JPH02151248A - 低・高速出力切り換え形交流スピンドルモータとその低・高速出力切り換え方法 - Google Patents
低・高速出力切り換え形交流スピンドルモータとその低・高速出力切り換え方法Info
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- JPH02151248A JPH02151248A JP63299670A JP29967088A JPH02151248A JP H02151248 A JPH02151248 A JP H02151248A JP 63299670 A JP63299670 A JP 63299670A JP 29967088 A JP29967088 A JP 29967088A JP H02151248 A JPH02151248 A JP H02151248A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
- H02K17/02—Asynchronous induction motors
- H02K17/12—Asynchronous induction motors for multi-phase current
- H02K17/14—Asynchronous induction motors for multi-phase current having windings arranged for permitting pole-changing
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Induction Machinery (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
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。
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、工作機械の主軸装置の駆動源として用いられ
る誘導モータ形の交流スピンドルモータに関し、特に、
単一台で低速域と高速域との両速度域に切り換え使用可
能な交流スピンドルモータと、その低・高速出力の切り
換え方法とに関する。
る誘導モータ形の交流スピンドルモータに関し、特に、
単一台で低速域と高速域との両速度域に切り換え使用可
能な交流スピンドルモータと、その低・高速出力の切り
換え方法とに関する。
工作機械の主軸装置として多相（三相）交流誘導モータ
の出力軸端にスピンドル駆動用出力軸を備えた交流スピ
ンドルモータは、従来から多用されている。
の出力軸端にスピンドル駆動用出力軸を備えた交流スピ
ンドルモータは、従来から多用されている。
この種の多相交流スピンドルモータは、近時の自動工具
交換装置を具備した数値制御工作機械やその他のマシニ
ングセンターにも組み込まれて使用されている。この種
の数値制御工作機械ヤマシニングセンターにおいては、
近時、主軸の高速化が進んでいるが、同時に高速域での
切削、研暦を遂行可能であるばかりでなく、低速域にお
いても充分な切削能力を発揮するものが要請される傾向
にある。この要請に従って、交流スピンドルモータは、
単一台で低速域から高速域への広い範囲に渡って安定し
た速度と所要のトルクを出力し得ることが必要である。
交換装置を具備した数値制御工作機械やその他のマシニ
ングセンターにも組み込まれて使用されている。この種
の数値制御工作機械ヤマシニングセンターにおいては、
近時、主軸の高速化が進んでいるが、同時に高速域での
切削、研暦を遂行可能であるばかりでなく、低速域にお
いても充分な切削能力を発揮するものが要請される傾向
にある。この要請に従って、交流スピンドルモータは、
単一台で低速域から高速域への広い範囲に渡って安定し
た速度と所要のトルクを出力し得ることが必要である。
このために、周波数の可変して速度を低速域から高速域
への広範囲に渡って変更するとき、捲線ターン数を捲線
の結線の切り換えにより増減して広速度域に渡って安定
した出力トルクを確保したスピンドルモータは、例えば
、本願出願人の先願である特願昭６３−１４４８５１号
に既に提案されている。
への広範囲に渡って変更するとき、捲線ターン数を捲線
の結線の切り換えにより増減して広速度域に渡って安定
した出力トルクを確保したスピンドルモータは、例えば
、本願出願人の先願である特願昭６３−１４４８５１号
に既に提案されている。
然しながら、一般に多相誘導形交流モータにおいては、
４極モータが低速域で良好な出力トルク特性を呈し、高
速域では周波数が高くなり４極のままでは駆動回路系（
ドライバー）に変更が生じる。例えば、制御方式におい
て、一般的には電流制御が非同期式から同層式になる傾
向にある。非同期式の場合は周波数が高くなると電流１
サイクル当たりの山の数が少なくなり、正弦波形状から
極端にはずれて行くことになり、波形率の悪くなる。た
だし、低速では非同期式が却って１サイクル当たりの山
の数が多くなり、正弦波形に極めて近い形状となり、波
