JPH0332344A - 複数固定子誘導電動機の位相差変更装置 - 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〕 本発明は始動性能を改善する電動機に関し、より詳しく
は、複数固定子誘導電動機の複数の固定子により回転子
導体に誘起する電圧に位相差を生じさせ、回転子の出力
軸トルクを変更できる誘導電動機の位相差変更装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来、誘導電動機の始動性能を改善する目的で、同一・
回転軸上に一定の間隔をおいて二個の回転子コアを有す
る単一の回転子と、各回転子コアにそれぞれ対向して周
設された二組の固定子と、胴固定子の少なくとも一方を
周方向に任意角度回動させる電動式回動装置とを備え、
両固定子間に相対角度を生しさせるべく回動装置を作動
し、それに応じて、二個の回転子コアのそれぞれに発生
する二次電圧の位相、従って合成二次電圧の大きさが変
わることにより、トルク特性を変更する複数固定子誘導
電動機が知られている。

また、特開昭５１−２９００５号公報に開示される技術
のものは、同軸上に設置された２組の回転子鉄心と、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絹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１８００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Ｉ７、
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。

しかしながら、前記従来技術においては、運転位相差位
置を任意に設定する技術的思想は開示がなされていない
ので、運転時の回転速度が設定できず次のような問題が
あった。

〔発明が解決しようとする課題〕

すなわち、本発明の誘導電動機の特徴の一部であるとこ
ろの始動性の改善はできるものの、特徴の他部であると
ころの回転数を任意に設定できず、負荷の大きさ又は電
源周波数が異なるときに駆動装置の変更を余儀なくされ
、また電動機直結型として利用できないものであった。

そこで本発明は、従来技術の有するこのような問題点に
鑑みなされたものであり、その目的とするところは、運
転位相差を任意に設定できる位相差変更装置を提供する
ことにより、負荷又は電源周波数に基づき所望の回転数
に設定できる装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を達成するために、本発明による位相差変更
装置は、同一回転軸上に任意の間隔をおいて設けた複数
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
通状に連結した回転子と、 前記各回転子コアにそれぞれ対向して周設された複数個
の固定子と、 前記複数個の固定子のうち少なくとも１個の固定子を回
転子と同心的に回動して該固定子に対向する前記導体部
分に誘起する電圧と他の固定子に対向する前記導体部分
に誘起する電圧との間に位相差を生じさせる回動固定子
からなる電圧移相装置と、より成る複数固定子誘導電動
機の位相差変更装置であって、 前記回動固定子を正逆回動する方向を回転子の回転方向
と逆向きとし、始動時に回動を規制又は解除するよう構
成すると具に、運転位相差位置検出器を設け、該運転位
相差位置検出器を任意の位相差に設定可能とした。

〔作　用〕

上記の如く構成された本発明の誘導電動機の位相差変更
装置の作用は次の通りである。

複数固定子誘導電動機の運転のために、始動装置となる
開閉器を操作して給電回路を閉じると電動機へ通電され
始動すると共に閉信号が制御装置に連絡され、その信号
に基づいて制御装置から電圧移相装置へ動作命令が出力
される。

回動固定子の回動用電動機の回転方向、始動時機、回動
速度及び運転付相差として命令される。

制御装置へは始動位相差位置検出器及び運転位相差位置
検出器からの信号が入力されており、周位置を確認して
回動用電動機への給電回路を開閉する。特に、運転位相
差位置検出器は、据付時に負荷及び電源周波数により目
標回転数になるように設定されているので運転時の回転
数は一定となる。また、固定子が回転子から受ける反抗
トルクを固定子の回動の主な駆動力とし、回動用電動機
により回動を規制又は解除するので、前記両位相差位置
を確認して起動し、運転位相差位置に位相差が変更され
て回動用電動機は停止するが該誘導電動機は運転を継続
する。

