JPS60219993A - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents
誘導電動機の制御装置Info
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- JPS60219993A JPS60219993A JP59073869A JP7386984A JPS60219993A JP S60219993 A JPS60219993 A JP S60219993A JP 59073869 A JP59073869 A JP 59073869A JP 7386984 A JP7386984 A JP 7386984A JP S60219993 A JPS60219993 A JP S60219993A
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- speed
- induction motor
- motor
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
- H02P25/18—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１）技術分野
本発明は、誘導電動機の制御装置に関し、特にインバー
タなどの可変周波数の駆動電源によって１０．００Ｏｒ
ｐｍ程度の高速領域までの運転を可能にした誘導電＃Ｉ
Ｊ機の制御装置に関するもので、例えば工作機械の主軸
に取付けて切削加工を行う用途などに利用されるもので
ある。
タなどの可変周波数の駆動電源によって１０．００Ｏｒ
ｐｍ程度の高速領域までの運転を可能にした誘導電＃Ｉ
Ｊ機の制御装置に関するもので、例えば工作機械の主軸
に取付けて切削加工を行う用途などに利用されるもので
ある。
（２）従来技術
従来この種の用途に用いられる誘導電動機の駆動電源と
して、例えばトランジスタのオン・オフ動作により第１
図に示されるようなパルス中変調形式の波形を有し可変
周波数の出力電圧を発生ずるインバータを用い、これに
より毎分数十回転から数千回転程度の速度範囲で電動機
の運転を行っている。
して、例えばトランジスタのオン・オフ動作により第１
図に示されるようなパルス中変調形式の波形を有し可変
周波数の出力電圧を発生ずるインバータを用い、これに
より毎分数十回転から数千回転程度の速度範囲で電動機
の運転を行っている。
第２図は、このような可変周波数電源により駆動される
電動機の速度−出力特性を示すもので、領域Ａは、駆動
電源の周波数を増大させて電動機の回転数ｎを上昇させ
るに伴ってその出力Ｐがは一゛比例的に増大する領域で
ある。なおこの領域では一極当りの磁束φおよび電動機
のトルクはは＼一定であり、Ｅ１＝２．２２ Ｋ１ ・
ｆ・φ・ Ｎ＋ （ここでに１は巻線係数、ｆは周波数
、Ｎ１は固定子巻線の直列導体数）で決まる電動機の１
次続起電圧Ｅ１もは＼゛直線的に増加する。
電動機の速度−出力特性を示すもので、領域Ａは、駆動
電源の周波数を増大させて電動機の回転数ｎを上昇させ
るに伴ってその出力Ｐがは一゛比例的に増大する領域で
ある。なおこの領域では一極当りの磁束φおよび電動機
のトルクはは＼一定であり、Ｅ１＝２．２２ Ｋ１ ・
ｆ・φ・ Ｎ＋ （ここでに１は巻線係数、ｆは周波数
、Ｎ１は固定子巻線の直列導体数）で決まる電動機の１
次続起電圧Ｅ１もは＼゛直線的に増加する。
このようにして電動機の回転数がｎｌ （例えば４極電
動機でその際の電源周波数が５０１１ｚとして１５００
ｒｐｍ ）に達すると、上記１次誘起電圧Ｅ１が該電動
機に印加される端子電圧（例えば２００ Ｖ ）に達し
、１次続起電圧Ｅ１をそれ以上に増加させることはでき
ない状態となる。したがって回転数ｎ１以上に電動機の
回転数を上昇させる領域Ｂにおいては、電源周波数を増
大させる一方、磁束φを減少させるような制御が行われ