形率も良くすることになる。また、良好なトルク特性を
呈することから２極モータが多用され、これらの両モー
タはステータコアを形成する成層コアも夫々の極数に応
じて所望の磁気特性を奏するようにコア片の厚さ寸法や
径寸法が適正値に設計されている。
４極モータが低速域で良好な出力トルク特性を呈し、高
速域では周波数が高くなり４極のままでは駆動回路系（
ドライバー）に変更が生じる。例えば、制御方式におい
て、一般的には電流制御が非同期式から同層式になる傾
向にある。非同期式の場合は周波数が高くなると電流１
サイクル当たりの山の数が少なくなり、正弦波形状から
極端にはずれて行くことになり、波形率の悪くなる。た
だし、低速では非同期式が却って１サイクル当たりの山
の数が多くなり、正弦波形に極めて近い形状となり、波
形率も良くすることになる。また、良好なトルク特性を
呈することから２極モータが多用され、これらの両モー
タはステータコアを形成する成層コアも夫々の極数に応
じて所望の磁気特性を奏するようにコア片の厚さ寸法や
径寸法が適正値に設計されている。
従って、この極数の違いに依るモータの出力トルク特性
、成層コアの磁気特性等をも有効に活用可能な多相誘導
形交流モータを組み込んでなる交流スピンドルモータの
提供が更に要請されている。
、成層コアの磁気特性等をも有効に活用可能な多相誘導
形交流モータを組み込んでなる交流スピンドルモータの
提供が更に要請されている。
ここで、従来の４極交流誘導モータにおける成層コアの
薄肉、小径コアの特性を活用する場合を考察すると、低
速域ではそのまま良好な速度、トルク関係の特性を生か
すことが可能であるが、高速域では４極のまま周波数の
増加を図ると、駆動回路系の制限条件から徒に周波数増
加を図ることは困難であり、故に、充分に速度のアップ
が困難になる。
薄肉、小径コアの特性を活用する場合を考察すると、低
速域ではそのまま良好な速度、トルク関係の特性を生か
すことが可能であるが、高速域では４極のまま周波数の
増加を図ると、駆動回路系の制限条件から徒に周波数増
加を図ることは困難であり、故に、充分に速度のアップ
が困難になる。
他方、従来の２極交流透導モータにおける成層コアを用
いると、一般にコアヨークの径が４極成層コアに比較し
て大きく、モータ外形が大きく成ってしまう不都合があ
る。
いると、一般にコアヨークの径が４極成層コアに比較し
て大きく、モータ外形が大きく成ってしまう不都合があ
る。
依って、本発明の目的は、４極交流誘導モータ用の成層
コアを利用することを前提とし、速度、出力を低速域か
ら高速域まで１台のモータにより安定に可変し得る交流
スピンドルモータを提供せんとしたものである。
コアを利用することを前提とし、速度、出力を低速域か
ら高速域まで１台のモータにより安定に可変し得る交流
スピンドルモータを提供せんとしたものである。
また、本発明の他の目的は、新規な交流スピンドルモー
タの低・高速出力切り換え方法を提供することにある。
タの低・高速出力切り換え方法を提供することにある。
〔解決手段と作用〕
本発明によれば、工作機械の主軸装置に用いられる交流
スピンドルモータにおいて、スピンドル駆動用出力軸を
有したロータの周囲に配置されるステータがヨークをな
す成層コアと、該成層コア内に収納される回転磁界形成
用の多相捲線とを具備してなり、かつ、前記回転磁界形
成用の多相捲線は各相捲線が、低速、高速に両用する第
１の組の捲線と低速にのみ使用される第２の組の捲線と
、低速時には前記第１の組及び第２の組の捲線に同時に
駆動電流を導入して４掻回転磁界を形成させ、高速時に
は前記第１の組の捲線にのみ駆動電流を導入して２極回
転磁界を形成するように開閉切り換え可能な接点群とを
具備して構成され、捲線切り換えと極数切り換えとによ
りスピンドルの出力回転を低・高速切り換えるようにし
た低・高速出力切り換え形交流スピンドルモータが提供
される。又、上述の低・高速出力切り換え形交流スピン
ドルモータを実用するに当たり、ステータの成層コア内
に装着される多相捲線の各相捲線に低速・高速の両速度
域で使用する第１の捲線と、高速域では使用されず、高
速域でのみ使用される第２の捲線とを設け、低速域では
前記第１、第２の捲線に駆動電流を併給し、高速域では
前記第２の捲線への駆動電流の供給を遮断し、また、低
速域と高速域との切り換え時に極数を変更することを特
徴とした交流スピンドルモータの低・高速出力切り換え
方法が提供される。
スピンドルモータにおいて、スピンドル駆動用出力軸を
有したロータの周囲に配置されるステータがヨークをな
す成層コアと、該成層コア内に収納される回転磁界形成
用の多相捲線とを具備してなり、かつ、前記回転磁界形
成用の多相捲線は各相捲線が、低速、高速に両用する第
１の組の捲線と低速にのみ使用される第２の組の捲線と
、低速時には前記第１の組及び第２の組の捲線に同時に
駆動電流を導入して４掻回転磁界を形成させ、高速時に
は前記第１の組の捲線にのみ駆動電流を導入して２極回
転磁界を形成するように開閉切り換え可能な接点群とを
具備して構成され、捲線切り換えと極数切り換えとによ
