JPH0374162A

JPH0374162A - 複数固定子誘導電動機

Info

Publication number: JPH0374162A
Application number: JP14056389A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Satake; 佐竹　利彦; Yukio Onoki; 大野木　幸男; Yukio Hosaka; 幸男保坂
Original assignee: Satake Engineering Co Ltd
Current assignee: Satake Engineering Co Ltd
Priority date: 1989-04-13
Filing date: 1989-06-01
Publication date: 1991-03-28

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、単一の回転子と複数個の固定子とを有し、任
意の固定子を回動することにより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、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。

〔従来の技術〕

従来、一般的に使用されているかご形誘導電動機の始動
時においては、始動電流を制御する手段としてスターデ
ルタ始動、リアクトル始動、始動補償器始動等が知られ
ているが、これ等いずれの手段も始動電流を制御するこ
とはできても始動トルクを改善することはできない。

また、巻線型電動機においては、二次抵抗器の抵抗値を
変化させ、始動トルクを向上させることはできるが、ブ
ラシとストップリングの使用を余儀なくされ保守性に難
があった。

上記問題点に対処するものとして、例えば、特開昭５４
−２９００５号公報に開示される技術のものがある。こ
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
形導体の中央個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、始動時には各組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会わ
せて給電する双鉄心かご抜型動機であるが、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るが、負荷時
の回転速度を増加する際または減少する際に、十分なト
ルクを確保すると共に、ショックを少なく自動的に位相
差を変更する装置を備えておらず、始動電流の減少と始
動トルクの増大のみを目的とするものであった。また、
位相差が１８０°と０°のみ設定保持可能で、負荷への
広範囲な対応性を備えていなかった。それ故に始動トル
クは位相差１８０°のトルク特性に限定されるので負荷
の広範囲な変化に対応できるものではなかった。

ここで本出願人は、特開昭６２−２６０５９０号公報に
、速度制御領域を広範囲に且つその速度制御を無段とし
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
での全速度領域に渡り、トルク特性と効率の優れた複数
固定子構成の誘導電動機を開示している。

〔発明が解決しようとする課題〕本発明は、前記従来技術を更に改善するものであり、特
開昭６２−２６０５９０号公報の複数固定子構成の誘導
電動機は、可変速の手段として、複数固定子のうち少な
くとも１つの固定子を回転子軸と同心的に回動自在に形
設し、前記回動自在に形設した少なくとも１つの固定子
を回動することにより、複数個の固定子にそれぞれ対峙
した回転子導体に誘起する電圧に位相差を生じさせる。

これにより、回転子コア間の抵抗材に電圧が加わり、抵
抗材を介し複数個の導体間に電流が流れて、低速回転領
域においても大きなトルクを確保することができるもの
であるが、前記回転子導体に誘起する電圧に位相差を生
じさせる前記回動固定子の回動は、電動機機枠の内周に
回動自在に設けた回動固定子の外周にギヤー等の係合部
材を設け、外部よりモーター等の駆動装置により回動さ
せるものであったが、回転子の回転速度と外部負荷の変
動に応じて回動固定子の回動位置を確保するために、回
動固定子の回動位置センサーや、回転子の回転計および
回動固定子の駆動装置等と様々なセンサーにより制御す
る制御装置とを必要とした。

このような複数固定子構成の誘導電動機を、起動性の改
善のみを目的として機器に使用する場合、中速域におけ
る速度およびトルクの制御は、必要としないものであり
そのまま使用すると高価なものとなる。しかしながら起
動から定格回転に至る間の回転の上昇にスムーズな変化
を要求される機器も多く存在し、これらの問題を解決す
るために、一般の誘導電動機の特性から、起動時のトル
クに余裕のある大きな電動機を使用することになる。ま
た、特開昭５４−２９００５号公報に開示された起動時
に高トルクを発生するものでも、回転の上昇が段階的で
ショックの発生するものは敬遠されるという問題点があ
った。以上の問題点を解決するために本発明は、起動負
荷の大きい機器の起動時から定格回転に至るまでの回転
の上昇がスムーズで、しかも低価格で提供できる複数固
定子誘導電動機の開発を技術的課題とする。

