JP2878347B2 - 全閉型複数固定子誘導電動機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数固定子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、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誘導電動機
に関する。

〔従来の技術〕

単一の回転子単一の固定子とを有する一般の誘導電動
機において全閉型の電動機には全閉外扇形や全閉通風形
などがありこれらの手法をそのまま複数固定子誘導電動
機に用いることは容易であり、これらのものが従来技術
となる。しかしながら複数固定子構成のこの種の誘導電
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した連結材の発
熱が急速に増加するため、とくに全閉型においては連結
材の発熱を効率よく吸熱するあるいは放熱する必要があ
る。更に本発明に係る複数固定子誘導電動機、より詳し
くは複数の回転子コアを有する単一の回転子と複数の固
定子及び電圧移相装置とを有するもので前記電圧移相装
置を調節して、高速域から低速域の広範囲に亘りスムー
ズな変速と広範囲に亘り高トルクを発生させることので
きる電動機に関して具体的な冷却の開示はなく、とくに
全閉型の複数固定子誘導電動機としても未だなされてい
ない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記従来技術の欠点を改善するもので全閉
型複数固定子誘導電動機の電圧移相装置の調節で位相差
を比較的大きくとって行う起動時、或いは低・中速度運
転時における連結材の発熱による構成部品の蓄熱の増加
を防止し、連結材の発熱を効率よく吸収して放熱冷却さ
せ、更に定格運転時の温度上昇も効率的に冷却して電動
機の回転効率を有効的に作用させると共に回転子や連結
材等の耐久性を向上させた全閉型複数固定子誘導電動機
を提供することにある。

なお、本発明の複数固定子誘導電動機は、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。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、外壁に冷却フィンを設けた機枠内に、同一
の回転軸に一定の間隔をもって軸着した複数個の回転子
コア上に複数個の回転子導体を連通状に装設すると共に
前記複数個の回転子コア間において前記回転子導体を連
結材によって相互に連結した一体的回転子と、該回転子
の各回転子コアのそれぞれに対峙して並設する各固定子
コアから成る固定子と、該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導体の周囲に生じる回転
磁界との間に位相差を設ける電圧移相装置とを有する全
閉型複数固定子誘導電動機において、並設した前記回転
子コア間に対峙する機枠の内周面に表面積拡大のための
冷却フィンを設けることにより前記課題を解決する手段
とした。

〔作用〕

本発明に係る複数固定子誘導電動機は特に、低・中速
度領域の運転時にあっては連結材の発熱が増大し、その
発熱作用により電動機回転効率および連結材の耐久性は
大幅に低下する。本発明においては、発熱の大きい連結
材を含む回転子コア間に対峙する固定子コア間の機枠内
周面に冷却フィンを設けたので、連結材の発熱は、表面
積を拡大した機枠内周面により効率よく吸熱し、機枠外
に放熱することができるから、回転子コアに装設した複
数個の導体を固定子コア間において連結した連結材は、
変動なく正確に作用する。

詳しくは発熱の大きい連結材を含む回転子コア間に対
峙する、前記固定子コア間の空間に係る機枠内周面に冷
却フィンを設けて機枠内周面の表面積を拡大したので、
連結材の発熱は急速に機枠内周面に吸熱され、たとえば
全閉外扇形電動機においては機枠外周の放熱フィンに伝
達され外扇により空気冷却される。

このことは定格運転時においても同様の効果を得るこ
とができる。

〔実施例〕

すでに本出願人は、特願昭61-128314号として本発明
の構成の一部である複数固定子からなる誘導電動機の構
成、作用の詳細な説明を行っている。

以下に本発明に係る複数固定子誘導電動機の構成につ
いて第１図ないし第３図により説明する。

鉄心からなる回転子部分2,3を任意の間隔を設けて回
転子軸４に軸装し、該回転子部分は、複数の導体孔を開
設した鋼板を積層して回転子コアを形成し、該回転子コ
アに絶縁材を施しアルミニウムを鋳込んで前記導体孔に
複数個の導体５と、その一端部に短絡環６と７とを形成
した。さらに前記回転子部分2,3間において、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を連結材ｒ…たと
えば、アルミニウム、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…を介し連結してあ
る。この回転子部分2.3間の導体55と、連結材により形
成される空間およびその周辺は、そのまま空間かまたは
非磁性体により形成する。

また、連結材ｒを任意形状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。このように回転子部分
2,3と導体55および連結材ｒにより一体的回転子８を形
成する。

回転子部分2,3にそれぞれ対峙して固定子25,31を回転
子部分2,3と同心的に設ける。

円筒状の機枠14の両側部に設けた軸受盤15,16は機枠1
4の両側部にボルト17により一体的に組付け、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、回転子軸４を回転自在としてある。

また回転子軸４方向の軸受盤16の外側には、冷却ファ
ン10を回転子軸４に軸着して回転子の回転により冷却フ
ァンとして作用する。また冷却ファン10の外方にはカバ
ー９を設けて該カバー９は機枠14にボルト11により固定
してある。更に機枠14の外周には回転子軸４方向に複数
個の放熱フィン18を設けてある。

尚、本発明に係る複数固定子誘導電動機は全閉型であ
り、通風のための開口部はもたないものである。

また本実施例は電圧移相装置について詳述していない
が、公知のたとえば、複数個の固定子のうち少なくとも
１つを回動自在に形成して、電圧移相装置とするもの
や、固定子の巻線の結線を変えて移相装置とするものな
どがあり、更に電圧移相装置以外でも、制動装置を組み
込むことなど自由であり本実施例に限定されることはな
い。

