JP2739209B2 - Rotor of variable speed induction motor - Google Patents

Rotor of variable speed induction motor

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JP2739209B2
JP2739209B2 JP63174311A JP17431188A JP2739209B2 JP 2739209 B2 JP2739209 B2 JP 2739209B2 JP 63174311 A JP63174311 A JP 63174311A JP 17431188 A JP17431188 A JP 17431188A JP 2739209 B2 JP2739209 B2 JP 2739209B2
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利彦 佐竹
幸男 大野木
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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.

従来技術とその問題点 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。
2. Description of the Related Art One of the methods for controlling the speed of an induction motor is to change the power supply frequency. Although this method allows continuous and wide-range speed control, the frequency converter required by this method is expensive, and harmonics are generally used in the process of converting alternating current into direct current by the frequency converter and converting it back to alternating current. Waves and radio waves are generated, which may cause malfunctions of computers and other various electronic control devices or failures such as overheating of capacitors. Among them, measures are taken against harmonics by installing filters. Yes, but it is costly to install filters. Further, it has a drawback that the performance is generally insufficient at low speed.

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はできて
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:
Although the speed can be changed stepwise by changing the number of poles, there is a disadvantage 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, speed control can be performed continuously, but there is a disadvantage that efficiency is deteriorated particularly in a 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行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
うことができない問題点がある。
And the method of controlling the speed by changing the slip by changing the secondary resistance in the winding type motor is relatively easy and continuous speed control is possible, but on the other hand, the rotating winding winding from the outside via the brush and the slip ring In order to insert a resistor into the circuit, maintenance is required due to wear of the brush, and the squirrel-cage induction motor has a problem that the speed cannot be controlled by changing the secondary resistance.

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してあり、このもの
は、同軸上に設置された2組の回転子鉄心および回転子
鉄心に対向してそれぞれ独立する固定子巻線を備えた2
組の固定子と、前記各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、始動時には固定子巻線の相互間の位相を18
0゜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。
To deal with the above problems, for example, Japanese Patent Application Laid-Open
No. 2,290,052 discloses this technique, which comprises two sets of coaxially mounted rotor cores and two independent stator windings opposed to the rotor cores.
Pairs of stators, cage-type conductors that are commonly installed across the rotor cores and are short-circuited at both ends via short-circuit rings, and cage-type conductors between the two rotor cores. A high-resistance element that short-circuits the cage conductors at the center is provided.
It is a twin-core cage type motor that shifts the phase by 0 ° and feeds power in phase during operation after starting.However, the starting torque is increased by shifting the phase between the stator windings by 180 ° at the start to improve the starting characteristics. It is characterized in that it 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, this motor cannot be used as a power source of a load requiring a shift because it is not a variable speed motor.

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゜の両時点のみ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 Application Laid-Open No. 54-29005, in the transition from the start-up to the operation, the mutual feed circuits of the stator windings are instantaneously connected in series for the purpose of alleviating a shock due to a sudden change in torque. May be provided in one example, but in this case, the phase shift of the rotating magnetic field is zero.
It is limited to both the points ゜ and 180 ゜ and is not intended for shifting. In addition, the fact that the voltage applied to the stator is reduced to half by switching in series, so that the torque is reduced to 1/4 and the shift control is not possible at all, the gist disclosed in this publication is essential. It is clear from not aiming at 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, Japanese Unexamined Patent Publication No. 54-29005 tentatively states "an intermediate step for switching the stator winding between a series connection and a parallel connection with respect to a power supply circuit". It's just a useless connection.

また、回転子の強度確保に関する特別の構成もないか
ら変速して0°と180°以外の位相のずれで長時間運転
すれば熱と遠心力の影響で回転子が破損してしまう等の
欠点を有するものであった。
In addition, since there is no special configuration for securing the strength of the rotor, if the gears are shifted and operated for a long time with a phase shift other than 0 ° and 180 °, the rotor will be damaged due to heat and centrifugal force. It had the following.

そして、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
できるものであはあるが、2個のステーター区分間に位
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。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 49-86807 discloses an asynchronous electric motor having a stator having a multi-phase winding and a squirrel-cage rotor. Wherein the stator comprises a first and a second winding section, these sections being coaxially arranged with each other and adjacent different parts of the rotor and supplied with alternating current of the same frequency. And an asynchronous electric motor provided with means for changing the electromotive force induced in the rotor windings by the second winding section. Although the rotation speed can be changed temporarily 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, and immediately after the load is applied. Missing operation stops It does not provide any practical use with a failure, and has not solved a serious problem that cannot be operated as a power source that repeatedly starts and stops frequently with a load connected.

