Then, the rotation of the stator is released or locked by an arbitrary operating mechanism in association with the operation of the rotation drive device of the stator.

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を直列に連結してあるために、巻線22に商
用3相電源から入力して巻線22,23間に電流は流れる
が、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
さは等しく、したがって第1固定子24と第2固定子25の
回転磁界のそれぞれから回転子8の導体5…に誘起して
流れる電流の大きさは等しくなる作用と、電圧移相装置
38の第1固定子24と第2固定子25の回動差、即ち回転磁
界の磁束間に生じる位相のずれに応じて、両固定子24,2
5のそれぞれの回転磁界によって回転子8の導体5…に
誘起して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、両固定子24,25に対峙する回転子コア
の導体に誘起する電圧の位相差に起因するベクトル差分
の電流は、複数個の導体5…のそれぞれを連結材となす
抵抗材r…を介して必然的に流れるという強制力が生れ
る作用との相乗効果により、第8図に示す、すべりとト
ルク特性のように効率の改善とそれぞれの変速領域にお
いて大きなトルクを出すことができ、負荷を連結した状
態においてもそれぞれの速度領域ごとに起動を容易とす
るもので、負荷の起動特性に順応して滑らかな起動とす
ること、あるいは高出力で起動すること等任意に使い分
けができ、起動・停止を頻繁に反復する動力源に最適に
対応できる。上記のように回転子8の変速は、電圧移相
装置38により移相のずれを制御して、回転子8の導体5
…に誘起して流れる電流を増減に変化させる制御のみて
回転子8の回転速度を任意に変速することができる。
Since the windings 22 and 23 are connected in series, the commercial three-phase power source inputs the winding 22 and the current flows between the windings 22 and 23. Even if there is a difference or a difference in the magnitudes of the capacities of the two stators 24 and 25, the magnitudes of the currents flowing through the respective windings 22 and 23 are equal regardless of the difference, and therefore, the first stator 24 and the second stator The action of equalizing the magnitudes of the currents induced by the rotating magnetic fields of the stator 25 in the conductors 5 of the rotor 8 and the voltage phase shifter.
According to the difference in rotation between the first stator 24 and the second stator 25 of 38, that is, the phase shift generated between the magnetic fluxes of the rotating magnetic field, both stators 24, 2
The action of forcing the currents flowing in the conductors 5 of the rotor 8 to become equal by the respective rotating magnetic fields of 5 and the conductors of the rotor core facing the stators 24 and 25 are induced. Due to the synergistic effect with the action of generating a forcing force, the current of the vector difference caused by the phase difference of the voltage inevitably flows through the resistance material r ... Each of the plurality of conductors 5 serving as a connecting material. As shown in FIG. 8, it is possible to improve efficiency and generate a large torque in each speed change range, such as slip and torque characteristics, and facilitate starting in each speed range even when a load is connected. Thus, it is possible to arbitrarily use the power source such as a smooth start according to the load start characteristic or a high output start, and it is possible to optimally cope with a power source that frequently repeats start and stop. As described above, in the speed change of the rotor 8, the voltage phase shift device 38 controls the shift of the phase shift to allow the conductor 5 of the rotor 8 to move.
The rotational speed of the rotor 8 can be arbitrarily changed only by the control that increases or decreases the current that is induced by flowing.

