JPH01248940A - 可変速誘導電動機 - Google Patents

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、可変速誘導電動機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可変速誘導電動機に関する
。

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、その他各種電気制ｔａｎ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、例えば、特開昭５４
−２９００５号公報にその技術が開示してあり、このも
のは、同軸上に設置された２組の回転子鉄心および回転
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、前記各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、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、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ｉ７１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はできない。

なお、上記特開昭５４−２９００５号公報において、起
動時から運転時への移行に際し、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列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る。

要するに特開昭５４−２９００５号公報のものは、仮に
「固定子巻線を給電回路に対して直列接続と並列接続と
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。

そして、特開昭４９−８６８０７号公報に提案されてい
るものは、多相巻線とかご形ロータとを備えたステータ
を有する非同期電気モータであって伝導バー、短絡回路
端環および強磁積層からなるものにおいて、ステータは
第一と第二の巻線区分からなり、これらの区分は相互に
およびロータの異る部分に隣接して鉄輪状に配置され、
かつ同じ周波数の交流を供給されることができ、また第
二巻線区分によりロータの巻線に誘導される起電力を変
化する手段を設けた非同期電気モータであるが、このも
のは、機械的あるいは電気的手段により、２個のステー
ター区分間の位相差を設けて一応回転速度を変えること
ができるものではあるが、２個のステーター区分間の位
相角が同相のときを除いてトルクが小さく、負荷が掛る
と直ちに運転が停止する欠陥を持つ実用に全く供しない
ものであり、負荷を連結した状態において、起動・停止
を頻繁に反復する必要のある動力源としては運転するこ
とのできない重大な問題点を未解決とするものであった
。

発明の目的 本発明は、上記従来技術の欠点を改善するためのもので
、上記特開昭５４−２９００５号公報および特開昭４９
−８６８０７号公報のそれぞれの総和では奏することの
できない特異のトルク特性を求めるものであり、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、また起動点から最高回転速度までの
全速度領域に亘り、トルク特性と効率の優れた可変速誘
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、中相または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、深溝がご形。

特殊かご形９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、複数個の
回転子コアのそれぞれ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、同一回
転軸に任意の間隔を設けて軸着した前記複数個の回転子
コアに対峙する外周部に複数個の固定子を機枠に並設し
、前記複数個の固定子と対峙しない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短絡
すると共に、前記複数個の固定子のうち、少なくとも１
個の固定子に関連して前記複数個の固定子のうちのいず
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た電動機において、前記抵抗材を前
記回転子コア間の導体の外側に設けるように成し、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用に連通ずると
共に前記開口部に送風装置を連通し、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
が、または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
る通風孔を開設するか、または前記複数個の固定子の外
周部に、両端面に貫通する通風孔を開設するか、または
前記の各通風孔を組み合わせて開設することにより解決
の手段とした。

また、本発明の特別の構成としては、前記抵抗材を回転
子コア間の導体より外側に出すために前記抵抗材と前記
回転子コア間の導体をＩＪ電性連結材により連結したも
のもあり、前記抵抗材の一方側を前記回転子コア間の導
体に連結し、他方側を導電性連結材に連結することによ
り抵抗材を回転子コア間の導体の外側に設けるように成
し、また前記抵抗材または前記導電性連結材を翼状に形
成して発熱処理性を向上させると共に、前記抵抗材を回
転子コア間の導体の外側に設けるように成し、また、回
転子導体は銅材により形成し、前記抵抗材は銅ニッケル
合金により形成し、前記導電性連結材は銅材または銅ニ
ッケル合金により形成したものもあり、問題点解決の手
段とした。

作　　用 本発明は、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合成電圧が
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、位相のずれを設ければ前記抵抗材に電流が流
れるが、前記抵抗材に電流が流れれば当然ながら発熱し
、大きなトルクを得れば得るほど発熱ｍは大きくなる。

本発明の構成の一つとして回転子コア間において回転子
導体を抵抗材を介して短絡連結する際に前記抵抗材を回
転子導体の外側に配するようにして抵抗材の長さを大に
した。そのために抵抗材の断面積を大きくしても同等な
抵抗値を得られるようになり、発熱による抵抗材の破壊
を防止できるようになった。

本発明においては変速範囲を大きくしようとすれば抵抗
材の抵抗値を大ぎ（する必要があり、また大きなトルク
を得ようとすれば大きな電流を抵抗材に流す必要があり
、抵抗材の発熱による破壊の危険性がつきまとっていた
。

更に本発明の構成においては、前記抵抗材を冷却放熱す
る特別の構成を加えたことにより抵抗材の発熱の影響を
受けて抵抗材または導体がきわめて高温になり、表面が
酸化して損耗をしてしまったり、回転子の強度が低下し
てしまう状況であったが、その問題が解決した。

また、本発明の特別構成として回転子導体を銅材により
形成し、抵抗材を銅ニッケル合金により形成したものは
回転子導体の抵抗を小さくし得るので、最高回転速度を
高くできて効率も良くすることができると共に、抵抗材
を銅ニッケル合金とすることにより、発熱による抵抗値
変化を小さくすることができて速度制御を安定化するこ
とができた。

