JP3747318B2

JP3747318B2 - Braking motor

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Publication number: JP3747318B2
Application number: JP2002025576A
Authority: JP
Inventors: 哲臣内山; 博輝山下; 和弘新宅
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2022-02-01
Also published as: JP2003235227A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転動作を電気的に強制停止することができる制動モータであって、踏切遮断機用などに好適な制動モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
踏切用の遮断機には、遮断棹を下ろしたり起こしたりするために、ブラシレスのモータとブレーキとを設けた構成のものが一般的に使用されており、普段、列車が通過していないときには、遮断棹を垂直に起こして踏切から退避させている。また、列車の通過中には、遮断棹を一時的に下方に水平位置まで降ろして自動車等の通過を遮断・阻止するようになっているが、この水平位置と垂直位置を保つために、モータの回転動作をブレーキで制動させている。
【０００３】
ところが、このような構成のブレーキを備えた遮断機用モータにあっては、モータの他にブレーキを並設してあるから、遮断機としての装置が大型化しており、特にその厚さが寸法的に厚くなり問題である。
【０００４】
前記問題点を解決する手段として、例えば特開２０００−２３４８９に開示されている踏切遮断機用ＳＲモータがある。係るモータは、図６に示すような構造である。図６において、４個の突起３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを有するロータ３４が嵌合固定された軸３５と、６個の凸状磁極部３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ）にそれぞれ磁極コイル（励磁巻線）３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ）を有するステータ３０とから構成された３相の４−６トポロジーのものを使用しており、特にこの実施例では、２箇所（３１ｆ及び３１ｃ）の凸状磁極部に通常の巻線とは別に、ブレーキコイル（ブレーキ巻線）３３ａ及び３３ｂを付加してある。
【０００５】
即ち、磁極コイル３２には、各凸状磁極部３１に、それぞれモータ巻線を巻回したものであるが、特に互いに対向する３１ｃ及び３１ｆの磁極には、磁極コイル３２ｃ、３２ｆの各巻線間にブレーキコイル３３ａ、３３ｂを巻回してある。
【０００６】
なお、これらの磁極コイル３２には、図示外の制御部の制御により、（図示外の適宜手段で検出するロータ３４の突起部分の回転位置に応じて）互いに対向する凸状磁極部３１のコイル毎に組み分けて３相電流が順次サイクリックに流れるようになっている。
【０００７】
即ち、例えば遮断棹が起立した状態から降下する状態までは制御部による制御により、各励磁コイルが（３２ｆ、３２ｃ）⇒（３２ａ、３２ｄ）⇒（３２ｂ、３２ｅ）⇒（３２ｆ、３２ｃ）⇒・・・というように、規則的に励磁動作を繰り返していく。これによって、励磁中の磁極コイルの磁気的吸引力でロータ３４の突起３４が吸引されて所定の方向に回転を始めるので、このロータ３４を所定の範囲内で回転させることにより、遮断棹を水平向きに倒すように回転させたり、遮断棹を垂直向きに起こして立てたりすることができる。
【０００８】
また、遮断棹が完全に水平向きになったところでは、制御部からの制御によって、励磁コイル３２への給電が直ちに停止するとともに、これと同時にブレーキコイル３３ａ、３３ｂへの給電が開始される。その結果、慣性力で回転しようとするロータ３４は、励磁されたブレーキコイル３３ａ、３３ｂの近傍の突起部分３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄがその磁気的吸引力で吸引・保持されるから、回転動作が強制的に停止して遮断棹を水平に保つことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、係る方法では、以下のような問題点があった。即ち、ブレーキコイル３３ａ、３３ｂは、互いに対向する３１ｃ及び３１ｆの磁極にのみ巻回されている。この結果、ブレーキコイル３３ａ、３３ｂへの給電が開始された時、慣性力で回転しようとするロータ３４の磁極３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが、前記ブレーキコイル３３ａ、３３ｂにより発生される磁極と磁界の方向が同一の極性である場合にはその磁気的反発力となり、ロータ３４の回転を持続しようとする。
【００１０】
そして、ブレーキコイル３３ａ、３３ｂにより発生される磁極と磁界の方向が反対の極性となる位置までロータ３４が回転され、励磁されたブレーキコイル３３ａ、３３ｂの近傍の突起部分３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄがその磁気的吸引力で吸引・保持される。
【００１１】
又、ブレーキコイル３３ａ、３３ｂは、互いに対向する３１ｃ及び３１ｆの磁極にのみ巻回されている結果、制動力は当該磁極のみに発生し、その停止保持力を大きくできない。
【００１２】
本発明は、係る問題を解決して制動力の大きい、小型の制動モータを提供することを目的としてなされたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために請求項１記載の制動モータでは、複数の磁極を有するステータとロータを有し、前記ステータ又はロータのいずれか一方における複数の磁極の全てに励磁巻線と制動巻線を巻回した制動モータであって、前記制動巻線によって形成される磁界の方向のうち、一部の制動巻線が形成する磁界の方向が、他の制動巻線が形成する磁界の方向と異なると共に、前記制動巻線によって形成されるＮ極又はＳ極には、連続する磁極に同一方向に巻回された制動巻線によって形成される合成磁界によるＮ極又はＳ極が含まれており、一方向に巻回された前記制動巻線によって形成されるＮ極又はＳ極の極数の総数と、前記一方向と異なる方向に巻回された制動巻線によって形成されるＳ極又はＮ極の極数の総数が、前記ステータ又はロータの前記制動巻線が巻回されていない方の磁極のＮ極、又はＳ極の極数の総数にそれぞれ等しいことを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の制動モータでは、前記ステータ又はロータの磁極全てに巻回された制動巻線によってそれぞれ形成される合成磁界は、前記ロータ又はステータがそれぞれ形成する磁界の方向と互いに異なる方向に形成され、前記制動巻線によってそれぞれ形成される合成磁界と前記ロータ又はステータがそれぞれ形成する磁界とにより前記ステータ磁極とロータ磁極のそれぞれが互いに吸引する方向であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の制動モータでは、前記同一方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線は各磁極に均等に巻回され、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線は各磁極に等しい巻き数で巻回されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の制動モータでは、前記制動巻線の巻き数は、同一方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線の巻き数と、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線の巻き数とでは、連続する磁極数が多い制動巻線の巻き数を少なくすることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の制動モータでは、前記励磁巻線は抵抗値の低い太い線材を用いて構成され、前記制動巻線は抵抗値の高い細い線材を用いて構成されることを特徴とする。また、請求項６記載の制動モータでは、前記励磁巻線は、全ての磁極に均等に巻回されていることを特徴とする。さらに、請求項７記載の制動モータでは、前記制動巻線は、前記ステータ又はロータの複数の磁極の１つから巻き始め、前記ステータ又はロータの周方向に沿って順次各磁極に巻回し、前記巻き始めの磁極に隣接する磁極で巻き終えることによって、前記ステータ又はロータの複数の磁極の全てに巻回されることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の制動モータの実施形態を示す断面図である。図１において、制動モータ１は、回転軸３にネジ１０により固定されたロータカップ４の内側に設けられた永久磁石５を有するロータＲ、該ロータＲの内側に設けられた磁極８に巻回された励磁巻線６と制動巻線７を有するステータＳと、該ステータＳと前記回転軸３をベアリング９ａ、９ｂを介して支えるハウジング２とから構成されている。
