JP6801394B2 - Rotor core heating device - Google Patents
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Description
本発明は、ロータコアの加熱装置に関する。 The present invention relates to a rotor core heating device.
特許文献1には、ロータコアの内周側に配置された内周側コイルと、ロータコアの外周側に配置された外周側コイルとに交流電流を供給することによって、ロータコアに誘導電流を発生させ、ロータコアを加熱する技術が記載されている。
In
通常、特許文献1に記載の内周側コイルと外周側コイルは、直列に接続されている。そして、内周側コイル及び外周側コイルには、当該電源から同じタイミングで交流電流が供給される。一方、ロータコアの内径側は、ロータコアの外径側よりも温度上昇率が低い。そのため、内周側コイルと外周側コイルとに同時に交流電流が供給されると、ロータコアの内径側の昇温と外径側の昇温とがアンバランス(不均衡)になってしまう。そこで、従来では、ロータコアの外径側が目標温度を超えて制限温度に到達した後、ロータコアの内径側が目標温度に到達するように、電流を断続的に供給する制御を行う。そのため、電流を遮断している時間によって、ロータコアの内径側の温度が目標温度に到達する時間(昇温時間)が増加してしまうという問題がある。
Usually, the inner peripheral side coil and the outer peripheral side coil described in
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、昇温時間をより短縮することができるロータコアの加熱装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a rotor core heating device capable of further shortening the heating time.
本発明に係るロータコアの加熱装置は、中空円柱状に形成されるロータコアの内周側に配置される内周側コイルと、前記ロータコアの外周側に配置される外周側コイルと、に電流を供給することにより、前記ロータコアを加熱するロータコアの加熱装置である。また、ロータコアの加熱装置は、前記ロータコアの内周面の温度と前記ロータコアの外周面の温度とを監視する温度監視手段と、前記温度監視手段によって監視された前記内周面の温度と前記外周面の温度とに基づいて、前記内周側コイルへの電流供給と前記外周側コイルへの電流供給とを切り替える切替手段と、を備える。 The rotor core heating device according to the present invention supplies an electric current to an inner peripheral coil arranged on the inner peripheral side of the rotor core formed in a hollow columnar shape and an outer peripheral coil arranged on the outer peripheral side of the rotor core. This is a rotor core heating device that heats the rotor core. Further, the rotor core heating device includes a temperature monitoring means for monitoring the temperature of the inner peripheral surface of the rotor core and the temperature of the outer peripheral surface of the rotor core, and the temperature of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface monitored by the temperature monitoring means. A switching means for switching between the current supply to the inner peripheral coil and the current supply to the outer peripheral coil based on the surface temperature is provided.
本発明に係るロータコアの加熱装置によれば、ロータコアの内周面の温度と外周面の温度とに基づいて、内周側コイルへの電流供給と外周側コイルへの電流供給とが切り替えられる。そのため、ロータコアの内径側の昇温と外径側の昇温とがアンバランス(不均衡)になってしまうのを防ぐように、内周側コイルへの電流供給と外周側コイルへの電流供給とを切り替えることができる。これにより、昇温時間をより短縮することができるロータコアの加熱装置を提供することができる。 According to the rotor core heating device according to the present invention, the current supply to the inner peripheral side coil and the current supply to the outer peripheral side coil can be switched based on the temperature of the inner peripheral surface and the temperature of the outer peripheral surface of the rotor core. Therefore, the current is supplied to the inner peripheral coil and the current is supplied to the outer peripheral coil so as to prevent the temperature rise on the inner diameter side and the temperature rise on the outer diameter side of the rotor core from becoming unbalanced. And can be switched. This makes it possible to provide a rotor core heating device capable of further shortening the heating time.
