JPH0834713B2 - Variable speed induction motor - Google Patents

Variable speed induction motor

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JPH0834713B2
JPH0834713B2 JP62176475A JP17647587A JPH0834713B2 JP H0834713 B2 JPH0834713 B2 JP H0834713B2 JP 62176475 A JP62176475 A JP 62176475A JP 17647587 A JP17647587 A JP 17647587A JP H0834713 B2 JPH0834713 B2 JP H0834713B2
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phase
rotor
winding
voltage
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利彦 佐竹
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Satake Engineering Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、トルク特性および効率が良く速度制御が容
易な可変速誘導電動機に関する。
The present invention relates to a variable speed induction motor that has good torque characteristics and efficiency and is easy in speed control.

【従来技術とその問題点】[Prior art and its problems]

誘導電動機の速度を制御する方法の一つとして電源周
波数を変える方法がある。この方法は連続的かつ広範囲
な速度制御が可能である半面、この方法で必要とする周
波数変換装置を高価であり、また周波数変換装置により
交流を直流に変換して再度交流に変換する過程において
一般に高調波および電波が発生し、これらによってコン
ピューター,その他各種電気制御機器の誤動作あるいは
コンデンサーの過熱等の障害を招くことがある。このう
ち高調波障害に対しては、フィルターを設置することに
より対策を講じることもできるが、フィルターの設置に
はコストがかかる。電源周波数を変える方法はまた、低
速時において一般に性能が不十分となる等の欠点を有す
るものである。 電動機の極数を運転中に切換えて速度を制御する方法
もあるが、この方法では、極数の変換によって段階的に
速度を変えることはできても、無段階的に滑かな速度制
御をすることができない欠点がある。 電源の電圧を変えて速度を制御する方法では、速度制
御が連続的に行える半面、特に低速度領域において効率
が悪くなる欠点がある。 巻線型電動機において二次抵抗を変化させすべりを変
えて速度制御を行う方法がある。この方法は、比較的簡
単に連続的な速度制御が可能である半面、外部からブラ
シとスリップリングを介して回転子巻線回路へ抵抗を挿
入するために、ブラシの消耗による保守点検を必要とす
る。なお、かご形誘導電動機は、二次抵抗を変化させて
速度制御を行うことができない。 上記問題点に対処する技術として、例えば、特開昭54
−29005号公報に開示されている。このものは、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
組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、回転子
鉄心に対向してそれぞれ独立する固定子に巻線を備え、
始動時には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合わせて給電することを特徴
とした双鉄心かご形電動機である。この電動機は始動時
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。したがって、
この電動機では始動特性を向上する効果は認められて
も、本来、可変速電動機の提供が目的ではないから変速
を必要とする負荷の動力源として使用することができな
いものである。 なお、上記特開昭54−29005号公報において、起動か
ら定常運転への移行に伴うトルクの急激な変動によるシ
ョックを緩和する目的で、一時的に両固定子巻線の給電
回路への接続を直列接続とする中間ステップを設けるこ
とが1例として記載されているが、こうしてできること
は、回転磁界の位相のずれを0゜と180゜に限定できる
だけであって変速制御ができるようになる訳ではない。
しかも直列接続に切り換えたことにより、各固定子に加
わる電圧は半減されるのでトルクは1/4に減殺されると
も相俟って変速制御が全く不可能になることは、この公
報に開示する要旨が変速を目的としていないことからも
明白なところである。 要するに、特開昭54−29005号公報における「固定子
巻線を給電回路に対して直列接続と並列接続とに切り換
える中間ステップ」云々との記載中、この直列接続は変
速を目的とするするものではないのである。 また、特開昭49−86807号公報に提案されている技術
は、かご形ロータと多相巻線を備えたステータとを有す
る非同期電気モータであって伝導バー、短絡回路端環お
よび強磁積層からなるものにおいて、ステータは第一と
第二の巻線区分からなり、これらの区分は相互におよび
ロータの異る部分に隣接して共軸状に配置され、かつ同
じ周波数の交流を供給されることができ、また第二巻線
区分によりロータの巻線に誘導される起電力を変化する
手段を設けたことを特徴とする非同期電気モータである
が、このものは、機械的あるいは電気的手段により、2
個のステーター区分間の位相差を設けて一応回転速度を
変えることができるものではあるが、2個のステーター
区分間の位相角が同相のときを除いてトルクが小さく、
負荷が掛ると直ちに運転が停止する欠陥を持つ実用に全
く供しないものであり、負荷を連結した状態において、
起動・停止を頻繁に反復するための動力源としては運転
することのできない等の重大な問題点を未解決とするも
のであった。
One of the methods for controlling the speed of the induction motor is to change the power supply frequency. While this method allows continuous and wide-range speed control, the frequency converter required by this method is expensive, and it is generally used in the process of converting alternating current into direct current and then alternating current by the frequency converting device. Harmonics and radio waves are generated, which may lead to malfunctions of computers and other electric control devices, or failures such as overheating of capacitors. Among them, measures against harmonic interference can be taken by installing a filter, but installation of the filter is costly. The method of changing the power supply frequency also has drawbacks such as generally insufficient performance at low speed. There is also a method of controlling the speed by switching the number of poles of the motor during operation, but in this method, the speed can be changed stepwise by converting the number of poles, but smooth speed control is performed steplessly. There is a drawback that cannot be done. The method of controlling the speed by changing the voltage of the power source has a drawback that the speed is continuously controlled, but the efficiency is deteriorated particularly in a low speed region. There is a method of controlling the speed by changing the secondary resistance and changing the slip in the wire wound motor. While this method allows continuous speed control relatively easily, it requires maintenance due to wear of the brush, because resistance is externally inserted into the rotor winding circuit via the brush and slip ring. To do. The squirrel-cage induction motor cannot control the speed by changing the secondary resistance. Techniques for dealing with the above problems include, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
-29005 gazette. This is a squirrel cage conductor that is commonly installed across two sets of rotor cores, and has short-circuiting rings at both ends, which are short-circuited to each other.
A pair of rotor cores, a high-resistance element that short-circuits the cage conductors at the center of the cage conductors, and a stator winding that faces each rotor core and has independent windings.
At start-up, shift the phase between the stator windings by 180 °,
This is a twin-screw cage squirrel-cage motor, which is characterized in that power is supplied with matching phases during operation after starting. This motor improves the starting characteristics by increasing the starting torque by shifting the phases of the stator windings by 180 ° at the time of starting, and adjusts the phases of the stator windings during operation to improve the normal torque characteristics. It is characterized by the fact that it can be operated at. Therefore,
Although the electric motor has an effect of improving the starting characteristic, it cannot be used as a power source of a load that needs gear shifting because the purpose of the electric motor is not to provide a variable speed electric motor. In the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 54-29005, for the purpose of alleviating the shock due to the abrupt change of the torque accompanying the transition from the start to the steady operation, temporarily connecting both stator windings to the power supply circuit. It is described as an example to provide an intermediate step for connecting in series, but what can be done in this way is that the shift of the phase of the rotating magnetic field can be limited to 0 ° and 180 ° and the shift control can be performed. Absent.
In addition, it is disclosed in this publication that shifting to series connection makes the voltage applied to each stator halved, and thus the torque can be reduced to 1/4, and the shift control cannot be performed at all. It is also clear that the gist is not for shifting. In short, in the description in JP-A-54-29005, "Intermediate step of switching the stator winding between the series connection and the parallel connection with respect to the power feeding circuit", this series connection is intended for speed change. Not. Further, the technique proposed in JP-A-49-86807 is an asynchronous electric motor having a squirrel-cage rotor and a stator having a multi-phase winding, which includes a conductive bar, a short circuit end ring and a strong magnetic laminated layer. Consisting of a first and a second winding section, the sections being coaxially arranged next to each other and to different parts of the rotor and supplied with alternating current of the same frequency. A non-synchronous electric motor, characterized in that it is provided with means for varying the electromotive force induced in the rotor winding by the second winding section, which is a mechanical or electrical By means of 2
Although it is possible to change the rotation speed by providing a phase difference between the stator sections, the torque is small except when the phase angle between the two stator sections is the same,
It has a defect that the operation stops immediately when a load is applied, which is completely unusable for practical use, and when the load is connected,
It has not solved a serious problem that it cannot be operated as a power source for frequently repeating start / stop.

【発明の目的】[Object of the invention]

本発明は、上記従来技術の欠点を改善するためのもの
で、上記特開昭54−29005号公報および特開昭49−86807
号公報に開示されている技術の総和では奏することので
きない特異なトルク特性を求め、速度制御領域を広範囲
に且つその速度制御を無段階的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亘
り、最高回転速度時点とほぼ同等の定格電流を作用させ
ることにより現われる優れたトルク特性と効率とを有す
る優れた可変速誘導電動機を提供することである。
The present invention is intended to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and is disclosed in the above-mentioned JP-A-54-29005 and JP-A-49-86807.
The peculiar torque characteristics that cannot be achieved by the sum of the techniques disclosed in the publication are obtained, and the speed control range can be set to a wide range and the speed control can be set to any desired speed steplessly, and at any torque. An excellent variable speed that can be started and has excellent torque characteristics and efficiency that appear by applying a rated current that is almost the same as at the time of maximum rotation speed over the entire speed range from the starting point to the maximum rotation speed. It is to provide an induction motor.

【問題点を解決するための手段】[Means for solving problems]

上記技術的課題を達成するために、本発明は同一回転
軸に空間又は非磁性体コア部を介在して軸着した2個の
回転子コアを有し、該2個の回転子コアに連通する複数
個の導体を、回転子コア円周の半径を異にする位置に同
心円的に、第1導体群と第2導体群として2組配設して
一体的に形成したかご形回転子と、前記各回転子コアの
外周部に対峙して2個の固定子コアを並設し、該各固定
子コアに巻装された固定子巻線を直列に連結した固定子
と、前記2個の回転子コア間の前記空間又は非磁性体コ
ア部において回転子コアの最外円周に設けられた第1導
体群の複数個の導体を相互に抵抗短絡する連結材と、2
個の固定子のうち特定の固定子がこれに対峙する回転子
の周囲に生じる回転磁界と、他の固定子がこれに対峙す
る回転子の周囲に生じる回転磁界との間に位相差を生じ
させる電圧移相装置とを有する可変速誘導電動機によっ
て上記問題点を解決するための手段とした。
In order to achieve the above technical object, the present invention has two rotor cores axially attached to the same rotary shaft with a space or a non-magnetic core portion interposed therebetween, and communicates with the two rotor cores. A squirrel-cage rotor in which two sets of a first conductor group and a second conductor group are concentrically arranged at positions having different radii of the rotor core circumference, and are integrally formed. A stator in which two stator cores are arranged in parallel with each other on the outer peripheral portion of each rotor core, and stator windings wound around the respective stator cores are connected in series; A space between the rotor cores or a non-magnetic core portion, and a connecting member for resistance short-circuiting a plurality of conductors of the first conductor group provided on the outermost circumference of the rotor core to each other;
A phase difference occurs between a rotating magnetic field generated around a rotor facing a specific stator of the stators and a rotating magnetic field generated around the rotor facing another stator. A variable-speed induction motor having a voltage phase shifter is provided as means for solving the above problems.

【作 用】[Work]