りスピンドルの出力回転を低・高速切り換えるようにし
た低・高速出力切り換え形交流スピンドルモータが提供
される。又、上述の低・高速出力切り換え形交流スピン
ドルモータを実用するに当たり、ステータの成層コア内
に装着される多相捲線の各相捲線に低速・高速の両速度
域で使用する第１の捲線と、高速域では使用されず、高
速域でのみ使用される第２の捲線とを設け、低速域では
前記第１、第２の捲線に駆動電流を併給し、高速域では
前記第２の捲線への駆動電流の供給を遮断し、また、低
速域と高速域との切り換え時に極数を変更することを特
徴とした交流スピンドルモータの低・高速出力切り換え
方法が提供される。
上述の構成に対し、交流スピンドルモータを低速運転か
ら高速運転へ切り換えるときは、極数を低減して駆動回
路系の制限を回避し、又、捲線数を低減して成層コア内
の磁束密度を低減するものである。以下、本発明を添付
図面に示す実施例に基づいて更に詳細に説明する。
ら高速運転へ切り換えるときは、極数を低減して駆動回
路系の制限を回避し、又、捲線数を低減して成層コア内
の磁束密度を低減するものである。以下、本発明を添付
図面に示す実施例に基づいて更に詳細に説明する。
第１図は本発明の１実施例に係る出力切り換え形三相交
流スピンドルモータの捲線配置原理図、第２図は、第１
図に示したスピンドルモータにおけるステータの一相の
捲線に極数切り換え用に設けられたコンダクタ−の接点
群配置を示した回路図、第３図は、同第２図に示した捲
線と接点群とにおいて低速運転時における接点群の開閉
状態を示した回路図、第４図は、同第２図に示した捲線
と接点群とにおいて高速運転時における接点群の開閉状
態を示した回路図、第５図（Ａ）は、同じく第２図に対
応する１相のステータ捲線における４極捲線形成時のコ
イル配置を示した図、第５図（Ｂ）は、同第５図（Ａ）
のコイルに駆動電流を供給した際の磁束流の形成状態を
示した略示図、第６図（Ａ）は第２図に対応する１相の
ステータ捲線における２掻捲線形成時のコイル配置を示
した図、第６図（Ｂ）は、同第６図（Ａ）のコイルに駆
動電流を供給した際の磁束流の形成状態を示した略示図
である。
流スピンドルモータの捲線配置原理図、第２図は、第１
図に示したスピンドルモータにおけるステータの一相の
捲線に極数切り換え用に設けられたコンダクタ−の接点
群配置を示した回路図、第３図は、同第２図に示した捲
線と接点群とにおいて低速運転時における接点群の開閉
状態を示した回路図、第４図は、同第２図に示した捲線
と接点群とにおいて高速運転時における接点群の開閉状
態を示した回路図、第５図（Ａ）は、同じく第２図に対
応する１相のステータ捲線における４極捲線形成時のコ
イル配置を示した図、第５図（Ｂ）は、同第５図（Ａ）
のコイルに駆動電流を供給した際の磁束流の形成状態を
示した略示図、第６図（Ａ）は第２図に対応する１相の
ステータ捲線における２掻捲線形成時のコイル配置を示
した図、第６図（Ｂ）は、同第６図（Ａ）のコイルに駆
動電流を供給した際の磁束流の形成状態を示した略示図
である。
第１図を参照すると、本実施例に係る三相交流スピンド
ルモータ１０は、中心部に工作機械の主軸（スピンドル
）に結合されてこれを駆動する出力軸１２を有したロー
タ１４と、このロータ１４の周囲に配置された三相のス
テータ１６とを具備して形成されている。このステータ
１６は４極回転磁界と２極回転磁界との２種類の極数間
で切り換えられるステータ捲線１８を具備しており、ス
テータ捲線１８は中性点１９に結合されたＵ相捲線１８
ｕとＶト目捲線１８ｖとＷ相捲線１８ｗとを図示されて
いない成層コアの捲線溝内に収納、具備し、該成層コア
は４極捲線用のヨークを成すように設計され、２極捲線
用に成層コアに用いる板状コアよりも薄肉かつ小外径の
板状コアを積層して形成されたものである。
ルモータ１０は、中心部に工作機械の主軸（スピンドル
）に結合されてこれを駆動する出力軸１２を有したロー
タ１４と、このロータ１４の周囲に配置された三相のス
テータ１６とを具備して形成されている。このステータ
１６は４極回転磁界と２極回転磁界との２種類の極数間
で切り換えられるステータ捲線１８を具備しており、ス
テータ捲線１８は中性点１９に結合されたＵ相捲線１８
ｕとＶト目捲線１８ｖとＷ相捲線１８ｗとを図示されて
いない成層コアの捲線溝内に収納、具備し、該成層コア
は４極捲線用のヨークを成すように設計され、２極捲線
用に成層コアに用いる板状コアよりも薄肉かつ小外径の
板状コアを積層して形成されたものである。
さて、各相ＵＳＶ、Ｗの捲線１８ｕ、１８ｖ、１８ｗを
参照すると、夫々の捲線は４つのコイルＣ１、Ｃ２、Ｃ
３、Ｃ４と４つの駆動電流り−ミナル（例えば、Ｕ相で
は、Ｕ、 、Ｕ２、Ｕ、 、Ｕ、の駆動電流ターミナル
を有し、■相、Ｗ相に就いても同様な駆動電流ターミナ
ルを有している）を具備している。
参照すると、夫々の捲線は４つのコイルＣ１、Ｃ２、Ｃ
３、Ｃ４と４つの駆動電流り−ミナル（例えば、Ｕ相で
は、Ｕ、 、Ｕ２、Ｕ、 、Ｕ、の駆動電流ターミナル
を有し、■相、Ｗ相に就いても同様な駆動電流ターミナ
ルを有している）を具備している。
