JPH0475453A - Induction motor - Google Patents

Induction motor

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Publication number
JPH0475453A
JPH0475453A JP2188190A JP18819090A JPH0475453A JP H0475453 A JPH0475453 A JP H0475453A JP 2188190 A JP2188190 A JP 2188190A JP 18819090 A JP18819090 A JP 18819090A JP H0475453 A JPH0475453 A JP H0475453A
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JP
Japan
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phase difference
winding
switch
windings
stator
Prior art date
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Pending
Application number
JP2188190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Satake
佐竹 利彦
Yukio Hosaka
幸男 保坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Satake Engineering Co Ltd
Original Assignee
Satake Engineering Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Satake Engineering Co Ltd filed Critical Satake Engineering Co Ltd
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Publication of JPH0475453A publication Critical patent/JPH0475453A/en
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  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize simple and smooth speed control requiring no maintenance by winding first and second sets of stator windings coaxially around a set of stator core group and setting a phase difference between rotating fields produced, respectively, from the first and second stator windings. CONSTITUTION:When switches S1, S2, S3 are opened and a power switch S0 is closed, stator windings 11 and 10 are connected in delta with electrical phase difference of 60 deg.. When the switches S1, S2, S3 are closed subsequently, rotating fields of the stator windings 10, 11 have electrical phase difference of 0 deg.. When the switches S1, S2, S3 are closed gradually, intermediate torque characteristics having electrical phase difference between 60 deg. and 0 deg. can be obtained. According to the arrangement, only three wires are required for the wiring from power supply side to motor side if a switch is arranged on motor side, and the motor can be operated with high torque from low speed to high speed with low starting current.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、一般の誘導電動機に係り、簡単で安価な装置
で低速から高速にかけてスムーズに変速可能な誘導電動
機に関する。
The present invention relates to a general induction motor, and more particularly, to an induction motor that can smoothly change speed from low speed to high speed with a simple and inexpensive device.

【従来の技術】[Conventional technology]

誘導電動機の速度制御は、誘導電動機の二次抵抗をブラ
シやスリップリング等を介して変化させて比例推移的に
トルク特性を制御したり、−次側の供給電源の電圧や電
流を変化させて速度制御するものあるいは一次側にイン
バーターで電源を供給してその周波数を変化させ速度制
御するもの、更に上記手法を組み合わせたものがある。 また、起動時の電流を抑えるためスターデルタ切換を行
うものなともあるが、これは起動時だけ作用するもので
ある。
In order to control the speed of an induction motor, the torque characteristics can be controlled proportionally by changing the secondary resistance of the induction motor through brushes, slip rings, etc., or by changing the voltage and current of the power supply on the negative side. There are those that control the speed, those that supply power to the primary side with an inverter and change the frequency to control the speed, and those that combine the above methods. Additionally, star-delta switching is used to suppress the current during startup, but this only works during startup.

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術のように誘導電動機の速度制御のほとんど
が、電圧調整、電流調整、周波数調整を行うための装置
を必要とし、これらの装置は電動機以外の装置として高
価であり、特別速度制御を行う目的のない場合使用され
ることはない。 また、上記従来技術の二次抵抗を変化させるものはスリ
ップリング等を介した外部の抵抗器を切換える単純なも
のであるが、スリップリング等の摺動部分があるため保
守を必要とし、連続的に二次抵抗を変化させようとする
と液体抵抗器を二次抵抗として使用するが、これは抵抗
器の液体を管理する必要かあり大出力の巻線形誘導電動
機においてのみ使用されている。 更に起動時の起動電流を考膚したスターデルタ切換器は
、前述のように起動時だけに作用するものであり、スタ
ーデルタ切換時に負荷電流を瞬間的に遮断するため大き
いショックを伴うものである。 以上のことから、二次抵抗切換の利点のように単純な方
法で且つ保守を必要とせず、電圧、電流、周波数調整の
利点のようなスムーズな速度制御が可能でしかも安価で
ある誘導電動機の提供を技術的課題とするものである。
Most of the speed control of induction motors as in the above conventional technology requires devices for voltage adjustment, current adjustment, and frequency adjustment, and these devices are expensive as devices other than electric motors, and special speed control is required. It will not be used unless it has a purpose. In addition, the conventional technology described above for changing the secondary resistance is a simple method of switching an external resistor via a slip ring, etc., but since there is a sliding part such as a slip ring, maintenance is required and continuous In order to change the secondary resistance, a liquid resistor is used as the secondary resistance, but this requires managing the liquid in the resistor and is only used in high-output wound induction motors. Furthermore, star-delta switching devices that take into consideration the starting current at startup are ones that act only at startup, as mentioned above, and cause a large shock because they momentarily cut off the load current when switching star-delta. . From the above, we can conclude that induction motors have the advantages of secondary resistance switching, which are simple and do not require maintenance, and the advantages of voltage, current, and frequency adjustment, which allow smooth speed control, and are inexpensive. The provision of such information is a technical challenge.