なお、巻線22,23を直列に連結した第1固定子24と第
2固定子25のそれぞれの回転磁界によって回転子8の導
体5…に流れる電流の大きさに対し、複数個の導体5…
間に抵抗材r…を介して短絡して流れる電流の比率は、
抵抗材r…抵抗値およびすべりとは無関係にPθ(P=
極対数、θ=位相角)の値によって決定され、(上記比
率は、Pθ=πが最大でPθ=0でゼロとなる)Pθ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、
Pθが小になると回転子8の導体5…に流れる電流の比
率が小となり、Pθ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
をすることとなる。そして両固定子24,25に定格電流を
流した場合において、位相差θを任意に変えてもすべり
値の選定と連結材の抵抗値の設計次第により、最高速度
の持つ定格電流と定格トルク特性とを、それぞれの変速
領域においてもほぼ同時に作用させることができる。ま
た、第1,第2固定子24,25の巻線22,23を直列に連結して
あっても、仮に導体5…間に連結材を設けないで短絡し
ていない場合は、一方の固定子に対峙する固定子導体5
…にはほとんど電圧が誘起されない状態となる。
It should be noted that, with respect to the magnitude of the current flowing through the conductors 5 of the rotor 8 due to the rotating magnetic fields of the first stator 24 and the second stator 25 in which the windings 22 and 23 are connected in series, a plurality of conductors 5 …
The ratio of the current flowing in a short circuit between the resistance materials r ...
Resistance material r ... Pθ (P = irrespective of resistance value and slip
It is determined by the value of the number of pole pairs, θ = phase angle, and if Pθ is constant (the above ratio is maximum at Pθ = π and becomes zero at Pθ = 0), the secondary insertion of a general wire wound induction motor is performed. The slip and torque characteristics are the same as when the resistance is constant,
When Pθ becomes small, the ratio of the current flowing through the conductors 5 of the rotor 8 becomes small, and making Pθ small has the same effect as making the secondary insertion resistance of a general wire wound induction motor small. Become. When the rated current is applied to both the stators 24 and 25, the rated current and rated torque characteristics of the maximum speed will depend on the selected slip value and the design of the resistance value of the connecting material even if the phase difference θ is changed arbitrarily. And can be acted on at substantially the same time in the respective shift regions. Further, even if the windings 22 and 23 of the first and second stators 24 and 25 are connected in series, if one of the conductors 5 is not short-circuited without providing a connecting member, one of the fixings is fixed. Stator conductor 5 facing the child
Almost no voltage is induced in.

次に、第9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56,制御回路57,演算回
路58,記憶回路59等からなる制御装置55の入力側に、速
度表示器61を備えたタコゼネレータ等の速度検出器60
と、磁気センサー等の固定子回動位置検出器62と、機枠
14内の適所に装着した温度検出器63と、ディスプレイを
備えたキーボード64とを連結し、制御装置55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65と、巻線22,23,導体5…,抵抗材r
…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66とを連結してあり、キーボード64か
ら制御装置55の記憶回路59には以下のような制御値が入
力されている。即ち、位相差角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62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64
から回転子軸4の速度制御値を制御装置55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55から出力す
る信号により電磁石65を作動し、固定子のロックを開放
すると共に、制御装置55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60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55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65によって固定子の回動をロックする。
(Refer to FIG. 1) A speed detector 60 such as a tachogenerator having a speed indicator 61 on the input side of a control device 55 comprising an input / output control circuit 56, a control circuit 57, an arithmetic circuit 58, a memory circuit 59 and the like.
And a stator rotation position detector 62 such as a magnetic sensor, and a machine frame
An electromagnet that connects a temperature detector 63 mounted at a proper position in 14 and a keyboard 64 equipped with a display, and locks or releases the rotation of the pulse motor 35 and the rotation side stator on the output side of the control device 55. 65, windings 22, 23, conductor 5, ..., resistance material r
It is connected to the electric motor 66 that drives the blower that blows the air for cooling etc. from the proper place of the machine frame 14, and the following control values are input from the keyboard 64 to the memory circuit 59 of the control device 55. There is. That is, the rotation amount of the stator with respect to the phase difference angle of 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 62 of the stator with respect to the phase angle of 0 ° to 180 °. The relationship and the temperature reference value for cooling the inside of the machine casing 14 are entered, and the keyboard 64
When the speed control value of the rotor shaft 4 is input from the controller to the control device 55, the rotation amount of the stator is calculated to obtain the input speed control value, and the pulse motor corresponding to the rotation amount of the stator is calculated.
35 pulse control values are calculated. The electromagnet 65 is operated by the signal output from the control device 55 to unlock the stator, and the pulse motor receives the signal from the control device 55.
35 is operated to control the speed change, and the speed value communicated with the detection value of the speed detector 60 mounted on the rotor shaft 4 is compared with the speed control value. Is output to the pulse motor 35 to correct and control the rotation speed, and the rotation of the stator is locked by the electromagnet 65.