本発明は、任意手段により、それぞれの固定子に生起
する回転磁界の磁束に位相のずれを生じさせると、磁束
の位相のずれに応じて回転子導体に誘起する電圧が変化
することにより、即ち回転子導体に誘起する電圧を増減
制御することにより回転子の回転速度を任意に変えるも
のである。 ところで、2個の固定子に巻装したそれぞれの巻線を
直列に接続した構成と、回転子コア円周の半径を異にす
る位置に装設した2組の導体のうち回転子コアの最外円
周に設けられた第1導体群の複数個の導体を相互に連結
材を介して短絡した構成とにより、次のごとき作用が生
れる。即ち、連結材を介した第1導体群には各固定子に
対応する回転子導体部分に誘起する電圧に基づき、回転
子導体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、固定子の回転磁界間の位相差に起因す
る回転子導体に流れるベクトル差分の電流が、複数個の
回転子導体を短絡的に連結する連結材を通って必然的に
流れるという強制力が生じる作用が生まれる。一方、連
結材を介しない導体には固定子の回転磁界間の位相差に
反比例的に電流が流れる。即ち、位相差180゜の時は理
論的には回転子導体に電流は流れない。これらの相乗効
果により、位相差θを変化させることで、すべりとは無
関係に連結材を介した回転子導体に流れる電流と連結材
に流れる電流の比率と、連結材を介しない回転子導体に
流れる電流とを制御することができる。その結果、位相
差θを操作することにより、前記2組の複数個の回転子
導体のうち連結材を設けた第1導体群の回転子導体を相
互に連結する連結材の作用は任意の大きさに定まり、よ
ってトルク特性は位相差θによって変化し連結材の作用
で特異のトルク特性を発揮し、更に連結材を設けていな
い第2導体群の回転子導体の電流は、位相差θによって
反比例的なトルク特性を発揮することによって、電動機
のトルク特性は、前記連結材のある第1導体群の回転子
導体と連結材のない第2導体群の回転子導体との相方の
トルク特性を合成したトルク特性を有する電動機とする
ことができる。したがって起動時は勿論のこと低速回転
から高速回転までの全域に亘り大きなトルクを安定的に
得ることができ、それによって効率も改善されるもので
ある。
According to the present invention, when a phase shift is generated in the magnetic flux of the rotating magnetic field generated in each stator by an arbitrary means, the voltage induced in the rotor conductor changes in accordance with the phase shift of the magnetic flux, that is, The rotation speed of the rotor is arbitrarily changed by increasing / decreasing the voltage induced in the rotor conductor. By the way, the structure in which the respective windings wound around the two stators are connected in series and the rotor core of the two sets of conductors installed at the positions where the radii of the rotor core circumferences differ With the configuration in which a plurality of conductors of the first conductor group provided on the outer circumference are short-circuited to each other via a connecting member, the following effects are produced. That is, the first conductor group via the connecting member has an action of exerting a forcing force that the magnitudes of the currents flowing through the rotor conductors become equal based on the voltage induced in the rotor conductor portions corresponding to the respective stators, An action that creates a forcing force that the vector difference current flowing in the rotor conductor due to the phase difference between the rotating magnetic fields of the stator inevitably flows through the connecting material that short-circuits the rotor conductors. Is born. On the other hand, a current flows through the conductor without the connecting material in inverse proportion to the phase difference between the rotating magnetic fields of the stator. That is, when the phase difference is 180 °, theoretically no current flows in the rotor conductor. Due to these synergistic effects, by changing the phase difference θ, the ratio of the current flowing in the rotor conductor through the connecting material to the current flowing in the connecting material, regardless of slip, and the rotor conductor not passing through the connecting material It is possible to control the flowing current. As a result, by operating the phase difference θ, the action of the connecting member for connecting the rotor conductors of the first conductor group having the connecting members among the two sets of rotor conductors to each other is arbitrarily large. Therefore, the torque characteristic changes depending on the phase difference θ and the peculiar torque characteristic is exerted by the action of the connecting material, and the current of the rotor conductor of the second conductor group without the connecting material is changed by the phase difference θ. By exhibiting an inversely proportional torque characteristic, the torque characteristic of the electric motor is obtained by comparing the torque characteristic of the rotor conductor of the first conductor group with the connecting member with the torque characteristic of the rotor conductor of the second conductor group without the connecting member. The electric motor can have a combined torque characteristic. Therefore, a large torque can be stably obtained not only at the time of start-up but also over the entire range from low speed rotation to high speed rotation, thereby improving efficiency.

