JPH01234092A

JPH01234092A - 可変速誘導電動機

Info

Publication number: JPH01234092A
Application number: JP63061132A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Satake; 佐竹　利彦; Yukio Onoki; 大野木　幸男
Original assignee: Satake Engineering Co Ltd
Current assignee: Satake Engineering Co Ltd
Priority date: 1988-03-14
Filing date: 1988-03-14
Publication date: 1989-09-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、任意の回転速度に変速でき、それぞれの変速
領域においてトルク効率を安定的に確保することのでき
可変速誘導゛電動機に関７る。

特にファン、ポンプ等の低減トルク特性の負荷の駆動に
適する。

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、その地名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。

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ができても
、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。

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。

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子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。

上記問題点に対処するものとして、たとば、特開昭５４
−２９００５号公報に開示される技術のものは、同一軸
に設置された２組の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２組の回
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、回転子鉄
心に対向してそれぞれ独立する固定子に巻線を備え、始
動時には固定子巻線の相互間の位相を１８０°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
彫型動機であるが、このものは、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。

なお、上記特開昭５４−２９００５号公報において、起
動時から運転ａＮ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接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り、仮に「固定子巻
線を給電回路に対して直接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し、また任意速
度に変速制御することができない欠陥を未解決としてい
た。

また、前記のものは回転子鉄心と導体の間が絶縁されて
いないので、移相のずれがないとき　７にはよいが移相
のずれを設けると回転子導体から回転子鉄心へ電流が流
れてしまい、前記抵抗材を有効に作用させることかでき
ず、トルクと効率を著しく低下させる。更に翼車を備え
ていないし冷却の構成もないので、可変速誘導雷動機と
しての使用はできないものであった。

発明の目的本発明は、上記従来技術の欠点を改善し、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、またそれぞれの速度領域における効率の改
善と、その効率を安定的に維持することのできる可変速
誘導電動機を提供することにある。

なお、本発明の可変速誘導電動機は、単相または３相の
いずれにでも形成でき、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０巻線形等のいずれの形式のものにも適用で
きるものであり、本発明の説明に用いる導体とは、かご
形回転子コアに装設した導体、および巻線形回転子コア
に巻装した巻線のそれぞれを総称するものである。

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、機枠に並
設した複数個の固定子のうち少なくとち１個の固定子に
関連して電圧移相装置を付設し、複数個の回転子コアを
同心的に前記複数個の固定子と対峙しで内設し、前記複
数個の回転子コア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、前記複数個の導体を
挿入する前記回転子コアに穿設してた導体挿入孔のそれ
ぞれに絶縁材を装着し、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て短絡し、前記複
数個の固定子間と前記複数個の回転子コア間と前記機枠
で形成する空間部を通風胴に形成し、導入した外気によ
り前記抵抗材を冷却放熱して前記機枠外に排気するよう
に前記機枠に開口部を設けて前記通風胴に連通ずると共
に、前記回転子コア間に翼車を設けることにより解決の
手段とし、また、本発明の他の構成では、前記複数個の
回転子コアのそれぞれに両端面に貫通する通風孔を開設
するか、前記回転軸を中空として前記複数個の回転子コ
ア間において前記回転軸の内周部と外周部に貫通する通
気孔を開設するか、前記複数個の固定子の外周部に両端
面に貫通する通気孔を開設するか、またはそれらの通気
孔を組み合わせて開設することにより問題点の解決の手
段とした。

作　　用任意手段により、それぞれの固定子間に生起する回転磁
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速度を
任意に変えることができる。

ところで、複数個の固定子間に電圧の位相の差がを設け
ることにより、ずなわら、それぞれの固定子に対峙する
回転子導体部分に誘起する電圧に移相の差を設けること
により、前記複数個の導体間を短絡する抵抗材を介して
電流が流れるので、トルクと効率を改善することができ
るのである。

ところで、複数個の導体を挿入する前記回転子コアに突
設した導体挿入孔のそれぞれに絶縁材を装着しているの
で、位相の差を設けても導体から回転子コアに電流が流
れることはなく、抵抗材を通って電流が流れるので、ト
ルクを確実に得られるともに効率が改善される。また、
前記複数個の固定子間と前記複数個の回転子コア間と前
記機枠で形成する空間部を通風胴に形成し、導入した外
気により前記抵抗材を冷却放熱して前記機枠外に排気す
るように前記機枠に開口部を設けて前記通風胴に連通す
ると共に、前記回転子コア間に翼車を装着したので、抵
抗材および電動機の他の部分の冷却性は向上し、可変速
誘導電動機として優秀なものとすることができたのであ
る。