制御装置55に連絡された温度検出器63の温度検出値が
記憶回路59に設定された温度基準値よりも高温になる
と、制御装置55から出力する信号により送風機の電動機
66を起動し、機枠14内に送風して巻線22,23,導体5…,
抵抗材r…等を冷却する。運転中において、キーボード
64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64を
介して自動的に制御装置55に入力すると、固定子回動位
置検出器62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55からの出力信号により
電磁石65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 temperature detection value of the temperature detector 63 communicated to the control device 55 becomes higher than the temperature reference value set in the memory circuit 59, a signal output from the control device 55 causes a motor of the blower.
66 is started, and air is blown into the machine casing 14 to wind the windings 22, 23, the conductor 5, ...
The resistance material r ... Is cooled. Keyboard while driving
When a new rotation speed value is input from 64 or a speed control value is automatically input to the control device 55 directly from the control panel connected to the load via the keyboard 64, the stator rotation position detector 62 Based on the current position of the contacted stator, the pulse value for operating the pulse motor 35 is calculated for the desired speed value, and the electromagnet 65 and the pulse motor 35 are operated by the output signal from the controller 55 to rotate. Control the speed.

なお、制御装置55の出力側に極数切換スイッチ68、位
相切換スイッチ69等を連結し、制御装置55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67を連結し、制御装置55に設定し
た温度基準値に対して空気冷却装置67を作用させる場合
もある。
The output side of the control device 55 may be connected to a pole number changeover switch 68, a phase changeover switch 69, etc., and may be automatically controlled according to the speed control value input to the control device 55.
In some cases, the air cooling device 67 is connected to the blower, and the air cooling device 67 acts on the temperature reference value set in the control device 55.

ところで第10図から第17図は複数個の固定子の巻線を
互いに直列に連結した場合の、各回転子導体抵抗値(複
数個の回転子導体の並列合成としたもの)、各抵抗材の
抵抗値、各位相差におけるすべりとトルクの関係を表す
ものである。
By the way, Fig. 10 to Fig. 17 show the resistance value of each rotor conductor (combined in parallel of multiple rotor conductors) and each resistance material when windings of multiple stators are connected in series. It represents the relationship between the resistance value of S, and the slip and torque at each phase difference.

一般に、負荷には低速になると反抗トルクが増大する
タイプのものと、ファンやポンプのように高速から低速
になるに従って負荷が低減するタイプのものと高速から
低速まで原則的に定トルク特性の負荷がある。そして、
標準的な負荷である定トルク特性の負荷に対して可変速
電動機のすべりとトルクの特性曲線と負荷のトルク特性
曲線がすべりが大きくなるにつれてトルクが下がる傾向
の位置で交わると負荷の変動につれて速度に不安定な変
動が起こる。
Generally, the type of load that the reaction torque increases at low speed, the type of load that decreases from high speed to low speed such as fan and pump, and the load of constant torque characteristic from high speed to low speed in principle There is. And
If the slip and torque characteristic curves of the variable speed motor and the torque characteristic curve of the load intersect at a position where the torque tends to decrease as the slip increases, the speed changes as the load changes. Unstable fluctuations occur.

従って、標準的な負荷である定トルク特性の負荷の速
度制御が安定して行われるためには、すべりが大きくな
るにつてトルクがほぼ変化しないか、または増大傾向の
位置で負荷のトルク曲線と交わる必要がある。
Therefore, in order to perform stable speed control of the load of the constant torque characteristic that is the standard load, the torque does not change substantially as the slip increases, or the torque curve of the load shows a tendency to increase at a position where the torque tends to increase. Need to meet.

第10図から第17図までにおいて、R2は固定子側から
見た回転子導体の抵抗を代表する数値、R3は固定子側
から見た抵抗材の抵抗を代表する数値であり、R3をR2
で除したものが25以下であれば前記のすべりが大きくな
るにつれてトルクがほぼ変化しないか、または増大傾向
の位置で負荷トルク曲線と交わるという条件を満たし、
標準的負荷である定トルク特性の負荷に対して安定した
広範囲の速度制御が可能で、可変速誘導電動機として極
めて有効に使用できる。
In FIGS. 10 to 17, R 2 is a numerical value representing the resistance of the rotor conductor viewed from the stator side, R 3 is a numerical value representing the resistance of the resistance material viewed from the stator side, and R 3 for R 2
If the value divided by is 25 or less, the torque does not change substantially as the slip increases, or the condition that the load torque curve intersects at the position of increasing tendency is satisfied,
Stable wide-range speed control is possible for a constant torque characteristic load that is a standard load, and it can be used very effectively as a variable speed induction motor.