〔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、上記特開昭54−29005号公報および特開昭49−86807
号公報のそれぞれの総和では奏することのできない特異
のトルク特性を求めるものであり、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 has been made in order to improve the above-mentioned disadvantages of the prior art, and is disclosed in JP-A-54-29005 and JP-A-49-86807.
This publication seeks a unique torque characteristic that cannot be achieved by the summation of the publications described above. The speed control region can be set to any desired speed as a wide range and the speed control can be set in a stepless manner, and can be started with an arbitrary torque. Another object of the present invention is to provide a variable speed induction motor having 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 supply or the like, and the rotor may be any of a normal cage, a double cage, a deep groove cage, a special cage, and the like. It can also be applied to those of the form

〔問題点を解決するための手段〕 上記技術的課題を達成するために、本発明は、複数個
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、同一回転軸に
任意の間隔を設けて軸着した前記複数個の回転子コアに
対峙する外周部に複数個の固定子を機枠に並設し、前記
複数個の固定子と対峙しない前記複数個の回転子コア間
において、前記複数個の導体を抵抗材を介し短絡すると
共に、前記複数個の固定子のうち、少なくとも1個の固
定子に関連して前記複数個の固定子のうちのいずれか一
方の固定子に対峙する回転子の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
装置を付設した電動機において、前記複数個の回転子コ
アのそれぞれに装設した複数個の導体のうち隣設する複
数個の導体を一組にして前記回転子コア間において1個
の導体により連通状に連結したことにより解決の手段と
した。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above technical object, the present invention relates to a method of connecting a plurality of conductors mounted on a plurality of rotor cores to form an integral rotation. A plurality of stators are arranged side by side on a machine frame at an outer peripheral portion facing the plurality of rotor cores formed on the same rotating shaft and provided with an arbitrary interval on the same rotating shaft; Between the plurality of rotor cores not opposed to each other, the plurality of conductors are short-circuited via a resistance material, and the plurality of stators are associated with at least one of the plurality of stators. The phase difference between the voltage induced in the conductor portion of the rotor facing one of the stators and the voltage induced in the corresponding conductor portion of the rotor facing the other stator. An electric motor provided with a voltage phase shifting device for generating A solution is achieved by forming a set of a plurality of adjacent conductors among a plurality of conductors mounted on each of the rotor cores and connecting the rotor cores with each other by one conductor. And

〔作用〕[Action]

本発明は、任意手段により、それぞれの固定子間に正
起する回転磁界の磁束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電圧を増減制御して回
転子の回転子速度を任意に変えることができる。
According to the present invention, when an arbitrary means causes a phase shift in the magnetic flux of the rotating magnetic field that directly occurs between the stators, the combined voltage induced in the rotor conductor changes according to the phase shift of the magnetic flux, The rotor speed of the rotor can be arbitrarily changed by increasing or decreasing the voltage induced in the rotor conductor.

ところで、複数個の回転子コアに装設した複数個の導
体を抵抗材を介して短絡してあるので、位相のずれに応
じて前記抵抗材に電流が流れ、大きなトルクを得ること
ができると共に効率も改善される。
By the way, since the plurality of conductors mounted on the plurality of rotor cores are short-circuited via the resistance material, a current flows through the resistance material according to the phase shift, and a large torque can be obtained. Efficiency is also improved.

ここで、前記抵抗材に電流が流れれば当然ながら発熱
し、遠心力の作用と相俟って回転子コア間の強度を大き
く低下させることになる。本発明の構成においては複数
個の回転子コアのそれぞれに装設した複数個の導体のう
ち隣接する複数個の導体を一組にして回転子コア間にお
いて1個の導体により連通状に連結したことにより、前
記回転子コア間の強度を十分に確保でき、従って前記抵
抗材に十分に大きな電流を流して大きなトルクを得るこ
とも可能になった。また、実施例の項で述べるように、
回転子の製造も容易にした。
Here, if a current flows through the resistance material, heat is naturally generated, and the strength between the rotor cores is greatly reduced in combination with the action of the centrifugal force. In the configuration of the present invention, a plurality of adjacent conductors among a plurality of conductors provided on each of the plurality of rotor cores are set as a set and connected in a communicating manner by one conductor between the rotor cores. As a result, sufficient strength between the rotor cores can be ensured, so that a sufficiently large current can be applied to the resistance member to obtain a large torque. Also, as described in the examples section,
The manufacture of the rotor has also been simplified.