る。そしてこの領域Ｂに入ると電動機のトルクは回転数
の上昇に伴って減少し、その出力Ｐは回転数の上昇に拘
らずは＼一定の定出力特性となる。
動機でその際の電源周波数が５０１１ｚとして１５００
ｒｐｍ ）に達すると、上記１次誘起電圧Ｅ１が該電動
機に印加される端子電圧（例えば２００ Ｖ ）に達し
、１次続起電圧Ｅ１をそれ以上に増加させることはでき
ない状態となる。したがって回転数ｎ１以上に電動機の
回転数を上昇させる領域Ｂにおいては、電源周波数を増
大させる一方、磁束φを減少させるような制御が行われ
る。そしてこの領域Ｂに入ると電動機のトルクは回転数
の上昇に伴って減少し、その出力Ｐは回転数の上昇に拘
らずは＼一定の定出力特性となる。
更に電動機の回転数がｎ２ （例えば４極電動機でその
際の電源周波数が１５０１１ｚとして４５００ｒｐｍ
）を超えると、電動機のトルク減少の度合が一層著しく
なり、その出力Ｐは回転数の上昇に伴って減少するよう
になり、例えば回転数６００Ｏｒｐｍで程度が実用上の
運転範囲の上限値となる。このことは、回転数がｎ２を
超える領域では出力Ｐを表わす式、すなわち ２ ２ ２ （Ｓ ｒ１＋ ｒ２） 十Ｓ （ｘ＋ 十Ｘ２）におい
て、ｘｌおよびｘ２″が周波数の増大に伴い増加するこ
とによってＰが減少することからも説明できる。
際の電源周波数が１５０１１ｚとして４５００ｒｐｍ
）を超えると、電動機のトルク減少の度合が一層著しく
なり、その出力Ｐは回転数の上昇に伴って減少するよう
になり、例えば回転数６００Ｏｒｐｍで程度が実用上の
運転範囲の上限値となる。このことは、回転数がｎ２を
超える領域では出力Ｐを表わす式、すなわち ２ ２ ２ （Ｓ ｒ１＋ ｒ２） 十Ｓ （ｘ＋ 十Ｘ２）におい
て、ｘｌおよびｘ２″が周波数の増大に伴い増加するこ
とによってＰが減少することからも説明できる。
なおここで上記速度−出力特性がＡ領域すなわち出力が
回転数に比例して増大する領域からｒ３ ｆ（１域すな
わち回転数の増加に拘らず出力が一定となる領域に移行
する回転数ｎ１ （すなわち電源周波数を次第に上昇さ
せて電動機の１次続起電圧Ｅ１が該電動機に印加される
端子電圧、例えば２００■に達するときの回転数）を通
常その電動機の規定速度（Ｂａｓｅ ５ｐｅｅｄ）と称
しており、上記回転数ｒｌ ｌと０２との比は通常１：
３乃至１：４である。
回転数に比例して増大する領域からｒ３ ｆ（１域すな
わち回転数の増加に拘らず出力が一定となる領域に移行
する回転数ｎ１ （すなわち電源周波数を次第に上昇さ
せて電動機の１次続起電圧Ｅ１が該電動機に印加される
端子電圧、例えば２００■に達するときの回転数）を通
常その電動機の規定速度（Ｂａｓｅ ５ｐｅｅｄ）と称
しており、上記回転数ｒｌ ｌと０２との比は通常１：
３乃至１：４である。
ところでこの種工作機械の動力源に対し、近時、所定の
大きさの出力Ｐがえられると同時に、カッタの性能の改
善に伴って例えば１０．００Ｏｒｐｍ以上の高速まで切
削できるような特性が要望されている。
大きさの出力Ｐがえられると同時に、カッタの性能の改
善に伴って例えば１０．００Ｏｒｐｍ以上の高速まで切
削できるような特性が要望されている。
しかしながら上記従来のインバータ駆動の誘導電動機に
おいては上述したような速度−出力特性を自しており、
所定の出力かえられる領域Ｂの範囲では未だ上記高速運
転の要求をみたすには十分とはいえないという問題点が
あった。
おいては上述したような速度−出力特性を自しており、
所定の出力かえられる領域Ｂの範囲では未だ上記高速運
転の要求をみたすには十分とはいえないという問題点が
あった。
（３）発明の目的
本発明の目的は、インバータなどの可変周波数電源によ
って誘導電動機を駆動するに際し、該電動機の各相に設
けられた固定子巻線の直列導体数を切換えることにより
一止述した速度−出力特性における規定速度、更には上