本発明において、仮に、2個の固定子の巻線が直列に
連結されて電源に接続されるように成されている場合
に、回転子コア間において回転子導体を短絡連結する抵
抗材を設けない場合、位相差0°の場合はよいが、位相
差を設けると一方の固定子から対応する回転子導体部分
には電圧がほとんど誘起されない状態となり、負荷をか
ければ前記電動機が停止してしまうこともある。抵抗材
を設けないということは抵抗が無限大に近いということ
であり、仮に前記抵抗材を設けたとしてもその抵抗値が
非常に大きい場合には前記のことと類似した現象が起こ
ることになる。
In the present invention, if the two stator windings are connected in series and connected to a power source, a resistance material for short-circuiting the rotor conductors between the rotor cores is provided. If there is no phase difference, it is good if the phase difference is 0 °. However, if the phase difference is provided, almost no voltage is induced from one stator to the corresponding rotor conductor portion, and if a load is applied, the motor will stop. Sometimes. The fact that no resistance material is provided means that the resistance is close to infinity. Even if the resistance material is provided, if the resistance value is very large, a phenomenon similar to the above will occur. .

要するに本発明の構成の可変速誘導電動機において
は、前記抵抗材の抵抗値があまり大きければトルク特性
が不良となり、標準的な負荷である定トルク特性の負荷
の広範囲の変速が不能となるのである。
In short, in the variable speed induction motor having the configuration of the present invention, if the resistance value of the resistance material is too large, the torque characteristic becomes poor, and it becomes impossible to shift a wide range of loads having a constant torque characteristic which is a standard load. .

なお、このような特性となる原因を更に考察すると次
のようになる。すなわち、位相差θを設けると回転子導
体の対応するそれぞれの部分に誘起する電圧間には位相
差が生じる。ところが抵抗材の抵抗値があまり大きけれ
ば一定の位相差に対して電流が流れにくくなり、等価的
リアクタンスが大きくなり力率が悪くなっているのと同
等な結果となる。
The cause of such characteristics will be further examined as follows. That is, when the phase difference θ is provided, a phase difference occurs between the voltages induced in the corresponding portions of the rotor conductor. However, if the resistance value of the resistance material is too large, it becomes difficult for the current to flow for a certain phase difference, and the equivalent reactance increases and the power factor deteriorates.

本発明においては前記の新しい事実の解明に基づい
て、回転子導体の抵抗値と抵抗材の抵抗値の関係を実験
を併用して解明したのである。
In the present invention, the relationship between the resistance value of the rotor conductor and the resistance value of the resistance material is clarified by using an experiment based on the clarification of the above new fact.

なお、本発明は広い範囲にわたって速度制御を行う可
変速モーターとしてでなく、始動させる際に始動電流を
抑えて、かつ大きなトルクを得て始動し、始動後は位相
差は小さくあるいはゼロにして運転する始動性改善モー
ターにも応用できて、前記と同様な理由により安定した
増速または減速が可能となるのである。
It should be noted that the present invention is not a variable speed motor that controls the speed over a wide range, but it is started by suppressing the starting current when starting and obtaining a large torque, and after the start, the phase difference is made small or zero. It can also be applied to a startability improving motor, which enables stable acceleration or deceleration for the same reason as described above.

ところで、回転子導体の抵抗値と前記抵抗材の抵抗値
によって位相のずれを生じさせた場合にトルク特性が異
なることはもちろんであるが、固定子側からみた回転子
導体の抵抗値と、前記固定子側からみた抵抗材の抵抗値
の2倍との和を、前記回転子導体の前記抵抗値で除した
値を、前記複数個の固定子間に電圧の位相差を設けない
場合の前記電動機の定格負荷トルクT1時におけるすべ
りの値S1の逆数と原則的に等しくすることにより電圧
の位相差θを180°にした場合に、すべりSとトルクT
の関係を示す特性グラフのすべりS=1のときのトルク
が前記定格トルクT1と等しくなるという新しい事実を
解明した。
By the way, it goes without saying that the torque characteristics differ when a phase shift is caused by the resistance value of the rotor conductor and the resistance value of the resistance material, but the resistance value of the rotor conductor viewed from the stator side and the A value obtained by dividing the sum of the resistance value of the resistance material viewed from the stator side and twice the resistance value of the rotor conductor by the resistance value is not provided between the plurality of stators. when the phase difference θ of the voltage to 180 ° by equalizing the principle reciprocal value S 1 of the sliding in at the rated load torque T 1 of the motor, the slip S and the torque T
The new fact was clarified that the torque when the slip S = 1 in the characteristic graph showing the relationship of 1) becomes equal to the rated torque T 1 .