【００１９】
即ち、アウターロータ型のモータである。ロータＲの回転につれて励磁巻線６には、図示していない制御部の制御により、（図示外の適宜手段で検出するロータＲの突起部分の回転位置に応じて）互いに対向する励磁コイル６のコイル毎に組み分けて３相電流が順次サイクリックに流れるようになっている。
【００２０】
なお、前記制動モータ１は交流モータでなくともよく、例えば、周知の直流のブラシレスモータであってもよい。係る場合には、周知の例えばホール素子などによりロータＲの磁極の位置とその極性を検出して、前記励磁巻線６に流す電流の向きを変える。
【００２１】
更に又、ステータを永久磁石又はステータ巻線を施した磁石とし、ロータに励磁巻線と制動巻線とをそれぞれ巻回するようにしてもよい。又は励磁巻線と制動巻線とをステータとロータとに分離してもよい。係る場合には、制動巻線は前記永久磁石と対向する位置に配置するようにし、ロータに巻回されている巻線に流入する電流は周知の回転ブラシなどにより、電流の流入方向を所定の方向に切りかえる。
【００２２】
又、ロータＲとステータＳとは、例えば図５R>５に示すように、その位置関係が互いに逆の位置関係、即ち、永久磁石５を有するロータＲがステータＳの内側であってもよい。
【００２３】
図２は、図１における制動モータの、励磁巻線６と制動巻線７の巻線の向きについて説明する図である。以下、励磁巻線６と制動巻線７の巻線の向きについて図２により説明する。なお、以下の説明において、説明の障害にならない限り、磁極８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆを磁極８、励磁巻線６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆを励磁巻線６、制動巻線７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆを制動巻線７と略記する。図２（ａ）は図示していないロータの内側に設けられたステータＳの正面図、図２（ｂ）は、励磁巻線６と制動巻線７の巻線の向きを説明する図である。
【００２４】
図２（ａ）において、回転軸３にはステータＳが固定されていて、該ステータＳは、磁極８がロータの各磁極Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に対向して、例えば６個、設けられている。又、当該各磁極８には、励磁巻線６と制動巻線７とが、後述するように、それぞれ所定の方向に、所定回数だけ巻回されている。
【００２５】
前記励磁巻線６は制動モータ１に十分な回転力を与える電流が流せるだけの電流容量を持つ抵抗値の低い太い線材が、又、制動巻線７には制動モータ１が回転を停止した時に消失する逆起電力がなくなっても過大な短絡電流が流入して制動巻線７が焼損しないように抵抗値の高い細い線材が、それぞれ用いられている。
【００２６】
前記励磁巻線６は全ての磁極に均等に巻回されていて、各励磁コイルが（６ａ、６ｄ）⇒（６ｂ、６ｅ）⇒（６ｃ、６ｆ）⇒（６ａ、６ｄ）⇒・・・というように、規則的に励磁動作を繰り返していく。これによって、励磁中の磁極コイルの磁気的吸引力で図示していないロータの各磁極が吸引されて所定の方向に回転を始める。
【００２７】
図２（ｂ）においては、ロータの磁極の数は磁極Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の４極とし、ステータＳの磁極の数は６とした場合について示してあるが、ロータ及びステータの磁極数はこれ以外の数であってもよい。図２（ｂ）の場合、制動巻線７は以下のようにして巻回されている。即ち、制動巻線７は、磁極７ａから巻き始め、磁極７ｆで巻き終わり、その両端Ａ、Ｂは図示していない制御部に接続されている。該制御部の制御により、制動時には励磁コイル６への給電が直ちに停止するとともに、これと同時に制動巻線７への給電が開始される。
【００２８】
磁極８ａへの制動巻線７ａの巻回方向を例えば右とすると、磁極８ｂへの制動巻線７ｂ、磁極８ｄへの制動巻線７ｄ、磁極８ｅへの制動巻線７ｅの巻回方向が右、磁極８ｃへの制動巻線７ｃ、磁極８ｆへの制動巻線７ｆへの制動巻線の巻回方向が左となっている。
【００２９】
即ち、制動巻線７によって形成される磁界の方向のうち、一部の制動巻線７ａ、７ｂ、７ｄ、７ｅが形成する磁界の方向が、他の制動巻線７ｃ、７ｆが形成する磁界の方向と異なるように巻回されている。
【００３０】
その結果、一部の制動巻線７ａ、７ｂ、７ｄ、７ｅが形成する磁界の方向を例えばＮ極とすると、他の制動巻線７ｃ、７ｆが形成する磁界の方向はＳ極になる。
【００３１】
又、前記制動巻線７によって形成される磁極の数は、同一方向に巻回された連続する制動巻線によって形成される合成磁界によるＮ極又はＳ極の極数と、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する制動巻線によって形成される合成磁界によるＳ極又はＮ極の極数との総数が、前記ロータのＮ極、又はＳ極の極数の総数にそれぞれ等しい。
【００３２】
即ち、例えば制動巻線７ａ、７ｂによりそれぞれＮ極が形成され、その結果、制動巻線７ａ、７ｂとの合成磁界として１つ目のＮ１極ができる。又、制動巻線７ｄ、７ｅによりＮ極が形成され、その結果、制動巻線７ｄ、７ｅとの合成磁界として２つ目のＮ２極ができる。従って、他の制動巻線７ｃ、７ｆがそれぞれ個々に形成する２つのＳ極とで、４極となり、ロータの磁極Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の４極と等しくなる。
【００３３】
前記制動巻線７によってそれぞれ形成される合成磁界は、前記ロータＲにより形成される磁界の方向と互いに異なる方向に形成されている。例えば、図２（ｂ）において、ロータの磁極Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の極性をそれぞれＳ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極とすると、前記したように制動巻線７ａ、７ｂとの合成磁界として１つ目のＮ１極が、制動巻線７ｄ、７ｅとの合成磁界として２つ目のＮ２極ができる。
【００３４】
又、前記制動巻線７によってそれぞれ形成される合成磁界と前記ロータＲにより形成される磁界とにより前記ステータ磁極とロータ磁極のそれぞれが互いに吸引する方向である。即ち、ロータの磁極Ｒ１（Ｓ極）と前記Ｎ１極とが、ロータの磁極Ｒ２（Ｎ極）と制動巻線７ｃが作る磁極Ｓと、ロータの磁極Ｒ３（Ｓ極）と前記Ｎ２極とが、ロータの磁極Ｒ４（Ｎ極）と制動巻線７ｆが作る磁極Ｓとが、それぞれ互いに吸引しあう。係る点に付いては、図５を用いて後述する。
【００３５】
図３は、前記ロータとステータとの極数の関係を説明する図である。なお、図３においては、ロータを永久磁石、ステータには励磁巻線８と制動巻線７とが巻回されているものとして説明する。例えば、ステータの極数が８の場合にはロータの極数は８以下となり（○印）、それ以上は該当しない（×印）。
【００３６】
図４は、前記図３のロータとステータとの極数において、前記制動巻線７により形成される磁界の方向を示す図であって、ロータの極数をＲＮ、ステータの極数をＳＮとした時、図４（ａ）はＲＮ＝４、ＳＮ＝６の場合、図４（ｂ）はＲＮ＝６、ＳＮ＝１０の場合、図４（ｃ）はＲＮ＝８、ＳＮ＝１４の場合（ｃ）である。
【００３７】