実施の形態1
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係るロータコア200の加熱装置100を簡略的に示す側方から見た断面図である。なお、図1において、内周側コイル1及び外周側コイル2の断面を示すハッチングは省略されている。また、図2は、実施の形態1に係るロータコア200の加熱装置100における内周側コイル1及び外周側コイル2に電流を供給する電気回路を簡略的に示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view of the
実施の形態1に係るロータコア200の加熱装置100は、内周側コイル1、外周側コイル2、高周波電源3、切替手段としての切替スイッチ4、温度監視手段5等を備える。
また、ロータコア200は、中空円柱状に形成されている。換言すれば、ロータコア200は、円柱の略中央に貫通孔201が形成された形状を有する。ロータコア200は、例えば、複数の鋼板が積層されて構成されている。
そして、ロータコア200の加熱装置100は、例えば、ロータコア200に挿嵌されるシャフト(図示省略)を焼き嵌めするために、ロータコア200を加熱する。
The
Further, the
Then, the
内周側コイル1は、ロータコア200の軸を螺旋軸とする螺旋状に形成され、ロータコア200の内周側に配置される。つまり、内周側コイル1は、ロータコア200の貫通孔201内に配置される。また、内周側コイル1の螺旋の直径は、貫通孔201の直径より小さい。
The inner
外周側コイル2は、ロータコア200の軸を螺旋軸とする螺旋状に形成され、ロータコア200の外周側に配置される。つまり、外周側コイル2の螺旋の内側にロータコア200が配置される。また、外周側コイル2の螺旋の直径は、ロータコア200の外径より大きい。
The outer
高周波電源3は、内周側コイル1と外周側コイル2とに交流電流を供給する。また、高周波電源3と、内周側コイル1とは、切替スイッチ4を介して接続されている。また、高周波電源3と、外周側コイル2とは、切替スイッチ4を介して接続されている。換言すれば、高周波電源3は、内周側コイル1と外周側コイル2のうち、切替スイッチ4によって接続された方に、交流電流を供給する。
The high-frequency power supply 3 supplies an alternating current to the inner
切替スイッチ4は、内周側コイル1と外周側コイル2とを切り替えて、高周波電源3と接続する。これにより、切替スイッチ4は、高周波電源3からの内周側コイル1への電流供給と、高周波電源3からの外周側コイル2への電流供給とを切り替える。
また、切替スイッチ4は、後述する温度監視手段5から入力される制御信号に従って、内周側コイル1と外周側コイル2とを切り替えて、高周波電源3と接続する。具体的には、切替スイッチ4は、温度監視手段5によって監視されたロータコア200の内周面の温度と外周面の温度とに基づいて、高周波電源3からの内周側コイル1への電流供給と、高周波電源3からの外周側コイル2への電流供給とを切り替える。
The
Further, the
温度監視手段5は、ロータコア200の内周面及び外周面に設けられた接触式温度計、非接触式温度計等であり、ロータコア200の内周面の温度と外周面の温度とを監視する。また、温度監視手段5は、ロータコア200の内周面の温度と外周面の温度とに基づいて、切替スイッチ4に、内周側コイル1と外周側コイル2との何れかを高周波電源3と接続するための制御信号を入力する。
The temperature monitoring means 5 is a contact type thermometer, a non-contact type thermometer, or the like provided on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the
具体的には、温度監視手段5は、例えば、監視した内周面の温度の時間変化から内径側の昇温速度を推定し、監視した外周面の温度の時間変化から外径側の昇温速度を推定し、推定した内径側の昇温速度及び外径側の昇温速度に基づいて、内周側コイル1と外周側コイル2とに電流を供給する時間のDuty比を決定し、当該Duty比に基づいて、切替スイッチ4に、内周側コイル1と外周側コイル2とを切り替えて、高周波電源3と接続するための制御信号を入力する。
Specifically, the temperature monitoring means 5 estimates, for example, the rate of temperature rise on the inner diameter side from the time change of the temperature of the monitored inner peripheral surface, and raises the temperature of the outer diameter side from the time change of the temperature of the monitored outer peripheral surface. The speed is estimated, and based on the estimated temperature rise rate on the inner diameter side and the temperature rise rate on the outer diameter side, the duty ratio of the time for supplying the current to the inner
また、温度監視手段5は、ロータコア200の内径側の昇温と外径側の昇温とがアンバランス(不均衡)になってしまうのを防ぐように、当該Duty比を決定する。例えば、温度監視手段5は、ロータコア200の内周面の温度と外周面の温度とが、それぞれの目標温度にほぼ同時に到達するように、推定した内径側の昇温速度及び外径側の昇温速度に基づいて、Duty比を決定する。これにより、昇温時間をより短縮することができるロータコア200の加熱装置100を提供することができる。
Further, the temperature monitoring means 5 determines the duty ratio so as to prevent the temperature rise on the inner diameter side and the temperature rise on the outer diameter side of the
例えば、温度監視手段5は、図3のタイミングチャートに示すように、内周側コイル1に電流を供給する時間と外周側コイル2に電流を供給する時間のDuty比が約7対3となるように、切替スイッチ4に、内周側コイル1と外周側コイル2とを切り替えて、高周波電源3と接続するための制御信号を入力する。これにより、図3の下の2つのグラフに示すように、ロータコア200の内周面の温度と外周面の温度とが、それぞれの目標温度にほぼ同時に到達する。
For example, in the temperature monitoring means 5, as shown in the timing chart of FIG. 3, the duty ratio of the time for supplying the current to the inner
図4に、従来のロータコアの加熱装置における内周側コイル6及び外周側コイル7に電流を供給する電気回路を簡略的に示す。従来のロータコアの加熱装置では、内周側コイル6と外周側コイル7とが直列に接続されており、同じタイミングで、高周波電源8から交流電流が供給される。