ここで、第２図を参照すると、第１図のＵ相における捲
線１８ｕにおいて、４極と２極との間で切り換えるため
のコンダクタ−の開閉接点ＳＩ〜Ｓ、を配置した状態を
図示している。なお、コンダクタ−自体は、スピンドル
モータの駆動回路系における制御部に具備されて低速・
高速出力の指令信号に従って作動し、上記開閉接点＄１
〜Ｓ、の開閉を行うものであるが、本発明の本質に直接
的には関与しないのでここでは説明を省略する。上記４
つの開閉接点８１〜Ｓ、は第２図に示したＵ相のステー
タ捲線１８ｕにおける駆動電流ターミナルＵ３とＵ４と
の間、ターミナルＵ２とＵ、との間、ターミナルＵ３の
前段、ターミナルＵ、の前段に夫々配置され、後述のよ
うに、同ステータ捲線１８ｕにおけるコイルＣ，−Ｃ，
への回転磁界形成用駆動電流の流入、流出を切り換え、
以て極数の切り換えを行うものである。そして、第１図
に示した他のＶ相、Ｗ相におけるステータ捲線１８ｖ、
１８Ｗにも同様の配置で夫々４つの開閉接点８１〜Ｓ４
が具備されている。なお、第２図は単に開閉接点Ｓ、〜
Ｓ、の配置を示すために各接点は開状態のまま示しであ
る。
線１８ｕにおいて、４極と２極との間で切り換えるため
のコンダクタ−の開閉接点ＳＩ〜Ｓ、を配置した状態を
図示している。なお、コンダクタ−自体は、スピンドル
モータの駆動回路系における制御部に具備されて低速・
高速出力の指令信号に従って作動し、上記開閉接点＄１
〜Ｓ、の開閉を行うものであるが、本発明の本質に直接
的には関与しないのでここでは説明を省略する。上記４
つの開閉接点８１〜Ｓ、は第２図に示したＵ相のステー
タ捲線１８ｕにおける駆動電流ターミナルＵ３とＵ４と
の間、ターミナルＵ２とＵ、との間、ターミナルＵ３の
前段、ターミナルＵ、の前段に夫々配置され、後述のよ
うに、同ステータ捲線１８ｕにおけるコイルＣ，−Ｃ，
への回転磁界形成用駆動電流の流入、流出を切り換え、
以て極数の切り換えを行うものである。そして、第１図
に示した他のＶ相、Ｗ相におけるステータ捲線１８ｖ、
１８Ｗにも同様の配置で夫々４つの開閉接点８１〜Ｓ４
が具備されている。なお、第２図は単に開閉接点Ｓ、〜
Ｓ、の配置を示すために各接点は開状態のまま示しであ
る。
次に第３図を参照すると、スピンドルモータの低速域と
高速域との切り換え指令信号に従ってコンダクタ−が作
動され、この結果、その開閉接点Ｓ、と開閉接点Ｓ、と
は閉じられ状態にあり、他の２接点Ｓ２、Ｓ、は開状態
にあることが示されている。このように切り換えられた
状態、で駆動電流がＵ相捲線１８ｕに供給されると、同
電流は矢印で示すように閉成接点ＳＩ、Ｓ、を介して４
つのコイルＣ１〜Ｃ３の全てに流れ、このとき、これら
の４つのコイルは予め低速域用の４極結線を形成するよ
うに設けられているのである。
高速域との切り換え指令信号に従ってコンダクタ−が作
動され、この結果、その開閉接点Ｓ、と開閉接点Ｓ、と
は閉じられ状態にあり、他の２接点Ｓ２、Ｓ、は開状態
にあることが示されている。このように切り換えられた
状態、で駆動電流がＵ相捲線１８ｕに供給されると、同
電流は矢印で示すように閉成接点ＳＩ、Ｓ、を介して４
つのコイルＣ１〜Ｃ３の全てに流れ、このとき、これら
の４つのコイルは予め低速域用の４極結線を形成するよ
うに設けられているのである。
他方、第４図は、高速域への切り換えに応じた状態であ
り、開閉接点Ｓ２、Ｓ３は閉成され、他の２つの開閉接
点Ｓ、 、Ｓ、は開状態に維持されている。故に、駆動
電流は矢印に示すように流れ、コイルＣ２とＣ１との両
者にのみ供給されて、高速域用２極結線を形成している
。
り、開閉接点Ｓ２、Ｓ３は閉成され、他の２つの開閉接
点Ｓ、 、Ｓ、は開状態に維持されている。故に、駆動
電流は矢印に示すように流れ、コイルＣ２とＣ１との両
者にのみ供給されて、高速域用２極結線を形成している
。
第３図と第４図は、三相交流誘導形のスピンドルモータ
のＵ相のみを考察した場合に就き、図示したが、他のＶ
相、Ｗ相に就いても、上記Ｕ相と同じ接点の切り換えを
行ってＶ相駆動電流、Ｗ相駆動電流が夫々、１２０°の
電気角位相差により、供給されるように構成されている
から、夫々４極、２極の回転磁界がステータ１６に形成
されることになる。
のＵ相のみを考察した場合に就き、図示したが、他のＶ
相、Ｗ相に就いても、上記Ｕ相と同じ接点の切り換えを
行ってＶ相駆動電流、Ｗ相駆動電流が夫々、１２０°の
電気角位相差により、供給されるように構成されている
から、夫々４極、２極の回転磁界がステータ１６に形成
されることになる。
さて、再び第２図〜第４図を参照すると、各相、例えば
、図示のＵ相で、上述の説明からコイルＣ１とＣ１は４
極結線の形成時にのみ使用され、コイルＣ２とＣ１は４
極、２極の両結線の形成に使用されていることがわかる
。すなわち、極数が低減される高速域では成層コアが４
極用コアを用いていることから、アンペアターン数の低
減により、成層コア中における磁束密度の飽和を防止し
、適正な出力トルクを得るようにしているのである。そ
して本発明では、ＣＩとＣ２は成層コアの同一捲線溝内
に上下配置で収納され、他のコイルＣ３とＣ１はやはり