【問題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

上記課題を解決するために本発明は、1組の固定子コア
群に第1と第2の2組の固定子巻線を同心的に巻装した
固定子と、該固定子に対向して同心的に設けた回転子と
、前記第1の固定子巻線が生じる回転磁界と前記第2の
固定子巻線が生じる回転磁界との間に位相差を設ける移
相装置とにより構成した。 更に前記移相装置は、前記第1と第2の同位置の巻線を
直列にして巻線全体でデルタ結線すると共に、前記直列
にした同位置の巻線と巻線の接続点と他の接続点とを接
続する開閉スイッチからなる。 また別の移相装置は、前記第1と同位置の第2の巻線を
直列にして巻線全体でデルタ結線し第1と第2の巻線に
よる回転磁界の位相差を00とする第1の開閉スイッチ
と、前記第1と他位置の第2の巻線を直列にして巻線全
体でデルタ結線し第1と第2の巻線による回転磁界の位
相差を1200とする第2の開閉スイッチとからなる。 以上の開閉スイッチは可変抵抗器を用いること、サイリ
スタを用いることがある。
In order to solve the above problems, the present invention provides a stator in which two sets of stator windings, a first and a second, are wound concentrically around one stator core group, and It is constructed by a rotor provided concentrically, and a phase shift device that provides a phase difference between the rotating magnetic field generated by the first stator winding and the rotating magnetic field generated by the second stator winding. Further, the phase shift device connects the first and second windings at the same position in series, connects the entire windings in delta, and connects the connection point between the series windings at the same position and the other windings. It consists of an on/off switch that connects the connection point. Another phase shifting device has a second winding located at the same position as the first winding in series, and the entire winding is connected in delta, so that the phase difference between the rotating magnetic fields caused by the first and second windings is 00. A second on-off switch is constructed in which the first and second windings at other positions are connected in series and the entire windings are connected in delta, so that the phase difference between the rotating magnetic fields by the first and second windings is 1200. Consists of an on/off switch. The above open/close switch may use a variable resistor or a thyristor.

【作 用】[For use]

本発明による誘導電動機の固定子巻線は第1と第2の2
組の固定子巻線からなり、電源の各相に接続する2組の
固定子巻線を直列に接続すると共に固定子巻線全体とし
てデルタ状の結線としである。 まず第1の作用として、2組の固定子巻線を各相におい
て直列にして全体をデルタ状に結線すると、直列にした
第1と第2の固定子巻線に流れる電流は必然的に同相と
なっている。 ここで任意の第1と第2の固定子巻線の接続点と他の第
1と第2の固定子巻線の接続点とをそれぞれ開閉スイッ
チを介して接続しスイッチを閉じると、固定子巻線全体
はスター結線となる。つまり第1と第2の固定子巻線を
各相において並列に接続しスター状に結線したものに変
化する。 これは、前記デルタ状の結線において第1の固定子巻線
の回転磁界と第2の固定子巻線の回転磁界の位相差が電
気角c°であった場合、前記のように接続点を接続する
と第1の回転磁界と第2の回転磁界の位相差は前記電気
角0°から60°に変化する。 逆に2組の固定子巻線を各相において直列にしてデルタ
状に結線するとき、第1の固定子巻線の回転磁界と第2
の固定子巻線の回転磁界との位相差をあらかじめ電気角
60°になるように結線しておくと、デルタ状から前記
のようにスター状に接続すると回転磁界の位相差は60
0から0°に変化する。 第1の固定子巻線の回転磁界と第2の固定子巻線の回転
磁界との位相差が電気角θ°ということは固定子の回転
磁界か第1と第2の固定子巻線によるそれぞれの回転磁
界の総和となっている。 また前記同様に位相差が電気角600 ということは第
1の固定子巻線の回転磁界と第2の固定子巻線の回転磁
界のベクトルが電気角で60°ずれており、このときの
固定子の回転磁界は第1と第2の回転磁界のベクトル和
となっている。 さて第2の作用として、前記第1の固定子巻線の回転磁
界と第2の固定子巻線の回転磁界との位相差が電気角1
20°になるよう接続する開閉スイッチ1と、同様に位
相差がaoになるよう接続する開閉スイッチ2と両方を
設けた時の作用を説明する。この時の接続は前述の如く
開閉スイッチ1,2がそれぞれ2組の固定子巻線を各相
において直列にして全体がデルタ状になるようにしであ
る。 まず開閉スイッチ1を閉じると、位相差か電気角120
°デルタ状結線となる。次に開閉スイッチ2を閉じると
、各相において開閉スイッチ1.2によってそれぞれ直
列に接続しであるので、直列にした第1と第2の固定子
巻線の接続点つまり開閉スイッチ1,2を設けた接続点
は開閉スイッチ1,2によって短絡した状態となり、第
1と第2の固定子巻線を各相において並列に接続しスタ
ー状に結線したものに変化し同時に位相差が電気角12
0°から電気角600に変化する。 次に開閉スイッチ1を開くと開閉スイッチ2によって位
相差は電気角0°に変化する。このように開閉スイッチ
1,2によって位相差は+2[1’ 、 6[10,[
10と変化する。 位相差が変化するということは第1と第2の回転磁界の
ベクトル和も小から大に変化し、それによって回転子側
に誘導するトルクも小から大に変化することになる。 第1と第2作用ともに開閉スイッチの開閉によって位相
差の変化はあっても負荷電流を遮断する二とがなく、特
に第2の作用においては位相差を電気角120°から電
気角0°に変化させる間、スイッチの開閉があってもど
ちらか一方が投入状態であるから負荷電流が一時的にせ
よ遮断されることはない。 ところで前記開閉スイッチを可変抵抗あるいはサイリス
タにより形成すると、スイッチの開閉による電流の流れ
が急激でなく次第に変化するので、負荷電流の遮断がな
いばかりか、スイッチの開閉によるトルクの変化がゆる
やかでショックのない変速が可能となる。 開閉スイッチの開閉制御は手動操作による以外は電動機
の回転数による制御またはタイマーにより時限制御等様
々に行える。とくにタイマーによる時限制御で各開閉ス
イッチの開閉を制御するように構成すると主電源を投入
するだけの単純な構成となり一般の誘導電動機と同様に
扱うことができる。 また2紐の固定子巻線を巻装しても巻線全体を直列にし
てデルタ状に結線するようにしたので開閉スイッチ等を
電動機側に設けると供給電源は、3相の場合、スターデ
ルタ切換と異なり三本でよいことになる。