即ち、ＲＮ＝４、ＳＮ＝６の場合には、前記制動巻線７により形成される磁界の方向はＮ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極の順である。又、ＲＮ＝６、ＳＮ＝１０の場合には、前記制動巻線７により形成される磁界の方向はＮ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極の順である。同様にしてＲＮ＝８、ＳＮ＝１４の場合には、前記制動巻線７により形成される磁界の方向はＮ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極の順である。
【００３８】
ロータの極数をＲＮ、ステータの極数をＳＮ、又、ＳＮ＞ＲＮとした時、ＳＮとＲＮとの比、ＳＮ／ＲＮ＝Ｋとする。該Ｋの値によって前記制動巻線４のＳ極とＮ極の数を以下のようにして決定する。例えば、前記図４の場合について説明すると、図４（ａ）ではＲＮ＝４、ＳＮ＝６なので、Ｋ＝６／４＝３／２となる。
【００３９】
即ち、ステータの極数が３に対してロータの極数は２が対応しているので、ロータの２極の間にステータ３極により互いに異なる極性の２極が形成されるようにする。例えば、ロータの極性がＳ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極と変化する場合、ステータの極性は図４（ａ）のように、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極となる。
【００４０】
同様にして図４（ｂ）ではＲＮ＝６、ＳＮ＝１０なので、Ｋ＝１０／６＝５／３となる。即ち、ステータの極数が５に対してロータの極数は３が対応しているので、ロータの３極の間にステータ５極により互いに異なる極性の３極が形成されるようにする。例えば、ロータの極性がＳ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極と変化する場合、ステータの極性は図４（ｂ）のように、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極となる。
【００４１】
前記ステータの極性は、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極であっても前記の条件、（ロータの３極の間にステータ５極により互いに異なる極性３極が形成されるようにする）は満足される。しかし、前者の場合に比べて、後者の場合には制動巻線７により形成されるＳ極の数と、Ｎ極との数が均一にならない。その結果、合成磁界の強さがＳ極とＮ極とで異なり、制動力のバランスが均一にならない。従って、制動巻線７により形成されるＳ極の数と、Ｎ極との数が均一になる前者の構成とする。
【００４２】
同様にして図４（ｃ）ではＲＮ＝８、ＳＮ＝１４なので、Ｋ＝１４／８＝７／４となる。即ち、ステータの極数が７に対してロータの極数は４が対応しているので、ロータの４極の間にステータ７極により互いに異なる極性の４極が形成されるようにする。例えば、ロータの極性がＳ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極と変化する場合、ステータの極性は図４（ｃ）のように、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極となる。
【００４３】
前記ステータの極性は、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、であっても前記の条件、（ロータの４極の間にステータ７極により互いに異なる極性４極が形成されるようにする）は満足される。しかし、前者の場合に比べて、後者の場合には制動巻線７により形成されるＳ極の数と、Ｎ極との数が均一にならない。その結果、合成磁界の強さがＳ極とＮ極とで異なり、制動力のバランスが均一にならない。従って、制動巻線７により形成されるＳ極の数と、Ｎ極との数が均一になる前者の構成とする。
【００４４】
以下、他の条件の場合においても前記と同様にして制動巻線４のＳ極とＮ極の数が決定される。なお、前記制動巻線は、同一方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線と、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線とは、同一方向に形成される合成磁界の強さを同一にするために、同一方向の磁界を形成する各磁極は同一の巻き数の制動巻線が巻回されている。
【００４５】
即ち、Ｓ極が形成される制動巻線の巻き数は、各磁極でそれぞれ等しく、又、Ｎ極が形成される制動巻線の巻き数は、各磁極でそれぞれ等しい。例えば、図２（図４（ａ）と同一の極数）の場合には、制動巻線７ａ、７ｂ、７ｄ、７ｅの巻き数は、各磁極でそれぞれ等しく、制動巻線７ｃ、７ｆの巻き数は、各磁極でそれぞれ等しい。更に又、前記制動巻線７の巻き数は、互いに異なる方向の合成磁界の強さを均一にするために、同一方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線の巻き数と、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線の巻き数とでは、連続する磁極数が多い制動巻線の巻き数が少ない。
【００４６】
例えば、図２（図４（ａ）と同一の極数）の場合には、磁極８ａ、８ｂ、８ｄ、８ｅに巻回される制動巻線の方向は右で同一であり、又、磁極８ｃ、８ｆに巻回される制動巻線の方向は左で同一である。そして、制動巻線が右に巻回される磁極の数は、制動巻線が左に巻回される磁極の数より多い。従って、磁極数が多い制動巻線７ａ、７ｂ、７ｄ、７ｅの巻き数は、磁極数が少ない制動巻線７ｃ、７ｆの巻き数よりも少ない。
【００４７】
図５は、ステータＳが１２極、ロータＲが８極の時に、ステータＳの各磁極にそれぞれ巻回された制動巻線７によって形成される合成磁界の説明図であって、図５（ａ）はステータＳとロータＲとの磁界の方向を示す図、図５（ｂ）はステータＳの各磁極に形成された各磁界とその合成磁界との説明図である。係る図において、説明の簡略化のために、ステータＳの各磁極にそれぞれ巻回された制動巻線の巻き数は同一として説明する。
【００４８】
図５（ａ）において、ステータＳは固定磁石を用いたロータＲの外側にあり、図示していない磁極にそれぞれ制動巻線と励磁巻線とが巻回されている。前記制動巻線によって形成される磁界の方向をそれぞれＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７、Ｎ８とする。又、ロータＲによって形成される磁界の方向をそれぞれＲＮ１、ＲＮ２、ＲＮ３、ＲＮ４、ＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ３、ＲＳ４とする。
【００４９】
磁界Ｎ７とＮ８により合成磁界ＮＴ１が、磁界Ｎ１とＮ２により合成磁界ＮＴ２が、磁界Ｎ３とＮ４により合成磁界ＮＴ３が、磁界Ｎ５とＮ６により合成磁界ＮＴ４が、それぞれ形成される。その結果、前記合成磁界ＮＴ１、ＮＴ２、ＮＴ３、ＮＴ４の間には磁界Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が形成されているので制動巻線７によって形成されるステータの磁界としては、ＮＴ１、Ｓ１、ＮＴ２、Ｓ２、ＮＴ３、Ｓ３、ＮＴ４、Ｓ４の順に磁界が形成される。
【００５０】
また、ロータＲが形成する磁界は前記のようにＲＳ４、ＲＮ１、ＲＳ１、ＲＮ２、ＲＳ２、ＲＮ３、ＲＳ３、ＲＮ４の順であり、その位置は前記ステータの形成する磁界ＮＴ１、Ｓ１、ＮＴ２、Ｓ２、ＮＴ３、Ｓ３、ＮＴ４、Ｓ４と同一となる。又、その極性は互いに吸引する方向である。
【００５１】
図５（ｂ）では、ステータＳの各磁極にそれぞれ巻回された制動巻線の巻き数は同一としたので、前記合成磁界ＮＴ１、ＮＴ２、ＮＴ３、ＮＴ４の大きさは磁界Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４よりも大きく、合成磁界ＮＴ１、ＮＴ２、ＮＴ３、ＮＴ４とロータＲの各磁極ＲＳ４、ＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ３による吸引力は、磁界Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４と、ロータＲの各磁極ＲＮ１、ＲＮ２、ＲＮ３、ＲＮ４による吸引力よりも大きい。
【００５２】
