JP2745017B2 - 可変速誘導電動機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可変速誘導電動機の冷却装置に関するもの
であり、より詳しくは、単一の回転子と、複数個の固定
子及び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複数固定子構成の可変速誘導
電動機の冷却装置に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

この種の誘導電動機では、その特徴として、電圧移相
装置の調節に基づく位相差を比較的大きくとって行う起
動時或いは低・中速度運転時においては、回転子導体を
連結する抵抗材での発熱及び構成部品での蓄熱が急速に
増加するが、従来、この種の誘導電動機の冷却において
は様々な方法、装置が生み出された。しかし、それらは
機枠内部から機枠外部に又は機枠外部から機枠内部への
冷却媒体の移動の方法、制御装置の開示に止どまってい
る。

前記誘導電動機の発熱及び蓄熱は機枠内部の構成部品
個々によって大きく異なるものである。ところが、従来
の冷却は同一機枠内に構成する部品は同一冷却媒体にさ
らすことになり自ら発熱しないものや温度上昇の低いも
のも大きく温度上昇した。とくに前記誘導電動機の場
合、使用状態によっては抵抗材の発熱が非常に大きく周
辺の構成部品まで温度上昇した、そのため特別の対策を
施す必要があり、温度上昇により導体の抵抗値が異常に
増加したり、さらに蓄熱により機枠が膨脹し、たとえば
回動する固定子により電圧移相装置を構成するものなど
は、回動の軸受等が膨脹による歪で回動不能となったり
した。

また、放熱効果を持せるため表面積を大きくした抵抗
材はその形状半径が大きくなり、遮へい板を電動機の機
枠に固着した後に一体的回転子を組み付ける場合、前記
遮へい板と接触することから電動機の組付方法によって
は抵抗材の形状半径または遮へい板の内口径を拡大を余
儀なくされることもある。

〔発明の目的〕

本発明は以上の従来技術が有する問題点を鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは電動機が如な
る運転状況を反復・継続する場合であっても、温度上昇
の大きい部分または部品の発熱から、それ以外の部分ま
たは部品を遮へいし温度上昇の低い部分または部品への
熱波及を抑え、発熱の大きい部分または部品を区分する
ことで効率の良い冷却を行ない安定した冷却のできる冷
却装置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〕

上記目的を達成するために、同一回転軸に一定の間隙
をもって軸着された２個の回転子コアを有し、該２個の
回転子コアに連通して複数個の回転子導体が装設され、
前記２個の回転子コア間で前記複数個の回転子導体は相
互に抵抗材によって短絡連結された一体的なかご形回転
子と、該回転子の２個の回転子コアにそれぞれ対峙して
前記回転子と同心的に機枠内に周設された２個の固定子
と、該２個の固定子のうち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
る回転子の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する可変速誘導電動機であ
って、前記抵抗材と前記２個の固定子との間に略独立し
た通風路を形成するごとく遮へい板を設け、該通風路に
連通して機枠外から空気を導入し且つ排気する送風装置
を機枠の適所に設けた可変速誘導電動機において、前記
遮へい板は、抵抗材を介装する如く抵抗材の両側面に且
つ、機枠内周面に無接触で回転子外周部に固着すること
により解決の手段とした。また、前記遮へい板は、抵抗
材を介装する如く抵抗材の両側面に且つ、一方の遮へい
板を回転子と無接触で機枠内周面に固着し、他方の遮へ
い板を固定子に持着することでも問題解決の手段とし
た。

〔作 用〕

上記の可変速誘導電動機は比較的温度上昇大なる抵抗
材部分を含めて略独立した通風路を設けることで、前記
温度上昇による他部分または他部品への温度波及はなく
余分な温度上昇を抑え温度上昇に見合った対策、たとえ
ば絶縁などを施せばよく、更に温度上昇大なる部分また
は部品の冷却も略独立した通風路により効率よく行なう
ことができる。