〔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は、同−同転軸に任意
間隔を設けて軸着した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、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によって短絡連結し
、機枠内に、且つ前記複数個の回転子コアと同心的にそ
の外周部に複数個の固定子を対峙並設すると共に、前記
複数個の固定子のうち少なくとも１個の固定子を、前記
回転子と同心的に回動する回動固定子に形設し、該回動
固定子を、−方の固定子に対峙する回転子導体部分に誘
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
装置に形成し、前記回動固定子の始動位置から定常運転
位置への回動を、前記回転子から受ける反抗トルクによ
り威すと共に前記回動固定子を定常運転の位相位置に停
止させるストッパーを前記機枠と回動固定子とに関連的
に設けた。更には、前記回動固定子の回動を、運転停止
時に始動位置まで戻す始動位置決め装置を設けること、
また、回動固定子の始動から定常運転への回動速度を規
制する回動速度規制装置を設けることにより前記課題を
解決するための手段とした。

また前記回動自在に形設した回動固定子に、前記回転子
の回転と同一方向に付勢する弾性伸縮体と、回転子から
受ける反抗トルクにより回動する回動固定子の回動速度
を調節する速度コントローラーと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た。更には、前記回動
自在に形設した固定子の回動を付勢する弾性伸縮体と回
動速度を調節する速度コントローラーとを、前記固定子
の円周の任意点を中心に右回転と左回転との双方に作用
するよう設けたことにより前記課題を解決するための手
段とした。

〔実施例〕

第１図ないし第４図を参照しながら本発明の詳細な説明
する。第１図の符号１は本発明に係る複数固定子誘導電
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
ミニウム等を鋳込んで、複数個の導体５と、その一端部
に短絡環６と７及び他端部に端部５１とを形成する。さ
らに回転子８は前記回転子部分２，３間において、導体
５の端部５１に対し、導体５５を連通状に連結すること
で一体的に形成する。また、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、
アルミニウム、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を介し短絡連結しである
。前記回転子部分２．３間の導体５５および抵抗材ｒ以
外の部分は空間または非磁性体により形成される。

また回転子部分２，３に回転子８の両側部１０．１１に
連絡する複数個の通風胴１２・・・を設ける。さらに固
定子２５．３１に該固定子の両側部に連絡する複数個の
通風胴６０を設ける。

また、複数個の抵抗材ｒ・・・は例えばジグザグ状形状
あるいはその他任意の冷却撹拌体として冷却作用体１３
に形成することができる。

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８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２５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、電
圧移相装置に形設しである。

冷却装置７３を機枠１４に固設すると共に、冷却装置７
３の吸引部７４Ａを機枠１４内に連絡する。

回転子コア間に係る機枠１４に複数の開口部３９を開設
し、前記複数の開口部を任意個数の送風口６５と排風口
６６とに形成し排風口６６は前記吸引口７４Ａに連通ず
る。また、軸受盤１５．１６には複数個の通風孔４０・
・・を穿設しである。

前記回動固定子３１の回動にすべり軸受の例を示したが
、本例以外にローラーベアリングまたは、ボールベアリ
ングを設けたり、回動固定子の一側から回動固定子の外
周を支持する支持体を回転子軸で回動させるなどの方法
もあり本実施例に限定されない。

次に第３図は抵抗材ｒと導体５５とを含む回転子部分間
の側断面図である。回転子部分２゜３の端部５１に、湾
曲部を持つ導体５５を支持体７５を囲繞して固着する。

それぞれ導体５５を固着した回転子部分２，３は回転軸
４に軸装しである。ここでいう固着とはロウ付を含むも
のである。更に抵抗材ｒを、隣接する導体間に連結溶接
する。この時抵抗材ｒは導体５５を囲繞する如く一体的
に形成したものを溶接したり（第４図）、複数の抵抗片
を導体間に溶接したりする。このとき抵抗材ｒは支持体
７５と接して回転軸４と同心的に形成される。また抵抗
材ｒに臨む支持体７５の円周部分にまたは円周全部に絶
縁材を施しである。

支持体７５は、回転軸４に嵌装するリング７６に装着し
、ストッパー７７と共にリング７６の側端部をかしめて
、支持体７５をリング７６と一体的に形成し、リング７
６を回転軸４上の回転子部分間に嵌装する。このときリ
ング７６には絶縁のためのコーティングを施すことがあ
る。

ところで、導体５５は導体５６と導体５７とによって形
成する。湾曲部を有する導体５６と導体５７は対称形に
設けて合わせた部分をスポット溶接等の溶接手段で固着
する。このとき前記導体５６．５７は、板状に形成する
方が加工・溶接が容易である。また、導体５６と導体。