成層コアの同一捲線溝内に上下配置で収納されている。
、図示のＵ相で、上述の説明からコイルＣ１とＣ１は４
極結線の形成時にのみ使用され、コイルＣ２とＣ１は４
極、２極の両結線の形成に使用されていることがわかる
。すなわち、極数が低減される高速域では成層コアが４
極用コアを用いていることから、アンペアターン数の低
減により、成層コア中における磁束密度の飽和を防止し
、適正な出力トルクを得るようにしているのである。そ
して本発明では、ＣＩとＣ２は成層コアの同一捲線溝内
に上下配置で収納され、他のコイルＣ３とＣ１はやはり
成層コアの同一捲線溝内に上下配置で収納されている。
第５図＜Ａ）と第５図（Ｂ）とは上記の同−捲線溝にお
けるコイルの上下配置と、４極結線形成時における磁束
流の形成との対応関係をＵｔ目捲線１８ｕに就いて、図
示したものである。
けるコイルの上下配置と、４極結線形成時における磁束
流の形成との対応関係をＵｔ目捲線１８ｕに就いて、図
示したものである。
この場合にコイルＣ１〜Ｃ４は夫々６ターン捲線として
形成した実施例を示している。なお、第５図（Ｂ）にお
ける太い矢印が磁束流の方向を示し、各方向に６アンペ
アタ一ン分の磁束密度を有していることがわかる。
形成した実施例を示している。なお、第５図（Ｂ）にお
ける太い矢印が磁束流の方向を示し、各方向に６アンペ
アタ一ン分の磁束密度を有していることがわかる。
他方、第６図（Ａ）と第６図（Ｂ）は同じく同−捲線溝
におけるコイルの上下配置と、２極結線形成時における
磁束流の形成との対応関係をＵ相捲線１８ｕに就いて、
図示したものである。この場合には捲線溝内の上側に配
置されたコイルＣＩとＣ５は使用されていないために、
成層コイルのヨーク中を流動する磁束密度は約半分にな
り故に、４極用成層コアにおいても磁束密度の飽和を阻
止し得ることが理解できる。
におけるコイルの上下配置と、２極結線形成時における
磁束流の形成との対応関係をＵ相捲線１８ｕに就いて、
図示したものである。この場合には捲線溝内の上側に配
置されたコイルＣＩとＣ５は使用されていないために、
成層コイルのヨーク中を流動する磁束密度は約半分にな
り故に、４極用成層コアにおいても磁束密度の飽和を阻
止し得ることが理解できる。
以上の本発明の実施例の構成から明らかなように、本発
明は、単一台のスピンドルモータの速度出力を低速、高
速域で切り換えるに当たり、成層コアを極数の多い低速
度用途の誘導モータに合わせて設計されたコアを利用し
、この成層コア内に２種のステータ捲線を同一捲線溝内
で上下配置で設け、低速、高速域との切り換え時には極
数低減と一部捲線への駆動電流の供給遮断により駆動電
流系の制限条件を回避し、且つ成層コアにおける磁束密
度の飽和を回避して高速域においても所望の速度と出力
トルクとを得ることができるようにしたものである。
明は、単一台のスピンドルモータの速度出力を低速、高
速域で切り換えるに当たり、成層コアを極数の多い低速
度用途の誘導モータに合わせて設計されたコアを利用し
、この成層コア内に２種のステータ捲線を同一捲線溝内
で上下配置で設け、低速、高速域との切り換え時には極
数低減と一部捲線への駆動電流の供給遮断により駆動電
流系の制限条件を回避し、且つ成層コアにおける磁束密
度の飽和を回避して高速域においても所望の速度と出力
トルクとを得ることができるようにしたものである。
本実施例では４極と２極との切り換えの最も有効、実用
的な実施例の場合を説明したが、池の極数変更により実
施することも可能であることは言うまでもない。また、
２極用成層コアを用いることを基本条件として上記の実
施例による捲線構成をとることも可能ではあるが、その
場合には、成層コアの外形寸法が大型化し、故にスピン
ドルモータ自体が大形化することを避は得ない。
的な実施例の場合を説明したが、池の極数変更により実
施することも可能であることは言うまでもない。また、
２極用成層コアを用いることを基本条件として上記の実
施例による捲線構成をとることも可能ではあるが、その
場合には、成層コアの外形寸法が大型化し、故にスピン
ドルモータ自体が大形化することを避は得ない。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、極数
の多い低速用途の交流誘導モータ用の成層コアを使用し
て工作機械で切削、研削に常用される低速、高速の面域
の速度と所要出力トルクを発揮し得るスピンドルモータ
が提供され、しかも、スピンドルヨークを形成する成層
コア自体の径が比較的小径であることから、コンパクト
なモータ外形として形成され、故に工作機械への装着時
にも嵩張りを防止できる効果を得ることができる。更に
、このような小径の成層コアの利用により、モータ外筒
の液冷却を実施する場合にも熱抵抗が小さく、高トルク
化も可能となるのでモータ性能と外形形状の条件等の両
面から極めて有効な交流スピンドルモータを形成するこ
とに成る。
の多い低速用途の交流誘導モータ用の成層コアを使用し
て工作機械で切削、研削に常用される低速、高速の面域
の速度と所要出力トルクを発揮し得るスピンドルモータ
が提供され、しかも、スピンドルヨークを形成する成層