FIG. 4 briefly shows an electric circuit that supplies an electric current to the inner
従来のロータコアの加熱装置では、内周側コイル6と外周側コイル7とに、高周波電源8から交流電流が同時に供給されるため、図5の下の2つのグラフに示すように、ロータコア200の内径側の温度より外径側の温度が早く目標温度に到達する。これは、外周側コイル7の内側に磁束が集中しやすく、内周側コイル6の外側には磁束が集中しにくいため、ロータコア200の外径側よりも内径側の方が昇温しにくいためである。そこで、従来では、ロータコア200の外径側の温度が目標温度を超えて制限温度に到達した後、図5のタイミングチャートに示すように、電流を断続的に供給し、外径側の温度が制限温度よりも高くに上がりすぎないようにしながら、内径側の温度を徐々に昇温させていた。そのため、ロータコア200の昇温に時間がかかってしまうという問題が生じていた。
In the conventional rotor core heating device, alternating current is simultaneously supplied from the high frequency power supply 8 to the inner
一方、本実施の形態1に係るロータコア200の加熱装置100では、ロータコア200の内周面の温度と外周面の温度とに基づいて、内周側コイル1への電流供給と外周側コイル2への電流供給とが切り替えられる。そのため、ロータコア200の内径側の昇温と外径側の昇温とがアンバランス(不均衡)になってしまうのを防ぐように、内周側コイル1への電流供給と外周側コイル2への電流供給とを切り替えることができる。これにより、昇温時間をより短縮することができるロータコア200の加熱装置100を提供することができる。
On the other hand, in the
また、ロータコア200の外周面の温度が目標温度を超えて制限温度までに昇温されずに済む。
Further, the temperature of the outer peripheral surface of the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit.
1、6 内周側コイル
2、7 外周側コイル
3、8 高周波電源
4 切替スイッチ(切替手段)
5 温度監視手段
100 加熱装置
200 ロータコア
201 貫通孔
1, 6 Inner
5 Temperature monitoring means 100
Claims (1)
前記ロータコアの内周面の温度と前記ロータコアの外周面の温度とを監視する温度監視手段と、
前記外周側コイルと前記内周側コイルとを切り替えて高周波電源に接続する切り替えスイッチと、
を備え、
前記切り替えスイッチは、前記温度監視手段によって監視された前記内周面の温度と前記外周面の温度とに基づいて、前記高周波電源からの前記内周側コイルへの電流供給と前記外周側コイルへの電流供給とを切り替え、
前記温度監視手段は、監視した前記内周面の温度の時間変化から内径側の昇温速度を推定し、監視した外周面の温度の時間変化から外径側の昇温速度を推定し、推定した前記内径側の昇温速度及び前記外径側の昇温速度に基づいて、前記内周側コイルと前記外周側コイルとに電流を供給する時間のDuty比を決定し、前記Duty比に基づいて、前記切り替えスイッチは、前記内周側コイルへの電流供給と前記外周側コイルへの電流供給とを切り替える、ロータコアの加熱装置。 A rotor core that heats the rotor core by supplying an electric current to an inner peripheral coil arranged on the inner peripheral side of the rotor core formed in a hollow columnar shape and an outer peripheral coil arranged on the outer peripheral side of the rotor core. It is a heating device of
A temperature monitoring means for monitoring the temperature of the inner peripheral surface of the rotor core and the temperature of the outer peripheral surface of the rotor core, and
A changeover switch that switches between the outer peripheral coil and the inner coil and connects to a high-frequency power supply.
With
The changeover switch supplies current from the high-frequency power supply to the inner peripheral coil and to the outer peripheral coil based on the temperature of the inner peripheral surface and the temperature of the outer peripheral surface monitored by the temperature monitoring means. switch between the current supply of,
The temperature monitoring means estimates the temperature rise rate on the inner diameter side from the time change of the monitored inner peripheral surface temperature, and estimates and estimates the temperature rise rate on the outer diameter side from the time change of the monitored outer peripheral surface temperature. Based on the temperature rise rate on the inner diameter side and the temperature rise rate on the outer diameter side, the duty ratio of the time for supplying the current to the inner peripheral side coil and the outer peripheral side coil is determined, and based on the duty ratio. The changeover switch is a rotor core heating device that switches between supplying a current to the inner peripheral coil and supplying a current to the outer peripheral coil .
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