吸引力の均一化を図るために、合成磁界ＮＴ１、ＮＴ２、ＮＴ３、ＮＴ４を形成する制動巻線の巻き数を、磁界Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を形成する制動巻線の巻き数よりも少なくし、合成磁界ＮＴ１、ＮＴ２、ＮＴ３、ＮＴ４と磁界Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とが略等しくなるように巻き数を決定する。
【００５３】
請求項１記載の制動モータによれば、複数の磁極を有するステータとロータを有し、前記ステータ又はロータのいずれか一方における複数の磁極の全てに励磁巻線と制動巻線を巻回した制動モータであって、前記制動巻線によって形成される磁界の方向のうち、一部の制動巻線が形成する磁界の方向が、他の制動巻線が形成する磁界の方向と異なると共に、前記制動巻線によって形成されるＮ極又はＳ極には、連続する磁極に同一方向に巻回された制動巻線によって形成される合成磁界によるＮ極又はＳ極が含まれており、一方向に巻回された前記制動巻線によって形成されるＮ極又はＳ極の極数の総数と、前記一方向と異なる方向に巻回された制動巻線によって形成されるＳ極又はＮ極の極数の総数が、前記ステータ又はロータの前記制動巻線が巻回されていない方の磁極のＮ極、又はＳ極の極数の総数にそれぞれ等しいことにより、制動に寄与しない無駄な磁極をなくし、同一極数でその一部に制動巻線を具備した制動モータに比べ、制動力を向上できる。
【００５４】
請求項２に記載の制動モータによれば、磁極全てに巻回された制動巻線によって形成される合成磁界によるＮ極、Ｓ極の方向がロータと互いに吸引する方向とすることにより、全ての制動巻線により形成される極が有効に作用し、吸引力を強められる。
【００５５】
請求項３記載の制動モータによれば、前記同一方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線は各磁極に均等に巻回され、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線は各磁極に等しい巻き数で巻回されていることにより、各磁極の吸引力を均一にできる。
【００５６】
請求項４記載の制動モータによれば、前記制動巻線の巻き数は、同一方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線の巻き数と、前記同一方向と異なる方向に巻回された連続する磁極に巻回された制動巻線の巻き数とでは、連続する磁極数が多い制動巻線の巻き数を少なくすることにより、合成された磁界と、単独に形成される磁界の強さを均一にでき、制動モータの停止位置に拘わらず、一定した制動力が得られる。
また、請求項５記載の制動モータによれば、励磁巻線には制動モータに十分な回転力を与える電流が流すことができると共に、制動巻線への過大な短絡電流の流入を防止してその焼損を回避することができる。請求項６記載の制動モータによれば、各励磁巻線が規則的に励磁動作を繰返していくことによって、ロータの各磁極を吸引して所定の方向に回転させることができる。更に、請求項７記載の制動モータによれば、制動時において励磁巻線の給電を停止すると同時に、全制動巻線への給電を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制動モータの実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の制動モータの実施形態における、励磁巻線６と制動巻線７の巻線の向きについて説明する図であって、図２（ａ）は図示していないロータの内側に設けられたステータＳの正面図、図２（ｂ）は、励磁巻線６と制動巻線７の巻線の向きを説明する図である。
【図３】ロータとステータとの極数の関係を説明する図である。
【図４】制動巻線により形成される磁界の方向を示す図であって、ロータの極数をＲＮ、ステータの極数をＳＮとした時、図４（ａ）はＲＮ＝４、ＳＮ＝６の場合、図４R>４（ｂ）はＲＮ＝６、ＳＮ＝１０の場合、図４（ｃ）はＲＮ＝８、ＳＮ＝１４の場合（ｃ）である。
【図５】ステータの各磁極にそれぞれ卷回された制動巻線によって形成される合成磁界の説明図であって、図５（ａ）はステータとロータとの磁界の方向を示す図、図５R>５（ｂ）はステータの各磁極に形成された各磁界とその合成磁界との説明図である。
【図６】従来の踏切遮断機用ＳＲモータの構造である。
【符号の説明】
１制動モータ
２ハウジング
３回転軸
４ロータカップ
５永久磁石
６励磁巻線
７制動巻線
８磁極
９ａ、９ｂベアリング
１０ネジ
Ｓステータ
Ｒロータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a brake motor capable of electrically forcibly stopping a rotation operation, and is suitable for a crossing barrier.
[0002]
[Prior art]
In order to lower or raise the barrier bar, a crossing breaker is generally used with a brushless motor and brake, and usually when the train is not passing, The barrier fence is raised vertically to evacuate from the level crossing. In addition, while the train is passing, the barrier rod is temporarily lowered to a horizontal position to block or prevent the passage of automobiles, etc. In order to maintain this horizontal position and vertical position, The braking operation is braked with a brake.
[0003]
However, in a circuit breaker motor equipped with a brake having such a configuration, since the brake is provided in parallel with the motor, the device as the circuit breaker has been increased in size, and the thickness thereof is particularly dimensioned. It is a problem because it becomes thicker.
[0004]
As means for solving the above problems, there is an SR motor for a crossing barrier disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-23489. Such a motor has a structure as shown in FIG. In FIG. 6, a shaft 35 on which a rotor 34 having four protrusions 34a, 34b, 34c, 34d is fitted and fixed, and six convex magnetic pole portions 31 (31a, 31b, 31c, 31d, 31e, 31f). 3 to 4-6 topology composed of a stator 30 having magnetic pole coils (excitation windings) 32 (32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f), respectively. In the example, brake coils (brake windings) 33a and 33b are added to the convex magnetic pole portions at two locations (31f and 31c) separately from the normal winding.