７とは１つの部材で湾曲部を設けて一体的に形成したも
のでもよい。

次に、本発明の第１の実施例による回動固定子の回動力
法及び装置について第２図により説明する。まず回動固
定子３１の円周に、機枠１４に設けた開口部３７より突
出して弾性伸縮体４２の一方を張架する突片３３を固着
しである。

また弾性伸縮体４２の他方を張架する支持材３５を機枠
円周上の任意位置に設けである。前記弾性伸縮体４２は
当実施例では引っばりバネを示し、従って回動固定子３
１は前記弾性伸縮体４２により右回転方向に付勢されて
いる。

次に回動固定子３１の円周に、機枠１４の前記開口部３
７と異なる位置の開口部３８より突出して、回動固定子
３１の回動速度を調節する速度コントローラー４３のロ
ッド４４を係止する、突片３４を固着しである。また速
度コントローラー４３の他方は、機枠１４の円周の任意
位置に設けた支持材３６に回動自在に支持されている。

前記速度コントローラー４３は当実施例では一般にダッ
シュポットまたはダンパーと呼ばれるものを示している
。この速度コントローラーにまり回動固定子の回動速度
を規制する。

また、開口部３７に突出する回動固定子３１の突片３３
と、開０８３７との接触部分をストッパー２９．３ｏに
形威し、回動の位置決めをする。またストッパー２９．
３０には、突片３３と、開口部３７との衝突によるショ
ックを吸収する緩衝材を設けである。

以上の構成において始動位置決め装置としての弾性伸縮
体４２と回動速度規制装置としての速度コント０−チー
４３とは、本実施例の部材に限定されるものではなく、
始動位置決め装置としては、電気的なソレノイドや気体
圧縮体、小出カモ−ター等が使用され、回動速度規制装
置としては電磁ブレーキ等も利用できる。そして、電気
的な始動位置決め装置及び回動速度規制装置を用いる場
合には回動固定子の始動位置又は定常運転位置を検出し
て制御する方が望ましい。また、弾性伸縮体４２と速度
コントローラー４３とを別位置に配置したが、第２図の
弾性伸縮体４２の対向する側に速度コントローラー４３
を設け、開口部と突片を共用することも考えられ、この
配置においても本実施例に限定されない。更に前記スト
ッパー２９．３０となる緩衝材は開口部以外に、速度コ
ントローラー４３の（本実施例ではダッシュポット）内
部に設けてショックを吸収するよう構成することもある
。また、ストッパー、始動位置決め装置及び回動速度規
制装置を機枠内に設けることなど多様な実施態様が利用
できる。

ところで、回動固定子３１の回動により位相差を生じる
ように構成した本実施例の複数固定子誘導電動機の場合
、回動固定子３１の突片３３が、ストッパー３０側にあ
るとき位相差が電気角で１８０°、突片３３がストッパ
ー２９側にあるとき位相差が電気角で００となるよう構
成している。しかしながら負荷条件によって位相差の設
定値が９０’またはｏｏ〈θ＜　１８０’のいずれでも
良い。本実施例においては、位相差の設定をθ°〜ＩＨ
’　とした。

次に第２の実施例により正逆回転する場合について第５
図により説明する。本実施例の説明において複数固定誘
導電動機の構成及び第Ｉの実施例と重複する部分につい
ては省略する。

第５図において、ます回動固定子３↓の円周に、機枠１
４に設けた開口部４８より突出して弾性伸縮体４２．４
７のそれぞれの一方を張架する突片３３を固着しである
。また弾性伸縮体４２．４７のそれぞれの他方側を張架
する支持材４５．４６を機枠円周上の任意位置に設けで
ある。前記弾性伸縮体４２．４７は当実施例では引っ張
りバネを示し、従って回動固定子３１は前記弾性伸縮体
４２．４７により（第５図において）左右から引き合っ
て、開口部の略中央に停止している。

次に回動固定子の回動速度を調節する速度コントローラ
ー４９の構成は第１の実施例と同様に、開口部５０より
突出して回動固定子３１の回動速度を調節する速度コン
トローラー４９のロッド４１を係止する突片３４を固着
しである。

また速度コントローラー４９の他方は、機枠１４の円周
の任意位置に設けた支持材３６に回動自在に支持されて
いる。

また開口部４８には、弾性伸縮体４２．４７かまたは他
の作用により付勢された突片３３と、開口部４８との衝
突によるショックを吸収するストッパー２９．３０とな
る緩衝材が設けである。