回動用電動機の出力が固定子の受ける反抗トルクより小
さいものを用いるので、運転中には起動位相差位置へ戻
さずに本誘導電動機を停止してから戻るように構成する
。

尚、本発明の複数固定子誘導電動機の前記した導体の形
態は、普通かご型、二重かご型、深溝かご型、巻線型等
いずれの型式のものにも適用され、電源は単相、ニ相の
いづれも用いることができるものである。

〔実施例〕

本発明は主としてかご型回転子をもつ２固定子誘導電動
機によって詳細を説明するが、これに限定されないこと
は言うまでもない。

前記のように巻線型回転子をもつ複数固定子誘導電動機
の場合もあり、また、固定子巻線のスター結線、デルタ
結線の切り換えを併用して始動トルク特性をより多様化
する場合もある。

回転子コア間の構成も、空間、非磁性体、磁性体等を使
用する場合がある。

すでに本出願人は、特願昭６１．、−１２８３１４号と
して本発明の構成の一部である複数固定子誘導電動機の
構成、作用の詳細な説明を行なっているが、本発明の実
施例を第１図〜第４図に基づき説明する。

第１図〜第３図により本発明の構成の一部をなす電動機
の１実施例を説明する。符号１は本発明による複数固定
子誘導電動機であり、該複数固定手誘導電動機１は以下
のような構成を有する。磁性材料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に装着する。回転
子コア２．３間は非磁性体コア５を介設するか、または
空間とする。回転子コア２．３に装設した複数個の導体
６・・・のそれぞれを回転子コア２゜３に連通して連結
し一体的な回転子７を形成し、その直列に連結した複数
個の導体６・・・の両端部は短絡環８，８により短絡さ
れる。また、回転子コア２，３および非磁性体コア５に
回転子７の両側部１０．１．１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７の外周部に貫通する複数個の通気孔工３・・・を
穿設しである。また、本実施例においては回転子７に装
設された導体６・・・は回転子コア２゜３間の非磁性体
コア５部において、それぞれを任意のベクトルの差の電
流が流れると通電する抵抗材９を介して連結しである。

円筒状の機枠１−４の両側部に設けた軸受盤１５．１６
を連結棒１−７・・・にナツト１８・・・を締めること
により一体的に組付ける。回転子７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１
５．１６に嵌装した軸受２１．．２１に軸支し、回転子
７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との間にすべり軸受２
６を装設し、ずべり軸受２６を機枠１４に嵌装したスト
ップリング２８・・・によって固定し、第２固定子２５
は機枠１４に固定する。第王固定子２４の一側外周面に
はギヤー２９を嵌着しである。機枠１４の外周部に固設
した回動用電動機３０に駆動用歯車３１を軸着し、該駆
動用歯車３１は第１固定子２４に嵌着したギヤー２９に
係合される。このように構成することにより、第１固定
子２４は回動用電動機３０の作動によって回転子７と同
心的に回動して回動固定子２７を構成する。

そうして、第１固定子２４の回動と第２固定子２５とに
よって電圧移相装置が構成される。

次に、誘導電動機１−の冷却装置の構成について説明す
る。機枠１−４の外周部に送風口３４と排風目３５を穿
設し、排風「１３５にはモータ３７を有する排風機３６
を固着し、空間部３８の空気を機枠１４外に流通させる
。また、回転子軸４と一体的に回転する冷却用翼車１９
，２０を通風口３２より空気を取り入れて側部１ｏ。

１１、通風胴１２、通気口１−３に空気を流通させるた
めに設けである。３３は空気流通のための通気口で、機
枠１４の第１固定子２４と、第２固定子２５に対峙する
部分に穿設しである。

次に、第２図を参照して第１゜固定子２４の回動位置を
検出する手段の構成について説明する。

回動する第１固定子２４の外周に磁気体３９を固設し、
磁気体３９に対向する機枠１４の任意の部位に複数の磁
気センサー４０ａ〜４０ｄよりなる回動位置検出器４０
・・・を設け、第１固定子２４の回動位置を表示する回
動位置表示器４１を備える制御装置４２と連絡する。４
３は第１固定子２４の回動の開放またはロックを行う１
ま ためのソレノイドであるが、固定子の回動の開放および
ロックは公知の任意の作動機構により行うことができる
。回動機構および回動位置検出装置の別実施例を第３図
を参照して説明する。

