JPH02206338A - 可変速誘導電動機の冷却装置 - 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、可変速誘導電動機の冷ｆｉｌｌ装置に関する
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
電動機の冷却装置に関する。

（従来の技術とその課題） この種の誘導電動機では、その特徴として電圧移相装置
の調節に基づく位相差を比較的大きくとって行う起動時
、或いは低・中速度運転時においては回転子導体に連結
した抵抗材での発熱及び構成部品での蓄熱が急速に増加
するために冷却装置を必要とするが、本発明に係る可変
速誘導電動機、より詳しくは複数の回転子コアを有する
単一の回転子と複数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で、高速域から低速域の
広範囲に亘りスムーズな変速が可能で広範囲に亘り高ト
ルクを発生させることのできる電動機に関しての具体的
な冷却装置の開示は未だなされていない。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来技術の欠点を改善するもので可変速
誘導電動機の電圧移相装置の調節で位相差を比較的大き
くとって行う起動時、或いは低・中速度運転時における
抵抗材での発熱及び構成部品の蓄熱の増加を、冷却装置
で抵抗材や複数の固定子、回転子等に通風して放冷放熱
させ、電動機の回転効率を有効的に作用させると共に回
転子や抵抗材等の耐久性を向上するための簡便な冷却装
置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、深溝かご形、特殊かご形、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る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明における可変速誘導電
動機の冷却装置は、固定子コア間と機枠内周とにより形
成される通用路と、前記固定子コアと回転子コアと機枠
内周および回転子軸を軸支する軸受を嵌装した軸受盤と
により形成される通風路とに、それぞれ通じた複数個の
開口部を設けると共に、それぞれの通風路に通じた複数
個の開口部のうち少なくともそれぞれの通風路の１つの
開口部に冷却装置を設けたことにより前記課題を解決す
るための手段とし、更に本発明によると、それぞれの通
風路の１つの開口部にそれぞれ設けた冷却装置は冷却フ
ァンであり、該冷却ファンは１つの回転軸と１つの駆動
源で回転することにより前記課題を解決する手段とした
。

〔作　用〕

本発明に係る可変速誘Ｓ電動機は起動時から最高速度運
転に至るまでは所要時間が極短時間であるため何等支障
は生じないが、特に中・低速度領域の運転時にあっては
抵抗材の発熱が増大し、その発熱作用により°市動機回
転効率および抵抗材の耐久性は大幅に低下する。本発明
においては、機枠外空気を冷却装置により固定子と抵抗
材および回転子の軸受部分に直接通ｊ虱して冷ｆｉｆｌ
Ｉ放熱させ、通風路内から排風を機枠外にＩＪｆ出させ
るから、複数個の回転子コアに装設した複数個の導体を
複数個の固定子コア間において短絡連結した抵抗材は、
変動なく正確に作用する。

詳しくは固定子コア間と別枠とにより形成する通用路と
、前記固定子コアと回転子コアと別枠および軸受盤とに
より形成する通風路とにそれぞれ直接ファンによる送風
を連絡し抵抗材および複数個の固定子および回転子また
は軸受部分をムラなく冷却することができる。更に、比
較的低温の固定子等の冷却と比較的高温の抵抗材の冷却
とを別の通風路で行なうため、抵抗材の、固定子等の比
較的低温部分への熱波及を防止することができる。別な
観点から、通常本発明の可変速誘導電動機を冷却ファン
の送風で冷却する場合、一方の固定子、抵抗材、他方の
固定子の通１虱路の順で冷却する方法が通常で、この場
合、抵抗材の発熱による他方の固定子等の比較的低湿部
分への熱波及は避けられない。つまり冷却ファンの送風
をそれぞれの通風路へ直接連絡するため抵抗材の発熱の
影響を受けることな（他の固定子等を効率よく冷却する
ことができる。

またそれぞれの通風路に通じた複数個の開口部のうち少
なくともそれぞれの通風路の１つの間口部にそれぞれ設
けた冷却装置の冷却ファンは、１つの回転子軸に軸着し
た構成から駆動源となるたとえばモーター等は複数個必
要としない。