【実施例】【Example】

本発明の実施例を第1図〜第19図に基づき説明する。 第1図〜第4図により本発明の一実施例を説明する。
第1図及び第3図において、符号1は本発明による誘導
電動機であり、該誘導電動機1は以下のように構成を有
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に装着し、回転子コア2,3間に非磁性
体コア9を介設する。回転子コア2,3に装設した複数個
の導体からなる1組の第1導体群5A…と、回転子円周の
前記第1導体群5Aより小さい半径位置に装設した複数個
の導体からなる1組の第2導体群5B…で導体5を構成
し、第1導体群5Aと第2導体群5Bのそれぞれは回転子コ
ア2,3に連通させて一体的な回転子8を形成し、その連
通させた第1導体群5A…と第2導体群5B…の複数個の導
体5…の両端部は短絡環6,7により短絡される。また、
回転子コア2,3及び非磁性体コア9に、回転子8の両側
部10,11に連絡する複数子の通風胴12…を設け、通風胴1
2…から回転子8の外周部に向けては複数個の通気孔13
…が穿設されている(第2図参照)。回転子8に装設さ
れた第1導体群5A…は回転子コア2,3間の非磁性体コア
9部において、複数個の導体5…のそれぞれを任意のベ
クトル差の電流が流れると通電する連結材を介して、即
ちニクロム線,炭素混入鋼,通電性セラミック等からな
る抵抗材r…を介して短絡してある。第1図,第2図を
参照すれば明らかなように、円筒状の機枠14の両側部に
は軸受盤15,16が連結棒17…にナット18…を締めること
により一体的に組付けられる。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4を回転自在
としてある。 回転子巻線22,23を施した第1固定子24と第2固定子2
5とは回転子コア2,3に対峙する外側部において機枠14に
並設される。機枠14と第1固定子24,第2固定子25との
間にすべり軸受26,27を装設し、すべり軸受26,27を機枠
14に嵌装したストツプリング28…によって固定する。第
2図,第3図を参照すれば明らかなように、第1固定子
24と第2固定子25の一側外周面にキヤー33A,33Bが嵌着
されている。機枠14の外周部にはパルスモーター35が載
設され、その駆動軸には一体的に形成された第1駆動歯
車36と中継歯車34とが固着される。機枠14の外側部には
更に中継歯車30と第2駆動歯車31とを有した中継軸29を
回転自在に軸支した軸受台32が装着される。第1駆動歯
車36と第2駆動歯車31とは機枠14に設けられた開口部3
7,37から機枠14内に臨み、第1固定子24に嵌着されてい
るギヤ33Aおよび第2固定子25に嵌着されているギヤ33B
にそれぞれ噛合する。このように構成することにより、
第1固定子24と第2固定子25とはパルスモーター35の作
動によって回転子8と同心的に回動する。第1固定子24
と第2固定子25とが回動することによって電圧移相装置
38が構成される。39は機枠14の外周囲部に穿設された排
風孔、40は軸受盤15,16に複数個穿設した通風孔であ
る。 次に第4図を参照して第1固定子24と第2固定子25の
それぞれに巻装した巻線22,23を三相電源への結線につ
いて説明する。第2固定子25にスター結線を施した巻線
23は第1固定子24に同様にスター結線を施した各巻線22
にそれぞれ直列に接続された後、電源に連結される。即
ち、第1固定子24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22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
を短絡して連結してある。 以下に上記構成における作用を説明する。 第1固定子24の巻線22に商用3相電源から電力を供給
すると、固定子24,25に回転磁界が生じ、この回転磁界
に基づき、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1固定子24に対する第2固定子25の回動
量をゼロとしたときには、それぞれの固定子24,25に生
じる回転磁界に位相のずれがなく、その詳細は後述する
如く第1導体群5A…に設けた連結材である抵抗材r…に
は電流が流れず、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、パルスモーター35を作動して第1固定子24と第
2固定子25のそれぞれを逆方向に回動し、位相差を電気
角でθになるよう回動した場合における第1導体群5A…
に関して説明する。電圧移相装置38となす第1固定子24
と第2固定子25が作る回転磁界の磁束φ1の位相は
電気角でθだけずれており、そのため、第1固定子24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
1,の位相も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
を基準にとり、該電圧を=SEとする。ここでS
はすべり,Eはすべり1のときの誘起電圧である。このと
き第1固定子24によって導体5に誘起される電圧
は、=SEεjθとなる。 第5図に示すものは、非磁性体コア9部において導体
5…を短絡する抵抗材r…が装着されていない第2導体
群5B…単独の場合の回転子8のすべりSとトルクTとの
関係を示すものである。位相差がθ=0゜のときトルク
は最大となり、0゜<θ<180゜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、電源の角速度をωとすれば、
トルクの最大値は S=(R/ωL)のとき現われる。 次に、回転子8の導体5を短絡する抵抗材r…が装着
されている第1導体群5A…の場合につき説明する。第1
導体群5A…の短絡環6,7から連結材rまでのそれぞれの
抵抗をR1,R2、またインダクタンスをL1,L2、電源の角周
波数をω、第1導体群5A…のそれぞれを短絡する抵抗材
の抵抗をrとすれば、回転子8の電気的等価回路は第6
図のようになる。符号I1,I2,I3は各枝路を流れる電流を
示す。 第6図に示す等価回路を両固定子24,25側からみた等
価回路に変換すると第7図のようになる。R1=R2,L1=L
2で電気角θ=0゜のときにはI3=I1−I2=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、R1=R2,L1=L2でθ=180゜のときには、I1=−
I2,I3=I1−I2=2I1となり、回転子導体の抵抗をR1=R2
=Rとすれば回転子導体の全抵抗はR+2rに増加したと
同様な結果となっている。 次に、第1固定子24と第2固定子25のそれぞれに巻装
した巻線22,23を直列に連結した作用につき説明する。 巻線22,23は直列に接続されているため、巻線22に商
用3相電源から電力を供給すれば仮に、巻線22,23のそ
れぞれの抵抗の相違あるいは両固定子24,25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22,23に流れる電流の大きさは等しい。したがっ
て、連結材を介した第1導体群5A…の場合、第1固定子
24と第2固定子25のそれぞれの回転磁界の磁束によっ
て、回転子8の第1導体群5A…に誘起して流れる電流の
絶対値は等しくなる。この作用と、電圧移相装置38の第
1固定子24と第2固定子25の回動差、即ち両固定24,25
間の回転磁界の位相差に基づくベクトル差分の電流は複
数個の導体5…のそれぞれを連結材となす抵抗材r…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8図に示す、すべりとトルク特性のよ
うに、効率を改善し、且つそれぞれの変速領域において
大きな駆動トルクを出すことができる。したがって、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
2次側に任意に連結材の抵抗が付加されることにより、
起動を容易とすること、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る。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、電圧移相装置38により位相のずれを制御して、
任意に行うことができる。 なお、巻線22,23を直列に連結した第1固定子24と第
2固定子25のそれぞれから回転子8の第1導体群5A…に
流れる電流の大きさに対する第1動態群5A…間に設けら
れた抵抗材r…を介して流れる電流の比率は、抵抗材r
…の抵抗値およびすべりSとは無関係に位相差(電気
角)θの値によって決定される。 (上記比率は、θ=πが最大でθ=0でゼロとな
る。)θ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、θが小になると連結材となす抵抗材rに流れ
る電流の比率が小となり、θ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24,25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の抵抗値の設計次第によ
り、最高速度時の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。 上記に対し、第1固定子24と第2固定子25の巻線22,2
3のそれぞれを並列に商用3相電源に連結した場合に
は、第1固定子24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24,25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
θだけ異なり、複数組の導体5…のうち第1導体5A…間
を連結材となす抵抗材r…を介して流れる電流は、(1/
2)×(第1,第2固定子24,25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の第1導体
群5A…には抵抗材r…に流れる電流の他に(第1,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、θ=πがゼロで、θ=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の第1導体群5A…に流れる電流の大
きさに対し、抵抗材r…を介して流れる電流の比率は、
θが一定でもすべりおよび抵抗値によって異なる。θ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
混合したような特性、すなわち第9図に示す如き特性に
なる。この特性は、第1,第2固定子24,25の巻線22,23を
直列に連結した場合の特性に対して速度制御の範囲が狭
くなるものとなる。 次に第1導体群5Aと第2導体群5Bとを設けたことによ
る作用について説明する。第5図は第2導体群5B…によ
るトルクとすべりを示し、第8図は高抵抗の連結材を介
した第1導体群5A…によるトルクとすべりを示すグラフ
である。グラフ中の一点鎖線は同じ電流値の場合のトル
クとすべりの関係を示すものである。第8図において、
位相角30゜ないし60゜の範囲で同電流値においてトルク
が低下すると共に位相差0゜の場合にも一般の誘導電動
機と比較してすべりが大きくなる。また、第5図におい
ては位相差が大きくなるに従ってほぼ比例的に出力が小
さくなる。第10図は2組の複数個の導体を装設して第1
導体群5A…に連結材を介して短絡し、第2導体群5B…に
は連結材を介しない場合のトルクとすべりの関係を示す
ものである。これによると、2組の導体5がそれぞれの
リアクタンスの影響を受け、低すべり側で作用する第2
導体群5B…と高すべり側で作用する第1導体群5A…との
相乗効果により、図中一点鎖線で示す同一電流によるト
ルクが得られ起動時は勿論のこと低速回転から高速回転
までの全域に亘り大きなトルクを安定的に得ることがで
き、それによって効率も改善される。また2組の複数個
の導体5の抵抗値を適宜選定すれば連結材を用いること
なく、低速回転から高速回転までの領域でトルクとすべ
りの関係が改善でき、従来の可変速誘導電動機では奏す
ることのできないトルク特性が得られる。 これらの電動機の冷却は以下のような方法により実施
される。上記回転子8の回転により、冷却用翼車19,20
は、軸受盤15,16に穿設した通風口40…から機枠14内に
外気を吸引し、第1,第2固定子24,25、巻線22,23を直接
的に冷却すると共に、通風胴12…を介し通気孔13…に流
通する風により回転子コア2,3、導体5…、抵抗材r…
等を冷却してそれぞれの機能を安定的に作用させる。第
1,第2固定子24,25の回動はパルスモーター35をスイッ
チにより正・逆回転させて行うが、回動手段としては、
パルスモーター35に限定される訳ではなく、他の正逆転
モータでも、また気体,液体シリンダー等によりサーボ
機構等任意の駆動装置を転用できるものであり、また更
には、手動ハンドルによって操作することもできる。な
お、図示実施例の場合、第1固定子24と第2固定子25の
双方を回動できるようになっているが、第1固定子24と
第2固定子25のいずれか一方のみを回動する場合もあ
る。固定子の回動駆動装置の作動に関連した固定子の回
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
われる。 次に、第11図により第1固定子24および第2固定子25
のそれぞれに複数種の極数に形成する巻線の結線につい
て説明する。 第1固定子24に2重巻線41A,41Bを施し、また第2固
定子25にも2重巻線42A,42Bを施し、巻線41A,42Aのそれ
ぞれには4極用と8極用の端子U2,V2,W2およびU4,V4,W4
を設け、巻線41B,42Bのそれぞれには6極用と12極用の
端子U1,V1,W1およびU3,V3,W3とを設けてある。第1固定
子24の巻線41Aと第2固定子25の巻線42AとをスイッチS
18を介して直列に接続し、同様に両固定子24,25の巻線4
1Bと巻線42BとをスイッチS14を介して直列に接続してあ
る。 さらに詳細に説明すると、第1固定子24の巻線41Aの
端子U4,V4,W4はスイッチS1を介し、また巻線41Bの端子U
3,V3,W3はスイッチS5を介しそれぞれ商用3相電源に連
結される。そして、巻線41Aの端子U2,V2,W2はスイッチS
3,S8を介し、また巻線41Bの端子U1,V1,W1はスイッチS7,
S11を介しそれぞれを商用3相電源に連結してある。 第1固定子24の巻線41Aの端子X2,Y2,Z2はスイッチS18
を介して第2固定子25の巻線42Aの端子V2,W2,U2に接続
され、第1固定子24の巻線41Bの端子X1,Y1,Z1はスイッ
チS14を介して第2固定子25の巻線42Bの端子V1,W1,U1
接続される。第2固定子25の巻線42Aの端子X2,Y2,Z2
スイッチS4,S9を介し、また巻線42Aの端子U4,V4,W4はス
イッチS2を介しそれぞれ商用3相電源に連結してあり、
第2固定子25の巻線42Bの端子X1,Y1,Z1はスイッチS10,S
12を介し、また巻線42Bの端子U3,V3,W3はスイッチS6
介してそれぞれ商用3相電源に連結される。 また、巻線41Aの端子U2,V2,W2はスイッチS20を介して
巻線42Aの端子U4,V4,W4に接続すると共にスイッチS19
介して巻線41AのZ2,X2,Y2に接続する。また、巻線42Aの
U2,V2,W2はスイッチS17を介して巻線42AのZ2,X2,Y2に接
続する。同様に、巻線41Bの端子U1,V1,W1はスイッチS15
を介して巻線42Aの端子U3,V3,W3に接続すると共にスイ
ッチS16を介してZ1,V1,W1はスイッチS13を介して巻線42
BのZ1,V1,W1に接続する。第1,第2固定子24,25に施した
巻線41A,41Bおよび巻線42A,42Bの結線と極数切換用のス
イッチS1〜S20以外の構成については第1図〜第3図に
示すものと同一であるので詳細説明を省略する。 上記構成における作用を第1図〜第3図、第10図を併
用して説明する。 第1固定子24に巻装した巻線42Aと第2固定子25に巻
装した巻線42Aの極数は4極と8極であり、第1固定子2
4に巻装した巻線巻線41Bと、第2固定子25に巻装した巻
線42Bの極数は6極と12極であるから、それぞれの極数
における同期速度は下表のようになる。 上記極数と同期速度との関係から、今仮に60Hz地区に
おいて回転子軸4に求められる回転速度が1100rpm.であ
る場合を説明する。極数切換スイッチS5,S12,S13,S15,S
16を投入し、その他のスイッチは開放した状態で、商用
3相電源から第1,第2固定子24,25の巻線41B,42Bに電力
を供給すると、回転子軸4は、両固定子24,25から回転
子8の導体5…に誘起する電圧により6極の同期速度の
1200rpm.となる。ここで1100rpm.までの100rpm.分の回
転速度を低下させるためには、パルスモーター35を作動
して第1,第2固定子24,25それぞれを異方向に回動さ
せ、両固定子24,25間に生じる位相のずれを制御して所
望回転速度に調整する。次に、回転子軸4に求められる
回転速度が400rpm.である場合を説明する。この場合極
数切換スイッチS7,S10,S14を投入してその他のスイッチ
を開放した状態のもとで得られる12極の同期速度600rp
m.から400rpm.までの200rpm.の小範囲の速度制御をパル
スモーター35により両固定子24,25を回動させて調整す
る。 次に、回転子軸4に求められる回転速度が800rpm.で
ある場合を説明する。この場合には、極数切換スイッチ
S8,S9,S18を投入してその他のスイッチを開放すると、
回転子軸4は8極の同期速度900rpm.となるので、さら
にパルスモーター35によって両固定子24,25を回動して
位相のずれを制御し800rpm.となるように調整する。 そして、回転子軸4に1600rpm.が求められるときに
は、極数切換スイッチS1,S4,S17,S19,S20を投入し他の
スイッチを開放すると、回転子軸4は4極の同期速度18
00となるので、パルスモーター35により両固定子24,25
を回動して1600rpm.となるように位相のずれを制御す
る。 上記実施例における回転数の制御は、極数切換スイッ
チS1〜S20を適宜操作することにより、所望回転速度近
辺迄への大幅な変速を先ず即時に行うこと共に、両固定
子24,25の僅かな回動量の調整により所望回転数への最
終的な制御を行うものである。これにより、迅速な速度
制御を無段階的に実施でき、速度制御範囲を広範囲にす
ることに併せ、それぞれの同期速度近辺で作用すること
ができるので効率が良い。このことは第12図の4極と8
極のときのすべりとトルクの関係を示したグラフからも
理解できる。勿論前記実施例で説明した両固定子24,25
のそれぞれに巻装した巻線を直列に連結した作用との相
乗効果により、広範囲な制御領域において効率を改善す
ることができると共に大きなトルクを出すことができ、
起動・停止・変速制御を頻繁に行われ、かつ広範囲な速
度制御を必要とする動力源に用いて顕著な効果を奏す
る。 なお、両固定子24,25に巻装する巻線の極数は変速を
必要とする速度制御領域に合せて任意の極数を選定して
採用できるものである。更に例えば、固定子を4個設け
てそれぞれに複数種の巻線を施し、求められる回転速度
に近い同期速度を有する極数の巻線を極数切換スイッチ
により選択して通電すると共に、電圧移相装置により位
相のずれを制御すれば、さらに広範囲な回転速度の制御
ができる。なお、大幅な速度制御は極数変換により行
い、電圧移相装置38となす両固定子24,25は小範囲の速
度調整を目的とし、その回動量は小さくてよいため、両
固定子24,25の双方を回動させることは必ずしも必要で
なく、いずれか一方のみを回動させてもよく、また双方
の回動速度に差を設け、且つ同一方向に回動させること
により正確な位相の制御を行うことも可能である。 次に、第13図を参照しながら固定子に巻装した巻線に
位相切換スイッチを接続して電圧移相装置とした他の形
式の電圧移相装置の構成を説明する。 第1,第2固定子24,25のそれぞれに施した単一巻線43,
44にはそれぞれ2つの極数に変換する端子を設けてい
る。即ち、第1,第2固定子24,25の巻線43,44のそれぞれ
には、端子U1,V1,W1およびU2,V2,W2が設けられている。
巻線46の端子U2,V2,W2は極数切換スイッチS21を介し、
また、端子U1,V1,W1は数切換スイッチS22を介してそれ
ぞれ商用3相電源に連結される。巻線43の端子U1とZ1
端子V1とX1、端子W1とY1はそれぞれ位相切換スイッチS
23を介して接続される。巻線43と巻線44とを直列に連結
する連結行程路45と巻線44と商用3相電源との連結行程
路46とに電圧移相装置47となす位相切換装置を複数個介
設してある。 即ち、位相切換スイッチS23に連結した巻線43の回路
を巻線44の端子U2,V2,W2に位相切換スイッチS25を介し
て連結し、巻線44の端子U1とZ1を、端子V1とX1を、端子
W1とY1のそれぞれを位相切換スイッチS24を介して連結
し、その各端子の回路は位相切換スイッチS25を介して
商用3相電源に連結する。このようにすることにより、
巻線43と巻線44とは直列、且つ同相に接続されたことに
なる。 さらに、巻線43と巻線44とを直列に連結する連結行程
路45と、巻線44の各端子と商用3相電源との連結行程路
46には、位相切換スイッチS26〜S39のそれぞれず介設さ
れている。それぞれのスイッチと巻線44の各端子との連
結の詳細は後述する作用の説明に併せて行うものとす
る。この実施例において、第1,第2固定子24,25は回動
させる必要がなく、双方が機枠14に固着されているこ
と、極数切換スイッチS21,S22及び、位相切換スイッチS
23〜S39が設けられている点のみ第1図,第2図に示す
ものと異なり、その他の構成については同一であるので
その詳細な説明を省略する。位相切換スイッチS23〜S39
により電圧移相装置47が構成されている。 以下に上記実施例における作用を第1図,第2図,第
12図を併用して説明する。 先ず、最高速度において運転するときは、極数切換ス
イッチS13と、位相切換スイッチS15,S16,S17,S25のそれ
ぞれを投入しその他のスイッチを開放にする。こうする
ことにより巻線43,44は同相、且つ直列に連結されるこ
とになり、一般の誘導電動機と同一のトルク特性とな
る。次いで、極数切換スイッチS21を投入のままの状態
において、位相切換スイッチS23,S24,S27,S35を投入し
て他のスイッチを開放にすると、位相切換スイッチS23
に連結した巻線43の各端子と、巻線44の位相切換スイッ
チS24に連結した各端子の回路とは位相切換スイッチS35
を介して通電し、その電流は巻線44の端子U2,V2,W2から
位相切換スイッチS27を介して商用3相電源に流れる。
巻線43に入力する電圧の位相に対して、巻線44に入力す
る電圧の位相は60゜ずれたものとなり、この位相のずれ
60゜に応じて回転子8の回転速度は低下する。 次いで、極数切換スイッチS21を投入したままの状態
において、位相切換スイッチS23,S24,S28,S32を投入す
ると巻線43に入力する電圧の位相に対して、巻線44に入
力する電圧の位相は120゜ずれたものとなり、位相のず
れが60゜のときよりも回転子8の回転速度は更に低速度
回転となる。この状態よりもさらに低速度回転とするに
は、極数切換スイッチS21と、を投入のままとし、位相
切換スイッチS23,S24,S30,S31を投入し、他のスイッチ
の全てを開放すればよく、こうすることにより、巻線43
に入力する電圧の位相と巻線44に入力する電圧の位相は
180゜ずれ、同一極数においては最低速回転とすること
ができる。この場合、トルクが低下するので、巻線43,4
4に施した前記極数よりも多極数の別の極数に切換えて
から回転速度を制御するのが効率的である。以下にその
操作につき説明する。 先ず、巻線43側の極数切換スイッチS22と、位相切換
スイッチS29,S34を投入し他のスイッチを開放すると、
巻線43と巻線44とは連結行程路45に介設した位相切換ス
イッチS26を介して通電し、その電流は位相切換スイッ
チS29を介して商用3相電源に流れ、巻線43,44のそれぞ
れに入力する電圧の位相は同相となるため、この極数に
おける最高回転速度となる。次いで、極数切換スイッチ
S22を投入したままの状態において、位相切換スイッチS
38,S35を投入しその他のスイッチを開放すると、巻線43
の端子X1,Y1,Z1は巻線44の端子Y1,Z1,X1に通電し、その
電流は、巻線44の端子U1,V1,W1から位相切換スイッチS
38を介して商用3相電源に流れる。巻線43,44のそれぞ
れに入力する電圧の位相は60゜ずれたものとなり、同相
のときよりもこの位相のずれに応じた分だけ回転速度は
低下する。 次いで、極数切換スイッチS22を投入のままとして位
相切換スイッチS39,S36を投入し他のスイッチを開放す
ると、巻線43,44それぞれの位相は120゜ずれて、位相の
ずれが60゜のときよりも更に低回転速度となる。さらに
最低回転速度とするには、極数切換スイッチS22を投入
のままとし、位相切換スイッチS30,S37を投入し他のス
イッチを開放すればよく、こうすることにより、巻線4
3,44のそれぞれに入力する電圧の位相は180゜ずれ、最
低回転速度とすることができる。 上記したように電圧移相装置47となす位相切換スイッ
チS23〜S39と極数切換スイッチS21,S22とを適宜操作す
ることにより、単一極数の巻線を施した複数の固定子に
入力する電圧の位相を制御することができ、効率のよい
回転数制御を行うことができる。 電圧移相装置47を位相切換スイッチで構成したこの実
施例の特徴は、無段階的に回転速度の制御を行うことは
できないが、極数と位相の切換により、迅速に回転速度
を制御することができる点にある。なお、この実施例に
第1,第2固定子24,25の双方あるいは一方を回動させる
ことにより補助的に位相を制御できる構成とすれば無段
階的に変速することができ、その制御も迅速に行うこと
ができる。また、電圧移相装置47に電圧調整装置を付設
しても回転速度を任意に変速することができる。 次に、第14図を参照しながら電圧移相装置の更に別実
施例を説明する。 第1固定子24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22の端子a,b,cを単相変圧器
49と結線切換スイッチ48とにより構成される電圧移相装
置50を介して第2固定子25の巻線23の端子A,B,Cに直列
連結する。具体的に説明すると、巻線22の端子a,b,cに
単相変圧器49の一次側及び結線切換スイッチS40,S42に
連結され、また単相変圧器49の二次側は結線切換スイッ
チS41,S43に図示の如く連結される。第2固定子25の巻
線23の端子A,B,Cは結線切換スイッチS40〜S43のそれぞ
れに図示の如く連結される。 以下に、この実施例における作用を説明する。巻線22
の端子A,B,Cを商用3相電源に接続すると共に、結線切
換スイッチ48の電磁スイッチS40のみを投入し他のスイ
ッチを開放すると、巻線22,23のそれぞれの電圧の位相
は同相となり、回転子軸4の回転速度は最高回転速度と
なる。次に、結線切換スイッチS41のみを投入して他の
スイッチを開放にすると、変圧器49を介して巻線23に入
力する電圧の位相は巻線22に入力する電圧の位相に対し
て60゜進んだ電圧となり、電圧の位相が同相のときより
も遅い回転速度となる。 そして、結線切換スイッチS42のみを投入すると、巻
線23に入力する電圧の位相は巻線22に入力する電圧の位
相に対して120゜進んだ電圧となり、位相のずれが60゜
のときよりも更に遅い回転速度となる。次に、結線切換
スイッチS43のみを投入すると、巻線23に入力する電圧
の位相は巻線23に入力する電圧の位相に対して180゜進
んだ電圧となり、最低回転速度となる。この実施例にお
けるトルク特性も第8図に示すものと同一である。な
お、それぞれの結線切換によって第1固定子24,第2固
定子25間に生じる電圧の位相のずれは段階的に変化する
ものであるが、第1,第2固定子24,25の双方またはどち
らか一方を回動させることにより任意の回転速度に制御
することができる。この場合、大幅な回転速度の変速を
結線切換スイッチにより行い、補助的な回転速度の変速
を固定子の回動により行うので、固定子の回動量を小範