本実施例と第１の実施例との相違点は、回動固定子の回
動による位相差を開口部４８の中央において１８０°と
し、開口部４８の左右端において０°となるよう構成し
たものである。以上が、第２の実施例の構成であるが、
第１の実施例は第２図において右回転専用の電動機、第
２の実施例は第５図において右回転、左回転両用の電動
機の場合の実施例といえる。

以上の構成において、弾性伸縮体と速度コントローラー
を複数固定子誘導電動機の機枠外に設けた例であるが、
機枠内、固定子側方に設けるなどして同様の効果を得る
ことができる。

次に第３の実施例を第６図ないし第８図により示し説明
する。第６図は回動固定子の外側方に支持体８０を固着
して、該支持体８０は回転軸４に回動自在に軸受８１を
介′して軸着し、よって回動固定子３１は前記支持体８
０により回転軸４と同心的に回動自在に形設される。ま
た回動固定子外周の支持体８０にはギヤー８２を固着し
てあり、該ギヤー８２に係合して機枠１４に設けた突出
動するソレノイド８３は、突出して前記ギヤー８２と係
合し、回動固定子３１の回動を固定するストッパーとな
る。

機枠１４の内部に設けた係止部８４の係止ピン９１と係
止部８５の係止ピン９２にはコイルバネ８６が任意緊張
状態で設けてあり、前記係止部８４と８５とのそれぞれ
に係るコイルバネ８６のフック８７と８８とには、回動
固定子３１に固着した回動係止ピン８９と９０とが前記
係止ピン９１．９２と同様に係合している。

また支持体８０の軸受部分には偏心カム９３を設けてあ
り、該偏心カム９３に当接したダッシュポット９４を機
枠１４に設けて前記回動固定子の回動速度制御を行なう
よう形設しである。

以上の構成部分は更に次のように関係付けられている。

まずコイルバネ８６は係止部８４．８５の係止ピン９１
．９２に設けて機枠１４に固設した形となる。次に係止
ピン９１．９２と同様にコイルバネ８６のフック８７．
８８に係合するよう回動固定子３１の支持体８０にも回
動係止ピン８９．９０を設けたことから、機枠的に回動
固定子３１の左右回動は、回動係止ピン８９゜９０とコ
イルバネ８６のフック８７．８８との保合により固定さ
れている。外部より何らかの作用がない限り回動固定子
３１は回動しない。

ところでこの時、固着固定子２５と回動固定子３１とは
、電気的に位相差を設けた状態（本実施例では位相差１
８０°）にしである。つまりコイルバネ８６により固定
された回動固定子３１は固着固定子２５に対し任意の位
相差を発生する角度だけ回動した状態で固定されている
。

一方、カム９３とダッシュポット９４は、前記回動固定
子３１の固定状態において、カム９３の偏心の一番大き
い位置、言い換ればカム回転軸４がカム円周に最も近づ
いた位置にダッシュポット９４は当接しである。またカ
ム円周の当接部分には現位置を決める位置決め用の凹部
９５を設けて回動固定子３１の初期位置とする。

更にギヤー８２と同じ円周には固着固定子２５と回動固
定子３１の位相差が零の回動位置を示すストッパー９６
．９７を設け、位相差零を出力するリミットスイッチ９
８．９９を前記ストッパー９６．９７それぞれに関連し
て機枠１４に設けてあり、前記リミットスイッチ９８．
９９によりソレノイド８３は突出動することになる。

次に、第１ないし第３の実施例における回動固定子３１
と第２固定子２５のそれぞれに巻装した巻線２２．２３
の結線の一例について第９図および第１０図に基づいて
説明する。第９図に示すものは、回動固定子３１、第２
固定子２５のそれぞれに施した巻線２２．２３をスター
結線とし、直列に電源に接触したものである。

即ち、回動固定子３１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２
２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。

また、第１０図に示すものは回動固定子、第２固定子３
１．２５の巻線２２．２３を直列に連結して商用３相電
源にデルタ−接続したものであるがその詳細な説明は省
く。

以下に、上記構成における作用を説明する。

回動固定子３１の巻線２２に商用３相電源から通電する
と、固定子３１．２５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２固定子２５に対して回動固定子３１
の回動量をゼロとしたときには、それぞれの固定子３１
゜２５により、回転子８の導体５部分に誘起する電圧に
は位相のずれがなく、その詳細は後述する如く抵抗材ｒ
には電流が流れないので、この状態では一般の誘導電動
機と同一のトルク特性を持つものである。