〔実施例〕

実施例について第１図ないし第２図を参照し説明する。

第１図の符号１は本発明に係る可変速誘導電動機であり
、該誘導電動機は以下のような構成を有する。

鉄心からなる回転子部分２．３を任意の間隔を設けて回
転子軸４に軸装し、該回転子部分は、回転子コアにアル
ミニウムを鋳込んで複数個の導体５と、その一端部を短
絡環６と７及び他方側に前記複数個の導体を一組にして
、端部５１とを形成した。さらに回転子８は前記回転子
部分２．３間において、１組の導体に対し、つまり前記
回転子部分２，３の端部５１に対し、弯曲部を持つ別個
の導体５５を連通状に連結することで一体的に形成する
。回転子部分２，３間に前記連通状に連結した導体５５
を、抵抗材ｒ・・・たとえば、銅ニツケル合金、ニッケ
ルクロム合金、鉄クロム合金及びステンレス等により前
記弯曲部と、隣接する別個の導体間とを連結溶接する。

この時抵抗材ｒは別個の導体５５を囲繞する如く一体的
に形成したものを溶接したり、複数の抵抗片を別個の導
体間に溶接したりする。

また弯曲部にかかる抵抗材ｒには回転軸４の中心線を起
点とし回転子外方に向う切り欠きを設けである。また、
複数個の抵抗材ｒ・・・を例えばジグザグ状形状あるい
はその他任意の冷却攪拌体として冷却作用体１３に形成
することができる。さらに固定子２５．３１の外周部に
該固定子の両側部に連絡する複数個の通風路６０を設け
ると共に固定子外周と機枠内周との間に通風路６１を設
ける。

円筒状の機枠１４の両側部に設けた軸受盤１５．１６を
両側部にボルト１７により一体的に組付け、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。

第１図および第２図に示すように、回転子コア２．３に
対して同心的にその外側部に巻線２２．２３を施した回
動固定子３１と第２固定子２５を対峙並設する。機枠１
４と回動固定子３１との間にすべり軸受２６を装設して
、すべり軸受２６を機枠１４に嵌装したストップリング
２８・・・によって左右移動を固定する。第２固定子２
５は機枠１４の内壁面に固設される固着固定子である。

回動固定子３１の一側外周面にはギヤー３３を嵌着して
あり、機枠１４の外周部に固設した駆動装置２９と成す
正逆回転用小型モーター３５に、駆動用歯車３６を軸着
する。

開口部３７から機枠１４内に一部を挿入した駆動用歯車
３６と、回動固定子３１に嵌着したギヤー３３とを係合
させ、駆動装置２９と成すスイッチを備えた小型モータ
ー３５と、ギヤー３３およびウオームギヤー３６とによ
り成る回動機構３０を介して回動固定子３１に連結し、
回動固定子３１を回動自在とし、機枠１４に固設した第
２固定子２５に関連して回動自在とした回動固定子３１
を、置注移相装置に形設しである。軸受盤１５．１６に
は複数個の通風孔４゜・・・を穿設しである。

次に第２図〜第３図を参照しながら説明する。

冷却装置７３はファン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃを同軸上
に固着回転するモータ７２をファンケース７０に固設し
て、ファンケース７０はボルト７８等で機枠１４に固設
する。ファン７１Ａ。

７１８．７ＩＣの外周にはファンスクロール７６を形成
し該ファンスクロール７６はファンケース７０に固着し
て設ける。第３図゛の如くファンケース７０の一方には
モータ７２を、他方には回転軸７５を軸支する軸受７７
を設けである。

一方、抵抗材ｒを含む回転子コア２．３間と固定子２５
．３１の内側端及び機枠１４とにより通風路６３を形成
する。該通風路６３に係る機枠１４には通風路６３に通
じる開口部６６を複数個設けてその一部を送風口６６Ａ
に、また他方を排風口６６Ｂに形成する。

