JPH05336716A - ブラシレス単相半速同期電動機 - Google Patents
ブラシレス単相半速同期電動機Info
- Publication number
- JPH05336716A JPH05336716A JP13939392A JP13939392A JPH05336716A JP H05336716 A JPH05336716 A JP H05336716A JP 13939392 A JP13939392 A JP 13939392A JP 13939392 A JP13939392 A JP 13939392A JP H05336716 A JPH05336716 A JP H05336716A
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- JP
- Japan
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- winding
- phase
- motor
- rotor
- magnetic field
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ブラシ,スリップリングおよび励磁機を省略
してブラシレス構造としたブラシレス単相半速同期電動
機を提供すること。 【構成】 単相交流および直流電流によって固定子巻線
を励磁して、交番磁界に静止磁界を重畳し、この交番磁
界の正相分および静止磁界により同期速度の丁度半分の
速度で回転して同期トルクを発生する単相半速同期電動
機であって、回転子を単相短絡巻線だけを施した構造と
したブラシレス単相半速同期電動機。
してブラシレス構造としたブラシレス単相半速同期電動
機を提供すること。 【構成】 単相交流および直流電流によって固定子巻線
を励磁して、交番磁界に静止磁界を重畳し、この交番磁
界の正相分および静止磁界により同期速度の丁度半分の
速度で回転して同期トルクを発生する単相半速同期電動
機であって、回転子を単相短絡巻線だけを施した構造と
したブラシレス単相半速同期電動機。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単相電源で駆動できる
単相同期電動機に係わるものであって、一定の同期速度
で回転し特性も良好で、ブラシ,スリップリングおよび
励磁機を省略したブラシレス構造であり、一般産業での
精密回転機あるいは悪い雰囲気中での速度制御用電動機
として適用でき、さらに、単相インバータと直結すれば
高精度の可変電動機としても適用できるものである。
単相同期電動機に係わるものであって、一定の同期速度
で回転し特性も良好で、ブラシ,スリップリングおよび
励磁機を省略したブラシレス構造であり、一般産業での
精密回転機あるいは悪い雰囲気中での速度制御用電動機
として適用でき、さらに、単相インバータと直結すれば
高精度の可変電動機としても適用できるものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】同期電
動機は一定の同期速度で回転し、力率が良好である等の
優れた長所があるが、その反面、ブラシ,スリップリン
グおよび特殊構造の励磁機を必要とし起動が困難である
等の欠点がある。ことに、同期機の容量が小さくなるに
したがって、励磁機を必要とする欠点は著しくなる。よ
って動力用小型同期電動機、とくに分数馬力電動機とし
ては、直流励磁を行う同期電動機はほとんど使用され
ず、もっぱら直流励磁を必要としない同期電動機、たと
えばリラクタンスモータ等が用いられている。
動機は一定の同期速度で回転し、力率が良好である等の
優れた長所があるが、その反面、ブラシ,スリップリン
グおよび特殊構造の励磁機を必要とし起動が困難である
等の欠点がある。ことに、同期機の容量が小さくなるに
したがって、励磁機を必要とする欠点は著しくなる。よ
って動力用小型同期電動機、とくに分数馬力電動機とし
ては、直流励磁を行う同期電動機はほとんど使用され
ず、もっぱら直流励磁を必要としない同期電動機、たと
えばリラクタンスモータ等が用いられている。
【０００３】リラクタンスモータは誘導電動機のかご形
回転子に突極性を持たせたもので、電機子の遅れ電流に
よる電気子反作用によって突極が自己励磁されるために
同期トルクを発生するものである。特に、単相電源で使
用するものは、自己起動をさせるたるに単相誘導電動機