〔実施例〕〔Example〕

実施例について図面を参照し説明する。第1図の符号
1は本発明によ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。
Embodiments will be described with reference to the drawings. Reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a variable speed induction motor according to the present invention, which has the following configuration.

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に軸装し、該回転子コアは、回転子コア2,3そ
れぞれに装設した複数個の導体5のうち、隣接する複数
個の導体5を一組にして、その一端部を短絡環6と7に
より連結し、他方側に前記複数個の導体を一組にして、
端部51を形成した。さらに回転子8は前記回転子コア2,
3間において、1組の導体に対し、つまり前記回転子コ
ア2,3の端部51に対し導体55を連通状に連結することで
一体的に形成する。回転子コア2,3間の前記連通状に連
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、ステンレス…を介
し短絡連結してある。
Rotor cores 2 and 3 made of an iron core are mounted on a rotor shaft 4 at arbitrary intervals, and the rotor core is formed of a plurality of conductors 5 mounted on the rotor cores 2 and 3 respectively. One pair of adjacent conductors 5 is connected, one end thereof is connected by short-circuit rings 6 and 7, and the other side is formed as one set on the other side.
An end 51 was formed. Further, the rotor 8 includes the rotor core 2,
Between the three, the conductor 55 is integrally formed by connecting the conductor 55 to one set of conductors, that is, the end portions 51 of the rotor cores 2 and 3 in a communicating manner. The conductor 55 connected in a communicating manner between the rotor cores 2 and 3 is connected to a resistance material r.
Short-circuited via nickel-chromium alloy, iron-chromium alloy, stainless steel.

また回転子コア2,3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
攪拌体として冷却作用体13に形成することができる。前
記抵抗材rの両側面には抵抗材rの発熱を遮閉する断熱
材を固着した遮閉板52が設けられる。
The rotor cores 2 and 3 are provided with a plurality of ventilation drums 12 communicating with both side portions 10 and 11 of the rotor 8. Further, a plurality of resistance members r can be formed in the cooling body 13 as, for example, a zigzag shape or any other cooling stirrer. On both sides of the resistance material r, there are provided shielding plates 52 to which a heat insulating material for shielding heat generated by the resistance material r is fixed.

円筒状の機枠14の両側部に設けた軸受盤15,16を両側
部にボルト17により一体的に組付け、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。
Bearing plates 15 and 16 provided on both sides of a cylindrical machine frame 14 are integrally assembled on both sides by bolts 17, and cooling impellers 19 and 20 are mounted on both sides of the rotor 8. Both ends of the shaft 4 are supported by bearings 21, 21 fitted to bearing plates 15, 16, and the rotor 4 is rotatable.

第1図および第2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を対峙並設し、機枠14と回動固定
子31との間にすべり軸受26を装設し、すべり軸受26を機
枠14に嵌装したストツプリング28…によって左右移動を
固定し、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
軸着し、機枠14の外周囲部に複数個の排風口39を穿設
し、軸受盤15,16には複数個の通風孔40…を穿設してあ
る。
As shown in FIGS. 1 and 2, a rotating stator 31 having windings 22 and 23 applied concentrically to rotor cores 2 and 3 and a second stator 25 face each other. , A sliding bearing 26 is provided between the machine frame 14 and the rotating stator 31, and the slide bearing 26 is fixed to the machine frame 14 by a stop ring 28. Reference numeral denotes a fixed stator fixed to the inner wall surface of the machine frame 14. A gear is provided on the outer peripheral surface of one side of the rotating stator 31.
A drive unit 33 is fitted and fixed to the outer periphery of the machine frame 14.
29, a driving gear 36 is mounted on a small motor 35 for forward / reverse rotation, and a plurality of air outlets 39 are drilled around the outer periphery of the machine frame 14. The ventilation holes 40 are provided.

