JP2736423B2

JP2736423B2 - 可変速誘導電動機

Info

Publication number: JP2736423B2
Application number: JP28208588A
Authority: JP
Inventors: 利彦佐竹
Original assignee: SATAKE SEISAKUSHO KK
Current assignee: SATAKE SEISAKUSHO KK
Priority date: 1988-11-07
Filing date: 1988-11-07
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2013-04-02
Also published as: JPH02131341A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、誘導電動機に関するものであり、より詳し
くは、単一の回転子,2個の固定子及び前記２個の固定子
のうち何れか一方の固定子に対峙する回転子導体部分に
誘起する電圧と他方の固定子に対峙する前記回転子の対
応する導体部分に誘起する電圧との間に位相差を生じさ
せる電圧移相装置とを有し、電圧移相装置を調節するこ
とにより回転子の回転速度及び発生トルクを任意に変化
させることができる所謂２固定子構成の可変速電動機に
関する。

〔従来の技術〕

誘導電動機の速度を制御する方法としては、電源周波
数を変える方法、固定子に施した巻線の極数切換、一次
電圧を制御する方法などがある。また、特公昭27−4357
号公報に記載されている如く、固定子を固着固定子と可
動固定子との２組に分割しそれぞれ同一巻線となし同一
電源に接続し、又回転子も２組に分割し回転子導体はそ
れぞれ中央部を幅広くなしたる羽状導体にて接続し両端
を短絡環にて接続し、前記可動固定子を回動し他方の固
着固定子により２次に誘導する２次誘導電圧に対し同一
導体内に異相電流を生ぜしめ、二つのヴェクトル和の電
流が回転子導体に２次電流として通ずる如くなし、任意
に電動機の速度を可変する如くなしたる可変速誘導電動
機であるが、可動固定子をすべり軸受に装着して可動す
るように形成したものであるから、回動固定子とすべり
軸受との摺動摩擦力が大きく、回転子の速度制御のため
に回動固定子を回動する際に大きな力を必要とし、ま
た、固定子間に位相差を設けると回転子が位相差に応じ
た熱を発生するが、この発熱による回動固定子の膨脹に
よりすべり軸受に大きな負担をかけていた。回動固定子
を小型モーターによって自動制御しようとすれば相当の
大負荷となる。このため、大型の回動用モーターの使用
が不可避となり、無駄な大電力を必要とするだけでな
く、事実上実用に堪えないものである。複数固定子電動
機が大型となるほどこの傾向は顕著となるものであっ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明における回転子導体を短絡する抵抗材を有する
回転子において、電圧移相装置により生起される位相差
により、前記抵抗材に電流が流れて回転子導体抵抗が増
したようになり大きなトルクを発生することができる
が、その反面、抵抗材の発熱も大きくその影響により回
動自在に形成した回動固定子は膨脹し、たとえば固定子
コアと機枠内との間に軸受を設けると熱による膨脹のた
めに回動不能となってしまっていた。本発明は、このよ
うな問題点を解決する技術を提供しようとするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明の可変速誘導電動
機は、同一回転軸に一定の間隔をもって軸着された２個
の回転子コア上に複数個の回転子導体が連通状に装設さ
れると共に前記回転子導体は前記２個の回転子コア間に
おいて抵抗材によって相互に短絡連結された一体的な回
転子と、該回転子の各回転子コアにそれぞれ対峙する２
個の固定子コアに巻線を施して前記回転子と同軸上に周
設された２個の固定子とを機枠内に配設し、機枠両端部
で前記回転軸を軸受盤で支持し、前記２個の固定子のう
ち少なくとも１個の固定子を前記回転子と同心的に回動
する回動固定子とした誘導電動機において、前記回動固
定子は、前記少なくとも１個の固定子を前記軸受盤に固
着し、該軸受盤を回転軸と同心的に回動する回動軸受盤
にして構成すると共に、該回動軸受盤の外側に冷却ファ
ン装置を設けた。