なお、前記翼車を回転軸に連結するものは、回転子コア
間の導体の強度を低下させることなく目的を達成できる
。

また、回転子コアに通風孔を装設したもの、回転軸を中
空としたもの、固定子の外側に通風孔を開設したものは
、それを通して空気が流入するので、冷却性能を一段と
向上さぼることができた。

なお、翼車によって吸入された風を排出する孔が機枠に
開設されていることは言うまでもない。

実施例本発明の実施例を第１図〜第１２図に基づき説明する。

第１図〜第５図により本発明の一実施例を説明する。〈
第１図、第３図参照）符号１は誘導電動機であり、該誘
導電動機１は以下のように構成しである。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に装
着し、回転子コア２，３間に非磁性体コア９を介設しで
ある。回転子コア２．３に装設した複数個の導体５・・
・のそれぞれを直列に連結して一体的な回転子８を形成
し、その直列に連結した複数個の導体５・・・の両端部
を短絡環６．７に連結しである。また回転子コア２．３
．９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、通線用１２・・・から直交状
に回転子８の外周部に貫通ずる複数個の通気孔１３・・
・を穿設しである。（第１図、第２図参照）円筒状の機
枠１４の両側部に設けた軸受盤１５．１６を連結棒１７
・・・にナツト１８・・・留めして一体的に組付け、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を回転自在としである。

回転子コア２．３に対峙する外側部に巻線２２．２３を
施した第１固定子２４と第２固定子２５を機枠１４に並
設し、機枠１４と第１固定子２４．第２固定子２５との
間にすべり軸受２６．２７を装設し、すべり軸受２６．
２７を機枠１４に嵌装したストップリング２８・・・に
よって固定し、第１固定子２４と第２固定子２５の一側
外周面にギヤー３３Ａ、３３Ｂを嵌着しである。（第２
図、第３図参照）機枠１４の外周部に固設したパルスモ
ータ−３５に駆動用歯車３６を軸着し、機枠１４の外側
部に装着した軸受台３２に中継軸２９を回転自在に軸架
し、中継軸２９の両端部に中継用歯車３０と回動用歯車
３１とを軸着し、機枠１４に設けた開口部３７．３７か
ら駆動用歯車３６と回動用歯車３１とを機枠１４内に挿
入し、回動用歯車３１を第２固定子２５に嵌着したギヤ
ー３３Ｂに係合させ、駆動用歯車３６を第１固定子２４
にＶ、着したギヤー３３Ａに係合させると共に、駆動用
歯車３６と一体的に形成した連動歯車３４に中継用歯車
３０を係合し、第１固定子２４と第２固定子２５とを回
転子８と同心的に回動自在に形設し、第１固定子２４と
第２固定子２５とにより電圧移相装置３８に形成し、可
変速誘導電動機としある。３９は排風孔、４０は、軸受
盤１５．１６に複数個穿設した通風孔である。

次に第１固定子２４と第２固定子２５のそれぞれに巻装
した巻線２２．２３の結線について説明する。（第４図
参照）第１．第２固定子２４．２５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
、第１固定子２４の巻線２２の端子△、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を短絡して連結しである。

（第５図参照）回転子８を形成する回転子コア２，３間
に介設した非磁性体コア９部において、複数個の導体５
・・・のそれぞれを短絡する連結材として、ニクロム線
、炭素混入鋼１通電性セラミック等の抵抗材ｒを設け、
抵抗材ｒは第１、第２固定子２４．２５に巻装した巻線
２２゜２３よりも外側方に突出する環状体４１に形成し
、環状体４１と複数個の導体５・・・とを連結用導体４
２・・・により連結し、複数個の導体５・・・のそれぞ
れは環状体４１・・・の抵抗材ｒによって短絡しである
。

なお、前記電圧移相装置は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位相差を生じさせるものを意
味する。