回転子コア2,3間と、すべり軸受26に装着した回動回
転子31と、第2回定子コア25,機枠14とで形成する空間
部66を通風胴67に形成し、機枠14に複数個の開口部を開
設して通風胴67に連通し、上記複数個の開口部を任意個
数の送風口68と排風口69とに形成してある。風車71に軸
着したモーター72を送風胴70に装着して送風装置73に形
成する。送風装置73を機枠14に固設すると共に、送風装
置73の吸風部74Aを排風口69に連絡して通風胴67に連通
し、排風口69の他方から外気を導入する送風口68を通風
胴67に連通してあり、送風胴70には排風部74Bが形設し
てある。また、送風口69に、クーラー,凝縮器,冷媒ガ
ス,その他種々の冷媒装置を直接に、または通管を介し
て連結することがある。
A space 66 formed between the rotor cores 2 and 3, the rotating rotor 31 mounted on the slide bearing 26, the second stator core 25, and the machine casing 14 is formed in the wind tunnel 67, In addition, a plurality of openings are opened to communicate with a ventilation drum 67, and the plurality of openings are formed in an arbitrary number of ventilation ports 68 and exhaust ports 69. A motor 72 mounted on a windmill 71 is mounted on a blower cylinder 70 to form a blower 73. The blower 73 is fixed to the machine frame 14, and the blower 74A of the blower 73 is connected to the air outlet 69 and communicates with the ventilation drum 67, and the air outlet 68 for introducing outside air from the other of the air outlets 69 is provided. The air blower 67 communicates with the air blower 67, and the air blower 70 has an exhaust portion 74B formed therein. Further, a cooler, a condenser, a refrigerant gas, and other various refrigerant devices may be connected to the air outlet 69 directly or through a communication pipe.

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100に形設してあ
る。
Driving gear 36 partially inserted into machine frame 14 from opening 37
And a gear 33 fitted to the rotating stator 31 are engaged with each other, and a small motor 35 having a switch forming a driving device 29 and a rotating mechanism 30 including a gear 33 and a driving gear 36 are provided. The rotating stator 31 is connected to the rotating stator 31 so that the rotating stator 31 is rotatable, and the rotatable stator 31 that is rotatable relative to the second stator 25 fixed to the machine frame 14 is transferred to the voltage stator. Formed on phase device 100.

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により巻線22,回転子コア2,導
体5…等を冷却して排風孔39…を介して機枠14外に排除
し、冷却用翼車20では、翼車19で吸引して余剰となった
空気を通風胴12…内に流動させると共に、回転子コア2,
3を冷却し、軸受盤16から吸引した空気とを合流させて
巻線23,第2固定子25を通風させて冷却し、機枠14の排
風孔39B…から排出され、巻線22,23、回転子コア2,3、
導体5…のそれぞれに機能を安定的に作用させる。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回定子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
回定子への反作用等、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。
By the rotation of the rotor 8, the outside air is sucked into the machine frame 14 by the cooling impellers 19, 20 from the ventilation holes 40 formed in the bearing plates 15, 16, and the windings 22, The rotor core 2, the conductors 5, etc. are cooled and removed out of the machine frame 14 through the exhaust holes 39, and in the cooling impeller 20, excess air sucked by the impeller 19 is passed through. The fluid flows into the body 12 and the rotor core 2,
3 is cooled, the air sucked from the bearing plate 16 is combined with the air, and cooled by passing through the windings 23 and the second stator 25, and is discharged from the exhaust holes 39B of the machine frame 14 to be cooled. 23, rotor core 2,3,
The function is stably applied to each of the conductors 5. Sign
Reference numeral 38 denotes a solenoid for controlling the movement of the projecting piece.
Is mounted on the machine frame 14 and its protruding piece is engaged with the gear 33 fitted on the rotating retainer 31 so as to be easily attached to the gear 33 when the torque is generated. This is a stopper for preventing rotation.

第3図に示すように、回動固定子31と第2固定子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、回動固定子31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。
As shown in FIG. 3, the winding stators 31 and the windings 22 and 23 each having a star connection are connected to the second stator 25 in series. That is, the terminals A, B, and C of the winding 22 of the rotating stator 31 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,
Terminals a, b and c are short-circuited and connected.

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.