機枠１４に固着した軸受４４には回動軸４５と一体的に
回転するウオームギヤ４６を設けた同動軸４５が回転自
在に設けられ、該回動軸の一端には正逆に回転する回動
用のパルスモータ４７を回動軸４５と同心に設けて該バ
ルスモター４７は機枠１−４に固着される。５１は電圧
位相差設定器であり、該設定器は始動時付相差設定ツマ
ミ５２と運転時位相差設定ツマミ５３とを有し、始動時
位相差設定ツマミ５２で始動時にそれぞれの導体６・・
に誘起する電圧の位相差を負荷特性に応じて設定して起
動し、一定時間経過後または回転子７が任意の回転数に
達した後、運転時位相差設定ツマミ５３で設定した位相
差になるように構成する。

前記した回動位置検出器のうち任意の位相差の大きい方
、例えば回動位置検出器４０ａを始動位相差位置検出器
５５として、位相差ゼロ又は小さい方、例えば回動位置
検出器４０ｄを運転位相差化部検出器５６とし、取付位
置可変とするか、回動位置検出器４０ａ及び４０ｂの２
個を運転位相差位置検出器５８とし、図外のスイッチで
切換えて使用することができる。

また、第３図に示す回動装置の構成とずれば、反抗トル
クを利用して同動するのに特別なブレーキ装置を設けず
に適用できる。すなわち、第１固定子２４の反抗トルク
による回動をウォムギャ４６が規制し、回動を進める場
合にはパルスモータ−４７を回動すれば軽い力で回動で
きる。

次に、上記構成における作用につき説明する。

運転に際し、又は前回の運転停止り時に、制御装置によ
り運転初期状態に設定されている。ずなわち、回動用電
動機３０を動作させて回動固定子２７の位置を始動位置
に設定し、始動位相差位置検出器５５からの信号により
同動用電動機３０の動作が停止する。

電動機１を始動すると電動機１は同転を始め、始動と同
時又はタイマーを介して回動用電動機３０が回動を始め
る。回動用電動機３０の回転速度、すなわち回動固定子
２７の回動速度はあらかじめ適宜の手段で調整されてい
る。そして、電動機１の回転速度が次第に増し、回動固
定子２７も位相差の小さい方へ回動し、運転位相差位置
検出器５６へと達して回動用電動機３０は停止し、電動
機１は運転を続ける。

第４図に示すものは、回転子導体６のそれぞれを中央部
において抵抗材９で連結すると共に第１固定子２４の固
定子巻線２２と第２固定子２５の固定子巻線２３を直列
に結線して電源に接続したときの速度とトルクを示すも
のである。

負荷には慣性力によるものと制動力によるものとがある
が、ここでは説明の便宜−Ｌ定トルクが作用する負荷に
ついて説明する。

まず第４図において、Ｔ１のトルクが該誘導電動機に作
用し、始動位相差が電気角１８０°で、■線Ｔｓであり
、運転位相差が電気角０°で曲線Ｔ＋である場合、電動
機は１１点から同転を始める。位相差が大きいために、
固定子を流れる電流値は定格電流値に近い値である。次
第に位相差が１２００．９０°、６０°、３ｏ０となル
ヨウに連続同動するので小電流値でスムーズに誘導電動
機の回転が上昇し、図中破線のＰｌからＰ？、Ｐ３を連
続的に定格運転の位相差ｏｏである点Ｐ４へと移行する
。