なお、前記回転子導体と回転子コアの間の絶縁の実施例
としては各種のものがある。

前記複数個の回転子コア開側の浅部範囲のみの前記複数
個の導体挿入孔に絶縁材を装着したものもあり、前記回
転子コアに穿設した前記複数個の導体挿入孔の全域全数
に亘り絶縁材を装着したものもあり、複数個の珪素鋼板
を重合連結して形成した前記回転子コアの前記導体挿入
孔に絶縁塗料を塗布処理したものもあり、前記回転子コ
アに穿設した導体挿入孔に挿入する前記複数個の導体に
絶縁材を装着したものもあり、マイカ、石綿、ガラス繊
維、各種樹脂などの材料のいずれかを、または前記樹脂
に前記材料を混合して前記絶縁材に形成したものもあり
、前記複数個の導体挿入孔または前記複数個の導体のい
ずれか一方、または双方に絶縁性の陽極酸化被膜処理を
施して前記絶縁材に形成したものもあり、前記回転子コ
アに穿設した前記複数個の導体挿入孔と、該導体挿入孔
に挿入した前記複数個の導体との隙間に前記樹脂または
前記材料を混合した樹脂を充填注入したものもあり、前
記複数個の導体をアルミ材に形成すると共に、該導体の
表層面をアルマイト被膜処理を施して前記絶縁材に形成
したものもある。

なお１本発明において、「導体挿入孔および導体に絶縁
材を装着した」という用語を用いたが、「絶縁材」とは
、導体挿入孔または導体に絶縁物具材を装着することに
限定されるものではなく、回転子コアの導体挿入孔、あ
るいは導体の表層に種々絶縁処理を施したものも含めて
総称するものである。

以下に上記構成における作用を説明する。

第１固定子２４の巻線２２に商用３相電源がら通電する
と、固定子２４．２５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。

第１固定子２４に対して第２固定子２５それぞれの回転
子をゼロとしたときには、それぞれの固定子２４．２５
に生じる回転磁界の磁束に位相のずれがなく、その詳細
は後述する如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。

次に、パルスモータ−３５を作動して第１固定子２４と
第２固定子２５のそれぞれを逆方向に回動して位相角で
θだけ回動した場合について説明する。電圧移相装＠３
８となす第１固定子２４と第２固定子２５が作る回転磁
界の磁束φ１．φ２の位相はθだけずれており、そのた
め第１固定子２４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ｔＡ＋、＠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ｄ２を基準にとし、該電
圧を０２＝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ｄ１は、白＝ＳＥε
ｊＯとなる。

（Ｅ−すべり１の時の誘起電圧）第６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。

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
、パルスモータ−３５を作動して電圧移相装置３８の第
１固定子２４と第２固定子２５とを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。

次に、回転子８の導体５・・・の短絡環６，７から連結
材までのそれぞれの抵抗をＲ１，Ｒ２、またインダクタ
ンスをＬｌ、Ｌ２とし、電源の角周波数をωとし、各導
体５・・・のそれぞれを短絡する抵抗材の抵抗をｒとす
れば、回転子８の電気的等価回路は第７図のようになり
、符号１１．Ｉ２．Ｉ３は各枝路を流れる電流を示寸ち
のである。

次に、第７図に示すものを内固定子２４．２５側からみ
た等価回路に変換すると第８図のようになり、ＲＩ＝Ｒ
２，ＬＩ＝Ｌ２でθ−０゜のときには１３＝Ｉ＋−１２
＝　Ｏとなり抵抗材ｒには電流が流れないことになる。

このことはθ−〇°のときにはトルり下はｒがないとき
の値に等しいことを意味している。従って、θ−〇°の
ときは従来の誘導電動機と同一のトルク特性を持つこと
になる。

次に、Ｒ＋　＝Ｒ７、Ｌ＋　＝１２でθ−１８０゜のと
きには、ＩＩ＝−１２，ｌ３＝１＋−Ｉ２＝２１＋とな
り、従来の誘導電動機において回転子導体の抵抗をＲＩ
＝Ｒ２＝ＲとすればＲはＲ＋２ｒに増加したと同様な結
果となっている。