[0005]
That is, the magnetic coil 32 is provided with a motor winding on each convex magnetic pole portion 31.rollIn particular, the magnetic poles of 31c and 31f facing each other are provided with brake coils 33a and 33b between the windings of the magnetic pole coils 32c and 32f.rollIt is turned.
[0006]
These magnetic pole coils 32 include coils of convex magnetic pole portions 31 that face each other (according to the rotational position of the protruding portion of the rotor 34 detected by appropriate means not shown) under the control of a control portion not shown. The three-phase currents flow sequentially and cyclically in groups.
[0007]
That is, for example, from the state where the barrier rod is raised to the state where it is lowered, each excitation coil is controlled by the control unit (32f, 32c) ⇒ (32a, 32d) ⇒ (32b, 32e) ⇒ (32f, 32c) ⇒・・ Exciting operation is repeated regularly. As a result, the protrusion 34 of the rotor 34 is attracted by the magnetic attraction force of the magnetic pole coil being excited and starts rotating in a predetermined direction. By rotating the rotor 34 within a predetermined range, It can be rotated so that it is tilted in the direction, or the barrier can be raised upright to stand.
[0008]
Further, when the barrier rod is completely horizontal, the power supply to the exciting coil 32 is immediately stopped by the control from the control unit, and at the same time, the power supply to the brake coils 33a and 33b is started. As a result, the rotor 34 which is about to rotate by inertial force is rotated because the projecting portions 34a, 34b, 34c and 34d in the vicinity of the excited brake coils 33a and 33b are attracted and held by the magnetic attraction force. Can be forcibly stopped to keep the barrier rod horizontal.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, this method has the following problems. That is, the brake coils 33a and 33b are provided only on the magnetic poles of 31c and 31f facing each other.rollIt has been turned. As a result, when the power supply to the brake coils 33a and 33b is started, the magnetic poles 34a, 34b, 34c and 34d of the rotor 34 which is about to rotate by inertial force are generated by the magnetic poles and magnetic fields generated by the brake coils 33a and 33b. If the directions of the two are the same polarity, the magnetic repulsive force is generated, and the rotation of the rotor 34 is continued.
[0010]
Then, the rotor 34 is rotated to a position where the polarity of the magnetic field generated by the brake coils 33a and 33b is opposite to that of the magnetic field, and the protruding portions 34a, 34b, 34c and 34d in the vicinity of the excited brake coils 33a and 33b. Is attracted and held by the magnetic attraction force.
[0011]
The brake coils 33a and 33b are provided only on the magnetic poles 31c and 31f facing each other.rollAs a result, the braking force is generated only in the magnetic pole, and the stop holding force cannot be increased.
[0012]
The present invention has been made for the purpose of solving such problems and providing a compact braking motor having a large braking force.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a braking motor according to claim 1, which includes a stator and a rotor having a plurality of magnetic poles, and the stator or the rotor.Either one ofAll of the magnetic polesWith excitation windingBrake windingrollTurnBraking motor, wherein said braking windingThe direction of the magnetic field formed by some braking windings is different from the direction of the magnetic field formed by other braking windings.At the same time, the N pole or S pole formed by the braking winding is formed by the braking winding wound in the same direction on the continuous magnetic pole. The total number of N or S poles formed by the braking winding wound in one direction and in a direction different from the one direction. The total number of S or N poles formed by the wound braking winding is the N pole or S pole of the magnetic pole on which the braking winding of the stator or rotor is not wound. Equal to the total number of numbersIt is characterized by that.
[0014]
In the braking motor according to claim 2,The combined magnetic fields respectively formed by the braking windings wound around all the magnetic poles of the stator or the rotor are formed in directions different from the directions of the magnetic fields formed by the rotor or the stator, respectively, and are respectively formed by the braking windings. The stator magnetic pole and the rotor magnetic pole are attracted to each other by the combined magnetic field and the magnetic field formed by the rotor or the stator, respectively.It is characterized by that.
[0015]
In the braking motor according to claim 3,The brake winding wound around the continuous magnetic pole wound in the same direction is wound uniformly around each magnetic pole, and the brake winding wound around the continuous magnetic pole wound in the direction different from the same direction. The wire is wound with an equal number of turns on each poleIt is characterized by that.
[0016]
In the braking motor according to claim 4,The number of turns of the braking winding is the number of turns of the braking winding wound around the continuous magnetic pole wound in the same direction and the continuous magnetic pole wound in a direction different from the same direction. Reduce the number of turns of the brake winding with many continuous magnetic poles.It is characterized by that.
[0017]
In the braking motor according to claim 5,The exciting winding is configured using a thick wire having a low resistance value, and the braking winding is configured using a thin wire having a high resistance value. In the braking motor according to a sixth aspect, the exciting winding is wound evenly around all the magnetic poles. Furthermore, in the braking motor according to claim 7, the braking winding starts from one of a plurality of magnetic poles of the stator or the rotor, is wound around each magnetic pole sequentially along the circumferential direction of the stator or the rotor, It is characterized by being wound around all of the plurality of magnetic poles of the stator or rotor by finishing winding with the magnetic pole adjacent to the magnetic pole at the beginning of winding.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a braking motor of the present invention. In FIG. 1, a braking motor 1 includes a rotor R having a permanent magnet 5 provided inside a rotor cup 4 fixed to a rotating shaft 3 by screws 10, and a magnetic pole 8 provided inside the rotor R.rollThe stator S includes a rotating excitation winding 6 and a braking winding 7, and a housing 2 that supports the stator S and the rotary shaft 3 via bearings 9a and 9b.
[0019]
That is, it is an outer rotor type motor. As the rotor R rotates, the exciting winding 6 is controlled by a control unit (not shown) of the exciting coils 6 facing each other (according to the rotation position of the protruding portion of the rotor R detected by appropriate means not shown). The three-phase currents are cyclically flowed sequentially for each coil.
[0020]
The brake motor 1 may not be an AC motor, and may be a known DC brushless motor, for example. In such a case, the position of the magnetic pole of the rotor R and its polarity are detected by, for example, a well-known Hall element, and the direction of the current flowing through the exciting winding 6 is changed.
[0021]
Furthermore, the stator is a permanent magnet or a magnet provided with a stator winding, and the rotor is provided with an excitation winding and a braking winding.rollYou may make it turn. Alternatively, the excitation winding and the braking winding may be separated into a stator and a rotor. In such a case, the braking winding should be arranged at a position facing the permanent magnet, androllThe current flowing into the rotating winding is switched to a predetermined direction by the well-known rotating brush or the like.