また、遮へい板を回転子外周に設けたり、あるいは、
１つの遮へい板を機枠に設け、他の１つの遮へい板を固
定子に持着することにより、遮へい板の形状半径を大き
くし放熱効果を高め、抵抗材を固着した一体的回転子に
遮へい板を設けたものを組み付けたり、あるいは電動機
の機枠に組み付けた後に、遮へい板を持着した固定子を
嵌装することができるため、遮へい板の内口径を限りな
く小さくした抵抗板を固定子間を完全に遮へいすること
ができる。

〔実施例〕

実施例について第１図、第２図を参照し説明する。第
１図の符号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、鉄クロム合金及びステンレス…を
介し短絡連結してある。

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。さらに固定子25,31に
該固定子の両側部に連絡する複数個の通風胴60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撹拌体として冷却作用体13に形
成することができる。

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。

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を対峙並設する。機枠14と回動固
定子31との間にすべり軸受26を装設して、すべり軸受26
を機枠14に嵌装したストップリング28…によって左右移
動を固定する。第２固定子25を機枠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、電圧移送装置10
0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38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15,16には複数個の通風孔40…を穿設してあ
る。

風車71に軸着したモーター72を排風胴70に装着して排
風装置73に形成する。排風装置73を機枠14に固設すると
共に、排風装置73の吸風部74Aを機枠14内に連絡する。
送風胴70には排風部74Bが形設してある。

以上本発明に係る誘導電動機の構成を述べた。

次に本発明の２つの実施例を示す。ただし上記誘導電
動機の構成は第１、第２の実施例共に同様であるので以
下での説明は省略する。

まず遮へい板52について述べる。遮へい板52にはアス
ベストなどを原材料とする断熱材を接着し形成したもの
で、比較的温度上昇大なる抵抗材ｒと該抵抗材ｒの一方
側に対峙する比較的温度上昇小なる固定子コイル22との
間、前記抵抗材ｒの他方側に対峙する比較的温度上昇小
なる固定子コイル23との間それぞれに前記遮へい板52a,
bを設け、ここに機枠14と遮へい板52aとにより固定子コ
イル22を含む通風路67と、機枠14と遮へい板52bとによ
り固定子コイル23を含む通風路68及び遮へい板52a,bに
よって抵抗材ｒを含む通風路69を形成する。また機枠14
に前記通風路67,68,69に連通した複数の開口部を開設
し、前記複数の開口部を任意個数の送風口65と排風口66
とに形成し排風口66は前記吸風部74Aに連通する。

次に第１の実施例について第１図により説明する。前
記遮へい板52a,bは抵抗材ｒを介装するごとくしてその
一端部は回転子外周部に固着し、他端部は機枠内周面と
無接触で形設される。

次に第２の実施例について第３図により説明する。遮
へい板52bは抵抗材ｒと固定子25との間で機枠内周面に
固着する。一方遮へい板52aは固定子31の側端面の抵抗
材ｒ側にカラー57を介在したボルト56により任意箇所で
持着する。本実施例では固定子の側端面にボルトにより
持着したが、抵抗材ｒと固定子との間に遮へい板を保持
するべく固定子に持着すればよく本実施例に限ることは
ない。

このように一体的に形成した回転子の１つに遮へい板
を持着して機枠内に挿入すると、抵抗材ｒとの接触が発
生することはない。

以上に構成される第１および第２の実施例の作用は次
の通りである。

回転子８の回転で軸受板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、巻
線22、固定子31、回転子コア２、導体５および導体55等
を冷却して通風路67内を通風口40から排風口66へ排風さ
れる。一方巻線23、固定子25、回転子コア３、導体５、
導体55等を冷却して通風路68内を通風口40から排風口66
へ排風される。さらに冷却作用体13により抵抗材ｒを冷
却し通風路69を送風口65から排風口66へ排風する。また
排風装置73により送風口65と通風口40の各通風口から吸
引され、通風路67,68,69内構成部品を冷却して排風口66
から送風装置73の吸風部74Aに入り排風装置73で排気さ
れる。