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・・・から冷却用列車１９゜２０により機
枠１４内に外気を吸引し、冷却用列車１９．２０により
第１．第２固定子２４゜２５、巻線２２．２３に通風し
て冷却し、また通風胴１２・・・を介し通気孔１３・・
・に流通させる川により回転子コア２，３、導体５・・
・、抵抗材ｒ等を冷却してそれぞれの機能を安定的に作
用させる。また、第１．第２固定子２４．２５の回動は
パルスモータ−３５をスイッチにより正・逆回転させて
行うが、第１固定子２４と第２固定子２５の回動差を大
きく設け、内固定子２４．２５それぞれの電圧の位相の
ずれを大きくして低速回転に制御すると、冷却用列車１
９゜２０の旋回速度の低下により通風冷却作用が減衰し
、また、連結材ｒの発熱度が高くなるが、抵抗材ｒを巻
線２２．２３よりも外側方にも設けであるから、低速回
転でも周速度が大ぎいために、抵抗材ｒ自身の旋回によ
る通気によって放熱することができる。第１．第２固定
子２４゜２５の回動機構としてはパルスモータ−３５に
限定されるものではなく伯の正逆転モータでも、また気
体、液体シリンダー等によるサーボ機構等任意の駆動装
置を転用できるものであり、また手動ハンドルによって
操作する場合と第１固定子２４と第２固定子２５のいず
れか一方のみを回動する場合もある。そして、固定子の
回動駆動装置の作動に関連して固定子の回動を任意の作
動機構により開放またはロックをする。

次に、第１固定子２４と第２固定子２５のそれぞれに巻
装した巻ｍ２２．２３を直列に連結した作用につき説明
する。

巻線２２．２３を直列に連結しであるために、巻線２２
に商用３相電源から入力して巻線２２゜２３間に電流は
流れるが、仮に巻線２２．２３のそれぞれの抵抗の相違
あるいは内固定子２４゜２５の容品の大きさに相違があ
っても、それとは無関係に、それぞれの巻線２２．２３
に流れる電流の大きさは等しく、したがって第１固定子
２４と第２固定子２５のそれぞれから回転子８の導体５
・・・に誘起して流れる電流の大ぎさは等しくなる作用
と、内固定子２４．２５間の電圧の位相差に起因するベ
クトル差分の電流は複数個の導体５・・・のそれぞれを
連結材となす抵抗材ｒを介して必然的に流れるという強
制力が生じる作用との相乗効果により、第９図に示すず
べりとトルク特性のように効率の改善と低速回転領域に
おいて大きなトルクを出すことができ、負荷を連結した
状態においてもそれぞれの速度領域ごとに起動を容易と
し、負荷の起動特性に順応して滑らかな起動とすること
、あるいは高トルクで起動すること等任意に使い分けが
でき、起動・停止を頻繁に反復する動力源に最適に対応
できる。そして回転子８の変速は、電圧移相装置３８に
より位相のずれを制御して回転子８の導体５・・・に流
れる電流を増減に変化させ、回転子８の回転速度を任意
に変えることができる。

なお、巻線２２．２３を直列に連結した第１固定子２４
と第２固定子２５のそれぞれから回転子８の導体５・・
・に流れる電流の大きさに対し、複数個の導体５・・・
間に抵抗材ｒを介して短絡して流れる電流の比率は、抵
抗材ｒの抵抗値およびすべりとは無関係にＰθ（Ｐ＝極
対数、θ−位相角）の値によって決定され、（上記比率
は、１〕θ−πが最大でＰθ−０でゼロとなる）Ｐθが
一定であれば、一般の巻線形誘導電動機の二次挿入抵抗
を一定とした場合と同様のすべりとトルク特性になり、
Ｐθが小になると回転子８の導体５・・・に流れる電流
の比率が小となり、Ｐθを小さくすることは一般の巻線
形誘導電動機の二次挿入抵抗を小さくすることと同等の
作用をすることとなる。そして両固定子２４．’２５に
定格電流を流した場合において、位相差θを任意に変え
てもすべり値の選定と連結材の抵抗値の設計次第により
、最高速度の持ら定格電流とトルク特性とをそれぞれの
変速領域においてもほぼ同等に作用させることができる
。また、第１．第２固定子２４．２５の巻線２２．２３
を直列に連結してあっても、仮に導体５・・・間に連結
材を設けて短絡していない場合は、一方の固定子から回
転子導体５・・・にはほとんど電圧ｂ（誘起されない状
態となり、両固定子２４．２５の巻線２２．２３それぞ
れを並列に電源に連結しものよりも効率、トルクは低下
する現象となる。

なお、両固定子２４．２５に巻装した巻線２２．２３を
電源に並列して連結する場合においては、巻線２２．２
３の双方または一方に変流器を連結し、両固定子２４．
２５に流れる電流を同一にすれば前記した直列連結した
ものと同一作用を得ることができる。