The stator winding of the induction motor according to the present invention has a first stator winding and a second stator winding.
Two sets of stator windings connected to each phase of the power supply are connected in series, and the stator windings as a whole are connected in a delta shape. The first effect is that if two sets of stator windings are connected in series in each phase and the whole is connected in a delta shape, the current flowing through the first and second stator windings connected in series will necessarily be in phase. It becomes. Here, when the connection point of the arbitrary first and second stator windings and the connection point of the other first and second stator windings are respectively connected via on/off switches and the switches are closed, the stator The entire winding is star connected. In other words, the first and second stator windings are connected in parallel for each phase in a star configuration. This means that when the phase difference between the rotating magnetic field of the first stator winding and the rotating magnetic field of the second stator winding in the delta-shaped connection is an electrical angle c°, the connection point is When connected, the phase difference between the first rotating magnetic field and the second rotating magnetic field changes from the electrical angle of 0° to 60°. Conversely, when two sets of stator windings are connected in series in each phase in a delta shape, the rotating magnetic field of the first stator winding and the rotating magnetic field of the second stator winding are
If the wires are connected in advance so that the phase difference with the rotating magnetic field of the stator winding is 60 degrees electrical angle, then when connecting from a delta shape to a star shape as described above, the phase difference of the rotating magnetic field will be 60 degrees.
Changes from 0 to 0°. The fact that the phase difference between the rotating magnetic field of the first stator winding and the rotating magnetic field of the second stator winding is an electrical angle θ° means that it depends on the rotating magnetic field of the stator or the first and second stator windings. It is the sum of each rotating magnetic field. Also, as above, the phase difference is 600 electrical degrees, which means that the vectors of the rotating magnetic field of the first stator winding and the rotating magnetic field of the second stator winding are shifted by 60 degrees in electrical angle, and the fixed The child's rotating magnetic field is the vector sum of the first and second rotating magnetic fields. Now, as a second effect, the phase difference between the rotating magnetic field of the first stator winding and the rotating magnetic field of the second stator winding is 1 electrical angle.
The operation when both the open/close switch 1 connected so that the phase difference is 20 degrees and the open/close switch 2 similarly connected so that the phase difference is ao will be explained. At this time, the connection is such that, as described above, the open/close switches 1 and 2 each connect two sets of stator windings in series in each phase so that the entire structure is in a delta shape. First, when you close the open/close switch 1, the phase difference or electrical angle is 120
°Delta-like connection. Next, when the open/close switch 2 is closed, each phase is connected in series by the open/close switch 1.2, so the connection point of the first and second stator windings connected in series, that is, the open/close switches 1 and 2, is connected in series. The provided connection points are short-circuited by the on/off switches 1 and 2, and the first and second stator windings are connected in parallel for each phase in a star shape, and at the same time, the phase difference becomes 12 electrical degrees.