と同じ分相形またはコンデンサ形とする。しかし、リラ
クタンスモータは三相,単相のいずれにしても、それと
同じ寸法の誘導電動機の定格の1/3程度の出力で、しか
も力率などの特性も誘導電動機よりも悪く可変速運転に
適さない。
回転子に突極性を持たせたもので、電機子の遅れ電流に
よる電気子反作用によって突極が自己励磁されるために
同期トルクを発生するものである。特に、単相電源で使
用するものは、自己起動をさせるたるに単相誘導電動機
と同じ分相形またはコンデンサ形とする。しかし、リラ
クタンスモータは三相,単相のいずれにしても、それと
同じ寸法の誘導電動機の定格の1/3程度の出力で、しか
も力率などの特性も誘導電動機よりも悪く可変速運転に
適さない。
【０００４】本発明は、かかる欠点を解決した単相同期
電動機で、ブラシ、スリップリングおよび励磁機を省略
してブラシレス構造としたブラシレス単相半速同期電動
機を提供するものである。
電動機で、ブラシ、スリップリングおよび励磁機を省略
してブラシレス構造としたブラシレス単相半速同期電動
機を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】単相交流および直流電流
によって固定子巻線を励磁して、交番磁界に静止磁界を
重畳し、この交番磁界の正相分および静止磁界により同
期速度の丁度半分の速度で回転して同期トルクを発生す
る単相半速同期電動機であって、回転子を、単相短絡巻
線だけを施した構造としたことを特徴とするブラシレス
単相半速同期電動機に係るものである。
によって固定子巻線を励磁して、交番磁界に静止磁界を
重畳し、この交番磁界の正相分および静止磁界により同
期速度の丁度半分の速度で回転して同期トルクを発生す
る単相半速同期電動機であって、回転子を、単相短絡巻
線だけを施した構造としたことを特徴とするブラシレス
単相半速同期電動機に係るものである。
【０００６】
【作用】本電動機の回転子巻線は単相短絡されているの
で、起動の際にはゲルゲス現象を利用した誘導トルクで
回転し、同期時には正相分回転磁界と静止磁界とにより
同期トルクを発生するが、原理的にはリラクタンスモー
タと同様に、横軸および直軸リアクタンスの差によって
トルクを発生する同期電動機でもある。
で、起動の際にはゲルゲス現象を利用した誘導トルクで
回転し、同期時には正相分回転磁界と静止磁界とにより
同期トルクを発生するが、原理的にはリラクタンスモー
タと同様に、横軸および直軸リアクタンスの差によって
トルクを発生する同期電動機でもある。
【０００７】起動法としては、普通の単相誘導電動機と
同様に補助巻線を用いてコンデンサ起動を採用する。回
転子巻線が単相短絡されているので、回転速度は同期速
度の半分程度しか上昇せず、この時点で固定子側より静
止磁界を重畳すれば、丁度半分の同期速度を保持した半
速同期電動機として駆動できる。
同様に補助巻線を用いてコンデンサ起動を採用する。回
転子巻線が単相短絡されているので、回転速度は同期速
度の半分程度しか上昇せず、この時点で固定子側より静
止磁界を重畳すれば、丁度半分の同期速度を保持した半
速同期電動機として駆動できる。
【０００８】従来の回転子にはＮ、Ｓの磁極を有する
が、本電動機は単相短絡巻線だけを施した構造ですむ。
固定子電流による起磁力は交番磁界を形成し、互いに反
対方向に同期速度で回転する正相分回転磁界と逆相分回
転磁界とに分けられるが、本電動機は正相分回転磁界と
静止磁界との作用により半速同期トルクを発生する。
が、本電動機は単相短絡巻線だけを施した構造ですむ。
固定子電流による起磁力は交番磁界を形成し、互いに反
対方向に同期速度で回転する正相分回転磁界と逆相分回
転磁界とに分けられるが、本電動機は正相分回転磁界と
静止磁界との作用により半速同期トルクを発生する。
【０００９】
【実施例】電動機の固定子巻線は、普通の単相誘導電動
機あるいは三相誘導電動機の巻線構造とする。
機あるいは三相誘導電動機の巻線構造とする。
【００１０】回転子は、円筒形あるいは突極形のどちら
でもよいが、突極形の回転子は巻線形誘導電動機の回転
子を用いて試作する。この場合、回転子短絡巻線の導体
数はできる限り多く、さらに低抵抗の導体を使用すれ
ば、特性改善につながる。
でもよいが、突極形の回転子は巻線形誘導電動機の回転
子を用いて試作する。この場合、回転子短絡巻線の導体
数はできる限り多く、さらに低抵抗の導体を使用すれ
ば、特性改善につながる。