コア自体の径が比較的小径であることから、コンパクト
なモータ外形として形成され、故に工作機械への装着時
にも嵩張りを防止できる効果を得ることができる。更に
、このような小径の成層コアの利用により、モータ外筒
の液冷却を実施する場合にも熱抵抗が小さく、高トルク
化も可能となるのでモータ性能と外形形状の条件等の両
面から極めて有効な交流スピンドルモータを形成するこ
とに成る。
第１図は本発明の１実施例に係る出力切り換え形三相交
流スピンドルモータの捲線配置原理図、第２図は、第１
図に示したスピンドルモータにおけるステータの一相の
捲線に極数切り換え用に設けられたコンダクタ−の接点
群装置を示した回路図、第３図は、同第２図に示した捲
線と接点群とにおいて低速運転時における接点群の開閉
状態を示した回路図、第４図は、同第２図に示した捲線
と接点群とにおいて高速運転時における接点群の開閉状
態を示した回路図、第５図（Ａ）は、同じく第２図に対
応する１相のステータ捲線における４極捲線形成時のコ
イル配置を示した図、第５図（Ｂ）は、同第５図（Ａ）
のコイルに駆動電流を供給した際の磁束流の形成状態を
示した略示図、第６図（Ａ）は第２図に対応する１相の
ステータ捲線における２極捲線形成時のコイル配置を示
した図、第６図（Ｂ）は、同第６図（Ａ）のコイルに駆
動電流を供給した際の磁束流の形成状態を示した略示図
である。 １０・・・交流スピンドルモータ、１４・・・ロータ、
１６ ・・・ステータ、１８ ｕ、 １８ ｖ、
１８Ｗ−Ｕ相、■相、Ｗ相捲線、Ｃ９〜Ｃ４・・・コイ
ル、８１〜Ｓ、・・・開閉接点、Ｕ、−Ｕ、・・・Ｕ相
駆動電流ターミナル、■、〜■、・・・■相駆動電流タ
ーミナル、Ｗ１〜Ｗ、・・・Ｗ←目駆動電流ターミナル
。 第 図（Ａ＞ 第 図（Ｂ） 第 図 第 図 第 図（Ａ） 下コイルのみ 第 図（Ｂ）
流スピンドルモータの捲線配置原理図、第２図は、第１
図に示したスピンドルモータにおけるステータの一相の
捲線に極数切り換え用に設けられたコンダクタ−の接点
群装置を示した回路図、第３図は、同第２図に示した捲
線と接点群とにおいて低速運転時における接点群の開閉
状態を示した回路図、第４図は、同第２図に示した捲線
と接点群とにおいて高速運転時における接点群の開閉状
態を示した回路図、第５図（Ａ）は、同じく第２図に対
応する１相のステータ捲線における４極捲線形成時のコ
イル配置を示した図、第５図（Ｂ）は、同第５図（Ａ）
のコイルに駆動電流を供給した際の磁束流の形成状態を
示した略示図、第６図（Ａ）は第２図に対応する１相の
ステータ捲線における２極捲線形成時のコイル配置を示
した図、第６図（Ｂ）は、同第６図（Ａ）のコイルに駆
動電流を供給した際の磁束流の形成状態を示した略示図
である。 １０・・・交流スピンドルモータ、１４・・・ロータ、
１６ ・・・ステータ、１８ ｕ、 １８ ｖ、
１８Ｗ−Ｕ相、■相、Ｗ相捲線、Ｃ９〜Ｃ４・・・コイ
ル、８１〜Ｓ、・・・開閉接点、Ｕ、−Ｕ、・・・Ｕ相
駆動電流ターミナル、■、〜■、・・・■相駆動電流タ
ーミナル、Ｗ１〜Ｗ、・・・Ｗ←目駆動電流ターミナル
。 第 図（Ａ＞ 第 図（Ｂ） 第 図 第 図 第 図（Ａ） 下コイルのみ 第 図（Ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、工作機械の主軸装置に用いられる交流スピンドルモ
ータにおいて、スピンドル駆動用出力軸を有したロータ
の周囲に配置されるステータがヨークをなす成層コアと
、該成層コア内に収納される回転磁界形成用の多相捲線
とを具備してなり、かつ、前記回転磁界形成用の多相捲
線は各相捲線が、低速、高速に両用する第１の組の捲線
と低速にのみ使用される第２の組の捲線と、低速時には
前記第１の組及び第２の組の捲線に同時に駆動電流を導
入して４極回転磁界を形成させ、高速時には前記第１の
組の捲線にのみ駆動電流を導入して２極回転磁界を形成
するように開閉切り換え可能な接点群とを具備して構成
され、捲線切り換えと極数切り換えとによりスピンドル
の出力回転を低・高速切り換えるようにしたことを特徴
とした低・高速出力切り換え形交流スピンドルモータ。 ２、前記成層コアは４極回転磁界用の磁性鋼板の成層体
からなる特許請求の範囲１、項に記載の低・高速出力切
り換え形交流スピンドル。 ３、前記各相における第１の組の捲線と前記第２の組の
捲線とは前記４極回転磁界用成層コアに形成した捲線溝
内に上下にして配設されていることを特徴とした特許請
求の範囲２、に記載の低・高速出力切り換え形交流スピ
ンドル。 ４、工作機械の主軸装置のスピンドル駆動用出力軸を有
したロータと、その周囲に配置されて誘導モータの回転
磁界を形成するステータとから成る交流スピンドルモー
タの速度切り換え方法において、ステータの成層コア内
に装着される多相捲線の各相捲線に低速・高速の両速度
域で使用する第１の捲線と、高速域では使用されず、低
速域でのみ使用される第２の捲線とを設け、低速域には
前記第１、第２の捲線に駆動電流を供給し、高速域には
前記第２の捲線への駆動電流の供給を遮断し、また、低