It changes from 0° to 600 electrical angles. Next, when the open/close switch 1 is opened, the phase difference changes to 0° electrical angle by the open/close switch 2. In this way, the phase difference between the open/close switches 1 and 2 is +2[1', 6[10,[
It changes to 10. When the phase difference changes, the vector sum of the first and second rotating magnetic fields also changes from small to large, and thereby the torque induced to the rotor side also changes from small to large. In both the first and second actions, although the phase difference changes by opening and closing the on-off switch, the load current is not cut off, and especially in the second action, the phase difference changes from 120 electrical degrees to 0 electrical degrees. During the change, even if the switch is opened or closed, one of the switches is in the on state, so the load current will not be cut off, even temporarily. By the way, when the on-off switch is formed of a variable resistor or a thyristor, the current flow due to the opening and closing of the switch changes gradually rather than abruptly, so not only is there no interruption of the load current, but the torque change due to the opening and closing of the switch is gradual, reducing the risk of shock. It is possible to change gears without any need. Opening/closing control of the opening/closing switch can be performed in various ways other than manual operation, such as control based on the rotational speed of the electric motor or timed control using a timer. In particular, if the opening/closing of each open/close switch is controlled by a timer, the configuration becomes as simple as turning on the main power, and it can be handled in the same way as a general induction motor. In addition, even if two strings of stator winding are wound, the entire winding is connected in series and connected in a delta shape, so if an on/off switch etc. is provided on the motor side, the power supply will be star delta if it is 3 phase. Unlike switching, only three wires are required.

【実施例] 本発明は1固定子と単一の回転子とから構成する誘導電
動機において説明し、回転子はかご形回転子、巻線形回
転子のいずれてもよい。 また本発明の説明は固定子側の固定子巻線を中心に説明
を進める。 第1の実施例による固定子の第1の固定子巻線と第2の
固定子巻線及び開閉スイッチの結線図を第1に示す。 第1の固定子巻線11の各コイルの一方の端子(Ut 
、 V’+ 、 W+ )を電源開閉装置Soを介して
電源R,S、 Tに接続すると共に他方の端子(Xl、
Yl、Z+ )を第2の固定子巻線10の一方の端子(
Y2 、  Z2 、 X2 )に直列に接続し、また
第2の固定子巻線10の他方の端子(V2 、 W2 
、 Y2 )を前記端子(U、。 V、、W、)にデルタ結線となるよう接続しである。 また同相に接続した巻線の端子X、とY2の接続点と、
他相の端子Y1と22の接続点とを接続する開閉スイッ
チS1を設ける。他の同相に接続した巻線の端子Y1と
22の接続点と、他相の端子Z1とX2の接続点とを接
続する開閉スイッチS2を設ける。更に同相に接続した
巻線の端子z1とX2の接続点と、他相の端子X1とY
2の接続点とを接続する開閉スイッチS3を設ける。 この場合開閉スイッチSl、S2.Sqを開放したとき
、第1の固定子巻線11と第2の固定子巻線10とはそ
れぞれの回転磁界の位相差が電気角60°を有する結線
となっており、たとえば巻線v、−X、とU2−X2と
は機械的に同位置に端子記号同方向に配設しである。 また開閉スイッチS+ 、S2 、S、て移相装置12
を形成する。 以上の構成における作用を説明する。まず、スイッチS
ll  S2.S3は開放して電源開閉装置S [1を
閉しると、第1の固定子巻線11と第2の固定子巻線1
0とは位相差電気角600を有するデルタ結線となる。 これを第2図に示す。 つまり固定子巻線11のコイルUl−Xiの分担電圧E
1とこれら対応する巻線10のコイルu2−x2の分担
電圧E、−は電気的位相差60°を有するよう結線しで
ある。 この時の回転磁界をベクトルで瞬時値を示すと第3図の
ようになり巻線Ul−Xlの回転磁界aと巻線U2−X
2の回転磁界a′は電気角60°を示しその合成ベクト
ルはへの如くなる。 続いて移送装置1−2のスイッチs、、s2゜S3を閉
じると、第1の固定子巻線11と第2固定子巻線10の
それぞれの回転磁界の位相差は電気角0°となる。この
ときの結線を第4図に示す。 これをベクトルで瞬時値を示すと第5図のようになり巻
線Ul−Xlの回転磁界aと巻線U2−X2の回転磁界
a−は電気角0°を示しその合成ベクトルはAの如くな
り回転磁界aとa′の総和となる。 ところで本実施例では移相装置12のスイッチSl、S
2.S3を同時に閉じたが、この開閉スイッチを1つず
つ徐々に閉じてゆくと、回転磁界は不平衡となるが位相
差電気角60°から06の中間トルク特性を得ることが
できる。 次に本発明の第2の実施例による固定子の第1の固定子
巻線と第2の固定子巻線及び開閉スイッチの結線図を第
6図に示す。 第1の固定子巻線11の各コイルの一方の端子(U+、
Vl、Wt)を電源開閉装置Soを介して電源R,S、
Tに接続すると共に他方の端子(Xl、Y+、Z+)を
結線開閉スイッチS4の一方の端子に接続しである。 また第2の固定子巻線10の各コイルの一方の端子(U
2.V2.W2)を結線開閉スイッチS1の他方の端子
に接続して、第1の固定子巻線11と第2の固定子巻線
10とは結線開閉スイッチS4を介して直列に接続され
ると共に、第2の固定子巻線11の各コイルの他方の端