【００１１】図１(a)の自励形を三相誘導電動機の固定
子巻線を用いて実施する場合には、図３の構成によって
行う。固定子電流にはダイオード１によって直流が流入
するが、単相インバータ12との結合により商用電源回路
への直流電流の流入が阻止され、さらに可変速運転が可
能となる。この回路による運転特性は、本来の誘導電動
機が有する特性以上の良好な結果が得られる。
子巻線を用いて実施する場合には、図３の構成によって
行う。固定子電流にはダイオード１によって直流が流入
するが、単相インバータ12との結合により商用電源回路
への直流電流の流入が阻止され、さらに可変速運転が可
能となる。この回路による運転特性は、本来の誘導電動
機が有する特性以上の良好な結果が得られる。
【００１２】電動機の起動に際しては、主巻線５と補助
巻線６によりコンデンサ形起動法(図１を参照)を採用す
る。符号２はコンデンサ、７は切り替えスイッチであ
る。同期化後は、補助巻線６を直流励磁巻線として使用
して静止磁界を重畳する。
巻線６によりコンデンサ形起動法(図１を参照)を採用す
る。符号２はコンデンサ、７は切り替えスイッチであ
る。同期化後は、補助巻線６を直流励磁巻線として使用
して静止磁界を重畳する。
【００１３】静止磁界重畳法を示した図１の(a)図は、
補助巻線６および直流電源を使用しない自励方式で、固
定子巻線に直列にダイオード１を挿入することにより、
固定子電流に比例した直流起磁力を生ずる。
補助巻線６および直流電源を使用しない自励方式で、固
定子巻線に直列にダイオード１を挿入することにより、
固定子電流に比例した直流起磁力を生ずる。
【００１４】(b)図は、同期化時に補助巻線６に直流電
源３を接続する方式で、静止磁界の制御は直流電圧の調
整により行う。保護抵抗４は、電流制限が目的で挿入す
るもので、効率の面からできる限り小さいものが望まし
い。さらに、この回路に直列に直流リアクトルを接続す
れば、直流電流の脈動分が減少する。
源３を接続する方式で、静止磁界の制御は直流電圧の調
整により行う。保護抵抗４は、電流制限が目的で挿入す
るもので、効率の面からできる限り小さいものが望まし
い。さらに、この回路に直列に直流リアクトルを接続す
れば、直流電流の脈動分が減少する。
【００１５】(c)図は、主巻線５と補助巻線６間の変圧
器起電力を利用した自励方式で、励磁回路の起電力は一
定で電流もほぼ一定となる。
器起電力を利用した自励方式で、励磁回路の起電力は一
定で電流もほぼ一定となる。
【００１６】回転子８の巻線構造は、図２に示すように
巻線形とかご形が最適である。(巻線形回転子を符号９
で、かご形回転子を符号10で示す。)図２(a)図は突極磁
極片に短絡巻線を設した構造で、(b)図は銅またはアル
ミ棒11によって横軸かご形短絡コイルを設けた構造であ
る。かご形コイルのスロット内の、絶縁の有無による特
性上の顕著な変化は認められないが、直軸上に短絡コイ
ルを形成する構造は無効電流の増加となるので好ましく
ない。
巻線形とかご形が最適である。(巻線形回転子を符号９
で、かご形回転子を符号10で示す。)図２(a)図は突極磁
極片に短絡巻線を設した構造で、(b)図は銅またはアル
ミ棒11によって横軸かご形短絡コイルを設けた構造であ
る。かご形コイルのスロット内の、絶縁の有無による特
性上の顕著な変化は認められないが、直軸上に短絡コイ
ルを形成する構造は無効電流の増加となるので好ましく
ない。
【００１７】
【発明の効果】本考案のブラシレス単相誘導電動機は、
従来の同期機が有する励磁機を必要とせず、また複雑な
磁気回路を形成する必要もない。このために、電動機固
定子巻線構造は簡単となり、従来の同期機からブラシと
スップリングが省略できメンテナンスフリー化が実現で
きる。よって、悪条件の環境下における適用も可能とな
る。
従来の同期機が有する励磁機を必要とせず、また複雑な
磁気回路を形成する必要もない。このために、電動機固
定子巻線構造は簡単となり、従来の同期機からブラシと
スップリングが省略できメンテナンスフリー化が実現で
きる。よって、悪条件の環境下における適用も可能とな
る。
【００１８】回転子巻線に流れる電流は、電源周波数の
半分の交流電流であるために、過渡変動時の制動効果も
良好であり可変速電動機としても適用できる。
半分の交流電流であるために、過渡変動時の制動効果も
良好であり可変速電動機としても適用できる。
【００１９】可変速運転を目的として、単相インバータ