巻線22,23に商用3相電源から通電すると、回動固定
子31,25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。回動固定子31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31,25に
生じる回動磁界の磁束に位相のずれがなく、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 current is supplied to the windings 22 and 23 from a commercial three-phase power source, a rotating magnetic field is generated in the rotating stators 31 and 25, and a voltage is induced in the rotor 8, and a current flows through the conductors 5 of the rotor 8 so that the rotor 5 8 rotates. When the rotation amount of each of the second stators 25 with respect to the rotation stator 31 is set to zero, there is no phase shift in the magnetic flux of the rotation magnetic field generated in each of the stators 31 and 25, and the resistance material serving as the connecting material Since no current flows through r ..., it has the same torque characteristics as a general induction motor.

次に、小型モーター35を作動して回動固定子31を回動
し、回動固定子31を電気位相角でθだけ回動した場合に
ついて説明する。回動固定子31と第2固定子25が作る回
動磁界の磁束φ1,φ2の位相はθだけずれており、その
ため回動固定子31と第2固定子25により回転子8の導体
5…に誘起される電圧1,2の位相はθだけずれてい
る。今、第2固定子25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によって導体5Aに誘起され
る電圧1は,1=SEεJ0となる。
Next, a case will be described in which the small-sized motor 35 is operated to rotate the rotating stator 31, and the rotating stator 31 is rotated by θ at the electric phase angle. The phases of the magnetic fluxes φ 1 and φ 2 of the rotating magnetic field generated by the rotating stator 31 and the second stator 25 are shifted by θ, so that the rotating stator 31 and the second stator 25 separate the conductors of the rotor 8. The phases of the voltages 1 and 2 induced in 5... Are shifted by θ. Now, based on the voltage 2 induced on the conductors 5 of the rotor 8 by the second stator 25, the voltage is set to 2 = SE. Here, S is the slip, and E is the induced voltage at the time of slip 1. At this time, the voltage 1 induced in the conductor 5A by the first stator 24 is 1 = SEε J0 .

(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、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 at the time of slip 1) FIG. 5 shows the rotor 8 when the resistance material r ... that short-circuits the plurality of conductors 5 ... is not mounted in the non-magnetic material core 9 part. This shows the relationship between the slip S and the active power P of the rotor input. The active power P is maximum when the voltage phase is θ = 0 °, and is smaller when 0 ° <θ <180 °. Becomes If the resistance and inductance of the conductors 5 are R and L and the angular frequency of the power supply 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、小型モーター35を作動して回動固定子31を第2固定
子25に対して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 effective power P is proportional to the driving torque of the induction motor 1, the voltage induced on the rotor 8 is adjusted by operating the small motor 35 to rotate the rotating stator 31 with respect to the second stator 25. In addition, the speed of the rotor can be controlled steplessly.

詳しくは、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、任意のト
ルクで起動させることができる可変速誘導電動機とな
る。
More specifically, a variable speed induction motor that can be set to any desired speed with a wide speed control area and stepless speed control, and can be started with an arbitrary torque.

上記の如く構成される誘導電動機に係る回転子につい
て、第1図と第4図に基づき以下に説明する。
The rotor of the induction motor configured as described above will be described below with reference to FIG. 1 and FIG.

まず、回転子コア2,3は一般的に珪素鋼板,電磁鋼板
を積層したものであるが、更に詳しく説明すると、回転
子コア2,3は両側面を燐酸被膜処理した複数個の珪素鋼
板を重合結合して一体的な回転子コアに形成される。こ
の珪素鋼板には、複数個の導体挿入孔を穿設してある。
First, the rotor cores 2 and 3 are generally formed by laminating a silicon steel sheet and an electromagnetic steel sheet. More specifically, the rotor cores 2 and 3 are made of a plurality of silicon steel sheets whose both sides are treated with a phosphoric acid film. It is polymerized to form an integral rotor core. This silicon steel plate is provided with a plurality of conductor insertion holes.

上記の如く重合結合して回転子コア2,3はさらにアル
ミニウムを鋳込んで、いわゆるアルミニウムダイカスト
法により導体5と短絡環6,7と、さらに回転子間を連結
する導体を溶接するための端部51とを同時に一体的に形
成したものである。
As described above, the rotor cores 2 and 3 are further cast with aluminum, and the rotor cores 2 and 3 are cast by aluminum die-casting to weld the conductor 5 and the short-circuit rings 6, 7 and the conductor for connecting the rotors. The portion 51 is formed integrally at the same time.

ここで前記鋳込みで形成される端部51は、同じく鋳込
みで複数の導体挿入孔内に形成される複数の導体5のう
ち、複数を1組にしたものに対し、1つの端部51が形成
される。
Here, the end portion 51 formed by the casting is formed by forming one end portion 51 with respect to a plurality of conductors 5 formed in a plurality of conductor insertion holes by casting. Is done.