子(X2.Y2.Z2)は固定子巻線全体がデルタ結線
となるよう接続しである。 また結線開閉スイッチS5の一方は結線開閉スイッチS
4の一方の端子と直列に接続し、他方は、第1の固定子
巻線10の回転磁界と第2の固定子巻線1−1の回転磁
界とが電気的に1200の位相差を持つよう固定子巻線
10の一方(U2.V2.W2)ζ−こ接続しである。 よって結線開閉スイッチS4は第1の固定子巻線11の
各コイルと同位置の第2の固定子巻線の各コイルとを直
列にして巻線全体でデルタ結線し、前記第1と第2の巻
線による回転磁界の位相差を0°とする。 また結線開閉スイッチS5は前記第1の固定子巻線11
の各コイルと他位置の第2の固定子巻線10の各コイル
とを直列にして巻線全体てデルタ結線し、前記第1と第
2の巻線による回転磁界の位相差を120°とする。 本実施例の場合前記結線開閉スイッチS4とS5とて移
相装置13を形成する。 以上の構成における作用を説明する。まず、結線開閉ス
イッチSa  (以下スイッチS4とする)を閉じて電
源開閉装置SQを閉じると、第1の固定子巻線11と第
2の固定子巻線10とは直列にしてデルタ結線となる。 これを第7図に示す。つまり固定子巻線11のコイルU
1〜X1と巻線10のコイルU2〜X2は直列でありこ
のとき両コイルの分担電圧の位相差はOoである。その
他の相についても同様である。 続いて結線開閉スイッチS5 (以下スイッチS5とす
る)を閉じるとスイッチS4の相間が短絡されるので固
定子巻線11と固定子巻線10はスター結線となる。こ
れを第8図に示す。 コイルU1〜X1の分担電圧E1とコイルU2〜X2の
分担電圧El−のベクトル図は第9図の如くなり位相差
60°に切換わっている。 次にスイッチS4だけを解放すると各コイルの分担電圧
は第10図となり前述した通り巻線10と11の分担電
圧は1200の位相差を固定子巻線間に有するものとな
る。 以上のようにスイッチS4とスイッチS5との2つの結
線開閉スイッチにより3段階の位相差を設けることが可
能となる。 また位相差600の時、すなわちスイッチS4とスイッ
チS5が投入された状態ではスイッチS5によってスイ
ッチS4の相間か短絡状態にあり、従って接点故障等の
他の原因で短絡しても電動機が焼損する等の事故は発生
しない。 更に、位相の切換えを行うスイッチS4.s5の開閉は
、常にどちらか一方か閉した状態にあることから、スイ
ッチの開閉による負荷電流の遮断がない。 各位相差における回転磁界の瞬時値を示すベクトル図は
前記第1の実施例の説明と同様となるので省略する。 以上の実施例の各位相差は起動時に位相差120°、中
間に60°、運転に00と移相装置13を切換えて行う
。 これまで位相差の切換えを行う移相装置を開閉スイッチ
または結線開閉スイッチの外に可変抵抗器あるいはサイ
リスク等のスイッチ素子を使用することもある。 この場合、基本的な電気的位相差は前記第1および第2
の実施例と同様であるが、開閉スイッチにかえてスイッ
チ素子を使用すると、たとえば位相差が電気角60°に
おけるトルク特性から位相差が電気角120°における
トルク特性に移相する途中のトルク特性を持つようにな
る。 これは開閉スイッチで接続を一度に切換えるものから徐
々に接続の状態を変化させるようにしたためと、本発明
の結線が、スイッチの開閉状態がどの状態であっても、
つまり開閉スイッチの開閉に電気的な制御がない、負荷
電流の遮断がないことから可能となったものである。 またスイッチ素子の使用による中間トルク特性を有する
から発生するトルクにショックを引き起こすような急激
な変化はなく、起動時から運転に至るまでスムーズに速
度制御できるようになる。 これまでの第1の実施例と第2の実施例によるトルク特
性の一例を第11図に示す。 ここで第1図と第6図に示す通り開閉スイッチからなる
移送装置を電動機側に設けると、電源側から電動機への
配線は三本でよく、一般の大型電動機に見られるような
Y−△始動のための複雑な配線を要することなく、起動
電流が小さく低速から高速に至るまで高トルクで運転可
能な電動機とするこさが可能である。 次に移相装置に制御装置を組み込んだ実施例について、
第12図、第13図において説明する。まず第12図の
構成は、誘導電動機1は開閉装置を備えた三相電源22
に接続しである。 また誘導電動機には一体的に移相装置2oが設けあり、
該移相装置にはタイマーからなるシーケンス回路の制御
装置21を組み込んである。 続いて第13図の構成を説明する。誘導電動機1は開閉
装置を備えた三相電源22に接続しである。また誘導電
動機には一体的に移相装置20が設けてあり、該移相装
置にはタイマーからなるシーケンス回路の制御装置21
を組み込んであ。続いて第13図の構成を説明する。誘
導電動機1は開閉装置を備えた三相電源22に接続しで
ある。また誘導電動機には一体的に移相装置20が設け
てあり、該移相装置にはハードロジック回路等で構成さ
れた制御装置23と電動機の速度検出器を行う速度検出
器24を組み込んである。 それぞれの制御装置21.23は、タイマによる時限又
は検出器24の信号により移相装置20の前述した開閉
スイッチを開閉制御するものである。 【効 果】 以上のように本発明の誘導電動機はとくに常に可変速を
必要とする機器を除いて、定トルク特性または二乗低速
トル特性の始動性の改善を目的とした場合に好適な電動
機である。また、電動機への配線は、移相装置を電動機
と一体にするため、三相電源の場合、電動機は三本の配
線でよく回転方向さえ見誤らなければ、誰にても配線が
可能である。 更にスターデルタ起動機と違い三本の配線で可能となる
ため、その配線に係る配管材等の電動機周辺の設備材の
小型化とそれに伴う作業の簡略化により設備費を大幅に
低減することが可能となった。 したがってトルクの多様化を図り低速から定格回転域ま
でスムーズに上昇することのできる誘導電動機の用途の
拡大と機動性を改善した電動機を必要とするあらゆる分
野に、更に大きく貢献できるようになった。
[Embodiment] The present invention will be described with reference to an induction motor comprising one stator and a single rotor, and the rotor may be either a squirrel cage rotor or a wound rotor. Further, the present invention will be explained with a focus on the stator winding on the stator side. A connection diagram of the first stator winding, the second stator winding, and the open/close switch of the stator according to the first embodiment is shown first. One terminal of each coil of the first stator winding 11 (Ut
, V'+, W+) are connected to the power supplies R, S, and T via the power switchgear So, and the other terminals (Xl,
Yl, Z+) is connected to one terminal of the second stator winding 10 (
Y2, Z2, X2) and the other terminal (V2, W2) of the second stator winding 10.
, Y2) are connected to the terminals (U, .V, ,W,) in a delta connection. Also, the connection point between terminals X and Y2 of the windings connected in the same phase,