囲として迅速な変速制御を行うことができる。 次に、電圧移相装置のさらに別の実施例を第15図を参
照して説明する。この実施例の電圧移相装置は、枠体に
固設された固定子51aとその内部に回動自在に軸着され
る回転子51bとを有し、固定子51aに1次巻線52を、また
回転子51bに2次巻線53を施して構成される3相誘導電
圧調整器51である。 第1固定子24の巻線22の端子A,B,Cは商用3相電源A,
B,Cに連結される。3相誘導電圧調整器51の一次巻線52
の端子A,B,Cは第1固定子24の巻線22の端子a,b,cに接続
されると共に、二次巻線53の端子a,b,cに接続される。
二次巻線53の端子A,B,Cは第2固定子25の巻線23の端子
A,B,Cに接続される。即ち、電動機の固定子巻線22,23は
中間に電圧移相装置となす3相誘導電圧調整器51を介し
て直列に連結される。 この実施例においては、二次巻線53を施した3相誘導
電圧調整器51の回転子51bを任意量回動することによ
り、第1,第2固定子24,25の巻線22,23に入力する電圧の
位相をずらすことができ、要求される回転速度に応じ
て、回転子軸4の回転数を制御することができる。 次に第16図に基づき第1,第2固定子24,25に巻装した
巻線の結線方法について説明する。第1固定子24に巻装
した巻線22の端子U,V,WはスイッチM1を介して、また端
子X,Y,ZはスイッチM6により相互に短絡し得るようにな
っている。また巻線22の端子U,V,Wと端子Z,X,Yとはスイ
ッチM2を介して接続し得るようになっている。他方、巻
線23の端子U,V,WはスイッチM9を介して、また端子X,Y,Z
はスイッチM3を介して商用3相電源に連結される。巻線
23の端子U,V,Wは短絡用スイッチM7により相互に短絡し
得るようになっている。また巻線23の端子U,V,Wと端子
X,Y,ZとはスイッチM4を介して相互に接続し得るように
なっている。そして巻線22の端子R,V,Wと巻線23の端子
X,Y,Zとの間をスイッチM8を介して、また巻線22の端子
X,Y,Zと巻線23の端子U,V,Wとの間をスイッチM10を介し
て接続することにより、巻線22と巻線23とは、相互に直
列に連結し得るようになっている。 以下に上記構成における作用を第1図および第16図に
基づき説明する。 第1,第2固定子24,25の巻線22,23の結線を、スイッチ
M1,M3およびM10を投入しその他のスイッチを開放するこ
とによりデルタ結線とし、巻線22,23に商用3相電源か
ら電力を供給すると、固定子24,25に回転磁界が生じ、
この回転磁界に基づき回転子8の導体5…に電流が流れ
て回転子8は回転する。第1,第2固定子24,25の回動量
をゼロとしたときには、それぞれの固定子24,25の巻線2
2,23に入力する電圧には位相のずれがなく、一般の誘導
電動機と同一のトルク特性を持ち、回転子軸4の回転速
度は最高回転速度となる。 パルスモーター35を作動し第1,第2固定子24,25を回
動させることによって回転速度を連続的に制御すること
ができる。両固定子24,25間の電圧の位差相が180゜にな
ったときには回転速度の低下は一応限界に達する。固定
子巻線22,23をデルタ結線としたときの位相角θ=0゜
からθ=180゜までにおけるすべりとトルクとの関係は
第17図に示すとおりであり、すべりS1〜S2の範囲におい
ては、回転子軸4の回転速度を任意に制御して使用でき
る。 しかしながら、上記状態においては、すべりSがS=
S2からS=1.0の範囲において速度制御が不能となる。
即ち、第17図のハッチングで示す領域の速度制御は不能
となる。 上記現象に対処するには、スイッチM6,M8及びM9を投
入すると共に他のスイッチを開放して巻線22,23の結線
をスター結線に切換え。この状態においては、第1固定
子24と第2固定子25が作る回転磁界の磁束φ′,
φ′は同相となる。しかも第1,第2固定子24,25の巻
線22,23のそれぞれがスター結線となるため、巻線22,23
に加わる電圧はデルタ結線のときの になる。したがっても磁束φ′,φ′によって回転
子8の導体5…に誘起する電圧も となり、回転子8のトルクは電圧の2乗に比例するので
トルクは1/3となる。 したがって、第17図においてθ=0゜ S=1.0のと
きのトルクをT1とし、θ=180゜ S=1.0のときのトル
クをT2とすると、第1,第2固定子24,25の巻線22,23の結
線をスイッチによってスター結線に切換えることによ
り、そのトルク特性は第18図に示す如く、θ=180゜
S=1.0のときのトルクはT1/3となり、またθ=0゜
S=1.0のときのトルクはT2/3となり、ハッチングで示
す速度制御不能領域はかなり小さくなる。そこで、T2
T1/3となるように設計し、第1,第2固定子24,25の巻線2
2,23の結線をスイッチによってデルタ結線とし、第1,第
2固定子24,25を回動して回転子8の導体5…に誘起す
る電圧の位相差を0゜から180゜まで変化させ、次いで
両固定子24,25の巻線22,23の結線をスイッチによってス
ター結線に切換えると両固定子24,25間の位相差はなく
なるので、第1,第2固定子24,25を上記とは逆回動して
電圧の位相を0゜から180゜に向けて変化させると、負
荷の反抗トルクTrの大きな変化に対応して広範囲な速度
制御を行うことができ、その低速度制御領域においても
大きなトルクを確保することもできる。 第19図に示すものは、回転子コア2,3間の空間または
非磁性体コア9部において、回転子コア2,3に連通して
装設した複数個の導体5…のそれぞれと回転子軸4に嵌
挿する高抵抗環54とを連結材となす抵抗材r…により短
絡する一実施例である。なお、連結材となす抵抗材r…
は全ての導体5…に連結されていなくても応分の作用を
得ることができる。また、導体5…間に介設する連結材
として逆極性に直列に連結して一組とした定電圧ダイオ
ードを用いること、また抵抗材と前記一組とした定電圧
ダイオードとを直列に直列して連結材とすること、ある
いは抵抗材と前記一組の定電圧ダイオードとを導体間に
並設して連結することにより力率とトルクの改善を行う
場合がる。 そして、電圧移相装置は上記実施例に限定されるもの
ではなく、両固定子間に位相のずれを生起する装置であ
れば任意に選択採用できる。また、回転子コアに装設す
る導体は、低抵抗性のものであっても各導体間に連結材
を設けて短絡すれば、上記に説明した本発明のトルク特
性と効率の改善を確保することができる。また固定子に
巻装する巻線が極数変換をし得るように数種類施したも
のでない場合には、複数個の回転子コアそれぞれに巻線
を施して相互を直列に連結し、その行程中に連結材とし
て抵抗材を介設すれば、前記した作用と同一効果を得ら
れる。回転子コアに巻装される巻線はスター結線あるい
はデルタ結線のいずれをも選択して使用できるものであ
る。 次に、第20図に示すブロック図を参照して、可変速誘
導電動機を自動制御する場合の一実施例を説明する。 入出力制御回路56,制御回路57,演算回路58,記憶回路5
9等で構成される制御装置55の入力側には、速度表示器6
1を備えたタコゼレネーター等の速度検出器60と、磁気
センサー等の固定子回動位置検出器62と、機枠14内の適
所に装着した温度検出器63と、ディスプレイを備えたキ
ーボード64とを接続する。他方、制御装置55の出力側に
はパルスモーター35、回動側固定子の回動をロックまた
は開放する電磁石65と、巻線22,23,導体5…,抵抗材r
…等を冷却する空気を機枠14の適所から送風する送風機
を駆動する電動機66等が接続される。キーボード64から
制御装置55の記憶回路59には以下のような制御値が予め
入力されている。即ち、位相角0゜〜180゜に対する回
転固定子の回動量と、固定子の回動量に対するパルスモ
ーター35のパルス制御値と、位相角0゜〜180゜に対す
る固定子の位置検出器62との関係と、機枠14内の冷却を
開始する温度基準値とが予め入力されている。回転子軸
4の速度制御値をキーボード64を介して制御装置55に入
力すると、入力された速度制御値とするために必要な固
定子の回動量が演算され、その固定子の回動量に対応し
たパルスモーター35に対するパルス制御値が演算され
る。制御装置55からの出力信号に基づき電磁石65が作動
し、固定子のロックを開放すると共に、制御装置55から
の信号を受けて、パルスモーター35が作動して変速制御
を行う。回転子軸4に装着した速度検出器60から送られ
てくる速度検出値と速度制御値とを比較し、両者間に相
違がある場合には、制御装置55からパルスモーター35に
出力して回転速度を補正制御する。一方、両者間に相違
がない場合には、所望回転速度に制御されたものとし
て、電磁石65によって固定子の回動をロックする。 制御装置55に連絡された温度検出器63の温度検出値が
記憶回路59に設定された温度基準値よりも高温になる
と、制御装置55から出力する信号により、送風機の電動
機66が起動し、機枠14内に送風して巻線22,23,導体5
…,抵抗材r…等の冷却を開始する。上記運転中におい
て、キーボード64から新たに回転速度値を入力すると、
固定子回動位置検出器62から連絡された固定子の現在位
置を基準に所望速度値に対してパルスモーター35を作動
するパルス制御値が演算され、制御装置55からの出力信
号に基づき電磁石65およびパルスモーター35が再作動さ
れ回転速度が制御される。 なお、制御装置55の出力側に極数切換スイッチ68、位
相切換スイッチ69等を接続して、制御装置55に入力され
る速度制御値に対応した自動制御を行うこともあり、ま
た、送風機に空気冷却装置67を連結し、制御装置55に設
定した温度基準値に対して空気冷却装置67を作動させる
場合もある。 さらに本発明の可変速誘導電動機は誘導発電機として
も使用することができ、その場合、回転子軸4にタービ
ン,ガスタービン,太陽熱発電機等を直接連結して発電
すれば高価な調速機を省略することもできる。また、内
燃機を原動機として連結して発電を行う場合には、その
内燃機の最小燃費の回転数に対応して発電することがで
き、風水をエネルギー源とするパワーが弱く不安定な場
合においても、その最高出力を取出せる回転数で発電す
ることができる。水力発電においては、流速に応じて効
率よく発電でき、複雑高価な可変悦ピッチ装置あるいは
調相機を省略できる。また外部電力に対しての同期も高
価な同期装置なしで行える。また、回転子相に他の回転
軸を連結すると共に固定子巻線の入力側の2相を入替え
るスイッチを設け、該スイッチにより回転子軸を正転,
逆転自在とすれば、該スイッチと電圧移相装置との操作
より、電機制動機としても使用することができる。電圧
移相装置により回転速度を制御することにより、回転子
軸に連結した回転軸の制動力を効率よく調整できる。
 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIGS. 1 and 3, reference numeral 1 is a guide according to the present invention.
The induction motor 1 is an electric motor and has the following configuration.
I do. Set the rotor cores 2 and 3 made of magnetic material at an arbitrary interval.
Installed on the rotor shaft 4 and non-magnetic between the rotor cores 2 and 3.
The body core 9 is provided. Plural pieces mounted on rotor cores 2 and 3
Of the first conductor group 5A ...
Plural pieces mounted at a radius smaller than the first conductor group 5A
Conductor 5 is composed of one set of second conductor group 5B ...
However, each of the first conductor group 5A and the second conductor group 5B is
A) An integral rotor 8 is formed by communicating with a
A plurality of conductors of the first conductor group 5A ... And the second conductor group 5B ...
Both ends of the body 5 are short-circuited by the short-circuit rings 6 and 7. Also,
Both sides of the rotor 8 are attached to the rotor cores 2 and 3 and the non-magnetic core 9.
Multiple ventilation fans 12 are provided to connect to the parts 10 and 11, and the ventilation cylinder 1
A plurality of ventilation holes 13 are provided from 2 ... toward the outer peripheral portion of the rotor 8.
Are provided (see FIG. 2). Installed on rotor 8
The first conductor group 5A ... is a non-magnetic core between the rotor cores 2 and 3.
In the 9th part, each of the plurality of conductors 5 ...
Immediately through the connecting material that conducts electricity when the current of
Made of nichrome wire, carbon mixed steel, conductive ceramic, etc.
Are short-circuited via the resistance material r ... 1 and 2
As you can see, on both sides of the cylindrical machine frame 14,
The bearing discs 15, 16 tighten the nuts 18… on the connecting rods 17…
It is assembled integrally by. Cooling on both sides of rotor 8
Install the impellers 19 and 20, and attach the rotor shaft 4 to both ends of the bearing disc 15,
The rotor 4 is freely rotatable by being supported by bearings 21 and 21 fitted in 16
There is. First stator 24 and second stator 2 with rotor windings 22 and 23
5 refers to the machine frame 14 on the outer side facing the rotor cores 2 and 3.
It is installed side by side. Between the machine frame 14 and the first stator 24 and the second stator 25
Slide bearings 26 and 27 are installed between the slide bearings 26 and 27
It is fixed by Stop ring 28 which is fitted to 14. First
As is clear from FIG. 2 and FIG. 3, the first stator
Keys 33A and 33B are fitted to the outer peripheral surface of 24 and the second stator 25 on one side.
Has been done. A pulse motor 35 is mounted on the outer periphery of the machine frame 14.
A first drive tooth that is provided and integrally formed on the drive shaft
The car 36 and the relay gear 34 are fixed to each other. On the outside of the machine frame 14,
Further, a relay shaft 29 having a relay gear 30 and a second drive gear 31
A bearing stand 32 rotatably supported is mounted. First drive tooth
The wheel 36 and the second drive gear 31 are the openings 3 provided in the machine frame 14.
It faces the machine frame 14 from 7,37 and is fitted to the first stator 24.
Gear 33A and gear 33B fitted to the second stator 25
Mesh with each other. By configuring in this way,
The first stator 24 and the second stator 25 are made of a pulse motor 35.
The movement causes the rotor 8 to rotate concentrically. First stator 24
And the second stator 25 are rotated to cause a voltage phase shift device.
38 are composed. 39 is a drainage hole that is drilled on the outer periphery of the machine frame 14.
Ventilation holes, 40 are ventilation holes formed in the bearing plates 15 and 16 in plurality.
It Next, referring to FIG. 4, the first stator 24 and the second stator 25
Connect the windings 22 and 23 wound around each to the three-phase power supply.
And explain. Winding with star connection on the second stator 25
Reference numeral 23 is each winding 22 in which star connection is similarly applied to the first stator 24.
After being connected in series with each other, they are connected to a power source. Immediately
Then, the terminals A, B, C of the winding wire 22 of the first stator 24 are connected to a commercial three-phase power source.
Connect the terminals a, b and c of the winding 22 to the second fixing while connecting to A, B and C
Connected to terminals A, B, C of winding 23 of child 25, and terminals a, b, c of winding 23
Are short-circuited and connected. The operation of the above configuration will be described below. Power is supplied to the winding 22 of the first stator 24 from a commercial three-phase power supply
Then, a rotating magnetic field is generated in the stators 24 and 25, and this rotating magnetic field is generated.
, The electric current flows through the conductors 5 of the rotor 8 ...
Rotates. Rotation of the second stator 25 with respect to the first stator 24
When the amount is set to zero, each stator 24,25
There is no phase shift in the rotating magnetic field, which will be described in detail later.
As described above, the resistance material r ... which is the connecting material provided in the first conductor group 5A ...
Has the same torque characteristics as general induction motors because no current flows.
Is to have. Next, the pulse motor 35 is operated to operate the first stator 24 and the first stator 24.
Rotate each of the two stators 25 in the opposite direction to generate the phase difference.
First conductor group 5A when rotated so that the angle becomes θ
Will be described. First stator 24 with voltage phase shifter 38
And the magnetic flux φ of the rotating magnetic field created by the second stator 251, φ2The phase of
The electrical angle deviates by θ, so that
Electricity induced in the conductors 5 of the rotor 8 by the second stator 25.
Pressure1,2The phase of is also shifted by θ. Now the second
Voltage induced on the conductors 5 of the rotor 8 by the stator 25
2Based on the2= SE Where S
Is the slip and E is the induced voltage at slip 1. This and
Voltage induced in the conductor 5 by the first stator 24
1Is1= SEεBecomes What is shown in FIG. 5 is a conductor in the nonmagnetic core 9 part.
The second conductor to which the resistance material r ... that short-circuits 5 ... Is not mounted
Group 5B ... of the slip S and torque T of the rotor 8 when alone
It shows a relationship. Torque when the phase difference is θ = 0 °
Is the maximum, and is smaller than 0 ° <θ <180 °
It will be a little thing. Here, the resistance of conductor 5 ...
If the chest is R and L and the angular velocity of the power source is ω,
The maximum value of torque appears when S = (R / ωL). Next, the resistance material r ... which short-circuits the conductor 5 of the rotor 8 is attached.
The case of the first conductor group 5A ... First
Each of the short circuit rings 6 and 7 of the conductor group 5A ...
Resistance to R1, R2, And the inductance is L1, L2, Around the power supply
Resistance material that short-circuits each of the first conductor group 5A ...
, The electrical equivalent circuit of the rotor 8 is
It becomes like the figure. Code I1, I2, I3Is the current flowing through each branch
Show. The equivalent circuit shown in Fig. 6 seen from both stators 24, 25 side, etc.
When converted into a valence circuit, it becomes as shown in FIG. R1= R2, L1= L
2And I when the electrical angle is θ = 0 °3= I1−I2= 0
No current flows through the resistance material r. This means that
= 0 ° the torque T is equal to the value without r
It means that. Therefore, when θ = 0 °,
It will have the same torque characteristics as the induction motor. Then R1= R2, L1= L2When θ = 180 °, I1=-
I2, I3= I1−I2= 2I1And the resistance of the rotor conductor is R1= R2
= R, the total resistance of the rotor conductor has increased to R + 2r.
The result is similar. Next, the first stator 24 and the second stator 25 are wound around each.