第18図が前記のように回転子導体の抵抗値と抵抗材の
抵抗値を定めた場合の特性図であり、第19図は固定子側
からみた回転子導体の抵抗値と固定子側からみた前記抵
抗材の抵抗値の2倍との和を、前記回転子導体の前記抵
抗値で除した値が、前記2個の固定子間に電圧の位相差
を設けない場合の前記電動機の定格負荷トルクT1時に
おけるすべりの値S1よりも小さい場合の特性図であ
り、変速可能な範囲は狭くなることはもちろん標準的な
負荷である定トルク特性の負荷をゼロ回転近くの低速域
で回転させられないことになる。
FIG. 18 is a characteristic diagram when the resistance value of the rotor conductor and the resistance value of the resistance material are determined as described above, and FIG. 19 is the resistance value of the rotor conductor viewed from the stator side and from the stator side. The rated value of the electric motor in the case where a value obtained by dividing the sum of the resistance value of the resistance material and twice the resistance value by the resistance value of the rotor conductor does not provide a voltage phase difference between the two stators. a characteristic diagram when less than the value S 1 of the sliding in at the load torque T 1, the variable speed range becomes narrower, of course the low-speed range near zero rotational load of the constant torque characteristic, which is a standard load You will not be able to rotate it.

一方、第20図は本発明の一実施例図で固定子側から見
た回転子導体の抵抗値と、前記固定子側からみた抵抗材
の抵抗値の2倍との和を、前記回転子導体の前記抵抗値
で除した値が、前記2個の固定子間に電圧の位相差を設
けない場合の前記電動機の定格負荷トルク等におけるす
べりS1の値の逆数よりも大きくなるようにした場合の
特性図で、標準的な負荷である定トルク特性の負荷で定
格トルクT1よりも小さい負荷についてもゼロ回転近く
の低速域で運転できるとともに変速領域を大きくとるこ
とができ可変速モーターとして優れたものとすることが
できたのである。
On the other hand, FIG. 20 is a diagram showing an embodiment of the present invention in which the sum of the resistance value of the rotor conductor viewed from the stator side and the resistance value of the resistance material viewed from the stator side is doubled. The value divided by the resistance value of the conductor is set to be larger than the reciprocal of the value of the slip S 1 in the rated load torque of the electric motor when the phase difference of the voltage is not provided between the two stators. In the characteristic diagram of the case, a load having a constant torque characteristic which is a standard load and a load smaller than the rated torque T 1 can be operated in a low speed range near zero rotation and a large speed change range can be set, so that a variable speed motor can be obtained. It was able to be excellent.

〔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
アのそれぞれに装設した複数個の導体のそれぞれを連結
して一体的な回転子に形成し、前記2個の回転子コア間
において、前記複数個の導体を抵抗材によって連結し、
前記2個の回転子コアと同心的に、かつその外周部に2
個の固定子を対峙並設して前記2個の固定子の巻線を直
列に連結して電源へ接続するように成し、前記2個の固
定子のうち少なくとも1個の固定子に電圧移相装置を設
け、前記固定子側からみた抵抗材の抵抗値を、前記固定
子側からみた回転子導体の抵抗値で除した値を25よりも
小さくしたので、標準的な負荷である定トルク特性の負
荷に対して速度制御の不安定領域がなくなり、安定した
広範囲の速度制御が可能になった。
As described above, according to the present invention, a plurality of conductors mounted on each of two rotor cores are connected to each other to form an integral rotor. In, connecting the plurality of conductors by a resistance material,
Concentric with the two rotor cores and 2
The two stators are arranged side by side and the windings of the two stators are connected in series to be connected to a power source, and at least one of the two stators has a voltage. Since a phase shifter was provided and the resistance value of the resistance material viewed from the stator side was divided by the resistance value of the rotor conductor viewed from the stator side to be smaller than 25, it was a standard load. The unstable region of speed control against the load of torque characteristics disappeared, and stable wide-range speed control became possible.