An open/close switch S1 is provided to connect the terminal Y1 of the other phase to the connection point of 22. An opening/closing switch S2 is provided to connect the connection point between the terminals Y1 and 22 of the other windings connected in the same phase and the connection point between the terminals Z1 and X2 of the other phase. Furthermore, the connection point between terminals z1 and X2 of the windings connected in the same phase, and the terminals X1 and Y of the other phase
An open/close switch S3 is provided to connect the two connection points. In this case, the open/close switches Sl, S2. When Sq is opened, the first stator winding 11 and the second stator winding 10 are connected such that the phase difference of their respective rotating magnetic fields is 60 degrees in electrical angle. For example, the windings v, -X and U2-X2 are mechanically arranged at the same position and with terminal symbols in the same direction. In addition, the on/off switches S+, S2, S, and the phase shift device 12
form. The operation of the above configuration will be explained. First, switch S
ll S2. When S3 is opened, the power switchgear S [1 is closed, the first stator winding 11 and the second stator winding 1
0 means a delta connection with a phase difference electrical angle of 600. This is shown in FIG. In other words, the shared voltage E of the coil Ul-Xi of the stator winding 11
1 and the shared voltages E, - of the coils u2-x2 of the corresponding windings 10 are connected so as to have an electrical phase difference of 60°. If the instantaneous value of the rotating magnetic field at this time is expressed as a vector, it will be as shown in Figure 3, and the rotating magnetic field a of the winding Ul-Xl and the winding U2-X
The rotating magnetic field a' of No. 2 has an electrical angle of 60°, and its composite vector is as follows. Then, when the switches s, s2°S3 of the transfer device 1-2 are closed, the phase difference between the rotating magnetic fields of the first stator winding 11 and the second stator winding 10 becomes 0° electrical angle. . The wiring connections at this time are shown in FIG. The instantaneous value of this is expressed as a vector as shown in Figure 5.The rotating magnetic field a of the winding Ul-Xl and the rotating magnetic field a- of the winding U2-X2 have an electrical angle of 0°, and their combined vector is as shown in A. This is the sum of the rotating magnetic fields a and a'. By the way, in this embodiment, the switches Sl and S of the phase shifter 12
2. S3 was closed at the same time, but if these open/close switches are gradually closed one by one, the rotating magnetic field becomes unbalanced, but an intermediate torque characteristic of 06 can be obtained from a phase difference electrical angle of 60°. Next, FIG. 6 shows a wiring diagram of the first stator winding, the second stator winding, and the on/off switch of the stator according to the second embodiment of the present invention. One terminal (U+,
Vl, Wt) are connected to the power supplies R, S,
At the same time, the other terminals (Xl, Y+, Z+) are connected to one terminal of the connection switch S4. Also, one terminal (U) of each coil of the second stator winding 10
2. V2. W2) is connected to the other terminal of the connection switch S1, and the first stator winding 11 and the second stator winding 10 are connected in series via the connection switch S4. The other terminals (X2, Y2, Z2) of each coil of the second stator winding 11 are connected so that the entire stator winding is delta connected. Also, one side of the connection on/off switch S5 is the connection on/off switch S.