The operation of connecting the windings 22 and 23 in series will be described. Since windings 22 and 23 are connected in series,
If power is supplied from the three-phase power source for
Differences in resistance or large capacities of both stators 24 and 25
Even if there are differences in size, regardless of each,
The magnitude of the current flowing through the windings 22 and 23 is equal. Accordingly
In the case of the first conductor group 5A ... Via the connecting member, the first stator
The magnetic fluxes of the rotating magnetic fields of 24 and the second stator 25
Of the electric current induced in the first conductor group 5A ... Of the rotor 8
The absolute values are equal. This action and the voltage phase shifter 38
Rotational difference between the first stator 24 and the second stator 25, that is, both fixings 24, 25
The vector difference current based on the phase difference of the rotating magnetic field between
Resistance material r ... which uses each of several conductors 5 as a connecting material
Phase with the action that creates a force that inevitably flows through
Due to the riding effect, the slip and torque characteristics shown in FIG.
To improve efficiency, and in each shift range
A large driving torque can be produced. Therefore negative
Even when the load is connected for each speed range
By arbitrarily adding the resistance of the connecting material to the secondary side,
Easy start-up, adapt to the start-up characteristics of the load and slide
Kana start or high output start
Can be used properly. Frequently repeating start / stop
Can be optimally adapted to the power source. As mentioned above, the rotor 8
For shifting, the phase shift is controlled by the voltage phase shifter 38,
It can be done arbitrarily. The first stator 24 and the first stator 24, in which the windings 22 and 23 are connected in series,
From each of the two stators 25 to the first conductor group 5A of the rotor 8
Provided between the first dynamic group 5A ... for the magnitude of the flowing current
The ratio of the current flowing through the resistance material r ...
The phase difference (electricity)
Angle) is determined by the value of θ. (The above ratio is maximum at θ = π and zero at θ = 0.
It ) If θ is constant, the
The slip and torque characteristics are the same as when the secondary insertion resistance is constant.
Becomes smaller and θ becomes smaller, it flows into the resistance material r that forms the connecting material.
The ratio of the
The same as reducing the secondary insertion resistance of a wound-rotor induction motor.
And so on. And fixed to both stators 24 and 25
When a rated current is applied, change the phase difference θ arbitrarily.
Depends on the selection of the slip value and the design of the resistance value of the connecting material.
The rated current and rated torque characteristics at maximum speed
It is possible to operate them almost simultaneously in each shift range.
it can. In contrast to the above, the windings 22, 2 of the first stator 24 and the second stator 25
When each of the 3 is connected in parallel to a commercial 3-phase power supply
Input to the windings 22 and 23 of the first stator 24 and the second stator 25.
Voltage is equal, and the rotor from each of the two stators 24 and 25
The voltage induced in the conductors 5 of 8 is the same and the phase of the voltage is
Only θ is different and between the first conductors 5A of the plurality of conductors 5 ...
The current that flows through the resistance material r ...
2) × (rotor conductor from each of the first and second stators 24 and 25)
Voltage difference induced by) / (resistance value of resistance material r ...)
The current is as shown. However, the first conductor of the rotor 8
In addition to the current flowing through the resistance material r ...
Sum voltage induced in rotor conductor of determinator ÷ (rotor conductor
Current that is almost proportional to impedance
It The above sum voltage is maximum when θ = π and when θ = 0.
The impedance of the rotor conductor depends on the resistance of the conductor and the secondary leakage.
It is composed of reactance and depends on slip. Shi
Therefore, the large amount of current flowing through the first conductor group 5A of the rotor 8 ...
The ratio of the current flowing through the resistance material r ...
Even if θ is constant, it depends on slip and resistance. θ
The slip and torque characteristics when the value is constant
Characteristics when the secondary insertion resistance of the induction motor is constant,
What is the characteristic when controlling the primary voltage of a general induction motor?
The mixed characteristics, that is, the characteristics shown in FIG.
Become. This characteristic applies to the windings 22 and 23 of the first and second stators 24 and 25.
The speed control range is narrow compared to the characteristics when connected in series.
It will become. Next, by providing the first conductor group 5A and the second conductor group 5B,
The action will be described. FIG. 5 shows the second conductor group 5B ...
Fig. 8 shows the torque and slip that occur when a high resistance connecting material is used.
Showing torque and slip due to the first conductor group 5A ...
Is. The dot-dash line in the graph is the torque for the same current value.
It shows the relationship between the slip and the slip. In FIG.
Torque at the same current value in the phase angle range of 30 ° to 60 °
Decrease and the phase difference is 0 °
The slippage is larger than that of the machine. Also, in FIG.
The output decreases almost proportionally as the phase difference increases.
It gets worse. Fig. 10 shows the first with two sets of conductors installed.
Short-circuits to the conductor group 5A ... via a connecting material, and to the second conductor group 5B.
Indicates the relationship between torque and slip when no connecting material is used.
Things. According to this, two sets of conductors 5 are
The second that acts on the low slip side under the influence of reactance
Of the conductor group 5B ... and the first conductor group 5A ...
Due to the synergistic effect, the same current as shown by the chain line
Luke is obtained and not only at startup but also from low speed to high speed
It is possible to stably obtain a large torque over the entire range up to
Efficiency is thereby improved. Also two sets of plural
Use the connecting material if the resistance value of the conductor 5 is properly selected.
The torque and slip in the range from low speed to high speed.
Relationship can be improved, and it can be achieved with conventional variable speed induction motors.
Torque characteristics that cannot be obtained are obtained. Cooling of these motors is performed by the following method.
Is done. By the rotation of the rotor 8, the cooling impellers 19, 20
From inside the machine frame 14 through the ventilation openings 40 ...
Suck outside air and directly connect the first and second stators 24 and 25 and windings 22 and 23
Air is cooled, and at the same time, it flows to the ventilation holes 13 through the ventilation cylinder 12.
Rotor cores 2, 3, conductors 5, resistance material r ...
Cools etc. and makes each function operate stably. First
The rotation of the first and second stators 24 and 25 is performed by switching the pulse motor 35.
It is performed by rotating it forward / reversely with a chi.
Not limited to the pulse motor 35, other forward and reverse rotation
Servo by motor, gas cylinder, liquid cylinder, etc.
It can be used for any drive device such as a mechanism.
It can also be operated by a manual handle. What
In the illustrated embodiment, the first stator 24 and the second stator 25
Both can be rotated, but with the first stator 24
In the case where only one of the second stators 25 is rotated,
It Rotation of the stator related to the operation of the rotary drive of the stator
The movement can be released and locked by any known actuating mechanism.
Will be Next, referring to FIG. 11, the first stator 24 and the second stator 25
For the connection of the windings that form multiple types of poles for each
Explain. Double winding 41A, 41B is applied to the first stator 24, and
Double winding 42A, 42B is also applied to the stipulator 25, and that of winding 41A, 42A
Terminals U for 4 and 8 poles respectively2, V2, W2And UFour, VFour, WFour
Is provided, and each of the windings 41B and 42B has 6 poles and 12 poles.
Terminal U1, V1, W1And U3, V3, W3And are provided. First fixed
A switch S is provided between the winding 41A of the child 24 and the winding 42A of the second stator 25.
18Connected in series via the same, winding 4 of both stators 24,25
Switch S between 1B and winding 42B14Connected in series via
It More specifically, the winding 41A of the first stator 24
Terminal UFour, VFour, WFourIs switch S1Through terminal U of winding 41B
3, V3, W3Is switch SFiveVia a commercial 3-phase power source
Tied up. And terminal U of winding 41A2, V2, W2Is switch S
3, S8Through terminal U of winding 41B1, V1, W1Is switch S7,
S11Each is connected to a commercial three-phase power supply via. Terminal X of winding 41A of the first stator 242, Y2, Z2Is switch S18
Through the terminal V of the winding 42A of the second stator 252, W2, U2Connected to
And the terminal X of the winding 41B of the first stator 241, Y1, Z1Is a switch
Chi S14Through the terminal V of the winding 42B of the second stator 251, W1, U1To
Connected. Terminal X of winding 42A of second stator 252, Y2, Z2Is
Switch SFour, S9Through the terminal U of the winding 42AFour, VFour, WFourIs
Itch S2Connected to a commercial 3-phase power source via
Terminal X of winding 42B of second stator 251, Y1, Z1Is switch STen, S
12Through the terminal U of the winding 42B3, V3, W3Is switch S6To
Each of them is connected to a commercial three-phase power source via. Also, terminal U of winding 41A2, V2, W2Is switch S20Through
Terminal U of winding 42AFour, VFour, WFourAnd switch S19To
Winding 41A through Z2, X2, Y2Connect to. Also, of the winding 42A
U2, V2, W2Is switch S17Winding 42A through Z2, X2, Y2Contact
To continue. Similarly, terminal U of winding 41B1, V1, W1Is switch SFifteen
Winding 42A through terminal U3, V3, W3Connected to
Touch S16Through Z1, V1, W1Is switch S13Winding through 42
B of Z1, V1, W1Connect to. Applied to the first and second stators 24 and 25
Winding 41A, 41B and windings 42A, 42B wiring and pole number switching
Itch S1~ S20For other configurations, refer to Figs.
The detailed description is omitted because it is the same as that shown. The operation of the above-described configuration is shown in FIGS. 1 to 3 and FIG.
Will be explained. Winding 42A wound around the first stator 24 and the second stator 25
The number of poles of the mounted winding 42A is 4 poles and 8 poles.
Winding 41B wound around 4 and winding wound around the second stator 25
Line 42B has 6 and 12 poles, so
The synchronization speed in is as shown in the table below. Due to the relationship between the number of poles and the synchronous speed, it is now temporarily set to 60Hz.
The rotation speed required for the rotor shaft 4 is 1100 rpm.
The case will be described. Number of poles selection switch SFive, S12, S13, SFifteen, S
16With the other switches open and commercial
Electric power is supplied from the three-phase power supply to the windings 41B and 42B of the first and second stators 24 and 25.
, The rotor shaft 4 rotates from both stators 24 and 25.
Of the synchronous speed of 6 poles due to the voltage induced in the conductor 5 of the child 8
It will be 1200 rpm. Here 100 rpm. Minutes up to 1100 rpm.
Activate the pulse motor 35 to reduce the rolling speed.
Then, rotate the first and second stators 24 and 25 in different directions.
Control the phase shift between the two stators 24 and 25.
Adjust to desired rotation speed. Next, the rotor shaft 4 is required
The case where the rotation speed is 400 rpm will be described. Pole in this case
Number switch S7, STen, S14Turn on the other switches
12 pole synchronous speed 600 rp obtained under open condition
Speed control in a small range of 200 rpm. from m. to 400 rpm.
Adjust both stators 24, 25 by rotating the motor 35
It Next, the rotation speed required for the rotor shaft 4 is 800 rpm.
A case will be described. In this case, change the number of poles
S8, S9, S18When you turn on and open the other switches,
Since the rotor shaft 4 has an 8-pole synchronous speed of 900 rpm.
Rotate both stators 24 and 25 by the pulse motor 35
Control the phase shift and adjust it to 800 rpm. And when 1600 rpm is required for the rotor shaft 4,