図中の点Ｐ４は位相差０°のときの速度とトルクを表わ
す点であるが同一のトルクＴ１の時回転速度を若干遅く
するためには位相差をＰ３側へ近づけるように設定する
。例えば５０１１２地区でＰ４であれば６Ｑ　Ｈｘ地区
で位相差１５°にすれば同一の回転速度となる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明した如く、本発明によれば、複数固定子
誘導電動機の位相差変更装置により運転位相差を任意の
位相差に設定可能としたので、負荷の大きさ、電源周波
数の違いがあっても駆動機構を変更することなしに常に
一定の所望の回転数を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明の実施例図であり、第１図は
複数固定子誘導電動機の側断面図、第２図は固定子の回
動機構と回動位置検出機構を示す側断面図、第３図は回
動機構にパルスモ−タ 実施例図、第４図は固定子巻線を直列に接続した場合の
速度とトルクの関係を示す図である。 １・・・複数固定子誘導電動機、２，３・・・回転子コ
ア、４・・・回転子軸、５・・・非磁性体コア、６・・
・導体、６Ａ、６Ｂ・・・回転子巻線、７・・・回転子
、８・・・短絡環、９・・・抵抗材、１０，１１．・・
・側部、１２・・・通風胴、１３・・・通気口、１４・
・・機枠、工５．１６・・・軸受盤、１７・・・連結棒
、１８・・・ナツト、１９．２０・・・冷却用翼車、２
１・・・軸受、２２．２３・・・巻線、２４・・・第１
固定子、２５・・・第２固定子、２６・・・ずベリ軸受
、２７・・・回動固定子、２８・・・ストップリング、
２９・・・ギヤー、３０・・・回動用電動機、３１・・
・駆動用歯車、３２・・・　０ 通風口、３３・・・通気口、３４・・・送風口、３５・
・・排風口、３６・・・排風機、３７・・・モーター、
３８・・・空間部、３９・・・磁気体、４０，４０ａ、
４．Ｏｂ、４０ｃ、４０ｄ・・・回動位置検出器、４１
・・・回動位置表示器、４２・・・制御装置、４３・・
・ソレノイド、４４・・・軸受、４５・・・回動軸、４
６・・・ウオームギヤー、４７・・・パルスモータ−１
４８・・・連結行程路、４９・・・連結行程路、５ｏ・
・・電圧移相装置、５１・・・電圧位相差設定器、５２
・・・始動時位相差設定ツマミ、５３・・・運転時位相
差設定ツマミ、５４・・・速度検出器、５５・・・始動
位相差位置検出器、５６・・・運転位相差位置検出器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）同一回転軸上に任意の間隔をおいて設けた複数個
   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
   状に連結した回転子と、 前記各回転子コアにそれぞれ対向して周設された複数個
   の固定子と、 前記複数個の固定子のうち少なくとも１個の固定子を回
   転子と同心的に回動して該固定子に対向する前記導体部
   分に誘起する電圧と他の固定子に対向する前記導体部分
   に誘起する電圧との間に位相差を生じさせる回動固定子
   からなる電圧移相装置と、より成る複数固定子誘導電動
   機の位相差変更装置であって、 前記回動固定子を正逆回動する方向を回転子の回転方向
   と逆向きとし、始動時に回動を規制又は解除するよう構
   成すると共に、運転位相差位置検出器を設け、該運転位
   相差位置検出器を任意の位相差に設定可能としたことを
   特徴とする位相差変更装置。
2. （２）請求項（１）記載の位相差変更装置であって、前
   記回動固定子の回動角度に関連して設けた前記運転位相
   差位置検出器の取付位置を変更するものであることを特
   徴とする位相差変更装置。
3. （３）請求項（１）記載の位相差変更装置であって、前
   記回動固定子の回動角度に関連して設けた複数個の運転
   位相差位置検出器と該複数個の運転位相差位置検出器か
   らの信号を切換える切換スイッチとを設けたことを特徴
   とする位相差変更装置。
4. （４）請求項（１）記載の位相差変更装置であって、前
   記回動固定子の回動用電動機と、その始動位置からの回
   動量により位相差を検出する制御装置とで運転位相差位
   置検出器を構成することを特徴とする位相差変更装置。