The rotating magnetic field of the first stator winding 10 and the rotating magnetic field of the second stator winding 1-1 have an electrical phase difference of 1200 degrees. One of the stator windings 10 (U2.V2.W2) is connected in this way. Therefore, the connection opening/closing switch S4 connects each coil of the first stator winding 11 and each coil of the second stator winding at the same position in series, and connects the entire winding in delta, and Let the phase difference of the rotating magnetic field due to the windings be 0°. Further, the connection opening/closing switch S5 is connected to the first stator winding 11.
Each coil is connected in series with each coil of the second stator winding 10 located at another position, and the entire winding is connected in delta, so that the phase difference between the rotating magnetic fields caused by the first and second windings is 120°. do. In this embodiment, the connection on/off switches S4 and S5 form a phase shift device 13. The operation of the above configuration will be explained. First, when the connection switch Sa (hereinafter referred to as switch S4) is closed and the power switch SQ is closed, the first stator winding 11 and the second stator winding 10 are connected in series to form a delta connection. . This is shown in FIG. In other words, the coil U of the stator winding 11
1 to X1 and the coils U2 to X2 of the winding 10 are connected in series, and in this case, the phase difference between the shared voltages of both coils is Oo. The same applies to other phases. Subsequently, when the connection switch S5 (hereinafter referred to as switch S5) is closed, the phases of the switch S4 are short-circuited, so that the stator winding 11 and the stator winding 10 are star-connected. This is shown in FIG. A vector diagram of the shared voltage E1 of the coils U1-X1 and the shared voltage El- of the coils U2-X2 is as shown in FIG. 9, and the phase difference is switched to 60°. Next, when only the switch S4 is released, the voltages shared by each coil become as shown in FIG. 10, and as described above, the voltages shared by the windings 10 and 11 have a phase difference of 1200 between the stator windings. As described above, it is possible to provide a three-step phase difference by using the two connection open/close switches, switch S4 and switch S5. In addition, when the phase difference is 600, that is, when switches S4 and S5 are turned on, the phase of switch S4 is shorted by switch S5, so even if there is a short circuit due to other causes such as contact failure, the motor will burn out, etc. No accidents will occur. Further, a switch S4 for switching the phase is provided. Since one of the switches s5 is always in a closed state, there is no interruption of the load current due to the opening and closing of the switch. The vector diagram showing the instantaneous value of the rotating magnetic field at each phase difference is the same as that described in the first embodiment, and will therefore be omitted. The phase difference in each of the above embodiments is determined by switching the phase shift device 13 such that the phase difference is 120° at startup, 60° in the middle, and 00 during operation. Up to now, in addition to the phase shift device switch or connection switch for switching the phase difference, a variable resistor or a switch element such as a SIRISK may be used. In this case, the fundamental electrical phase difference between the first and second
However, if a switch element is used in place of the open/close switch, the torque characteristic is changed from the torque characteristic when the phase difference is 60 degrees electrical angle to the torque characteristic when the phase difference is 120 degrees electrical angle. come to have. This is because the on/off switch changes the connection state gradually instead of switching it all at once, and the wiring of the present invention allows the connection to be changed over time no matter which state the switch is open or closed.
In other words, this is possible because there is no electrical control over the opening and closing of the on-off switch, and there is no interruption of the load current. In addition, since it has an intermediate torque characteristic due to the use of a switch element, there is no sudden change in the generated torque that would cause a shock, and the speed can be controlled smoothly from startup to operation. FIG. 11 shows an example of the torque characteristics according to the first embodiment and the second embodiment. If a transfer device consisting of an open/close switch is provided on the motor side as shown in Figures 1 and 6, only three wires are needed from the power supply side to the motor, and the Y-△ It is possible to create an electric motor that has a small starting current and can be operated at high torque from low to high speeds without requiring complicated wiring for starting. Next, regarding an example in which a control device is incorporated into a phase shift device,
This will be explained with reference to FIGS. 12 and 13. First, in the configuration shown in FIG. 12, the induction motor 1 has a three-phase power supply 22 equipped with a switchgear.
It is connected to. In addition, the induction motor is integrally provided with a phase shift device 2o.
The phase shift device incorporates a sequence circuit control device 21 consisting of a timer. Next, the configuration shown in FIG. 13 will be explained. The induction motor 1 is connected to a three-phase power supply 22 equipped with a switchgear. Further, the induction motor is integrally provided with a phase shift device 20, and the phase shift device includes a sequence circuit control device 21 consisting of a timer.