前記固定子側から見た回転子導体の抵抗値と、前記固
定子側からみた抵抗材の抵抗値の2倍との和を、前記回
転子導体の抵抗値で除した価が、前記2個の固定子間に
電圧の位相差を設けない場合の前記電動機の定格トルク
時におけるすべりの値の逆数よりも大きくなるようにし
たので、定トルク特性の負荷で、定格トルクよりも小さ
い負荷についても、ゼロ回転近くの低速度で運転できる
とともに、変速領域を大きくとることができるようにな
り、更に速度制御が安定的に広範囲となった。
The sum of the resistance value of the rotor conductor viewed from the stator side and twice the resistance value of the resistance material viewed from the stator side divided by the resistance value of the rotor conductor is the two values. Since it is set to be larger than the reciprocal of the slip value at the rated torque of the motor when the phase difference of the voltage is not provided between the stators, the constant torque characteristic load is also applied to the load smaller than the rated torque. It became possible to operate at a low speed near zero rotation and to have a large speed change range, and the speed control became stable over a wide range.

【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り、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
す側面図、第3図は固定子の回動機構を示す一部を破断
した側面図、第4図は固定子に巻装した巻線のそれぞれ
を直列に連結した結線図、第5図は回転子のすべりと有
効電力の関係を示す図、第6図は回転子の電気的等価回
路図、第7図は固定子側からみた電気的等価回路図、第
8図は複数個の導体のそれぞれを抵抗材により短絡する
と共に固定子に巻装した巻線を直列に連結した場合の速
度とトルクの関係を示すトルク特性図、第9図は自動制
御の構成を示すブロック図、第10図〜20図はトルク特性
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、6,7……短絡環、8,8A〜8C……回転
子、9……非磁性コア、10,11……側部、12……通風
胴、13……通気孔、14……軸、15,16……軸受盤、17…
…連結棒、18……ナット、19,20……冷却用翼車、21…
…軸受、2,23……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、2
9……中継軸、30……中継用歯車、31……回動用歯車、3
2……軸受台、33A,33B……ギヤー、34……ボルト、35…
…パルスモーター、36……駆動用歯車、37……開口部、
38……電圧移相装置、39……排風孔、40……通風孔、55
……制御装置、56……入出力回路、57……制御回路、58
……演算回路、59……記憶回路、60……速度検出器、61
……速度表示器、62……固定子回動位置検出器、63……
温度検出器、64……キーボード、65……電磁石、66……
電動機、67……空気冷却装置、68……極数切換スイッ
チ、69……位相切換スイッチ。
1 to 20 are views showing an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a side sectional view of an induction motor, FIG. 2 is a side view showing a rotating mechanism of a stator, and FIG. 3 is a stator. 4 is a partially broken side view showing the rotating mechanism of FIG. 4, FIG. 4 is a connection diagram in which the windings wound around the stator are connected in series, and FIG. 5 shows the relationship between the slip of the rotor and the active power. Fig. 6 is an electrical equivalent circuit diagram of the rotor, Fig. 7 is an electrical equivalent circuit diagram viewed from the side of the stator, and Fig. 8 is a stator in which each of a plurality of conductors is short-circuited by a resistance material. FIG. 9 is a torque characteristic diagram showing the relationship between speed and torque when the windings wound on the coil are connected in series, FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of automatic control, and FIGS. 10 to 20 are torque characteristic diagrams. 1 ... Induction motor, 2,3 ... Rotor core, 4 ... Rotor shaft, 5 ... Conductor, 6,7 ... Short-circuit ring, 8,8A-8C ... Rotor, 9 ... Non-magnetic Core, 10,11 …… side part, 12 …… ventilator, 13 …… vent hole, 14 …… shaft, 15,16 …… bearing panel, 17…
… Connecting rod, 18… Nut, 19,20… Cooling impeller, 21…
… Bearing, 2,23 …… Winding, 24 …… First stator, 25 …… Second
Stator, 26,27 …… Slip shaft, 28 …… Stop ring, 2
9 …… Relay shaft, 30 …… Relay gear, 31 …… Rotation gear, 3
2 …… Bearing stand, 33A, 33B …… Gear, 34 …… Bolt, 35…
… Pulse motor, 36 …… Drive gear, 37 …… Opening,
38 …… Voltage phase shifter, 39 …… Ventilation hole, 40 …… Ventilation hole, 55
...... Control device, 56 ...... Input / output circuit, 57 ...... Control circuit, 58
...... Arithmetic circuit, 59 …… Memory circuit, 60 …… Speed detector, 61
...... Speed indicator, 62 …… Stator rotation position detector, 63 ……