更に前記連結材または前記抵抗材を銅または銅ニッケル
合金としたものは回転子導体を銅材とした場合に溶接性
に優れ高トルクの長時間運転をも可能とせしめたのであ
る。

実施例 本発明の実施例を第１図〜第１０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（銅
）・・・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、通風胴１２・・・から
直交状に回転子８の外周部に貫通する複数個の通気孔１
３・・・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Ｗ１５．１６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２
４に嵌着したギヤー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は吸風孔、４０は、軸受
？！Ａ１５．１６に複数個穿設した通風孔である。４６
は通風胴に連通ずる機枠の開口部に連通ずる送風装置で
ある。図には送Ｊｌｌ装置を駆動するモーターは示され
ていないがモーターは装着されるものである。

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Ａ、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、銅ニッケル
合金、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２４．２
５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・・・
とを導電性連結材（銅）４２・・・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０なお・導電性連結材４２は
銅ニッケル合金としてもよい。ただし、銅または銅ニッ
ケル合金に限定されるものではない。

導電性連結材４２を翼状に形成してもよいし、抵抗材ｒ
を翼状に形成してもよい。また本実施例図における導電
性連結材４２を抵抗材に代えて抵抗材ｒを導電性連結材
に代えてもよい。その場合にも抵抗材または導電性連結
材を翼状にしてもよい。また、抵抗材が回転子コア間の
導体の外側にくるように抵抗材を介して回転子コア間の
導体を直接短絡してもよい。そしてその場合にも抵抗材
を翼状に形成してもよい。

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相電源から通電する
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それぞれの回動
量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。電圧移相装置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６＋　、白の位相は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ωを基準にとし、該電圧を
ω＝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Ｉ：３１は、６＋＝ＳＥεＪ
Ｏとなる。

（Ｅ＝すべり１０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／
ωし）　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Ｌ＋、　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１＋、１２．Ｉ３は各枝路を流れる電流を示ず
ものである。

次に、第７図に示すものを両固定子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，Ｌｌ＝Ｌ２でθ＝０゜のときには１３＝Ｉ＋−１２
＝　０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＝０°のときにはトルクＴ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＝０°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、ＲＩ＝Ｒ２，、ＬＩ＝Ｌ２でθ＝１８０゜のとき
には、ｒ＋＝−１２，１３＝Ｉ＋−１２＝２１１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＋２「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・・・から冷却用翼車１９゜２０により機
枠１４内に外気を吸引し、冷却用翼車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・・
・に流通させる風により回転子コア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、両固定子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、冷却用翼車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、抵抗材ｒの発熱度が高くなるが、抵抗材ｒを巻
ｔｆＡ２２．２３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きいために、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−３
５に限定されるものではなく他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
装した巻線２２．２３を直列に連結した作用につき説明
する。

巻Ｉ！２２．２３を直列に連結しであるために、谷線２
２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
違あるいは両固定子２４゜２５の容量の大きさに相違が
あっても、それとは無関係に、それぞれの巻線２２．２
３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２４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きさは等しくなる作
用と、再固定子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
す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１．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３
８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、Ｐθ＝πが最大でＰθ＝０でゼロとなる）Ｐθが一
定であれば、一般の巻線形状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、Ｐ
θ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
状導電動機の二次挿入抵抗を小さくすることと類似した
作用をすることとなる。そして再固定子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抵抗材の抵抗値の設計次第により、
最高速度の持ち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４１２２．２３
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・・・にはほとんど電圧が誘起されない状態
となり、再固定子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、再固定子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、再固定子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、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４３と外周部４４に貫通す
る複数個の通気孔４５・・・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Ｊ１
機を連結して通気孔４５・・・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４０
に送風機に連通ずる空気管を連結して抵抗材ｒおよび巻
線２２．２３を冷却する場合もあり、送Ｊｇｉ機に空気
冷却機を介設することもある。

固定子の外周部に通風孔を開設する構成もあるが、固定
子コア自身に通風孔が開設される場合のみならず固定子
の外側と機枠との間に通風孔が開設されることが要旨で
あり、それを含むものである。

なお、本発明においては抵抗材の発熱の効果的処理が重
要で、前記各通風孔から吸引された風が抵抗材を冷却放
熱して通風胴から機枠の開口部に通ずる風路によって排
出されることがポイントで、風の流れがこの逆になれれ
ば抵抗材により加熱された風が各通風孔を通して排出さ
れることになり、冷却効果は激減する。

なお、本発明においては、前記通風用と機枠の開口部を
つなぐ風路の抵抗が前記各通気孔を通じて前記通風胴と
機外をつなぐ風路の抵抗よりも一般的に小さくなること
と回転子コア間の抵抗材、連結材、導体等の作用により
、抵抗材連結材等を特に翼状にしなくても風は前記各通
風孔から通風胴へ吸引されて機枠の開口部から排出され
る傾向にはある。