また回転子コア２（短絡環６）と固定子３１と機枠１４
及び軸受盤１５とにより通風路６４を形成する。該通風
路６４に係る機枠１４には通風路６４に通じる間口部６
７を複数個設けて、その一部を送風口６７Ａに、また他
方を排風口６７Ｂに形成する。更に回転子コア３（短絡
環７）と固定子２５と機枠１４及び軸受盤１６とにより
通風路６５を形成する。該通風路６５に係る機枠１４に
は通風路６４に通じる開口部６８を複数個設けて、その
一部を送風口６８Ａに、また他方を排風口６７Ｂに形成
する。以上のそれぞれの通風路６３．６４．６５は、通
用路６０．６１により連通する構成となっている。

それぞれの通風路６３．６４．６５に通じる開口部の送
風口６６Ａ、６７Ａ、６８Ａにはそれぞれ前述のファン
７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃが関連的に設けてあり、ファン
７１の回転によりそれぞれのファンの送風は、送風口６
６Ａ、６７Ａ、６８Ａからそれぞれの通風路６３，６４
゜６５内を冷却し、排風口６６Ｂ、６７８．６８Ｂより
排気する。ところで、開口部６６．６７゜６８またはフ
ァンもしくは機枠内部に、各通風路内の風量または、各
通風路間の風の移動等を調節する規制板等を設けること
は、必要に応じて行なうとよい。

本実施例においては、冷却ファンの取付位置を機枠周辺
としたが、たとえば、軸受盤１５に開口部を設けて軸受
盤側から送風する方法も考えられる。

たとえば第４図に示すように、軸受盤１５の外側に別の
通風路６９を設け、軸受盤１５と、通風路６９および機
枠１４と、それぞれに開口部６７を設けである。

他の開口部６６．６８と同軸上に冷却ファンを設けて、
開口部６７Ａより送風し、通」路６９から開口部６７と
を通り通風路６４に導入される。以後の作用は前）ホの
実施例と同様である。

冷却装置７３はファン７１による送風を示したが、吸引
でも可能である。この冷却装置について本実施例では、
その制御について触れていないが、たとえば、回転数計
測装置、温度計測機、タイマー等をセンサーとして制御
ｌｌ装置で間欠的により効果的に使用することもできる
。

以上に構成される実施例の作用は次の通りである。

本発明に係る可変速誘導電動機の冷」１装買７３は、機
枠外周に設けた冷却装置７３のモータ７２の回転でファ
ン７１を回転させ、外気を冷却装置７３から機枠外周の
送風口６６Ａ、６７Ａ、６８Ａを通じ、通風路６３，６
４．６５に連通ずる。通風路６３に導入された外気は、
冷１９作用体１３の回転により攪拌されて高温どなり、
排風口６６Ｂより排気される。一方通風路６５に導入さ
れた外気は、通風路６５と通風路６０．６１及び一部を
通風口４０に通じ、通風路６５内、軸受２１部分、固定
子２５を冷却しで、排風口６８Ｂと、通風路４０及び通
風路６３内の外気と混合して６６Ｂとから排気される。

他方通風路６４に導入された外気は、通用路６７と通用
路６０．６１及び一部を通風口４０に通じ、通風路６７
内、軸受２１部分、固定子３１を冷却して、排風口６７
Ｂと、通風口４０及び、通風路６３内の外気と混合して
６６Ｂとから排気される。このように一方の通風路６５
及び他方の通風路６４に送風する外気は比較的高温の通
風路６３を通らないで、通風路６４．６５を先に通過す
るため抵抗材ｒの発熱による熱波及がない。また、それ
ぞれの送風口６６Ａ。

６７Ａ、６８Ａに設けた冷却装置のファンは１つの回転
軸に固着しているために単一のモータで駆動でき、その
制御も容易である。ところで通風路の任意位置に前述の
規制板を設けると固定子２５．３１の通風路６０．６１
にはバランスよく送風することができる。