また、第２の発明は同様の誘導電動機において、前記
回動固定子は、前記少なくとも１個の固定子コアの外周
と該固定子コアに外接する支持体の一方とを固着し、該
支持体の他方を、回動固定子と機枠内周および軸受盤と
で囲まれる空間の機枠又は軸受盤との間で回動自在に構
成すると共に該軸受盤の外側に冷却ファン装置を設けた
ことにより問題解決の手段とした。

なお、本発明の誘導電動機は、単相または３相のいず
れにも形成でき、回転子の形態は、普通かご形，二重か
ご形，深溝かご形，特殊かご形等のいずれの形式のもの
にも適用できるものである。

〔作用〕

上記の如く構成された可変速誘導電動機の作用は次の
とおりである。すなわち、本可変速誘導電動機は、抵抗
材の作用により、大きなトルクを出すことができる反
面、発熱も大きく、仮に前記固定子の回動のために固定
子の外周部にボールベアリングまたはローラーベアリン
グを嵌装して機枠に装着する構成とした場合、前記回動
自在に形成した固定子が膨脹してボールベアリングまた
はローラーベアリングに大きな力がかかり、かつ、機枠
側にも大きな力がかかるので、膨脹が大きければボール
ベアリングまたはローラーベアリングの破損あるいは機
枠側の破損が起こったり、ボールベアリングまたはロー
ラーベアリングの固定子または機枠側との接触点が電動
機運転中の振動の作用と相まって摩耗したりしたが、本
発明においては、固定子を支持する支持体によって、こ
ろがり軸受等が発熱部から遠い位置にあると共に外気に
より冷却されるために、前記熱膨脹は少なく、この熱膨
脹は支持体でも吸収できる。したがって膨脹による機枠
内周面との緊張は発生せず、前記膨脹による回動固定子
への熱膨脹の影響は実用上無視することができる。

〔実施例〕

実施例について第１図ないし第５図を参照して説明す
る。第１図において、符号１は本発明に係る可変速誘導
電動機であり、該誘導電動機は以下のような構成を有す
る。

鉄心からなる回転子部分2,3を任意の間隔を設けて回
転軸４に軸装し、該回転子部分は、回転子コアにアルミ
ニウムを鋳込んで複数個の導体５と、その一端部を短絡
環６と７及び他方側に前記複数個の導体を一組にして、
端部51とを形成した。さらに回転子８は前記回転子部分
2,3間において、１組の導体に対し、つまり前記回転子
部分2,3の端部51に対し、弯曲部を持つ別個の導体55を
連通状に連結することで一体的に形成する。回転子部分
2,3間に前記連通状に連結した導体55を抵抗材ｒ…たと
えば、銅ニッケル合金、ニッケルクロム合金、鉄クロム
合金及びステンレス等により隣接する別個の導体間を相
互に連結溶接する。この時抵抗材ｒは別個の導体55を囲
繞する如く一体的に形成したものを溶接したり、複数の
抵抗片を別個の導体間に溶接したりする。また弯曲部に
かかる抵抗材ｒには回転軸４の中心線を起点とし回転子
外方に向う切り欠きを設けてある。また、複数個の抵抗
材ｒ…を例えばジグザグ状形状あるいはその他任意の冷
却撹拌体として冷却作用体13に形成することができる。
さらに固定子25,31の外周部に該固定子の両側部に連絡
する複数個の通風路60を設けると共に固定子外周と機枠
内周との間に通風路61を設ける。

第１図および第３図に示すように、回転子コア2,3に
対して同心的にその外側部に巻線22,23を施した回動固
定子31と第２固定子25を対峙並設する。また、円筒状の
機枠14の両側部に設けた軸受盤15,16のうち固着固定子
である第２固定子側の軸受盤16をボルト17により機枠に
一体的に組付け、他方の軸受盤15は回動固定子31と一体
的に組付けると共に回動可能とするためにころがり軸受
26を介して機枠14に固定リング28により固定される。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。また、第１図およ
び第４図に示すように、第２固定子25は機枠14の内壁面
に固設される固着固定子である。