Is the number of pole selector switch S1, SFour, S17, S19, S20Throw in other
When the switch is opened, the rotor shaft 4 has a 4-pole synchronous speed of 18
Since it becomes 00, both stators 24,25 by the pulse motor 35
Rotate to control the phase shift to 1600 rpm.
It The control of the rotation speed in the above embodiment is performed by the pole number switching switch.
Chi S1~ S20By operating the
Immediately perform a large shift to the side immediately and fix both
Adjusting the small amount of rotation of the child 24, 25 to achieve the desired number of rotations
It is the ultimate control. This allows for fast speed
Control can be performed steplessly, and the speed control range can be widened.
In addition to that, work near each sync speed
Because it can be done, it is efficient. This is 4 poles and 8 poles in Figure 12.
Also from the graph showing the relationship between slip and torque at the pole
Understandable. Of course, both the stators 24 and 25 described in the above embodiment
Phase of the action of connecting the windings wound on each of the
Improve efficiency in a wide range of control areas due to the multiplication effect
It is possible to produce a large torque as well as
Frequent start / stop / shift control and wide range of speed
Demonstrates a remarkable effect when used as a power source that requires power control
It The number of poles of the windings wound around both stators 24, 25 is
Select an arbitrary number of poles according to the required speed control area
It can be adopted. Furthermore, for example, four stators are provided
Rotation speed required by applying multiple types of windings to each
Switch for changing the number of poles with synchronous speed close to
Select the current to be energized by the
If you control the phase shift, you can control the rotation speed in a wider range.
Can be. Note that significant speed control is performed by converting the number of poles.
The voltage phase shifter 38 and the two stators 24 and 25 are fast in a small range.
For the purpose of adjusting the degree, the amount of rotation can be small, so both
It is not always necessary to rotate both stators 24, 25.
Either, only one of them may be rotated, or both
Different rotation speeds and rotating in the same direction
It is also possible to control the phase more accurately. Next, referring to FIG. 13,
Other forms of voltage phase shifter by connecting phase change switch
The configuration of the voltage phase shifter of the formula will be described. A single winding 43 on each of the first and second stators 24, 25,
Each 44 has a terminal for converting to two poles
It That is, the windings 43 and 44 of the first and second stators 24 and 25, respectively.
To the terminal U1, V1, W1And U2, V2, W2Is provided.
Terminal U of winding 462, V2, W2Is the number of pole selector switch Stwenty oneThrough
Also, terminal U1, V1, W1Is number switch Stwenty twoThrough it
Each is connected to a commercial three-phase power supply. Terminal U of winding 431And Z1,
Terminal V1And X1, Terminal W1And Y1Is the phase selector switch S
twenty threeConnected via. Winding 43 and winding 44 are connected in series
Connecting path 45, winding 44, and commercial three-phase power supply connecting path
A plurality of phase switching devices that form a voltage phase shifting device 47 are connected to the path 46.
It is set up. That is, the phase change switch Stwenty threeCircuit of winding 43 connected to
The winding 44 terminal U2, V2, W2To phase switch Stwenty fiveThrough
Terminal 44 of winding 441And Z1To terminal V1And X1The terminal
W1And Y1Each of the phase selector switch Stwenty fourConnected via
The circuit of each terminal is the phase change switch Stwenty fiveThrough
Connect to a commercial 3-phase power supply. By doing this,
The winding 43 and the winding 44 are connected in series and in the same phase.
Become. Further, a connecting step for connecting the winding 43 and the winding 44 in series
Path 45, connecting path of each terminal of winding 44 and commercial three-phase power supply
46 has a phase selector switch S26~ S39Each without interposition
Have been. Connect each switch to each terminal of winding 44.
The details of the conclusion shall be given in conjunction with the explanation of the operation described later.
It In this embodiment, the first and second stators 24 and 25 are rotated.
Both sides are firmly fixed to the machine frame 14.
And pole change switch Stwenty one, Stwenty twoAnd phase change switch S
twenty three~ S391 and 2 show only the point where is provided.
Unlike the ones, the other configurations are the same, so
Detailed description thereof will be omitted. Phase change switch Stwenty three~ S39
The voltage phase shifter 47 is configured by the above. The operation of the above embodiment will be described below with reference to FIGS.
12 will be described together. First, when operating at maximum speed, switch the number of poles
Itch S13And phase change switch SFifteen, S16, S17, Stwenty fiveThat of
Turn on each and open the other switches. do this
By this, the windings 43 and 44 are connected in phase and in series.
And the torque characteristics are the same as those of general induction motors.
It Next, the pole change switch Stwenty oneIs left as is
, The phase selector switch Stwenty three, Stwenty four, S27, S35Throw in
The other switches to open the phase selector switch Stwenty three
To the terminals of the winding 43 and the phase switching switch of the winding 44.
Chi Stwenty fourThe circuit of each terminal connected to the phase selector switch S35
Current through the terminal U of winding 442, V2, W2From
Phase change switch S27Through the three-phase commercial power supply.
For the phase of the voltage input to winding 43, input it to winding 44.
The phase of the voltage is 60 ° out of phase.
The rotation speed of the rotor 8 decreases according to 60 °. Next, the pole change switch Stwenty oneWith the power turned on
, The phase selector switch Stwenty three, Stwenty four, S28, S32Throw in
The phase of the voltage input to winding 43
The applied voltage will be 120 ° out of phase,
Rotation speed of rotor 8 is lower than when it is 60 °
It becomes a rotation. To rotate at a lower speed than this state
Is the number of pole selector switch Stwenty one, And are left on, and the phase
Changeover switch Stwenty three, Stwenty four, S30, S31Turn on the other switch
You can open all of the
The phase of the voltage input to the winding and the phase of the voltage input to the winding 44 are
Rotate at the lowest speed with 180 ° deviation and the same number of poles
Can be. In this case, the torque decreases, so the windings 43, 4
Switch to a different number of poles than the number of poles given to 4
It is efficient to control the rotation speed from. Below that
The operation will be described. First, the pole number selector switch S on the winding 43 sidetwenty twoAnd phase switching
Switch S29, S34When you turn on and open the other switches,
The winding 43 and the winding 44 are connected to the phase change switch provided in the connecting path 45.
Itch S26Current through the
Chi S29To the commercial three-phase power supply via the
Since the phases of the voltage input to this are in phase, this number of poles
It will be the maximum rotation speed. Next, switch for number of poles
Stwenty twoWith the switch on, the phase selector switch S
38, S35Turn on and open the other switches.
Terminal X1, Y1, Z1Is terminal Y of winding 441, Z1, X1Energize that
The current is at terminal U of winding 441, V1, W1To phase switch S
38Through the three-phase commercial power supply. Each of the windings 43, 44
The phase of the voltage input to this is 60 ° out of phase,
The rotation speed is larger than that at the time corresponding to this phase shift.
descend. Next, the pole change switch Stwenty twoLeave as is
Phase change switch S39, S36Switch on and open other switches
Then, the phases of the windings 43 and 44 are shifted by 120 °,
The rotation speed becomes even lower than when the deviation is 60 °. further
To obtain the minimum rotation speed, switch Ptwenty twoThrow in
Leave the phase switch S30, S37Throw in other
It is enough to open the switch, and by doing this, winding 4
The phase of the voltage input to each of 3,44 is 180 ° out of phase,
It can have a low rotational speed. As described above, the phase switching switch formed with the voltage phase shifting device 47.
Chi Stwenty three~ S39And number of poles selection switch Stwenty one, Stwenty twoAnd are operated appropriately
This allows for multiple stators with a single number of windings
The phase of the input voltage can be controlled, making it efficient
Rotational speed control can be performed. This voltage phase shifter 47 is composed of a phase change switch.
The feature of the embodiment is that the rotation speed can be controlled steplessly.
Not possible, but the rotation speed can be changed quickly by switching the number of poles and the phase.
The point is that you can control. In addition, in this embodiment
Rotate both or one of the first and second stators 24 and 25
With this configuration, the phase can be supplementarily controlled, so that
It is possible to shift gears hierarchically and control it quickly.
Can be. In addition, a voltage regulator is attached to the voltage phase shifter 47.
Even then, the rotation speed can be arbitrarily changed. Next, referring to FIG. 14, another practical example of the voltage phase shifter is shown.
An example will be described. The terminals A, B, C of the winding wire 22 of the first stator 24 are connected to the commercial three-phase power supply A,
Connect the terminals a, b and c of the winding 22 to the single phase transformer while connecting them to B and C.
Voltage phase shifter composed of 49 and wire connection switch 48
In series with terminals A, B, C of the winding 23 of the second stator 25 via the device 50
connect. To be more specific, the terminals a, b, and c of the winding 22 are
For the primary side of the single-phase transformer 49 and the connection changeover switches S40, S42
The secondary side of the single-phase transformer 49 is connected, and the connection switching switch
It is connected to the switches S41 and S43 as shown. Winding of the second stator 25
Terminals A, B, and C of line 23 are the connection selector switches S40 to S43, respectively.
It is connected as shown. The operation of this embodiment will be described below. Winding 22
Connect terminals A, B, and C to a commercial three-phase power supply and disconnect the wire.
Turn on only the electromagnetic switch S40 of the exchange switch 48 and
Open the switch, the phase of the respective voltage of windings 22 and 23
Are in phase, and the rotation speed of the rotor shaft 4 is equal to the maximum rotation speed.
Become. Next, turn on only the wire connection changeover switch S41 and
When the switch is opened, it enters the winding 23 through the transformer 49.
The phase of the applied voltage is the phase of the voltage input to the winding 22.
The voltage is advanced by 60 °, which is more than when the voltage is in phase
The rotation speed will be slow. Then, when only the connection changeover switch S42 is turned on, the winding
The phase of the voltage input to line 23 is the level of the voltage input to winding 22.
The voltage is 120 ° ahead of the phase and the phase shift is 60 °
The rotation speed becomes slower than when. Next, change the wiring
When only switch S43 is turned on, the voltage input to winding 23
The phase of is advanced 180 ° with respect to the phase of the voltage input to the winding 23.
The voltage becomes the maximum voltage and the minimum rotation speed. In this example
The torque characteristics are also the same as those shown in FIG. What
The first stator 24 and the second stator can be
The phase shift of the voltage generated between the determinants 25 changes stepwise.
The first and second stators 24 and 25 or both
Control to any rotation speed by rotating one of them
can do. In this case, change the rotation speed significantly.
Shifting at an auxiliary rotational speed is performed by the connection changeover switch.
Since the rotation of the stator is performed,
As a result, quick shift control can be performed. Next, referring to FIG. 15, still another embodiment of the voltage phase shifter will be described.
I will explain. The voltage phase shifter of this embodiment has a frame body.
The fixed stator 51a and its inside are rotatably attached to the shaft.