第１０図に示すものは、複数個の導体のそれぞれを外側
方に突出する湾曲体に形設し、連結材となす抵抗材を湾
曲体に装着した実施例である。

回転子コア２．３に装着した複数個の導体のそれぞれを
直列に連結して一体的な導体５・・・とじ、複数個の導
体５・・・のそれぞれを複数個の回転子コア２．３間に
おいて、両固定子２４．２５に巻装した巻線２２．２３
よりも外側方に突出する湾曲体４３に形成し、湾曲体４
３に環状の抵抗材ｒを嵌挿連結し、湾曲体４３に翼板４
４を装着しである。

この実施例においては、抵抗材ｒを回転軸４より距離を
設けた巻線２２．２３の外側方に突出した導体５・・・
に湾曲体４３に嵌挿連結しであるから、回転軸４が低速
回転であっても周速度が大きく湾曲体４３自身の旋回に
より放熱することができ、翼板４４はその冷却作用をよ
り効果的とする。

第１１図に示すものは、回転軸４を中空軸とし、回転子
コア２．３間において内周部４５と外周部４６に貫通す
る複数個の通気孔４７・・・を開設した実施例であり、
回転軸４の両端部から外気を導入して抵抗材ｒに通気さ
せることができ、抵抗材ｒの冷却に効果的である。

なお、回転軸４の一側部を閉塞したその反対側に送風１
ｆｌを連結して通気孔４７・・・を介し抵抗材ｒを冷却
する場合と、軸受盤１５．１６のいずれか側の通風孔４
０に送風機に連通する空気管を連結して抵抗材ｒおよび
巻線２２．２３を冷７．ＩＩする場合もあり、送風機に
空気冷却機を介設することもある。

さらに、電圧位相装置として巻線２２．２３のいずれか
に位相切換用スイッチを連結すること、あるいは単相変
圧器と結線切換スイッチとにより位相切換器とすること
、誘導電圧調整器等を連結することができる。

回転子導体と回転子コアの絶縁については第１２図に示
すように位相差を設けた場合に抵抗材ｒと並列に回転子
コアが挿入されたと似たようになり、回転子導体から回
転子コアへ一部の電流が流れ抵抗材が有効に作用しなく
なってトルクと効率を下げるのである。

すなわち、Ａ〜Ｆは回転子導体の単位良さ当りの起電力
であり、回転子磁界の速度と回転子速度の差に比例する
。ｐは前記起電力の和であり、抵抗材の方に向かうにつ
れて次第に大きくなる。ａ・・・［は珪素鋼板であり、
回転子コアと回転子導体の間の絶縁処理がなされていな
ければ、起電力の和の大きいｆ側では特に導体から回転
子コアにもれる電流は大きいことになる。

従って、前記絶縁処理は導体と回転子コアが接合する全
長にねたつ−Ｃ行わなくてもそれなりの目的を達成する
ことができる。

本発明は可変速誘導電動機としてではなく、始動時には
位相差を　１８０°または大きくして運転時には位相差
をＯｏまたは小さくして使用する始動性を改善した誘導
電動機にもなり得る。

この場合、始動電源を抑制すると共に始動トルクを大き
くできて電流設渦容量を小さくできる３さらに本出願の
可変速読導電＠機を誘導発電機としても使用することが
できるものであり、回転子軸にタービン、ガスタービン
、太陽熱発電機等直接連結しで発電すれば高価な調速機
を省略することもできる。また内燃機を原動機として連
結した場合には、その内燃機の最小燃費の回転数に対応
することができ、風水をエネルギー源とするパワーが弱
く不安定な場合においても、その最高出力を成田せる回
転数′Ｃ−光′市することかでき、水力発電においては
流速に応じて効率よく発電でき、それぞれ複雑高価な可
変ピッチ装置あるいは調相機を省略できる。また外部電
力に対しての同期も高価な同朋装買なしで行える。また
、回転子軸に他の回転軸を連結７ると共に固定子巻線の
入力側の２相を入替えるスイッチを設け、該スイッチに
より回転子軸を正転、逆転自在とすれば、該スイッチと
電圧位相装置との操作により電気制御ｆＩｌ器としても
使用することができ、電圧位相装置により回転速、　度
を制御することにより、回転子軸に連結した回転軸の制
動力を効率よく調整できる。