速域と高速域との切り換え時に極数を変更することを特
徴とした交流スピンドルモータの低・高速出力切り換え
方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299670A JP2788038B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 低・高速出力切り換え形交流スピンドルモータとその低・高速出力切り換え方法 |
| KR1019900701621A KR930005343B1 (ko) | 1988-11-29 | 1989-11-29 | 교류 스핀들 모터와 그 회전속도 절환방법 |
| EP19890913240 EP0397891A4 (en) | 1988-11-29 | 1989-11-29 | Ac spindle motor and method of changing the revolving speed thereof |
| US07/499,335 US5134332A (en) | 1988-11-29 | 1989-11-29 | Ac spindle motor and method of changing rotating speed of same |
| PCT/JP1989/001204 WO1990006617A1 (en) | 1988-11-29 | 1989-11-29 | Ac spindle motor and method of changing the revolving speed thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299670A JP2788038B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 低・高速出力切り換え形交流スピンドルモータとその低・高速出力切り換え方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02151248A true JPH02151248A (ja) | 1990-06-11 |
| JP2788038B2 JP2788038B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=17875551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63299670A Expired - Fee Related JP2788038B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 低・高速出力切り換え形交流スピンドルモータとその低・高速出力切り換え方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5134332A (ja) |
| EP (1) | EP0397891A4 (ja) |
| JP (1) | JP2788038B2 (ja) |
| KR (1) | KR930005343B1 (ja) |
| WO (1) | WO1990006617A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0527845A (ja) * | 1991-07-22 | 1993-02-05 | Okuma Mach Works Ltd | 制御パラメータ変更機能を有する数値制御装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5457373A (en) * | 1993-09-24 | 1995-10-10 | Magnetek Century Electric, Inc. | Electric motor with integrally packaged day/night controller |
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| US5786673A (en) * | 1995-09-06 | 1998-07-28 | Johnson Consulting, Inc. | Electric motor |
| US5821660A (en) * | 1997-03-05 | 1998-10-13 | Mts Systems Corporation | Brushless direct current motor having adjustable motor characteristics |
| US6331760B1 (en) * | 1998-10-06 | 2001-12-18 | Mclane, Jr. Oscar B. | Capacitive induction motor and method |
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| GB2376573A (en) * | 2001-06-15 | 2002-12-18 | Aeroquip Vickers Ltd | AC Induction motor and method of starting same |