記定出力特性の領域（Ｂ領域）の範囲を変更するという
着想にもとづい゛Ｃ，該定出力特性の領域を拡大し、所
望の高速領域までの運転を可能にすることにある。
って誘導電動機を駆動するに際し、該電動機の各相に設
けられた固定子巻線の直列導体数を切換えることにより
一止述した速度−出力特性における規定速度、更には上
記定出力特性の領域（Ｂ領域）の範囲を変更するという
着想にもとづい゛Ｃ，該定出力特性の領域を拡大し、所
望の高速領域までの運転を可能にすることにある。
また本発明の他の目的は、その接続状態に関係なく常に
固定子巻線全体を有効に利用して出力特性の低下を防止
することにある。
固定子巻線全体を有効に利用して出力特性の低下を防止
することにある。
更に本発明の別の目的は、誘導電動機をギヤ等で減速さ
せて低速トルクを増加させる場合、該低速トルクの増加
を一層顕著ならしめることにある。
せて低速トルクを増加させる場合、該低速トルクの増加
を一層顕著ならしめることにある。
（４）発明の構成
本発明は、可変周波数の駆動電源、各相毎に同一巻数の
固定子巻線が複数個設けられた誘導電動機、該複数個の
固定子巻線を駆動電源に対し並列に接続する並列励磁用
トランジスタスイッチ、および該複数個の固定子巻線を
上記並列接続時とその極数を変更することなく駆動電源
に対し直列に接続する直列励磁用トランジスタスイッチ
を具備し、該並列励磁用トランジスタスイッチと該直列
励磁用トランジスタスイッチとが選択的に切換えられう
ろことを特徴とする誘導電動機の制御装置が提供される
。
固定子巻線が複数個設けられた誘導電動機、該複数個の
固定子巻線を駆動電源に対し並列に接続する並列励磁用
トランジスタスイッチ、および該複数個の固定子巻線を
上記並列接続時とその極数を変更することなく駆動電源
に対し直列に接続する直列励磁用トランジスタスイッチ
を具備し、該並列励磁用トランジスタスイッチと該直列
励磁用トランジスタスイッチとが選択的に切換えられう
ろことを特徴とする誘導電動機の制御装置が提供される
。
（５） 実施例
第３図は、本発明の１実施例としての誘導電動機の制御
装置が適用される電動機固定子巻線とトランジスタスイ
ッチとの接続関係を示すもので、図中１はインバータな
どの可変周波数の駆動電源、２１ 、２２ ； ２３
、２４ ； ２５ 、２６は誘導電動機の固定子巻線で
あって各相伝にそれぞれ２個ずつ設けられており、それ
ぞれの＠線の巻数は等しく構成されている。３１１．
３２１． ３３１； ３１２． ３２２，３３２ ；３
１３、 ３２３． ３３３はトランジスタスイ・７チで
あって各相伝にそれぞれ３組ずつ設けられており、これ
らのうち３１１，３２１ ； ３１２，３２２ ； ３
１３，３２３は各相に設けられている２個の固定子巻線
をそれぞれ駆動電源に対し並列に接続するためのトラン
ジスタスイッチであり、一方、３３１． ３３２． ３
３３は各相に設けられている２個の固定子巻線をそれぞ
れ駆動電源に対し直列に接続するためのトランジスタス
イッチである。すなわち３１１，３２１ ；３１２．３
２２ ｉ ３１３，３２３は並列励磁用トランジスタス
イッチであり、３３１． ３３２． ３３３は直列励磁
用トランジスタスイッチである。
装置が適用される電動機固定子巻線とトランジスタスイ
ッチとの接続関係を示すもので、図中１はインバータな
どの可変周波数の駆動電源、２１ 、２２ ； ２３
、２４ ； ２５ 、２６は誘導電動機の固定子巻線で
あって各相伝にそれぞれ２個ずつ設けられており、それ
ぞれの＠線の巻数は等しく構成されている。３１１．
３２１． ３３１； ３１２． ３２２，３３２ ；３
１３、 ３２３． ３３３はトランジスタスイ・７チで
あって各相伝にそれぞれ３組ずつ設けられており、これ
らのうち３１１，３２１ ； ３１２，３２２ ； ３
１３，３２３は各相に設けられている２個の固定子巻線
をそれぞれ駆動電源に対し並列に接続するためのトラン