[0022]
Further, for example, as shown in FIG. 5R> 5, the rotor R and the stator S may have opposite positions, that is, the rotor R having the permanent magnet 5 may be inside the stator S.
[0023]
FIG. 2 is a diagram for explaining the orientations of the excitation winding 6 and the braking winding 7 of the braking motor in FIG. Hereinafter, the directions of the exciting winding 6 and the braking winding 7 will be described with reference to FIG. In the following description, the magnetic poles 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, and 8f are the magnetic poles 8 and the excitation windings 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, and 6f are the excitation windings 6 unless the explanation is an obstacle. The braking windings 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f are abbreviated as braking windings 7. 2A is a front view of the stator S provided inside the rotor (not shown), and FIG. 2B is a diagram for explaining the orientation of the exciting winding 6 and the braking winding 7. .
[0024]
In FIG. 2A, a stator S is fixed to the rotating shaft 3, and, for example, six stators S are provided with the magnetic poles 8 facing the magnetic poles R1, R2, R3, R4 of the rotor. ing. Each magnetic pole 8 has an excitation winding 6 and a braking winding 7 in a predetermined direction, a predetermined number of times, as will be described later.rollIt has been turned.
[0025]
The exciting winding 6 is a thick wire having a low resistance value with a current capacity sufficient to allow a current to give a sufficient rotational force to the braking motor 1, and the braking winding 7 is stopped when the braking motor 1 stops rotating. A thin wire having a high resistance value is used so that an excessive short-circuit current flows even if the back electromotive force disappears and the braking winding 7 is not burned out.
[0026]
The excitation winding 6 is evenly distributed on all the magnetic poles.rollEach excitation coil repeats the excitation operation regularly as follows: (6a, 6d) → (6b, 6e) → (6c, 6f) → (6a, 6d) →. As a result, each magnetic pole of the rotor (not shown) is attracted by the magnetic attraction force of the magnetic pole coil being excited and starts rotating in a predetermined direction.
[0027]
In FIG. 2B, the number of magnetic poles of the rotor is shown as four poles R1, R2, R3, and R4, and the number of magnetic poles of the stator S is six. May be any other number. In the case of FIG. 2 (b), the braking winding 7 is as follows.rollIt has been turned. That is, the braking winding 7 starts to be wound from the magnetic pole 7a and ends at the magnetic pole 7f, and both ends A and B are connected to a control unit (not shown). Under the control of the control unit, power supply to the exciting coil 6 is immediately stopped during braking, and power supply to the brake winding 7 is started at the same time.
[0028]
The braking winding 7a to the magnetic pole 8arollFor example, when the turning direction is right, the braking winding 7b to the magnetic pole 8b, the braking winding 7d to the magnetic pole 8d, and the braking winding 7e to the magnetic pole 8erollThe turning direction is right, the braking winding 7c to the magnetic pole 8c, and the braking winding to the braking winding 7f to the magnetic pole 8f.rollThe turning direction is on the left.
[0029]
That is, the direction of the magnetic field formed by some of the braking windings 7a, 7b, 7d, and 7e out of the direction of the magnetic field formed by the braking winding 7 is the same as the direction of the magnetic field formed by the other braking windings 7c and 7f. Different from the directionrollIt has been turned.
[0030]
As a result, if the direction of the magnetic field formed by some of the braking windings 7a, 7b, 7d, 7e is, for example, N pole, the direction of the magnetic field formed by the other braking windings 7c, 7f is S pole.
[0031]
The number of magnetic poles formed by the braking winding 7 is the same direction.rollThe number of N poles or S poles by the combined magnetic field formed by the continuous braking windings rotated in a direction different from the same directionrollThe total number of S poles or N poles due to the combined magnetic field formed by the continuous braking windings rotated is equal to the total number of N poles or S poles of the rotor.
[0032]
That is, for example, N poles are formed by the braking windings 7a and 7b, respectively. As a result, a first N1 pole is generated as a combined magnetic field with the braking windings 7a and 7b. Further, N poles are formed by the braking windings 7d and 7e, and as a result, a second N2 pole is generated as a combined magnetic field with the braking windings 7d and 7e. Therefore, the two S poles individually formed by the other braking windings 7c and 7f are four poles, which are equal to the four poles of the rotor magnetic poles R1, R2, R3, and R4.
[0033]
The combined magnetic field formed by each of the braking windings 7 is formed in a direction different from the direction of the magnetic field formed by the rotor R. For example, in FIG. 2B, when the polarities of the magnetic poles R1, R2, R3, and R4 of the rotor are S poles, N poles, S poles, and N poles, respectively, synthesis with the braking windings 7a and 7b as described above. A first N1 pole is generated as a magnetic field, and a second N2 pole is generated as a combined magnetic field with the braking windings 7d and 7e.
[0034]
Further, the stator magnetic pole and the rotor magnetic pole are attracted to each other by the combined magnetic field formed by the braking winding 7 and the magnetic field formed by the rotor R, respectively. That is, the magnetic pole R1 (S pole) of the rotor and the N1 pole are the magnetic pole S of the rotor magnetic pole R2 (N pole) and the braking winding 7c, and the magnetic pole R3 (S pole) of the rotor and the N2 pole. The magnetic pole R4 (N pole) of the rotor and the magnetic pole S formed by the braking winding 7f are attracted to each other. This will be described later with reference to FIG.
[0035]
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the number of poles of the rotor and the stator. In FIG. 3, the rotor has a permanent magnet, and the stator has an excitation winding 8 and a braking winding 7.rollIt will be described as being turned. For example, when the number of poles of the stator is 8, the number of poles of the rotor is 8 or less (◯ mark), and more than that is not applicable (x mark).
[0036]
FIG. 4 is a diagram showing the direction of the magnetic field formed by the braking winding 7 in the number of poles of the rotor and stator of FIG. 3, wherein the number of poles of the rotor is RN and the number of poles of the stator is SN. 4 (a) shows the case of RN = 4 and SN = 6, FIG. 4 (b) shows the case of RN = 6 and SN = 10, and FIG. 4 (c) shows the case of RN = 8 and SN = 14. (C).
[0037]
That is, when RN = 4 and SN = 6, the direction of the magnetic field formed by the braking winding 7 is in the order of N pole, N pole, S pole, N pole, N pole, and S pole. When RN = 6 and SN = 10, the direction of the magnetic field formed by the braking winding 7 is N pole, N pole, S pole, N pole, N pole, S pole, S pole, N pole. , S pole, S pole. Similarly, when RN = 8 and SN = 14, the direction of the magnetic field formed by the braking winding 7 is N pole, N pole, S pole, S pole, N pole, N pole, S pole, S The order is pole, N pole, N pole, S pole, S pole, N pole, and N pole.
[0038]
When the number of poles of the rotor is RN, the number of poles of the stator is SN, and SN> RN, the ratio of SN to RN, SN / RN = K. The number of S poles and N poles of the braking winding 4 is determined as follows according to the value of K. For example, in the case of FIG. 4, since RN = 4 and SN = 6 in FIG. 4A, K = 6/4 = 3/2.