そして、抵抗材、連結材を翼状に形成したものはこの冷
却放熱効果が更に大きくなる。前記機枠の開口部に送風
装置を連通して風を吸引すれば更に冷却効果は大となる
。

本発明の可変速誘導電動機は抵抗材の発熱の影響を小さ
くするため、抵抗材の設は方および冷却放熱の仕方が極
めて重要である。

回転子コア、回転軸、固定子外側部の通風孔を通して通
風胴へ風を吸引することに加え、通風胴に直列連通する
機枠に開口部（たとえば吸風孔３９）を設けて吸風する
ならば風路抵抗は小さくなり冷却効果は更に大となる。

さらに、電圧移相装置として巻線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。

なお、本発明の実施例においては、回転子コア間の回転
子導体または前記導電性連結材はセラミック、ステンレ
ス鋼、樹脂、ゴム、ガラス。

石綿、耐熱性塗料等により囲繞されることもある。前記
回転子コア間の導体または前記導電性連結材のすべての
部分が囲繞されることもあり、抵抗材に近い一部が囲繞
されることもある。本発明の実施例として前記したよう
に磁性体コアにより囲繞される例もある。

前記のように構成したことにより抵抗材９回転千尋体お
よび本可変速誘導電動機の性能および耐久性は著しく向
上した。

さらに本出願の複数固定子誘導電動機は、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４に
タービン等直接連結して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
、その最高出力を取出せる回転数で発電することができ
、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期装
置なしで行える。また、回転子軸に他の回転軸を連結す
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、該スイッチと電圧移相装置との操作より電気制
動機としても使用することができ、電圧移相装置により
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。

なお、本発明は、始動時には位相差が１８０”または大
きく、始動後の運転時には位相差が０゛または小さくさ
れて運転する始動性改善を目的とした誘導電動機にも応
用できる。

本発明の実施例の構成において、導電性連結材によって
回転子導体と回転子導体の外側に配置された抵抗材を連
結するならば、導体間の連結における抵抗材の長さは導
体間を直接抵抗材により連結する場合よりも大きくなる
。このことは同一の抵抗値を得る場合の抵抗材の断面積
は大きくすることができて同一発熱量を得る場合を考察
すれば抵抗材の熱容量は大きくなる。

従って発熱による抵抗材の損傷、破壊を防止することが
できるようになった。

なお、前記導電性連結材はたとえば銅材により形成して
もよいし銅ニッケル合金により形成してもよい。たとえ
ば銅ニッケル合金により形成ずれば抵抗値が高いので抵
抗材または前記導電性連結材の断面積を更に大きくする
ことができて好都合である。また、銅と銅ニッケル合金
の溶接性は優れているので、高トルクで長時間運転して
も破壊する可能性は少ない。更に、抵杭材として銅ニッ
ケル合金を使用したものは、発熱による抵抗値の変化が
小さく抵抗材の作用によってトルク特性が大きく影響を
受ける本発明の可変速誘導電動機の性能をきわめて向上
させる。

発明の効果 前記のように構成した本発明においては、抵抗材の作用
により大きなトルクを出すことができ優秀な可変速誘導
電動機とすることができる反面、抵抗材の発熱が大きく
高トルクで長時間運転すれば抵抗や回転子導体が破壊し
たり、回転子コア間の導体が酸化により損耗してしまう
が、それらの問題をすべて解決し、高トルク。

長時間の安定運転が可能な可変速誘導電動機を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１０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ｌＮ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
は固定子側か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図は回転子軸に通気孔を開設した
斜視図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、複数個の回転子コアのそれぞれに装設した複数
   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、同一回転軸に任意の間隔を設けて軸着した前
   記複数個の回転子コアに対峙する外周部に複数個の固定
   子を機枠に並設し、前記複数個の固定子と対峙しない前
   記複数個の回転子コア間において、前記複数個の導体を
   抵抗材を介し短絡すると共に、前記複数個の固定子のう
   ち少なくとも１個の固定子に関連して前記複数個の固定
   子のうちいず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た電動機において、前
   記抵抗材を前記回転子コア間の導体の外側に設けるよう
   に成し、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開口部に送風装置を連通し、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、または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するか、または前記複数個
   の固定子の外周部に、両端面に貫通する通風孔を開設す
   るか、または前記各通風孔を組み合わせて開設したこと
   を特徴とする可変速誘導電動機。
2. （２）、前記抵抗材と前記回転子コア間の導体を導電性
   連結材により連結した請求項（１）記載の可変速誘導電
   動機。
3. （３）、前記抵抗材の一方側を前記回転子コア間の導体
   に連結し、他方側を導電性連結材に連結した請求項（１
   ）に記載の可変速誘導電動機。
4. （４）、前記抵抗材または前記導電性連結材を翼状に形
   成した請求項（１）〜（３）のいずれかに記載の可変速
   誘導電動機。
5. （５）、前記回転子導体は銅材により形成し、前記抵抗
   材は銅ニッケル合金により形成し、前記導電性連結材は
   銅材または銅ニッケル合金により形成した請求項（１）
   〜（４）のいずれかに記載の可変速誘導電動機。