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| CN102290940B (zh) * | 2010-06-18 | 2015-08-19 | 艾默生电气公司 | 三相多速电动机的3t-y绕组连接 |
| JP5978638B2 (ja) * | 2012-02-03 | 2016-08-24 | 株式会社安川電機 | 回転電機システム |
| CN103023252B (zh) * | 2013-01-11 | 2015-01-07 | 青岛大学 | 一种异步电机减额对称稳态运行的绕组连接方法 |
| CN104901497B (zh) * | 2015-06-03 | 2017-04-19 | 华中科技大学 | 一种三相交流电机定子变极绕组的设计方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE527563C (de) * | 1926-07-30 | 1931-06-19 | Berkel Patent Nv | Einphasen-Wechselstrom-Induktionsmotor mit im Verhaeltnis 1:2 umschaltbarer Polzahl |
| FR714329A (fr) * | 1930-07-15 | 1931-11-12 | Alsthom Cgee | Procédé de transmission électrique par machines à courants alternatifs, notamment pour la propulsion des navires |
| FR1371296A (fr) * | 1963-07-23 | 1964-09-04 | Anciens Etablissements Eve & N | Moteur électrique d'induction à deux vitesses destiné à être alimenté en courant triphasé |
| FR1381542A (fr) * | 1963-10-31 | 1964-12-14 | Anciens Etablissements Eve & N | Moteur électrique monophasé à deux vitesses |
| BE815249A (fr) * | 1974-05-20 | 1974-11-20 | Acec | Moteur asynchrone |
| US3951351A (en) * | 1974-06-13 | 1976-04-20 | Oster Corporation | Multi-purpose kitchen appliance |
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-
1988
- 1988-11-29 JP JP63299670A patent/JP2788038B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-11-29 US US07/499,335 patent/US5134332A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-11-29 WO PCT/JP1989/001204 patent/WO1990006617A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1989-11-29 EP EP19890913240 patent/EP0397891A4/en not_active Withdrawn
- 1989-11-29 KR KR1019900701621A patent/KR930005343B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0527845A (ja) * | 1991-07-22 | 1993-02-05 | Okuma Mach Works Ltd | 制御パラメータ変更機能を有する数値制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR900702622A (ko) | 1990-12-07 |
| US5134332A (en) | 1992-07-28 |
| WO1990006617A1 (en) | 1990-06-14 |
| KR930005343B1 (ko) | 1993-06-17 |
| EP0397891A4 (en) | 1991-04-24 |
| JP2788038B2 (ja) | 1998-08-20 |
| EP0397891A1 (en) | 1990-11-22 |
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