回動固定子31の一側外周面にはギヤー33を嵌着してあ
り、機枠14の外周部に固設した駆動装置29と成す正逆回
転用小型モーター35に、駆動用歯車36を軸着する。開口
部37から機枠14内に一部を挿入した駆動用歯車36と、回
動固定子31に嵌着したギヤー33とを係合させ、駆動装置
29と成すスイッチを備えた小型モーター35と、ギヤー33
および駆動用歯車36とにより成る回動機構30を介して回
動固定子31に連結し、回動固定子31を回動自在とし、機
枠14に固設した第２固定子25に関連して回動自在とした
回動固定子31を、電圧移相装置に形設してある。符号38
は突片を入出動制御するソレノイドで、ソレノイド38は
機枠14に装着してその突片を回動固定子31に嵌着したギ
ヤー33に装着自在に係合させてあり、トルク発生時の固
定子への反作用等、固定子が必要以外容易に回動しない
ためのストッパーである。軸受盤15には複数個の通風孔
40…を穿設してある。

次に第２図を参照し説明する。冷却ファン装置73はシ
ロッコファン71を固着回転するモータ72をファンケース
70に固設して、ファンケース70はモータ72が回転軸４と
同心的に形設するよう軸受板15の側方に設け、軸受板15
と共にボルト17により一体的に組付ける。吸引口74Aか
ら空気を吸引し、送風口74Bから軸受板15の開口部40に
連通し機枠内通風路に連通する。

第２図を参照して、機枠外周には固定子25,31の巻線2
3,22に電源を供給するため接続する端子台75を設け、該
端子台75は、機枠14と一体的に形成した端子箱76内に設
けてある。該端子箱76には固定子31の一側端と軸受板15
及び機枠14とにより形成される通風路67と、固定子25の
一側端と軸受板16及び機枠14とにより形成される通風路
68とに連通する開口部63,64がそれぞれ設けてあり、前
記端子箱76は通風路65を形成する。符号69は通風路であ
り、固定子25と固定子31との間および機枠14により形成
するもので、機枠外に排気する排気口66に連結してい
る。更に通風路65もしくは通風路69に規制板77を設けて
送風を通風路67と通風路68とに分割する際、通風のバラ
ンスをとるものである。なお規制板77についての詳細な
説明は省略するが、有孔板、織網等が使用される。

また、第５図に示す構成は第２の発明の実施例図であ
り、回動固定子31の固定子コアにその一方を外接して固
着した支持体９の他方を、ころがり軸受26を介して軸受
盤15と機枠とにより回動自在にしたものである。ころが
り軸受26は、軸受盤15に近い機枠14内壁と支持体９との
間に設けることもある。

以上に構成される実施例の作用は次の通りである。

本発明の可変速誘導電動機は、例えば回転軸と同心的
に設けた冷却ファン装置73のモータ72の回転でシロッコ
ファン71を回転させ吸引口74Aより外気を吸引し、冷却
ファン装置73の送風口74Bから軸受盤15の通風口40に連
通し、機枠14内の通風路67に外気を送風する。通風路67
の外気は冷却用翼車19で撹拌しつつ分割され、一方は固
定子31の外周に開設した複数の通風路60,61へムラなく
送られ、他方は開口部63から端子箱通風路65を通り、開
口部64より通風路68に導入する。通風路68からは冷却用
翼車20で撹拌され固定子25の外周に開設した通風路60,6
1へ外気を導入する。これにより、各固定子25,31の通風
路60,61に導入された外気は固定子それぞれを冷却して
抵抗材ｒを含んで形成される通風路69に導入され、一度
分割した外気をここに集中させる。通風路69では抵抗材
ｒおよびその周辺を冷却しつつ排風口66より機枠外に排
気する。