ところで本実施例の誘導電動機は、複数固定子誘導電
動機であり、より詳しくは、単一の回転子、複数個の固
定子及び前記複数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導体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
せることができるものであるが、とくに低速度域におい
て高トルクを発生させるとき、回転子コア間の連結材に
位相差による電流が流れ、この電流により連結材は発熱
を伴なうものである。したがって機枠内の空気が外部と
連通しない全閉型の電動機の発熱による温度上昇を効率
よく抑え構造が簡単な全閉型複数固定子誘導電動機を必
要とする。

以上本発明に係る複数固定子誘導電動機の構成を示し
た。

次に本発明の実施例を第２図により示す。

第２図は、一部を省略した連結材ｒ部分の正断面図で
あり、連結材ｒを含む固定子コア25,31の内側の空間に
係る機枠14の内周面に、前記連結材ｒの発熱を効率よく
するために複数個の冷却フィン19を設けて、機枠内周の
表面積を拡大してある。

この冷却フィン19は本実施例において回転子軸４方向
に設けてあるが、円周方向に複数個設けること、または
軸方向、円周方向を組み合わせることなどその形成は自
由であり、固定子コア間で回転子コア間の連結材に対峙
する機枠内周にリブを設けることである。

以上の構成の作用を説明する。とくに複数固定子誘導
電動機は一般の単一固定子、単一固定子の誘導電動機と
異なり、容易に定トルクによる可変速が可能であり、中
低速回転域において高いトルクを発生するときに連結材
ｒの発熱を伴う。

本実施例のように全閉外扇形の場合、連結材ｒの発熱
は通常機枠内の雰囲気の温度を上昇させ、回転子コアや
固定子コアの温度を上昇させながら機枠14に伝達して、
機枠14外周の放熱フィン18と冷却フィン10とにより放熱
冷却されることになる。このとき連結材ｒの発熱は機枠
内の雰囲気により機枠内の部分品すべてに伝達される。

ところが本発明によると、連結材ｒに近い機枠14内周
面に内周面の表面積を拡大する冷却フィン19を設けたの
で、固定子コア間内側の連結材ｒを含む空間の温度上昇
は冷却フィン19により拡大された機枠内周面から吸熱さ
れると共に何も介在しないまま機枠外側の放熱フィン18
に伝達され放熱するため連結材ｒの発熱は効率よく機枠
外に放熱される。

また、連結材が発熱しない高速域（定格回転域）にお
いても一般の誘導電動機と同様の発熱があるが、この時
も機枠内周面の表面積を冷却フィン19により拡大してい
るので機枠内の雰囲気から機枠への熱伝達は向上し電動
機の冷却は効率よく行われる。

以上のように機枠外周に放熱フィン18を設ける手段は
公知例として多く実施されているが、機枠内周に冷却フ
ィン19を設けて機枠内の吸熱効果を高め効率的に冷却す
るものはなく、特に複数固定子構成の連結材を含む誘導
電動機においては前記の如く多大な効果を有する。

次に第３図において機枠内に設けた冷却フィン19の効
果を確認する。第３図において上側の曲線が従来の複数
固定子誘導電動機の固定子コア内側の空間の温度上昇で
あり、下側の曲線が本発明を実施した場合の温度上昇で
ある。

このように基本的には、冷却フィン19を機枠内周に設
けるという単純な方法で連結材の発熱による電動機の温
度上昇または定格運転時の温度上昇を抑えることができ
るものとなる。

〔発明の効果〕

以上のように構成したので、部品点数を増加させるこ
となく、今までの開放型の複数固定子誘導電動機が単純
な方法で全閉型で使用できると共に冷却効果を大きく向
上させることができる。

このように、一般の全閉型の誘導電動機と同様の構成
により周辺の規制は発生しないことから、それだけ小型
化が可能となり、また電気的な制御手段をも必要とせず
部品点数の削減などから、コスト面と共に冷却効果向上
による性能面の向上をも計ることができる多大な効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る複数固定子誘導電動機、第２図は
第１図の連結材部分の正断面図、第３図は本発明の効果
を示す温度変化を示す図である。 １……複数固定子誘導電動機、2,3……回転子部分、４
……回転子軸、５……回転子導体、6,7……短絡環、８
……回転子、９……カバー、10……ボルト、11……ボル
ト、13……冷却作用体、14……機枠、15,16……軸受
盤、17……ボルト、18……放熱フィン、19……冷却フィ
ン、21……軸受、25……第２固定子、31……第１固定
子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02K 17/00 - 17/44 H02K 16/00 H02K 9/00 - 9/28

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外壁に冷却フィンを設けた機枠内に、同一
   の回転軸に一定の間隔をもって軸着した複数個の回転子
   コア上に複数個の回転子導体を連通状に装設すると共に
   前記複数個の回転子コア間において前記回転子導体を連
   結材によって相互に連結した一体的回転子と、該回転子
   の各回転子コアのそれぞれに対峙して並設する各固定子
   コアから成る固定子と、該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導体の周囲に生じる回転磁
   界との間に位相差を設ける電圧移相装置とを有する全閉
   型複数固定子誘導電動機において、並設した前記回転子
   コア間に対峙する機枠の内周面に表面積拡大のための冷
   却フィンを設けたことを特徴とする全閉型複数固定子誘
   導電動機。