次に、回動固定子３１を位相角でθだけ回動した場合に
ついて説明する。回動固定子３１と第２固定子２５が作
る回転磁界の磁束φ１．φ２の位相は回転子８の任意の
導体５に関してはθだけずれており、そのため固定子３
１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＋、＠２の位相はθだけずれることになる。

今、第２固定子２５によって回転子８の導体５・・・に
誘起される電圧向を基準とし、該電圧を白２ＳＥとする
。ここでＳはすべり、Ｅはすベリ１のときの誘起電圧で
ある。このとき回動固定子３１によって導体５に誘起さ
れる電圧ｅｌは。

白＋＝ＳＥεＪｌｌとなる。

第１１図に示すものは、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のすベリ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〈　１８［１０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
の極大値は５＝（Ｒ／ωＬ）　のとき現われる。

有効電力Ｐは誘導電動機の駆動トルクと比例するので、
回動固定子３１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、回転子の速度を制御することがで
きるが位相差が大きくなるに従って急激にトルクが低下
して実用に供しないものである。

次に、回転子８の導体５の短絡環７から抵抗材ｒまでの
それぞれの抵抗をＲ１，Ｒ２、またインダクタンスをＬ
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ｒの抵抗をｒとすれば、回転子
８の電気的等価回路は第１２図のようになり、符号ｆｌ
。

１２、Ｉ３は各枝路を流れる電流を示すものである。

次に、第１２図に示すものを胴固定子３１゜２５側から
みた等価回路に変換すると第■３図のようになり、Ｒ＋
＝Ｒ２，ＬＩ＝Ｌ２で００°のときには１３＝Ｉｌ−１
２＝　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，ｌ１＝Ｌ２でθ＝１８０゜のときに
は、ｌ１＝−Ｉ２．ｌ３＝Ｉ＋−１２＝２１＋となり、
従来の誘導電動機において回転子導体５の抵抗をＲ１＋
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。

次に、回動固定子３１と第２固定子２５のそれぞれに巻
装した巻線２２．２３を直列に接続した作用を第１４図
において説明する。

巻線２２．２３を直列に接続しであるために、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
違あるいは両固定子３１゜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、したがって回動固定
子３１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きさが等しくなる作
用と、回動固定子３１と第２固定子２５の回動差、即ち
回転磁界の磁束に生じる位相のずれに応じて両固定子３
１．２５のそれぞれから回転子８の導体５・・・に流れ
る電流の大きさが等しくなるという強制力が生じる作用
と、両固定子３１．２５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
抵抗材を介して必然的に流れるという強制力が生れる作
用との相乗効果により、第１４図に示す、すべりとトル
ク特性のように効率の改善とそれぞれの変速領域におい
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する
もので、負荷の起動特性に順応して滑らかな起動とする
こと、あるいは高出力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。上記のように回転子８の変速は、回動固定子
３１を回動すること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る制御
のみで回転子８の回転速度を任意に変速することができ
る。

なお、巻線２２．２３を直列に連結した回動固定子３１
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ｒ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３
１，２５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抵抗材ｒの抵抗
値の設計次第により、最高速度の持つ定格電流と定格ト
ルク特性とを、それぞれの変速領域においてもほぼ同時
に作用させることができる。また、回動固定子、第２固
定子３１゜２５の巻線２２．２３を直列に連結してあっ
ても、仮に導体５・・・間に抵抗材ｒを設けて短絡して
いない場合は、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、両固定子３１．２
５の巻線２２．２３それぞれを並列に電源に連結したも
のよりも効率、トルクは低下する現象となる。

上記に対し、第１５図の回動固定子３１と第２固定子２
５の巻線２２．２３のそれぞれを並列に商用３相電源に
連結した場合には、回動固定子３１と第２固定子２５の
巻線２２．２３に入力する電圧は等しく、両固定子３１
．２５のそれぞれから回転子８の導体５・・・に誘起す
る電圧は同等でその電圧の位相はＰθだけ異なり、複数
個の導体５・・・間を抵抗材ｒ・・・を介して流れる電
流は、（１／　２）　Ｘ　（第１．第２固定子のそれぞ
れから回転子導体に誘起した差電圧）＝（抵抗材ｒ・・
・の抵抗値）にほぼ比例した電流となる。しかしながら
、回転子８の導体５・・・には抵抗材ｒ・・・に流れる
電流の他に（回動固定子。