冷却ファン装置に接する軸受盤及び回動固定子に送風
する外気は比較的高温の通風路69を通らないで、通風路
67を先に通過するため抵抗材ｒの発熱による熱波及がな
く、軸受盤と一体的に固着した回動固定子または支持体
９により支持された回動固定子22は熱膨脹がないので回
動する軸受26のきしみ又は不可動が生じない。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成したので、長時間運転ある
いは高トルクで運転して抵抗材の大きい発熱を伴って
も、回動固定子を支持するころがり軸受を発熱部分より
遠ざけて、熱波及を少なくして低温にできるため固定子
の回動には全く支障が起こらず、トルク特性と効率の優
れた誘導電動機を円滑に運転することを可能にしたもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変速誘導電動機の側断面図、第２図
は第１図の平断面図、第３図は回動固定子部分の正断面
図、第４図は固着固定子部分の正断面図、第５図は別実
施例の平断面図である。１……可変速誘導電動機、2,3……回転子部分、４……
回転軸、５……回転子導体、6,7……短絡環、８……回
転子、９……支持体、12……通路胴、13……冷却作用
体、14……機枠、15,16……軸受盤、17……ボルト、19,
20……冷却用翼車、21……軸受、22,23……巻線、25…
…第２固定子、26……ころがり軸受、28……固定リン
グ、29……駆動装置、30……回動機構、31……回動固定
子、33……ギヤー、35……小型モータ、36……駆動用歯
車、37……開口部、38……ソレノイド、40……通風口、
51……端部、55……弯曲部を有する別個の導体、60,61
……通風路、63,64……開口部、65……通風路、66……
排風口、67……通風路、68……通風路、69……通風路、
70……ファンケース、71……シロッコファン、72……モ
ーター、73……冷却ファン装置、74A……吸引口、74B…
…送風口、75……端子台、76……端子箱、77……規制
板、ｒ……抵抗材。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】同一回転軸に一定の間隔をもって軸着され
た２個の回転子コア上に複数個の回転子導体が連通状に
装設されると共に前記回転子導体は前記２個の回転子コ
ア間において抵抗材によって相互に短絡連結された一体
的な回転子と、該回転子の２個の回転子コアにそれぞれ
対峙する２個の固定子コアに巻線を施して前記回転子と
同軸上に周設された２個の固定子とを機枠内に配設し、
機枠両端部で前記回転軸を軸受盤で支持し、前記２個の
固定子のうち少なくとも１個の固定子を前記回転子と同
心的に回動する回動固定子とした誘導電動機において、
前記回動固定子は、前記少なくとも１個の固定子を前記
軸受盤に固着し、該軸受盤を回転軸と同心的に回動する
回動軸受盤にして構成すると共に、該回動軸受盤の外側
に冷却ファン装置を設けたことを特徴とする可変速誘導
電動機。
【請求項２】同一回転軸に一定の間隔をもって軸着され
た２個の回転子コア上に複数個の回転子導体が連通状に
装設されると共に前記回転子導体は前記２個の回転子コ
ア間において抵抗材によって相互に短絡連結された一体
的な回転子と、該回転子の各回転子コアにそれぞれ対峙
する２個の固定子コアに巻線を施して前記回転子と同軸
上に周設された２個の固定子とを機枠内に配設し、機枠
両端部で前記回転軸を軸受盤で支持し、前記２個の固定
子のうち少なくとも１個の固定子を前記回転子と同心的
に回動する回動固定子とした誘導電動機において、前記
回動固定子は、前記少なくとも１個の固定子コアの外周
と該固定子コアに外接する支持体の一方とを固着し、該
支持体の他方を、回動固定子と機枠内周および軸受盤と
で囲まれる空間の機枠又は軸受盤との間で回動自在に構
成すると共に該軸受盤の外側に冷却ファン装置を設けた
ことを特徴とする可変速誘導電動機。