[0039]
That is, since the number of poles of the stator corresponds to 3 for the number of poles of the stator, two poles having different polarities are formed between the two poles of the rotor by the three poles of the stator. For example, when the polarity of the rotor changes to S pole, N pole, S pole, N pole, the polarity of the stator is N pole, N pole, S pole, N pole, N pole, as shown in FIG. S pole.
[0040]
Similarly, in FIG. 4B, since RN = 6 and SN = 10, K = 10/6 = 5/3. That is, since the number of poles of the stator corresponds to 3 for the number of poles of the stator, three poles having different polarities are formed between the three poles of the rotor by the 5 poles of the stator. For example, when the polarity of the rotor changes to S pole, N pole, S pole, N pole, S pole, N pole, the stator polarity is N pole, N pole, S pole, as shown in FIG. N pole, N pole, S pole, S pole, N pole, S pole, and S pole.
[0041]
The stator has the same polarity as the polarity of the N-pole, N-pole, S-pole, N-pole, N-pole, and S-pole. Is satisfied). However, compared to the former case, in the latter case, the number of S poles formed by the braking winding 7 and the number of N poles are not uniform. As a result, the strength of the combined magnetic field differs between the S pole and the N pole, and the balance of the braking force is not uniform. Accordingly, the former configuration is obtained in which the number of S poles formed by the braking winding 7 and the number of N poles are uniform.
[0042]
Similarly, in FIG. 4C, since RN = 8 and SN = 14, K = 14/8 = 7/4. That is, since the number of poles of the rotor corresponds to 4 for the number of poles of the stator, 4 poles having different polarities are formed between the 4 poles of the rotor by the 7 poles of the stator. For example, when the polarity of the rotor changes to S pole, N pole, S pole, N pole, S pole, N pole, S pole, N pole, the stator polarity is N pole as shown in FIG. N pole, S pole, S pole, N pole, N pole, S pole, S pole, N pole, N pole, S pole, S pole, N pole, N pole.
[0043]
The polarity of the stator is N pole, N pole, S pole, S pole, N pole, N pole, S pole, N pole, N pole, S pole, S pole, N pole, N pole, S pole. However, the above-mentioned conditions (so that four different polarities are formed by seven stator poles between the four poles of the rotor) are satisfied. However, compared to the former case, in the latter case, the number of S poles formed by the braking winding 7 and the number of N poles are not uniform. As a result, the strength of the combined magnetic field differs between the S pole and the N pole, and the balance of the braking force is not uniform. Accordingly, the former configuration is obtained in which the number of S poles formed by the braking winding 7 and the number of N poles are uniform.
[0044]
Hereinafter, the number of S poles and N poles of the brake winding 4 is determined in the same manner as described above even under other conditions. Note that the braking windings are in the same direction.rollTo the continuous magnetic pole turnedrollIn the direction different from the same direction with the rotated braking windingrollTo the continuous magnetic pole turnedrollIn order to make the strength of the combined magnetic field formed in the same direction the same as that of the rotated braking winding, each magnetic pole forming the magnetic field in the same direction has the same number of windings.rollIt has been turned.
[0045]
That is, the number of turns of the brake winding in which the S pole is formed is equal for each magnetic pole, and the number of turns of the brake winding in which the N pole is formed is equal for each magnetic pole. For example, in the case of FIG. 2 (the same number of poles as in FIG. 4A), the number of turns of the brake windings 7a, 7b, 7d, and 7e is the same for each magnetic pole, and the turns of the brake windings 7c and 7f are the same. The number is the same for each magnetic pole. Furthermore, the number of turns of the braking winding 7 is the same in order to make the strength of the combined magnetic field in different directions uniform.rollTo the continuous magnetic pole turnedrollIn the direction different from the same direction as the number of turns of the rotated braking windingrollTo the continuous magnetic pole turnedrollWith respect to the number of turns of the brake winding, the number of turns of the brake winding having a large number of continuous magnetic poles is small.
[0046]
For example, in the case of FIG. 2 (the same number of poles as in FIG. 4A), the magnetic poles 8a, 8b, 8d, and 8erollThe direction of the rotating winding to be rotated is the same on the right, and the magnetic poles 8c and 8frollThe direction of the rotating braking winding is the same on the left. And the braking winding is on the rightrollThe number of magnetic poles turned isrollMore than the number of magnetic poles to be rotated. Accordingly, the number of turns of the brake windings 7a, 7b, 7d, and 7e with a large number of magnetic poles is smaller than the number of turns of the brake windings 7c and 7f with a small number of magnetic poles.
[0047]
FIG. 5 shows each of the magnetic poles of the stator S when the stator S has 12 poles and the rotor R has 8 poles.rollFIG. 5A is a diagram illustrating the direction of the magnetic field between the stator S and the rotor R, and FIG. 5B is a diagram illustrating each direction of the stator S. It is explanatory drawing of each magnetic field formed in the magnetic pole, and its synthetic magnetic field. In the figure, for simplicity of explanation, each magnetic pole of the stator S is respectivelyrollThe explanation will be made assuming that the number of turns of the rotated braking winding is the same.
[0048]
In FIG. 5 (a), the stator S is outside the rotor R using a fixed magnet, and a braking winding and an excitation winding are provided on magnetic poles (not shown).rollIt has been turned. The directions of the magnetic field formed by the braking windings are S1, S2, S3, S4, N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7, and N8, respectively. The directions of the magnetic fields formed by the rotor R are RN1, RN2, RN3, RN4, RS1, RS2, RS3, and RS4, respectively.
[0049]
The combined magnetic field NT1 is formed by the magnetic fields N7 and N8, the combined magnetic field NT2 is formed by the magnetic fields N1 and N2, the combined magnetic field NT3 is formed by the magnetic fields N3 and N4, and the combined magnetic field NT4 is formed by the magnetic fields N5 and N6. As a result, magnetic fields S1, S2, S3, and S4 are formed between the combined magnetic fields NT1, NT2, NT3, and NT4. Therefore, the stator magnetic fields formed by the braking winding 7 are NT1, S1, and NT2. , S2, NT3, S3, NT4, S4 in this order.
[0050]
The magnetic field formed by the rotor R is in the order of RS4, RN1, RS1, RN2, RS2, RN3, RS3, and RN4 as described above, and the position thereof isStatorAre the same as the magnetic fields NT1, S1, NT2, S2, NT3, S3, NT4, and S4. Further, the polarities are directions to suck each other.