第２固定子の回転子導体に誘起する和電圧）÷（回転子
導体のインピーダンス）にほぼ比例した電流が重畳して
流れる。（上記和電圧は、Ｐθ＝πがゼロで、Ｐθ＝０
で最大となり、回転子導体のインピーダンスは導体の抵
抗と二次漏れリアクタンスのそれぞれよりなるのですべ
りによって異なる）したがって、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・・・
間を抵抗材ｒ・・・を介して流れる電流の比率は、Ｐθ
が一定でもすべりおよび抵抗値によっても異なり、Ｐθ
を一定とした場合のすべりとトルク特性は、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の特性と
、一般の誘導電動機の一次電圧を制御した場合の特性と
を混合した第１５図に示す特性となる。この特性は、回
動固定子、第２固定子３１．２５の巻線２２．２３を直
列に連結した場合の特性に対しである特定の負荷特性の
場合には速度制御の範囲が狭くなるものであるが、低減
トルク特性の負荷の場合には直列接続の場合とほぼ同等
の広範囲で使用できるものである。

次に第１の実施例に対する作用を説明する。

任意負荷に接続して複数固定子誘導電動機を起動すると
、回動固定子の移相角は１８０°に弾性伸縮体で付勢さ
れているので第Ｉ４図および、第１５図のＴｓ曲線に添
って起動される。起動されて回転子８が右回転を開始す
るとそれに伴う反抗トルクが固定子３１側に作用する。

回動固定子３１の円周には軸受を設けであるので、先の
反抗トルクの作用により、回転子８の回転と逆の左回転
の力が回動固定子３１に作用し始める。この反抗トルク
の作用が弾性伸縮体４２の引っ張り力を越えると回動固
定子３１は左回転し、このことにより位相差は０°に近
づくことになる。しかし反抗トルクがそのまま回動固定
子３１に作用すると、回動固定子は急激に位相差０°に
なり、第１４図または第１５図の１４曲線のトルク曲線
に移行して、起動できないか、その時がｐｖを越えた回
転数であれば、急激なトルク変化に伴うショックを発生
することになる。そこで本実施例においては速度コント
ローラー４３を設けである。

つまり速度コントローラー４３は起動時のトルク曲線Ｔ
ｈから定格回転時のトルクの作用を速度コントローラー
４３のダッシュポットで徐々に吸収しながら、反抗トル
クの力を利用して、位相差を１８０°から０°に変化さ
せて、スムーズに定格回転に至り効率の良い使用状態保
持しようとするものである。本実施例において主要な位
相差は０°と１８０°であるが、０〈θ〈１８０°間の
位相差は、静かな起動から定トルクでスムーズに最高回
転に移行するためであり、ここで速度コントローラー４
３が有効に作用するものである。更に反抗トルクによる
機械的なショックをやわらげる作用もある。

ストッパー２９に緩衝体を使用すると更に前記の機械的
ショックの吸収ができる。

逆に電源を開放した場合には回動固定子３１への反抗ト
ルクは消滅して、回動固定子３１は弾性伸縮体４２の付
勢により急激に位相差１８００の位置に戻ろうとするが
、ここでも速度コントローラー４３が有効に作用して、
ゆるやかに位相差１８０°の位置に戻る。更にはストッ
パー３０に緩衝体を使用することにより機械的ショック
は吸収される。

次に正逆回転する第２の実施例の作用について説明する
と、第１の実施例と同様であるが、前述の如く、第１の
実施例は第２図において右回転のみの場合の例である。

第２の実施例は第５図において左右両回転の場合の例で
ある。第１の実施例では、開口部３７の右端が位相差１
８０°であったが第２の実施例においては開口部４８の
中央で位相差１８０°となるよう構成されていることか
ら、回転子８が右回転の場合、回動固定子３１は左回転
方向に、回転子８が左回転の場合、回動固定子３■は右
回転方向に反抗トルクの作用を受けて実施例１の如く、
弾性伸縮体４２．４７および速度コントローラー４９の
作用を受ける。

更に第３の実施例の作用について説明すると、第２の実
施例の如く左右両回転の例である。この第２の実施例の
場合、係止ピン９１．９２に設けたコイルバネ８６のフ
ック８７．８８に回動固定子の回動係止ビン８９．９９
が係合すると共にダッシュポット９４がカム９３の凹部
９５をとらえて、同時にソレノイド８３がギヤ８２と係
合して回動固定子３１は、位相差１８０゜の位置で固定
されている。