この鋳込みされた回転子コア2,3間で、前記回転子コ
ア2,3に形成された前記端部51と導体55とを溶接し、導
体55を連通状に成すことで、回転子8を形成する。
The rotor 8 is welded between the cast rotor cores 2 and 3 by welding the ends 51 and the conductors 55 formed on the rotor cores 2 and 3 to form the conductors 55 in communication. Form.

つまり、アルミニウムダイカスト法により一体的に形
成された複数の回転子コア2,3を、その回転子コア間に
導体55を溶接することで、回転子8が簡単に作られるも
のである。またこの時の溶接も、ロウ付などのように加
熱作業で簡単に溶接できる方法などとれば、一般的に高
価で煩雑となる複数の回転子コアを有する可変速誘導電
動機の回転子の製造は、本実施例により容易となる。
That is, the rotor 8 is easily formed by welding the conductor 55 between the plurality of rotor cores 2 and 3 integrally formed by the aluminum die casting method. Also, if the welding at this time is a method that can be easily welded by a heating operation such as brazing, etc., the manufacture of a rotor of a variable speed induction motor having a plurality of rotor cores which is generally expensive and complicated becomes difficult. This embodiment facilitates this.

さらに、回転子コア2,3の1端面に端部51を設け、回
転子導体5と異なる導体55で複数の回転子導体5を1組
として前記導体55を溶接するため、回転子導体5に比較
して大きい導体55を使用することができ、回転子コア間
と回転子の強度が心配される複数の回転子コアを有する
可変速誘導電動機の問題も解消される。ここに記述する
導体55には、銅,しんちゅう,ステンレス,銅ニッケル
合金,鉄などを使用する。
Further, an end portion 51 is provided on one end surface of the rotor cores 2 and 3, and a plurality of the rotor conductors 5 are welded to each other with a conductor 55 different from the rotor conductor 5 so that the conductor 55 is welded. A relatively large conductor 55 can be used, and the problem of a variable speed induction motor having a plurality of rotor cores, in which the strength between the rotor cores and the strength of the rotor is concerned, is also solved. For the conductor 55 described here, copper, brass, stainless steel, copper-nickel alloy, iron or the like is used.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のことから、誘導電動機の製造、とくに本発明で
は複数の回転子コアを有する回転子を一体的に製造する
場合や、誘導電動機の性能向上に伴う回転子導体数の増
減や回転子導体の形状などの変更が発生するときなど、
複数個の回転子コアを鋳込んで短絡環と回転子導体と端
部とを一体的に形成し、前記複数個の回転子コア間にお
いて、複数の回転子導体1組に対し、1つ形成された端
部に導体を溶接し、回転子コア間において該導体を連通
状に成すことにより一体的な回転子を形成することで、
回転子の導体の数や形状が前記回転子の強度に影響を及
ぼさないように回転子コア間の導体によりその強度を確
保することができる。さらには現状では敬遠されている
複数回転子コアを有する可変速誘導電動機の回転子の製
造に関し大きく貢献するものである。
In view of the above, the production of an induction motor, particularly in the present invention, in which a rotor having a plurality of rotor cores is integrally produced, or the increase or decrease in the number of rotor conductors or the For example, when changes such as shape occur
A plurality of rotor cores are cast to form a short-circuit ring, a rotor conductor and an end integrally, and one of the plurality of rotor cores is formed for one set of a plurality of rotor conductors. By welding a conductor to the end that was made, by forming the conductor in a communicating state between the rotor cores to form an integral rotor,
The strength between the rotor cores can be ensured by the conductors between the rotor cores so that the number and shape of the rotor conductors do not affect the strength of the rotor. Further, the present invention greatly contributes to the manufacture of a rotor of a variable speed induction motor having a plurality of rotor cores which are currently avoided.