Rotor 51b, and the primary winding 52 on the stator 51a,
Three-phase induction current composed of the secondary winding 53 on the rotor 51b
The pressure regulator 51. Terminals A, B, C of the winding 22 of the first stator 24 are commercial three-phase power supply A,
It is connected to B and C. Primary winding 52 of three-phase induction voltage regulator 51
Terminals A, B, C of are connected to terminals a, b, c of winding 22 of the first stator 24
And is connected to the terminals a, b, c of the secondary winding 53.
Terminals A, B and C of the secondary winding 53 are terminals of the winding 23 of the second stator 25
Connected to A, B, C. That is, the stator windings 22 and 23 of the motor are
Through the three-phase induction voltage regulator 51 which is a voltage phase shifter in the middle
Are connected in series. In this embodiment, a three-phase induction with a secondary winding 53
By rotating the rotor 51b of the voltage regulator 51 by an arbitrary amount,
Of the voltage input to the windings 22 and 23 of the first and second stators 24 and 25
The phase can be shifted, depending on the required rotation speed
Thus, the rotation speed of the rotor shaft 4 can be controlled. Next, according to FIG. 16, it was wound around the first and second stators 24 and 25.
The method of connecting the windings will be described. Winding around the first stator 24
Terminals U, V and W of the wound winding 22 are switches M1Also through the end
Child X, Y, Z is switch M6So that they can be shorted to each other
ing. In addition, terminals U, V, W of winding 22 and terminals Z, X, Y are
Touch M2It can be connected via. On the other hand, winding
Terminals U, V, W on line 23 are switches M9Through terminals X, Y, Z
Is switch M3Is connected to a commercial three-phase power supply via. Winding
23 terminals U, V, W are short-circuit switch M7Short-circuited due to
I'm supposed to get it. In addition, terminals U, V, W of winding 23
What is X, Y, Z? Switch MFourTo be able to connect to each other via
Has become. And terminals R, V, W of winding 22 and terminals of winding 23
Switch M between X, Y and Z8Also through the terminals of winding 22
Switch M between X, Y, Z and terminals U, V, W of winding 23TenThrough
The windings 22 and 23 can be connected directly
It can be connected to a row. The operation of the above configuration is shown in FIGS. 1 and 16 below.
It will be explained based on. Switch the windings 22 and 23 of the first and second stators 24 and 25
M1, M3And MTenTo open other switches.
Delta connection is made by and the windings 22 and 23 are commercial 3-phase power supply.
When electric power is supplied from the above, a rotating magnetic field is generated in the stators 24 and 25,
An electric current flows through the conductors 5 of the rotor 8 based on this rotating magnetic field.
As a result, the rotor 8 rotates. Rotation amount of the first and second stators 24 and 25
Is zero, winding 2 of each stator 24,25
The voltage input to 2,23 has no phase shift,
It has the same torque characteristics as the electric motor and the rotation speed of the rotor shaft 4.
The degree is the maximum rotation speed. Operates the pulse motor 35 to rotate the first and second stators 24 and 25.
Continuous control of rotation speed by moving
Can be. The phase difference of the voltage between the two stators 24 and 25 becomes 180 °.
When it does, the decrease in rotation speed reaches the limit for the time being. Fixed
Phase angle θ = 0 ° when the secondary windings 22 and 23 are delta connection
From θ to θ = 180 °, the relationship between slip and torque is
As shown in Fig. 17, slip S1~ S2In the range of
Can be used by arbitrarily controlling the rotation speed of the rotor shaft 4.
It However, in the above state, the slip S is S =
S2To S = 1.0, speed control becomes impossible.
That is, speed control in the hatched area in Figure 17 is not possible.
Becomes To deal with the above phenomenon, switch M6, M8And M9Throw
Turn on and open other switches to connect windings 22 and 23
Is switched to star connection. In this state, the first fixed
Magnetic flux φ of the rotating magnetic field created by the child 24 and the second stator 251′,
φ2′ Is in phase. Moreover, the winding of the first and second stators 24 and 25
Since each of the wires 22 and 23 has a star connection, the windings 22 and 23 are
The voltage applied to thebecome. Therefore, magnetic flux φ1′, Φ2Rotated by ′
The voltage induced in the conductor 5 of the child 8 is alsoAnd the torque of the rotor 8 is proportional to the square of the voltage,
The torque is 1/3. Therefore, in FIG. 17, if θ = 0 ° S = 1.0
The torque of T1And θ = 180 ° S = 1.0
Ku to T2Then, the windings 22 and 23 of the first and second stators 24 and 25 are connected.
By switching the wire to star connection with a switch
As shown in Fig. 18, its torque characteristic is θ = 180 °
When S = 1.0, the torque is T1/ 3 and θ = 0 °
When S = 1.0, the torque is T2/ 3, indicated by hatching
The area in which speed control is out of control is considerably small. So T2=
T1It is designed to be 3/3, and the winding 2 of the first and second stators 24 and 25
Switch the 2nd and 23rd connections to the delta connection using the switch, and
2 Rotate the stators 24 and 25 to induce them in the conductor 5 of the rotor 8.
Change the phase difference of the voltage from 0 ° to 180 °, and then
Use a switch to switch the connection between the windings 22 and 23 of both stators 24 and 25.
There is no phase difference between the two stators 24 and 25 when switched to the star connection.
Therefore, rotate the first and second stators 24 and 25 in the opposite direction to the above.
If the phase of the voltage is changed from 0 ° to 180 °, it becomes negative.
Wide range of speeds corresponding to large changes in load reaction torque Tr
Can be controlled, even in its low speed control range
It is also possible to secure a large torque. FIG. 19 shows the space between the rotor cores 2 and 3 or
In the 9th part of the non-magnetic core, connect to the rotor cores 2 and 3.
Fitted on the rotor shaft 4 and each of the plurality of mounted conductors 5 ...
Shorter due to the resistance material r that forms a connecting material with the high resistance ring 54 to be inserted.
It is one example which is related. In addition, the resistance material r ...
Works properly even if it is not connected to all conductors 5 ...
Obtainable. Further, a connecting material interposed between the conductors 5 ...
Constant voltage dio connected in series with opposite polarity as a pair
A constant voltage with a resistor material
In some cases, a diode is connected in series to form a connecting material.
Or a resistor material and the set of constant voltage diodes between the conductors
Power factor and torque are improved by connecting them in parallel.
There are cases. The voltage phase shifter is limited to the above embodiment.
Rather, it is a device that causes a phase shift between both stators.
If so, it can be arbitrarily selected and adopted. Also installed on the rotor core
Even if the conductor has low resistance, it is a connecting material between the conductors.
By providing a short circuit, the torque characteristic of the present invention described above is
It is possible to ensure the improvement of efficiency and efficiency. Also on the stator
Several types of windings have been applied so that the number of poles can be changed.
If not, the windings on each of the rotor cores
And connect them to each other in series, and use them as connecting materials during the process.
If a resistance material is installed between the
Be done. The winding wound around the rotor core may be star connection or
Is a delta connection that can be selected and used.
It Next, referring to the block diagram shown in FIG.
An example of automatically controlling a conductive motive will be described. I / O control circuit 56, control circuit 57, arithmetic circuit 58, memory circuit 5
The speed indicator 6 is installed on the input side of the control device 55 composed of 9 etc.
A speed detector 60 such as a tachogenerator with 1 and a magnetic
The stator rotation position detector 62 such as a sensor and the
Temperature detector 63 installed in the place and a key equipped with a display.
Board 64. On the other hand, on the output side of the controller 55
Locks the rotation of the pulse motor 35 and rotation side stator.
Is open electromagnet 65, windings 22, 23, conductor 5, ..., Resistance material r
A blower that blows air that cools etc. from appropriate places on the machine casing 14.
An electric motor 66 for driving the motor is connected. From keyboard 64
The following control values are previously stored in the memory circuit 59 of the controller 55.
It has been entered. That is, the rotation for the phase angle 0 ° to 180 °
The rotation amount of the rotary stator and the pulse mode for the rotation amount of the stator.
The pulse control value of the motor 35 and the phase angle of 0 ° to 180 °
The stator position detector 62 and the cooling inside the machine frame 14.
The starting temperature reference value is input in advance. Rotor shaft
Input the speed control value of 4 into the controller 55 via the keyboard 64.
Force is applied, the speed control value input will be fixed.
The rotation amount of the stator is calculated and corresponds to the rotation amount of the stator.
The pulse control value for the pulse motor 35 is calculated.
It Electromagnet 65 operates based on the output signal from controller 55
The controller 55 and unlock the stator.
The pulse motor 35 operates in response to the signal of
I do. It is sent from the speed detector 60 mounted on the rotor shaft 4.
The detected speed value and the speed control value are compared and the
If there is a difference, control device 55 to pulse motor 35
It is output and the rotation speed is corrected and controlled. On the other hand, the difference between the two
If there is not, it is assumed that the desired rotation speed is controlled.
Then, the rotation of the stator is locked by the electromagnet 65. The temperature detection value of the temperature detector 63, which is sent to the controller 55, is
The temperature becomes higher than the temperature reference value set in the memory circuit 59.
And the signal output from the control device 55
The machine 66 starts, and the air is blown into the machine frame 14 to wind the windings 22, 23 and the conductor 5.
..., cooling of the resistance material r, etc. is started. Smell while driving
Then, input a new rotation speed value from the keyboard 64,
The current position of the stator reported from the stator rotation position detector 62
Actuating the pulse motor 35 for the desired speed value
Pulse control value is calculated and the output signal from the controller 55 is
The electromagnet 65 and pulse motor 35
The rotation speed is controlled. In addition, the number of poles changing switch 68,
Connect the phase change switch 69, etc., and input to the controller 55.
Depending on the speed control value, the automatic control may be performed.
In addition, connect the air cooling device 67 to the blower and install it in the control device 55.
Operate the air cooling device 67 to the specified temperature reference value
In some cases. Furthermore, the variable speed induction motor of the present invention is used as an induction generator.
Can also be used, in which case the rotor shaft 4
Power generation by directly connecting the engine, gas turbine, solar power generator, etc.
If so, an expensive speed governor can be omitted. Also, within
When connecting a combustor as a prime mover to generate electricity,
It is possible to generate power corresponding to the minimum fuel consumption speed of the internal combustion engine.
When the power source using feng shui is weak and unstable,
Even in the case of
Can be In hydropower generation, the effect depends on the flow velocity.
Able to generate electricity efficiently, a complicated and expensive variable pitch device or
The phase modifier can be omitted. High synchronization with external power
It can be done without a costly synchronizer. Also other rotations in the rotor phase
Connect the shafts and replace the two phases on the input side of the stator winding
Switch to rotate the rotor shaft forward,
If it is reversible, the switch and voltage phase shifter can be operated.
Therefore, it can also be used as an electric brake. Voltage
By controlling the rotation speed with a phase shifter, the rotor
The braking force of the rotating shaft connected to the shaft can be adjusted efficiently.