ここで回転子８が回転を始めると同時にソレノイド８３
は係合したギヤー８２を開放する。

回転子８が右回転、左回転いずれにおいても第２の実施
例の回動固定子と同様となるが、たとえば右回転（第７
図において時計回転）の場合回動固定子・３１は左回転
方向に反抗トルクの作用を受ける。このときコイルバネ
８６の一方フツク８７は係合ピン９１に係合したままで
あるが回動固定子３１の左回転に伴い、回動固定子３１
．の回動係止ピン９０はコイルバネ８６の他方のフック
８８を係合して回動をはじめる。

反抗トルクによる回動固定子３１の回動はカム９３も同
時に回動させる。偏心したカム９３の回動はダッシュボ
ット９４の当接により制動が加えられ、該ダッシュボッ
ト９４と前記コイルバネ８６の付勢とにより、反抗トル
クにより回動固定子の急激な回動を防止してスムーズな
定格運転への移行が実現される。次に更に回動が進みス
トッパー９６がリミットスイッチ９８をたたくとソレノ
イド８３が作動して回動固定子は位相差零の位置で固定
さ、れる。

電動機の運転を停止するとソレノイド８３はギヤー８２
を開放し、回動固定子３１はコイルバネ８６の付勢で右
回転してカム９３の凹部とダッシュボット９４とが当接
するまで回動してゆく。

逆に回転子８が左回転の場合、回動固定子３１は右回転
方向に反抗トルクの作用を受け、フック８７、回動係止
ピン８９、ストッパー９７、リミットスイッチ９９のそ
れぞれが前記右回転時と同様に作用することになる。

ここで第１４図、第１５図により説明を加えると起動用
位相差時のトルク曲線Ｔｓと運転用位相差時のトルク曲
線Ｔｒとの交点Ｐｌは、負荷の始動から定格運転に至る
負荷トルク曲線Ｔ１より大きくなるように回転子導体５
および５５の抵抗値と抵抗材ｒの抵抗値を定めである。

負荷の起動時には電動機１の発生トルクはトルク曲線Ｔ
ｓの如（なる。次に次第に回転数が上昇すると起動用位
相差から運転用位相差に序々に移行し、トルク曲線Ｔｒ
のトルクを発生することになる。

ところで一般の低抵抗形誘導電動機のトルク曲線はＴｒ
のトルク曲線であり、同じＴｒのトルク曲線を有する一
般の低抵抗形誘導電動機を本発明に係る負荷と相似の負
荷トルクの負荷に使用する場合、Ｐ２以下で負荷トルク
がＴ２以下の負荷にしか使用できないことは明白である
。

また、高抵抗型の誘導電動機のトルク特性は、トルクの
ピーク値がＳ（スリップ）＝１の近い所に位置して始動
トルクは向上するが、高速回転になるに従い効率が低下
すると共に発生トルクも低下し、始動トルクに比較して
駆動可能な負荷トルクは大きく低下し、一般の低抵抗形
誘導電動機と同じ結果となってしまう。

〔発明の効果〕

本発明により、低速回転域でも始動電流を定格電流範囲
内にして高トルクを発生することのできる複数固定子誘
導電動機を始動特性改善を目的とする機器に使用する場
合、複雑な構成を必要とせず、安価に形成することが可
能である、更に通常の誘導電動機に比較して高い負荷に
使用することも可能となった。

また、静かな起動と、定トルクでスムーズな定格回転へ
の移行が可能となる複数固定子誘導電動機を、簡便な構
成で安価に提供できるという多大な効果を奏するもので
ある。