発明の効果上記に説明した如く本発明によれば、電圧の位相をずら
す操作のみで任意の回転速度に変速することができ、そ
れぞれの変速領域において大きなトルクを得ることに併
せ効率の改善を達成でき、負荷の起動特性に順応して滑
らかな起動あるいは高トルクで起動すること等任意に使
いわけることができる。また、回転子導体と回転子コア
の間は絶縁されるので抵抗材に有効的に電流が流れてト
ルクと効率を良くするとともに、回転子コア間に翼車を
設けたので放熱作用を高めて回転子、固定子、抵抗材等
を損傷から守り、可変速誘導電動機として顕著な効果を
発揮することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１２図は、本出願の実施例図である。第１図
は誘導電動機の側断面図、第２図は固定子の回動機構を
示す側面図、第３図は固定子の回動機構を示す一部を破
断した側面図、第４図は固定子に巻装した巻線のそれぞ
れを直列に連結した結線図、第５図は複数個の導体それ
ぞれを巻線の外側方に突設した連結材により短絡した部
分断面図、第６図は回転子のすべりと有効電力の関係を
示す図、第７図は回転子の電気的等価回路図、第８図は
固定子側がらみた電気的等価回路図、第９図は複数個の
導体のそれぞれを抵抗材により短絡すると共に固定子に
巻装した巻線を直列に連結した場合の速度とトルクの関
係を示す図、第１０図は複数個の導体を巻線よりも外側
方に突出する湾曲体に形設した要部断面図、第１１図は
回転子軸に通気孔を開設した斜視図、第１２図は導体に
流れる起７ｆｉ力について説明した図である。１・・・誘導電動機　　　　２．３・・・回転子コア４
・・・回転子軸　　　　　５誘導体６．７・・・短絡環　　　８．８Ａ〜８ｃ・・・回転子
９・・・非磁性コア　　　１０．１１・・・側部１２・
・・通／！！ｌ胴　　　　　１３・・・通気孔１４・・
・軸　　　　　　　１５，１６・・・軸受盤１７・・・
連結棒　　　　　１８・・・ナツト１９．２０・・・冷
却用翼車　２１・・・軸受２２．２３・・・巻線　　　
２４川第１固定子２５・・・第２固定子　　　２６．２
７・・・すべり軸２８・・・ストップリング　２９川中
継軸３０・・・中継用歯車　　　３１・・・回動用歯車
３２・・・軸受台　　　　　３３Ａ、３３Ｂ・・・ギヤ
ー３４・・・ボルト　　　　　３５・・・パルスモータ
−３６・・・駆動用歯車　　　３７川開ロ部３８・・・
電圧移相装置　　３９・・・排圧孔４０・・・通風孔　
　　　　４１・・・環状体４２・・・連結用導体　　　
４３川湾曲体４４・・・翼板　　　　　　４５・・・内
周部４６・・・外周部　　　　　４７・・・通気孔ｒ・
・・抵抗材

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、機枠に並設した複数個の固定子のうち少なくと
ち１個の固定子に関連して前記複数個の固定子のうちの
何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、複数個の回転子コアを同心的に
前記複数個の固定子と対峙して内設し、前記複数個の回
転子コアに装設した複数個の導体のそれぞれを連通状に
連結して一体的な回転子に形成し、前記複数個の導体を
挿入する前記回転子コアに穿設した導体挿入孔に絶縁材
を装着し、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て短絡し、前記複数個の固定子
間と前記複数個の回転子コア間と前記機枠で形成する空
間部を通風胴に形成し、導入した外気により前記抵抗材
を冷却放熱して前記機枠外に排気するように前記機枠に
開口部を設けて前記通風胴に連通すると共に、前記回転
子コア間に翼車を設けたことを特徴とする可変速誘導電
動機。
（２）、前記翼車は回転軸に連結したものである請求項
（１）に記載の可変速誘導電動機。
（３）、前記複数個の回転子コアのそれぞれに両端面に
貫通する通風孔を開設した請求項（１）または（２）に
記載の可変速誘導電動機。
（４）、前記回転軸を中空とし、前記複数個の回転子コ
ア間において、前記回転軸の内周部と外周部に貫通する
通風孔を開設した請求項（１）ないし（３）記載の可変
速誘導電動機。
（５）、前記複数個の固定子の外周部に、両端面に貫通
する通気孔を開設した請求項（１）ないし（４）に記載
した可変速誘導電動機。