【発明の効果】【The invention's effect】

上記に説明した如く本発明によれば、複数個の固定子
に巻装した巻線を直列に連結し、前記固定子の少なくと
も1個に関連して電圧移相装置を有し、固定子と対峙し
ない回転子コア間において抵抗の異なる2組の複数個の
導体を装設してあり、また、それぞれの固定子の巻線を
直列に連結することと、2組の複数個の回転子導体のう
ち最外円周の複数個の回転子導体を相互に連結材を介し
て短絡したことの組合せによる効果は、連結材を介した
導体には各固定子に対応する回転子導体に誘起して、回
転子コア個別の回転子導体に流れる電流の大きさが相互
に等しくなるという強制力が生じる作用と、それぞれの
固定子間の回転磁界の位相差に起因するベクトル差分の
電流が、複数個の回転子導体間を短絡的に連結した連結
材を介して必然的に流れるという強制力が生じる作用
と、一方、連結材を介しない導体には固定子間の電圧の
位相差に反比例的に電流が流れるという作用の相乗効果
により、それぞれの変速領域において最高回転時点とほ
ぼ同等の定格電流と定格トルクを確保することができる
もので、前記引用公報の総和で以ってしては奏すること
のできないトルク特性および効率の改善を目的とする課
題を見事に達成することができたものである。 したがって、負荷に順応した滑かな起動制御ができる
ことは勿論、負荷に定められた任意の特性による起動と
変速を任意に制御することができ、起動・停止・変速を
頻繁に反復する動力源に用いて顕著な効果を奏するもの
である。
As described above, according to the present invention, windings wound around a plurality of stators are connected in series, and a voltage phase shifter is provided in association with at least one of the stators. Two sets of plural conductors having different resistances are installed between the rotor cores that do not face each other, and the windings of each stator are connected in series, and two sets of plural rotor conductors are connected. The effect of the combination of short-circuiting the rotor conductors at the outermost circumference among the rotors via the connecting material is that the conductors via the connecting material induce a rotor conductor corresponding to each stator. As a result, a compulsory force that the magnitudes of the currents flowing through the individual rotor cores become equal to each other, and a vector difference current due to the phase difference of the rotating magnetic field between the stators Inevitably through a connecting material that short-circuits the rotor conductors On the other hand, due to the synergistic effect of the forced force that occurs, and the effect that current flows in the conductor that does not pass through the connecting material in inverse proportion to the phase difference of the voltage between the stators, It is possible to secure almost the same rated current and rated torque, and to achieve brilliantly the object of improving the torque characteristics and efficiency that cannot be achieved by the sum of the cited publications. Was created. Therefore, of course, it is possible to control the start-up and speed change according to the desired characteristics of the load, as well as to perform a smooth start-up control that adapts to the load. It has a remarkable effect.

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

第1図〜第20図は、本発明の実施例図である。第1図は
誘導電動機の側断面図、第2図は固定子の回動機構を示
す断面図、第3図は固定子の回動機構を示す一部を破断
して示した側面図、第4図は固定子巻線を直列に連結し
た結線図、第5図は回転子のすべりと有効電力の関係を
示すグラフ、第6図は回転子の電気的等価回路、第7図
は第6図の電気的等価回路を固定子側からみた電気的等
価回路、第8図は回転子導体を相互に抵抗材により短絡
すると共に、固定子巻線を直列に連結したときのすべり
とトルクの関係を示すトルク特性図、第9図は固定子巻
線のそれぞれを並列に電源に連結したときのすべりとト
ルクの関係を示すトルク特性図、第10図は複数組の導体
のうち任意の一組を抵抗材により短絡すると共に固定子
巻線を直列に連結したときのすべりとトルクの関係を示
すトルク特性図。第11図は固定子に複数種の巻線を施し
スイッチにより極数を切換える場合の結線図、第12図は
4極と8極におけるすべりとトルクとの関係を示すトル
ク特性図、第13図は電圧移相装置となす位相切換スイッ
チの固定子巻線への結線図、第14図は電圧移相装置を単
相変圧器と位相切換スイッチとにより構成した実施例
図、第15図は電圧移相装置を誘導電圧調整器で構成した
実施例図、第16図は固定子巻線をデルタ結線またはスタ
ー結線にスイッチにより切換える結線図、第17図および
第18図はすべりとトルクとの関係を示すトルク特性図、
第19図は複数個の導体間に抵抗材を連結したときの部分
断面図、そして第20図は本発明による誘導電動機を自動
制御する場合のブロック構成図である。 1……誘導電動機、2,3……回転子コア、4……回転子
軸、5……導体、5A……第1導体群、5B……第2導体
群、6,7……短絡環、8……回転子、9……非磁性コ
ア、10,11……側部、12……通風胴、13……通気孔、14
……軸、15,16……軸受盤、17……連結棒、18……ナッ
ト、19,20……冷却用翼車、21……軸受、22,23……巻
線、24……第1固定子、25……第2固定子、26,27……
すべり軸、28……ストップリング、29……中継軸、30…
…中継用歯車、31……第2駆動用歯車、32……軸受台、
33A,33B……ギヤー、34……中継歯車、35……パルスモ
ーター、36……第1駆動歯車、37……開口部、38……電
圧移相装置、39……排風孔、40……通風孔、41A,41B…
…巻線、42A,42B……巻線、45,46……連結行程路、47…
…電圧移相装置、48……結線切換スイッチ、49……単相
変圧器、50……電圧移相装置、51……誘導電圧調整器、
52……一次巻線、53……二次巻線、54……高抵抗環、55
……制御装置、56……入出力回路、57……制御回路、58
……演算回路、59……記憶回路、60……速度検出器、61
……速度表示器、62……固定子回動位置検出器、63……
温度検出器、64……キーボード、65……電磁石、66……
電動機、67……空気冷却装置、68……極数切換スイッ
チ、69……位相切換スイッチ。
1 to 20 are diagrams showing an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side sectional view of an induction motor, FIG. 2 is a sectional view showing a rotating mechanism of a stator, and FIG. 3 is a side view showing a partially broken sectional view of a rotating mechanism of a stator. Fig. 4 is a wiring diagram in which the stator windings are connected in series, Fig. 5 is a graph showing the relationship between rotor slip and active power, Fig. 6 is an electrical equivalent circuit of the rotor, and Fig. 7 is Fig. 6 Fig. 8 shows the electrical equivalent circuit of the electric equivalent circuit seen from the stator side. Fig. 8 shows the relationship between the slip and torque when the rotor conductors are short-circuited by a resistance material and the stator windings are connected in series. Fig. 9 is a torque characteristic diagram showing the relationship between slip and torque when the stator windings are connected in parallel to a power source, and Fig. 10 is an arbitrary set of multiple conductors. Torque showing the relationship between slip and torque when the stator windings are short-circuited and the stator windings are connected in series Sex view. Fig. 11 is a wiring diagram when multiple types of windings are applied to the stator and the number of poles is switched by a switch. Fig. 12 is a torque characteristic diagram showing the relationship between slip and torque at 4 poles and 8 poles, and Fig. 13 Is a connection diagram to the stator windings of the phase changeover switch formed by the voltage phase shifter, FIG. 14 is an embodiment diagram in which the voltage phase shifter is composed of a single-phase transformer and a phase changeover switch, and FIG. 15 is a voltage diagram. Fig. 16 shows an embodiment in which the phase shifter is composed of an induction voltage regulator, Fig. 16 is a wiring diagram in which the stator winding is switched to a delta connection or a star connection by a switch, and Figs. 17 and 18 are the relation between slip and torque. Torque characteristic diagram showing
FIG. 19 is a partial cross-sectional view when a resistance material is connected between a plurality of conductors, and FIG. 20 is a block configuration diagram in the case of automatically controlling the induction motor according to the present invention. 1 ... Induction motor, 2,3 ... Rotor core, 4 ... Rotor shaft, 5 ... Conductor, 5A ... First conductor group, 5B ... Second conductor group, 6,7 ... Short-circuit ring , 8 ... Rotor, 9 ... Non-magnetic core, 10,11 ... Side part, 12 ... Ventilation cylinder, 13 ... Ventilation hole, 14
…… Shaft, 15, 16 …… Bearing board, 17 …… Connecting rod, 18 …… Nut, 19, 20 …… Cooling impeller, 21 …… Bearing, 22, 23 …… Winding, 24 …… 1 stator, 25 …… Second stator, 26,27 ……
Sliding shaft, 28 ... Stop ring, 29 ... Relay shaft, 30 ...
… Relay gear, 31 …… Second drive gear, 32 …… Bearing stand,
33A, 33B ...... Gear, 34 ...... Relay gear, 35 ...... Pulse motor, 36 ...... First drive gear, 37 ...... Opening part, 38 ...... Voltage phase shifter, 39 ...... Exhaust hole, 40 ... … Ventilation holes, 41A, 41B…
… Winding, 42A, 42B …… Winding, 45, 46 …… Connection path, 47…
… Voltage phase shifter, 48 …… Connection switch, 49 …… Single-phase transformer, 50 …… Voltage phase shifter, 51 …… Induction voltage regulator,
52 …… Primary winding, 53 …… Secondary winding, 54 …… High resistance ring, 55
...... Control device, 56 ...... Input / output circuit, 57 ...... Control circuit, 58
...... Arithmetic circuit, 59 …… Memory circuit, 60 …… Speed detector, 61
...... Speed indicator, 62 …… Stator rotation position detector, 63 ……
Temperature detector, 64 …… keyboard, 65 …… electromagnet, 66 ……
Electric motor, 67 ... Air cooling device, 68 ... Number of poles changeover switch, 69 ... Phase changeover switch.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】同一回転軸に空間又は非磁性体コアを介在
して軸着した2個の回転子コアを有し、該2個の回転子
コアに連通する複数個の導体を、回転子コア円周の半径
を異にする位置に同心円的に、第1導体群と第2導体群
として2組配設して一体的に形成したかご形回転子と、
前記各回転子コアの外周部に対峙して2個の固定子コア
を並設し、該各固定子コアに巻装された固定子巻線を直
列に連結した固定子と、前記2個の回転子コア間の前記
空間又は非磁性体コア部において、回転子コアの最外円
周に設けられた第1導体群の複数個の導体を相互に抵抗
短絡する連結材と、2個の固定子のうち特定の固定子が
これに対峙する回転子の周囲に生じる回転磁界と、他の
固定子がこれに対峙する回転子の周囲に生じる回転磁界
との間に位相差を生じさせる電圧移相装置とを有するこ
とを特徴とする可変速誘導電動機。
1. A rotor having two rotor cores axially attached to the same rotary shaft with a space or a non-magnetic core interposed therebetween, and a plurality of conductors communicating with the two rotor cores A squirrel-cage rotor integrally formed by concentrically arranging two sets of a first conductor group and a second conductor group at positions having different radii of the core circumference;
Two stator cores are arranged in parallel to each other on the outer peripheral portion of each rotor core, and stator coils wound around the respective stator cores are connected in series, and the two stator cores. In the space between the rotor cores or in the non-magnetic core portion, a connecting member for resistance-shorting the plurality of conductors of the first conductor group provided on the outermost circumference of the rotor core to each other, and two fixing members. A voltage shift that causes a phase difference between a rotating magnetic field generated around a rotor facing a certain stator of the child and a rotating magnetic field generated around the rotor facing another stator. A variable speed induction motor having a phase device.
【請求項2】前記電圧移相装置は、前記2個の固定子間
の位相差を0゜から180゜の範囲内で任意の位相差に設
定できるように、特定の固定子を他の固定子に対して相
対的に回動させる固定子回動手段からなることを特徴と
した特許請求の範囲第(1)項記載の可変速誘導電動
機。
2. The voltage phase shifter is arranged such that a specific stator is fixed to another fixed phase difference so that the phase difference between the two stators can be set to an arbitrary phase difference within a range of 0 ° to 180 °. The variable speed induction motor according to claim (1), characterized in that it comprises stator rotating means for rotating relative to the child.
【請求項3】前記電圧移相装置は、特定の固定子の固定
子巻線と他の固定子巻線と電源との間に設けられた位相
切換スイッチからなり、段階的な位相差を生じさせる特
許請求の範囲第(1)項記載の可変速誘導電動機。
3. The voltage phase shifter comprises a stator winding of a specific stator and a phase changeover switch provided between another stator winding and a power source to generate a stepwise phase difference. A variable speed induction motor according to claim (1).
【請求項4】前記電圧移相装置は、単相変圧器と結線切
換スイッチとにより形成した特許請求の範囲第(1)項
記載の可変速誘導電動機。
4. The variable speed induction motor according to claim 1, wherein the voltage phase shift device is formed by a single-phase transformer and a connection changeover switch.
【請求項5】前記電圧移相装置は、誘導電圧調整器とな
した特許請求の範囲第(1)項記載の可変速誘導電動
機。
5. The variable speed induction motor according to claim 1, wherein the voltage phase shifter is an induction voltage regulator.
【請求項6】前記2個の固定子のそれぞれに複数種の極
数を形成する巻線を施し、該巻線の端子に極数切換スイ
ッチを連結した特許請求の範囲第(1)項〜第(5)項
のいずれかに記載の可変速誘導電動機。
6. The method according to claim 1, wherein each of the two stators is provided with a winding for forming a plurality of types of poles, and a pole number changeover switch is connected to a terminal of the winding. The variable speed induction motor as described in any one of (5).
【請求項7】前記2個の固定子の各巻線の結線を、デル
タ結線またはスター結線のいずれかに切換自在とするス
イッチを設けた特許請求の範囲第(1)項〜第(5)項
のいずれかに記載の可変速誘導電動機。
7. The scope of claims (1) to (5), wherein a switch is provided for switching the connection of each winding of the two stators to either delta connection or star connection. The variable speed induction motor according to any one of 1.
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