また、本発明における電圧移相装置は上記実施例の固定
子を回動するものに限定されることなく、位相切換スイ
ッチ、誘導電圧調整器、単相変圧器と結線切替スイッチ
など一方の固定子に対峙する回転子の導体に誘起する電
圧と他方の固定子に対峙する回転子の導体に誘起する電
圧との間に位相差を生じさせるものであればよいことは
言うまでもない。

〔発明の効果〕

前述の通り、本発明に係る可変速誘導電動機の電圧移相
装置の調節により位相差を比較的大きくとって行う起動
時、或いは低・中速度運転時において回転子導体を連結
する抵抗材の発熱を効率良く、また他の構成部品に影響
を与えることなく冷却する装置とすることができる、つ
まり機枠内各構成部品の温度差に従って、温度上昇の低
い固定子から温度上昇の高い抵抗材に通風し著しい冷却
効果を求めることができる。

また規制板を設けて冷却効果のバランスをとって左右の
歪みのない安定した電動機とすることができる。以上の
ことから冷却ファン装置を作動させて外気を通風路に導
入させ、抵抗材を有効に冷却放熱させ、特に低・中速度
領域におけるトルクを存分に確保し電動機の電動効率を
高めることができることに合せ、抵抗材の耐久性を向上
する効果が顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る可変速誘導電動機の側断面図、第
２図は第１図の正断面図、第３図は第２図のＤ−Ｄ断面
図、第４図は別の実施例の側断面図である。 １・・・可変速誘導電動機、２．３・・・回転子部分、
４・・・回転子軸、５・・・回転子導体、６，７・・・
短絡環、８・・・回転子、１２・・・通路用、１３・・
・冷却作用体、１４・・・機枠、１５．１６・・・軸受
盤、１７・・・ボルト、２１・・・軸受、２２．２３・
・・巻線、２５・・・第２固定子、２６・・・すべり軸
受、２８・・・ストップリング、２９・・・駆動装置、
３０・・・回動機構、３１・・・回動固定子、３３・・
・ギヤー、３５・・・小型モータ、３６・・・ウオーム
ギヤー、３７・・・開口部、３８・・・ソレノイド、４
０・・・通風口、５１・・・端部、５５・・・弯曲部を
有する別個の導体、６０．６１・・・通風路、６３・・
・通風路、６４・・・通風路、６５・・・通風路、６６
・・・開口部、６７・・・開口部、６８・・・開口部、
６９・・・通風路、７０・・・ファンケース、７１・・
・ファン、７２・・・モーター、７３・・・冷却装置、
７５・・・回転軸、７６・・・ファンスクロール、７７
・・・軸受、７８・・・ボルト、ｒ・・・抵抗材。 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、同一の回転軸に一定の間隔をもつて軸着した複
   数個の回転子コア上に複数個の回転子導体を連通状に装
   設すると共に前記回転子導体を前記複数個の回転子コア
   間において抵抗材によつて短絡連結した一体的回転子と
   、該回転子の各回転子コアのそれぞれに対峙して並設す
   る各固定子コアから成る複数個の固定子とを有し、該複
   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
   回転子の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電動機機枠の内外部に有する可変
   速誘導電動機の冷却装置であつて、固定子コア間と機枠
   内周とにより形成される通風路と、前記固定子コアと回
   転子コアと機枠内周および回転子軸を軸支する軸受を嵌
   装した軸受盤とにより形成される通風路とに、それぞれ
   通じた複数個の開口部を設けると共に、ぞれぞれの通風
   路に通じた複数個の開口部のうち少なくともそれぞれの
   通風路の１つの開口部に冷却装置を設けたことを特徴と
   する可変速誘導電動機の冷却装置。
2. （２）、それぞれの通風路の１つの開口部にそれぞれ設
   けた冷却装置は、冷却ファンであり、該冷却ファンは、
   １つの回転軸に軸着し１つの駆動源により回転するもの
   である請求項（１）記載の可変速誘導電動機の冷却装置
   。