Temperature detector, 64 …… keyboard, 65 …… electromagnet, 66 ……
Electric motor, 67 ... Air cooling device, 68 ... Number of poles changeover switch, 69 ... Phase changeover switch.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】同一回転軸に空間または非磁性体の任意の
間隔を設けて装着した2個の回転子コアに連通する複数
個の導体を装設して一体的なかご形回転子に形成し、前
記空間または非磁性体において前記複数個の導体を抵抗
材によって連結し、前記2個の回転子コアと同心的に、
かつ、その外周部に2個の固定子を対峙並設し、前記2
個の固定子の巻線を直列に連結し、前記2個の固定子の
うち少なくとも1個の固定子に関連して前記2個の固定
子のうち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る電圧
移相装置を設けた電動機において、前記固定子側からみ
た抵抗材の抵抗値を、前記固定子側からみた回転子導体
の抵抗値で除した値が、25より小さくなるようにしたこ
とを特徴とする可変速誘導電動機。
1. An integral squirrel-cage rotor is provided by mounting a plurality of conductors communicating with two rotor cores mounted on the same rotating shaft with a space or a non-magnetic material provided at arbitrary intervals. Then, the plurality of conductors are connected by a resistance material in the space or the non-magnetic body, and concentrically with the two rotor cores,
In addition, two stators are provided side by side on the outer periphery of the stator,
A rotor in which the windings of a plurality of stators are connected in series, and which faces one of the two stators in relation to at least one of the two stators. In a motor provided with a voltage phase shifting device that causes a phase difference between a rotating magnetic field generated around the rotor and a rotating magnetic field generated around the rotor facing the other stator, a resistance material viewed from the stator side. The variable speed induction motor is characterized in that a value obtained by dividing the resistance value of 1 by the resistance value of the rotor conductor viewed from the stator side is smaller than 25.
【請求項2】同一回転軸に空間または非磁性体の任意の
間隔を設けて装着した2個の回転子コアに連通する複数
個の導体を装設して一体的なかご形回転子に形成し、前
記空間または非磁性体において前記複数個の導体を抵抗
材によって連結し、前記2個の回転子コアと同心的に、
かつ、その外周部に2個の固定子を対峙並設し、前記2
個の固定子の巻線を直列に連結し、前記2個の固定子の
うち少なくとも1個の固定子に関連して前記2個の固定
子のうち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る電圧
移相装置を設けた電動機において、前記固定子側からみ
た回転子導体の抵抗値と、前記固定子側からみた抵抗材
の抵抗値の2倍との和を、前記回転子導体の抵抗値で除
した値が、前記2個の固定子間に電圧の位相差を設けな
い場合の前記電動機の定格負荷トルク時におけるすべり
の値の逆数よりも大きくなるようにしたことを特徴とす
る可変速誘導電動機。
2. An integral squirrel-cage rotor is provided by mounting a plurality of conductors communicating with two rotor cores mounted on the same rotating shaft with a space or a non-magnetic material provided at arbitrary intervals. Then, the plurality of conductors are connected by a resistance material in the space or the non-magnetic body, and concentrically with the two rotor cores,
In addition, two stators are provided side by side on the outer periphery of the stator,
A rotor in which the windings of a plurality of stators are connected in series, and which faces one of the two stators in relation to at least one of the two stators. In a motor provided with a voltage phase shifting device that causes a phase difference between a rotating magnetic field generated around the rotor and a rotating magnetic field generated around the rotor facing the other stator, the rotor viewed from the stator side. A value obtained by dividing the sum of the resistance value of the conductor and the resistance value of the resistance material viewed from the stator side by the resistance value of the rotor conductor is the phase difference of the voltage between the two stators. The variable speed induction motor is characterized in that it is larger than the reciprocal of the value of slip at the rated load torque of the electric motor in the case of not providing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62268390A (en) * 1986-05-13 1987-11-20 Satake Eng Co Ltd Variable speed induction motor
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