[0051]
In FIG. 5B, each magnetic pole of the stator S is respectivelyrollSince the number of turns of the rotated braking winding is the same, the magnitude of the combined magnetic fields NT1, NT2, NT3, NT4 is larger than the magnetic fields S1, S2, S3, S4, and the combined magnetic fields NT1, NT2, NT3, NT4. And the attractive force by each magnetic pole RS4, RS1, RS2, RS3 of rotor R is larger than the attractive force by magnetic field S1, S2, S3, S4 and each magnetic pole RN1, RN2, RN3, RN4 of rotor R.
[0052]
In order to make the attractive force uniform, the number of turns of the braking winding forming the combined magnetic fields NT1, NT2, NT3, NT4 is less than the number of turns of the braking winding forming the magnetic fields S1, S2, S3, S4. The number of turns is determined so that the combined magnetic fields NT1, NT2, NT3, NT4 and the magnetic fields S1, S2, S3, S4 are substantially equal.
[0053]
According to the braking motor of claim 1, the stator or the rotor having a plurality of magnetic poles, the stator or the rotorEither one ofAll of the magnetic polesExcitation winding WhenBrake windingrollTurnBraking motor, wherein said braking windingThe direction of the magnetic field formed by some braking windings is different from the direction of the magnetic field formed by other braking windings.In addition, the N pole or S pole formed by the braking winding includes the N pole or S pole by the combined magnetic field formed by the braking winding wound in the same direction on the continuous magnetic pole, The total number of N poles or S poles formed by the braking winding wound in one direction, and the S poles or N poles formed by the braking windings wound in a direction different from the one direction. The total number of poles is equal to the total number of N poles or S poles of the magnetic pole on which the brake winding of the stator or rotor is not wound.As a result, useless magnetic poles that do not contribute to braking can be eliminated, and the braking force can be improved compared to a braking motor having the same number of poles and a part of the braking winding.
[0054]
Claim2According to the brake motor described inrollN pole and S pole by the combined magnetic field formed by the rotated braking windingIs the direction in which the rotor and the rotor are attracted to each other, the poles formed by all the braking windings act effectively, and the attraction force can be increased.
[0055]
Claim3According to the described braking motor, in the same directionrollTo the continuous magnetic pole turnedrollTurned braking windings evenly on each polerollIn the same direction and different directionrollTo the continuous magnetic pole turnedrollThe rotated brake winding has the same number of turns on each pole.rollBy rotating, the attractive force of each magnetic pole can be made uniform.
[0056]
Claim4According to the described brake motor, the number of turns of the brake winding is the same direction.rollTo the continuous magnetic pole turnedrollIn the direction different from the same direction as the number of turns of the rotated braking windingrollTo the continuous magnetic pole turnedrollBy reducing the number of turns of the brake winding with a large number of continuous magnetic poles, the combined magnetic field and the strength of the magnetic field formed independently can be made uniform. A constant braking force can be obtained regardless of the stop position of the braking motor.
According to the fifth aspect of the present invention, a current that gives a sufficient rotational force to the braking motor can flow through the excitation winding, and an excessive short-circuit current can be prevented from flowing into the braking winding. The burnout can be avoided. According to the braking motor of the sixth aspect, each excitation winding regularly repeats the excitation operation, whereby each magnetic pole of the rotor can be attracted and rotated in a predetermined direction. Further, according to the braking motor of the seventh aspect, at the time of braking, power supply to the excitation winding can be stopped and simultaneously power supply to all the braking windings can be started.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a braking motor of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the orientations of the excitation winding 6 and the braking winding 7 in the embodiment of the braking motor of the present invention. FIG. A front view of the provided stator S, FIG. 2B, is a diagram illustrating the orientation of the exciting winding 6 and the braking winding 7.
FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the number of poles of a rotor and a stator.
FIG. 4 is a diagram showing the direction of a magnetic field formed by a braking winding, where FIG. 4A shows RN = 4 and SN = when the number of rotor poles is RN and the number of stator poles is SN; In the case of 6, FIG. 4R> 4 (b) is the case of RN = 6 and SN = 10, and FIG. 4C is the case of RN = 8 and SN = 14 (c).
5A and 5B are explanatory views of a combined magnetic field formed by braking windings wound around each magnetic pole of the stator, in which FIG. 5A shows the direction of the magnetic field between the stator and the rotor, and FIG. > 5 (b) is an explanatory diagram of each magnetic field formed on each magnetic pole of the stator and its combined magnetic field.
FIG. 6 is a structure of a conventional SR motor for a level crossing breaker.
[Explanation of symbols]
1 Brake motor
2 Housing
3 Rotating shaft
4 Rotor cup
5 Permanent magnet
6 Excitation winding
7 Brake winding
8 Magnetic pole
9a, 9b Bearing
10 screws
S stator
R rotor

Claims

A braking motor having a stator and a rotor having a plurality of magnetic poles, wherein an excitation winding and a braking winding are wound around all of the plurality of magnetic poles in either the stator or the rotor , and formed by the braking winding The direction of the magnetic field formed by some of the braking windings is different from the direction of the magnetic field formed by other braking windings, and the N pole or S pole formed by the braking windings. Includes a north pole or a south pole by a combined magnetic field formed by a braking winding wound in the same direction on successive magnetic poles, and is formed by the braking winding wound in one direction. The total number of poles of N or S poles and the total number of poles of S or N poles formed by braking windings wound in a direction different from the one direction are the braking windings of the stator or rotor. N of the magnetic pole where the wire is not wound , Or braking the motor, wherein each equal to the total number of the number of poles of the S pole.

The combined magnetic fields respectively formed by the braking windings wound around all the magnetic poles of the stator or the rotor are formed in directions different from the directions of the magnetic fields formed by the rotor or the stator, respectively, and are respectively formed by the braking windings. The braking motor according to claim 1 , wherein the stator magnetic pole and the rotor magnetic pole are attracted to each other by a combined magnetic field and a magnetic field formed by the rotor or the stator, respectively.

The same direction wound brake winding wound around a magnetic pole of successive wound uniformly around the respective magnetic poles, the braking winding said wound in the same direction as the direction different continuous wound poles braking motor according to claim 1 or 2 lines is characterized by being wound in turns equal to each pole.

The number of turns of the braking windings, and the number of turns of the braking windings wound around the successive magnetic poles wound in the same direction, it is wound on the magnetic poles of consecutive said wound in the same direction as the direction different and the the number of turns of the braking windings, braking the motor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that to reduce the number of turns of the magnetic poles of consecutive large damper winding.

The said exciting winding is comprised using a thick wire with a low resistance value, and the said brake winding is comprised using a thin wire with a high resistance value, The one in any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. Braking motor.

The braking motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the excitation winding is wound evenly around all the magnetic poles.

The braking winding starts from one of a plurality of magnetic poles of the stator or rotor, is wound around each magnetic pole sequentially along the circumferential direction of the stator or rotor, and finishes winding at the magnetic pole adjacent to the magnetic pole at the start of winding. The brake motor according to any one of claims 1 to 6, wherein the brake motor is wound around all of the plurality of magnetic poles of the stator or the rotor.