Incorporate it. Next, the configuration shown in FIG. 13 will be explained. The induction motor 1 is connected to a three-phase power supply 22 equipped with a switchgear. Further, the induction motor is integrally provided with a phase shift device 20, and this phase shift device incorporates a control device 23 composed of a hard logic circuit, etc., and a speed detector 24 for detecting the speed of the motor. . Each of the control devices 21 and 23 controls opening and closing of the above-mentioned on-off switch of the phase shift device 20 based on a timer or a signal from the detector 24. [Effects] As described above, the induction motor of the present invention is a suitable motor when the purpose is to improve startability with constant torque characteristics or square-law low-speed torque characteristics, excluding equipment that always requires variable speed. be. Also, when wiring the motor, the phase shift device is integrated with the motor, so in the case of a three-phase power supply, the motor can be wired with three wires, and as long as the direction of rotation is not mistaken, anyone can wire the motor. . Furthermore, unlike star-delta starters, this is possible with only three wires, so equipment costs can be significantly reduced by downsizing the equipment surrounding the motor, such as piping materials for the wiring, and simplifying the associated work. It has become possible. Therefore, the use of induction motors that can diversify torque and smoothly increase speeds from low speeds to the rated speed range has expanded, and it is now possible to make an even greater contribution to all fields that require motors with improved maneuverability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の誘導電動機の固定子巻線を示す結線図
、第2図は、位相差600における結線図、第3図は位
相差600における回転磁界のベクトル図、第4図は位
相差0°における結線図、第5図は位相差O0における
回転磁界のベクトル図、第6図は本発明の別の実施例の
固定子巻線を示す結線図、第7図は位相差0°における
結線図、第8図は位相差60°における結線図、第9図
は位相差6f10における分担電圧のベクトル図、第1
0図は位相差120°における結線図、第11FI!J
は本発明による誘導電動機のトルク特性曲線の一例を示
す図、第12図はタイマーシーケンスによる制御ブロッ
ク図、第13図はロジック回路による制御ブロック図で
ある。 10・・・第2の固定子巻線、11・・・第1の固定子
巻線、12・・・移相装置、13・・・移相装置、20
・・・移相装置、21・・・制御部、22・・・供給電
源側、23・・・制御部、24・・・速度検出器。
FIG. 1 is a wiring diagram showing the stator windings of the induction motor of the present invention, FIG. 2 is a wiring diagram at a phase difference of 600, FIG. 3 is a vector diagram of a rotating magnetic field at a phase difference of 600, and FIG. A connection diagram for a phase difference of 0°, FIG. 5 is a vector diagram of a rotating magnetic field at a phase difference of O0, FIG. 6 is a connection diagram showing a stator winding of another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a connection diagram for a phase difference of 0°. 8 is a connection diagram for a phase difference of 60°, FIG. 9 is a vector diagram of shared voltages for a phase difference of 6f10, and 1st
Figure 0 is a wiring diagram for a phase difference of 120°, 11th FI! J
12 is a control block diagram using a timer sequence, and FIG. 13 is a control block diagram using a logic circuit. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Second stator winding, 11... First stator winding, 12... Phase shift device, 13... Phase shift device, 20
... Phase shift device, 21 ... Control section, 22 ... Power supply side, 23 ... Control section, 24 ... Speed detector.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)1組の固定子コア群に第1と第2の2組の固定子
巻線を同心的に巻装した固定子と、該固定子に対向して
同心的に設けた回転子と、前記固定子巻線が生じる回転
磁界と前記第2の固定子巻線が生じる回転磁界との間に
位相差を設ける移相装置とにより構成することを特徴と
する誘導電動機。
(1) A stator in which two sets of stator windings, a first and a second, are concentrically wound around one set of stator core groups, and a rotor provided concentrically opposite to the stator. and a phase shift device that provides a phase difference between the rotating magnetic field generated by the stator winding and the rotating magnetic field generated by the second stator winding.
(2)請求項(1)記載の誘導電動機であって、前記移
相装置は、前記第1と第2の同位置の巻線を直列にして
巻線全体でデルタ結線すると共に、前記直列にした同位
置の巻線と巻線の接続点と他の接続点とを接続する開閉
スイッチからなることを特徴とする誘導電動機。
(2) The induction motor according to claim (1), wherein the phase shift device connects the first and second windings at the same position in series, connects the entire windings in delta, and An induction motor characterized by comprising a winding at the same position and an on/off switch that connects a connection point between the windings and another connection point.
(3)請求項(1)記載の誘導電動機であって、前記移
相装置は、前記第1と同位置の第2の巻線を直列にして
巻線全体でデルタ結線し第1と第2の巻線による回転磁
界の位相差を0゜とする第1の開閉スイッチと、前記第
1と他位置の第2の巻線を直列にして巻線全体でデルタ
結線し第1と第2の巻線による回転磁界の位相差を12
0゜とする第2の開閉スイッチとからなることを特徴と
する誘導電動機。
(3) The induction motor according to claim (1), wherein the phase shift device connects the second winding at the same position as the first winding in series and connects the entire winding in delta. A first open/close switch that sets the phase difference of the rotating magnetic field caused by the winding to 0°, and the first and second windings located at other positions are connected in series, and the entire windings are connected in delta, and the first and second windings are connected in series. The phase difference of the rotating magnetic field due to the winding is 12
An induction motor comprising a second open/close switch that sets the angle to 0°.
(4)請求項(2)または(3)記載の誘導電動機であ
って、移相装置を構成する開閉スイッチは可変抵抗器あ
るいはサイリスタであることを特徴とする誘導電動機。
(4) The induction motor according to claim (2) or (3), wherein the opening/closing switch constituting the phase shift device is a variable resistor or a thyristor.
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