と結合する場合には、三相インバータの場合と比較して
電力半導体素子の使用個数が三分の二ですみ、制御回路
の簡素化にもつながる。さらに、この同期電動機は一般
の同期機と同様に、同期発電機として駆動することも可
能である。
と結合する場合には、三相インバータの場合と比較して
電力半導体素子の使用個数が三分の二ですみ、制御回路
の簡素化にもつながる。さらに、この同期電動機は一般
の同期機と同様に、同期発電機として駆動することも可
能である。
【図１】本実施例の電動機の３通りの固定子直流励磁方
式を示す説明図である。
式を示す説明図である。
【図２】本実施例の電動機の２通りの回転子構造を示す
説明図である。
説明図である。
【図３】本実施例の三相誘導電動機を本電動機に適用し
た場合の駆動回路図である。
た場合の駆動回路図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 単相交流および直流電流によって固定子
巻線を励磁して、交番磁界に静止磁界を重畳し、この交
番磁界の正相分および静止磁界により同期速度の丁度半
分の速度で回転して同期トルクを発生する単相半速同期
電動機であって、回転子を単相短絡巻線だけを施した構
造としたことを特徴とするブラシレス単相半速同期電動
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13939392A JPH05336716A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | ブラシレス単相半速同期電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13939392A JPH05336716A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | ブラシレス単相半速同期電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05336716A true JPH05336716A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15244251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13939392A Pending JPH05336716A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | ブラシレス単相半速同期電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05336716A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11252876A (ja) * | 1998-02-26 | 1999-09-17 | Sharp Corp | リラクタンスモータ並びに該モータの駆動装置および駆動方法 |
| WO2005008880A1 (ja) * | 2003-07-18 | 2005-01-27 | Ntt Data Ex Techno Corporation | 発電装置 |
| JP2015509697A (ja) * | 2012-02-16 | 2015-03-30 | ジェンラ８ リミテッド | 同期式の電気機械 |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP13939392A patent/JPH05336716A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11252876A (ja) * | 1998-02-26 | 1999-09-17 | Sharp Corp | リラクタンスモータ並びに該モータの駆動装置および駆動方法 |
| WO2005008880A1 (ja) * | 2003-07-18 | 2005-01-27 | Ntt Data Ex Techno Corporation | 発電装置 |
| JP2015509697A (ja) * | 2012-02-16 | 2015-03-30 | ジェンラ８ リミテッド | 同期式の電気機械 |
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