以上の如く通風路67内の構成部品は冷却用翼車19の外
気吸引で、通風路68内の構成部品は冷却用翼車20の外気
吸引で、通風路69内の構成部品は冷却作用体13で、それ
ぞれ冷却し排風装置73で排風することにより、比較的高
温となる抵抗材ｒの発熱は他の巻線、回転子コア、固定
子等に影響することなく冷却作用体13の回転と排風装置
73とにより効率よく冷却し、他の通風路内の構成部品は
抵抗材ｒの発熱の影響を受けることなく冷却する。

〔発明の効果〕

上記構成の装置により、抵抗材ｒなど比較的温度上昇
大なる部分または部品と、固定子巻線など比較的温度上
昇小なる部分または部品とを遮へい板で区分することで
比較的温度上昇小なる部分は比較的温度上昇大なる部分
の発熱の影響を受けず余分な温度上昇対策を施す必要が
ない。つまり導体の抵抗値が異常に増加しない、機枠が
歪まない、必要以上の絶縁対策もいらない。

また、固定子遮へい板を持着する方法は、抵抗材と同
等もしくはそれ以上の大きさを持つ遮へい板とすること
ができ、固定子と同時に組み付けることができる。

以上のことから、各通風路に遮へい板で区切られた各
構成部品はより強力な冷却放熱作用を得ることができ、
電動機を構成する各種構成部品の熱による性能劣下、更
には電動機自体の熱的破壊を有効的に防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る可変速誘導電動機の第１実施例の
側断面図、第２図は第１図Ａ−Ａ部から見た正断面図、
第３図は第２実施例の側断面図、第４図は第２実施例の
持着部分の詳細図。 １……可変速誘導電動機、2,3……回転子コア、４……
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、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……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、40……
通風口、51……端部、52a,b……遮へい板、55……導
体、56……ボルト、57……カラー、60……通風胴、65…
…送風口、66……排風口、67……通風路、68……通風
路、69……通風路、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。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一回転軸に一定の間隙をもって軸着され
   た２個の回転子コアを有し、該２個の回転子コアに連通
   して複数個の回転子導体が装設され、前記２個の回転子
   コア間で前記複数個の回転子導体は相互に抵抗材によっ
   て短絡連結された一体的なかご形回転子と、該回転子の
   ２個の回転子コアにそれぞれ対峙して前記回転子と同心
   的に機枠内に周設された２個の固定子と、該２個の固定
   子のうち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回転子の導体部
   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
   装置とを有する可変速誘導電動機であって、前記抵抗材
   と前記２個の固定子との間に略独立した通風路を形成す
   るごとく遮へい板を設け、該通風路に連通して機枠外か
   ら空気を導入し且つ排気する送風装置を機枠の適所に設
   けた可変速誘導電動機において、前記遮へい板は、抵抗
   材を介装する如く抵抗材の両側面に且つ、機枠内周面に
   無接触で回転子外周部に固着したことを特徴とする可変
   速誘導電動機。
2. 【請求項２】同一回転軸に一定の間隙をもって軸着され
   た２個の回転子コアを有し、該２個の回転子コアに連通
   して複数個の回転子導体が装設され、前記２個の回転子
   コア間で前記複数個の回転子導体は相互に抵抗材によっ
   て短絡連結された一体的なかご形回転子と、該回転子の
   ２個の回転子コアのそれぞれ対峙して前記回転子と同心
   的に機枠内に周設された２個の固定子と、該２個の固定
   子のうち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回転子の導体部
   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
   装置とを有する可変速誘導電動機であって、前記抵抗材
   と前記２個の固定子との間に略独立した通風路を形成す
   るごとく遮へい板を設け、該通風路に連通して機枠外か
   ら空気を導入し且つ排気する送風装置を機枠の適所に設
   けた可変速誘導電動機において、前記遮へい板は、抵抗
   材を介装する如く抵抗材の両側面に且つ、一方の遮へい
   板を回転子と無接触で機枠内周面に固着し、他方の遮へ
   い板を固定子に持着して設けたことを特徴とする可変速
   誘導電動機。
3. 【請求項３】前記遮へい板が、断熱処理を施したもので
   あることを特徴とする請求項１または２記載の可変速誘
   導電動機。