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

第1図は本発明に係る可変速誘導電動機の側断面図、第
2図は第1図A−A部から見た正断面図、第3図は固定
子巻線の結線図、第4図は第1図B−B部から見た正断
面図中、回転子に関する部分図、第5図は回転子のすべ
りと有効電力の関係を示す図である。 1…可変速誘導電動機、2,3…回転子コア、3…回転子
軸、5…回転子導体、6,7…短絡環、8…回転子、10,11
…両側部、12…通風胴、13…冷却作用体、14…機枠、1
5,16…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…すべり軸
受、28…ストップリング、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、39…排風
口、40…通風口、52…遮閉板、66…空間部、67…通風
胴、68…送風口、69…排風口、70…送風胴、71…風車、
72…モーター、73…送風装置、74A…吸風口部、74B…排
風口部、r…抵抗材。
FIG. 1 is a side sectional view of a variable speed induction motor according to the present invention, FIG. 2 is a front sectional view as viewed from a section AA in FIG. 1, FIG. 3 is a connection diagram of a stator winding, FIG. FIG. 1 is a partial view related to a rotor in a front sectional view taken along the line BB of FIG. 1, and FIG. 5 is a view showing a relationship between slip of the rotor and active power. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Variable speed induction motor, 2, 3 ... Rotor core, 3 ... Rotor shaft, 5 ... Rotor conductor, 6, 7 ... Short circuit ring, 8 ... Rotor, 10, 11
... Both sides, 12 ... Ventilator, 13 ... Cooling body, 14 ... Machine frame, 1
5,16 ... bearing disc, 17 ... bolt, 19,20 ... cooling impeller, 21 ...
Bearings 22, 23 winding, 25 second stator, 26 sliding bearing, 28 stop ring, 29 driving device, 30 rotating mechanism, 31 rotating stator, 33 gear, 35 Small motor, 36
… Drive gear, 37… opening, 38… solenoid, 39… exhaust port, 40… vent port, 52… shield plate, 66… space section, 67… ventilator, 68… vent port, 69… exhaust port, 70… Blaster, 71… Windmill,
72: motor, 73: blower, 74A: air inlet, 74B: air outlet, r: resistance material.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】同一回転軸に任意の間隔を設けて軸着した
複数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、前記複
数個の回転子コアに対峙する外周部に複数個の固定子を
機枠に並設し、前記複数個の固定子と対峙しない前記複
数個の回転子コア間において、前記複数個の導体を抵抗
材を介し短絡すると共に、前記複数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複数個の固定子の
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を付設した電動機の回転子であっ
て、前記複数個の回転子コアのそれぞれに装設した複数
個の導体を、回転子コア間においてそれぞれ別の導体に
より連通状に連結したことを特徴とする可変速誘導電動
機の回転子。
A plurality of conductors mounted on each of a plurality of rotor cores mounted on the same rotating shaft at arbitrary intervals to form an integral rotor; A plurality of stators are arranged in a machine frame on an outer peripheral portion facing the plurality of rotor cores, and the plurality of conductors are disposed between the plurality of rotor cores not facing the plurality of stators. Short-circuiting occurs via a resistance material, and induced in a conductor portion of the rotor facing one of the plurality of stators in relation to at least one of the plurality of stators. And a voltage shifter for generating a phase difference between a voltage to be induced and a voltage induced in a corresponding conductor portion of the rotor facing the other stator. A plurality of conductors mounted on each of the rotor cores are The rotor of the variable-speed induction motor, characterized in that coupled to the communication form by separate conductors between A.
【請求項2】前記複数個の回転子コアのそれぞれに装設
した複数個の導体のうち、隣設する複数個の導体を任意
数ごとに1組とした複数の組とし、該複数の組の導体ご
とに回転子コア間においてそれぞれ別の導体により連通
状に連結したものである請求項(1)記載の可変速誘導
電動機の回転子。
2. A plurality of conductors provided in each of the plurality of rotor cores, wherein a plurality of adjacent conductors are set as one set for each arbitrary number, and the plurality of sets are provided. The rotor of a variable speed induction motor according to claim 1, wherein the conductors are connected to each other between the rotor cores by different conductors.
【請求項3】前記連結は、ロウ付を含む溶接であること
を特徴とする請求項(1)〜(2)記載の可変速誘導電
動機の回転子。
3. The rotor for a variable speed induction motor according to claim 1, wherein said connection is welding including brazing.
【請求項4】前記回転子コア間における導体は、回転子
コアに装設した複数の導体と材質を異にすることを特徴
とする請求項(1)〜(2)記載の可変速誘導電動機の
回転子。
4. The variable speed induction motor according to claim 1, wherein the conductor between the rotor cores is made of a different material from a plurality of conductors mounted on the rotor core. Rotor.
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