以上のことから、２個の固定子間に回転磁界の位相のず
れを設けて、トルクである誘導の多様化を計り、始動性
を改善するタイプの誘導電動機の用途を拡大して、始動
時定格電流以下で高トルクである誘導電動機を必要とす
るあらゆる分野に大きく貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る複数固定子誘導電動機、第２図は
第１の実施例における第を図の正断面図、第３図は本発
明に係る複数固定子誘導電動機の抵抗材部分の詳細図、
第４図は第１図の抵抗材部分の正断面図、第５図は第２
の実施例における第１図の正断面図、第６図は第３の実
施例の一部側断面図、第７図は第６図の正断面図、第８
図は第３図の実施例の簡略図、第９図、第１０図は両固
定子に巻装した巻線の結線図、第１１図は回転子のすべ
りと有効電力の関係を示す図、第１２図は回転子の電気
的等価回路図、第１３図は固定子側からみた電気的等価
回路図、第１４図は固定子巻線を直列に連結した場合速
度とトルクの関係を示す図、第１５図は固定子巻線を並
列に電源に接続した場合の速度とトルクの関係を示す図
。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、１０．１１・・・両側部、１
２・・・通路側、１３・・・冷却作用体、１４・・・機
枠、１５゜１６・・・軸受盤、１７・・・ボルト、１９
．２０・・・冷却用翼車、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・・・ストッパ
ー、３０・・・ストッパー、３１・・・回動固定子、３
３・・・突片、３４・・・突片、３５・・・支持材、３
６・・・支持材、３７・・・開口部、３８・・・開口部
、３９・・・可動片、４０・・・通風口、４１・・・ピ
ストンロッド、４２・・・弾性伸縮体、４３・・・速度
コントローラー、４４・・・ピストンロッド、４５・・
・支持体、４６・・・支持体、４７・・・弾性伸縮体、
４８・・・開口部、４９・・・速度コントローラー、５
０・・・開口部、５１・・・端部、５５・・・湾曲部を
有する導体、５６・・・導体、５７・・・導体、５８・
・・湾曲部、５９・・・切り欠き、６０・・・通風胴、
６５・・・送風口、６６・・・排風口、７０・・・ファ
ンケース、７１・・・遠心ファン、７２・・・モーター
、７３・・・冷却装置、７４Ａ・・・吸引口、７４Ｂ・
・・排気口、７５・・・支持体、７６・・・リング、７
７・・・ストッパー、８０・・・支持体、８１・・・軸
受、８２・・・ギヤー、８３・・・ソレノイド、８４・
・・係止部、８５・・・係止部、８６・・・コイルバネ
、８７・・・フック、８８・・・フック、８９・・・回
動係止ピン、９０・・・回動係止ピン、９１・・・係止
ピン、９２・・・係止ピン、９３・・・カム、９４・・
・ダッシュポット、９５・・・凹部、９６・・・ストッ
パー、９７・・・ストッパー、９８・・・リミットスイ
ッチ、９９・・・リミットスッチ、ｒ・・・抵抗材。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、同一回転軸に任意間隔を設けて軸着した複数個
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、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
抵抗材によって短絡連結し、機枠内に、且つ前記複数個
の回転子コアと同心的にその外周部に複数個の固定子を
対峙並設すると共に、前記複数個の固定子のうち少なく
とも１個の固定子を、前記回転子と同心的に回動する回
動固定子に形設し、該回動固定子を、一方の固定子に対
峙する回転子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に形成した複数固定子誘導
電動機において、前記回動固定子の、大きな位相差の始
動位置から小さな位相差の定常運転位置への回動を、前
記回転子から受ける反抗トルクにより成すと共に前記回
動固定子を定常運転の位相位置に停止させるストッパー
を前記機枠と回動固定子とに関連的に設けたことを特徴
とする複数固定子誘導電動機。
（２）、請求項（１）記載の複数固定子誘導電動機にお
いて、前記回動固定子の回動を、運転停止時に始動位置
まで戻す始動位置決め装置を設けたことを特徴とする複
数固定子誘導電動機。
（３）、請求項（１）記載の複数固定子誘導電動機にお
いて、前記回動固定子の始動から定常運転へ至る回動速
度を規制する回動速度規制装置を設けたことを特徴とす
る複数固定子誘導電動機。
（４）、同一回転軸に任意間隔を設けて軸着した複数個
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、
前記複数個の回転子コア間において、前記複数個の導体
を抵抗材によって短絡連結し、前記複数個の回転子コア
と同心的に且つその外周部に複数個の固定子を対峙並設
すると共に、前記複数個の固定子のうち少なくとも１個
の固定子を、前記一体的な回転子と同心的に回動自在に
回動固定子に形設して、一方の固定子に対峙する回転子
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
せる電圧移相装置に形成した複数固定子誘導電動機にお
いて、前記回動自在に形設した回動固定子に前記回転子
の回転と同一方向に付勢する弾性伸縮体と、回転子から
受ける反抗トルクにより回動する回動固定子の回動速度
を調節する速度コントローラーとを設けたことを特徴と
する複数固定子誘導電動機。
（５）、回動自在に形設した回動固定子の回動を付勢す
る弾性伸縮体と回動速度を調節する速度コントローラー
とを、前記回動固定子の任意点を中心に右回転と左回転
との双方に作用するように設けたものである請求項（４
）記載の複数固定子誘導電動機。