ジスタスイッチであり、一方、３３１． ３３２． ３
３３は各相に設けられている２個の固定子巻線をそれぞ
れ駆動電源に対し直列に接続するためのトランジスタス
イッチである。すなわち３１１，３２１ ；３１２．３
２２ ｉ ３１３，３２３は並列励磁用トランジスタス
イッチであり、３３１． ３３２． ３３３は直列励磁
用トランジスタスイッチである。
いま並列励磁用トランジスタスイッチ３１１，３２１
；３１２．３２２ ； ３１３，３２３の各トランジス
タへの制御信号をオフとし、直列励磁用トランジスタス
イッチ３３Ｌ ３３２． ３３３の各トランジスタへの
制御信号をオンにすると、各相における２個の固定子巻
線２１ 、２２ ； ２３ 、２４ ； ２５ 、２６
はそれぞれ直列接続となり、第５図（ａｌに示すような
接続状態となる。
；３１２．３２２ ； ３１３，３２３の各トランジス
タへの制御信号をオフとし、直列励磁用トランジスタス
イッチ３３Ｌ ３３２． ３３３の各トランジスタへの
制御信号をオンにすると、各相における２個の固定子巻
線２１ 、２２ ； ２３ 、２４ ； ２５ 、２６
はそれぞれ直列接続となり、第５図（ａｌに示すような
接続状態となる。
この場合、１個のトランジスタスイッチ例えば３３１に
ついてみると、第４図に示すように、■側からＵ側に電
流が流れるときは実線に沿って、またＵ゛側からＶ側に
電流が流れるときは点線に沿って電流が流れる。
ついてみると、第４図に示すように、■側からＵ側に電
流が流れるときは実線に沿って、またＵ゛側からＶ側に
電流が流れるときは点線に沿って電流が流れる。
このような接続状態のもとで駆動電源の周波数を上昇さ
せて行くと、第６図において実線で示すように領域Ａ１
においては電動機の回転数が次第に上昇するとともにそ
の出力Ｐがほぼ比例的に増大して行く。
せて行くと、第６図において実線で示すように領域Ａ１
においては電動機の回転数が次第に上昇するとともにそ
の出力Ｐがほぼ比例的に増大して行く。
そして前記したＥ１＝２．２２ Ｋ１ ・ｆ・φ・ Ｎ
１（ここでＮ１は直列接続された固定子巻線の直列導体
数）で規定される電動機の１次続起電圧Ｅ１が該電動機
に印加される端子電圧（例えば２００Ｖ）に達した時点
で該電動機の回転数０１は前述した規定速度となり、該
回転数ｎ１から回転数０２（Ｎ２はｎｌの３〜４倍程度
）までのＢ１領域にのいては定出力特性となり、更に回
転数０２を超えると電動機の出力は低下するようになる
。
１（ここでＮ１は直列接続された固定子巻線の直列導体
数）で規定される電動機の１次続起電圧Ｅ１が該電動機
に印加される端子電圧（例えば２００Ｖ）に達した時点
で該電動機の回転数０１は前述した規定速度となり、該
回転数ｎ１から回転数０２（Ｎ２はｎｌの３〜４倍程度
）までのＢ１領域にのいては定出力特性となり、更に回
転数０２を超えると電動機の出力は低下するようになる
。
次に上記直列励磁用のトランジスタスイッチ３３Ｌ ３
３２． ３３３の各トランジスタへの制御信号をオフと
し、並列励磁用のトランジスタスイッチ３１１．３２１
； ３１２，３２２ ； ３１３，３２３の各トラン
ジスタへの制御信号をオンにすると、各相における２個
の固定子巻線２１ 、２’ｔ ； ２３ 、２４ ；
２５ 、２６はそれぞれ並列接続となり、第５図（ｂ）
に示すような接続状態となる。なおこの場合、各相固定
子巻線によって形成される極数は直列接続の場合と同一
である。
３２． ３３３の各トランジスタへの制御信号をオフと
し、並列励磁用のトランジスタスイッチ３１１．３２１
； ３１２，３２２ ； ３１３，３２３の各トラン
ジスタへの制御信号をオンにすると、各相における２個
の固定子巻線２１ 、２’ｔ ； ２３ 、２４ ；
２５ 、２６はそれぞれ並列接続となり、第５図（ｂ）
に示すような接続状態となる。なおこの場合、各相固定
子巻線によって形成される極数は直列接続の場合と同一
である。
このような接続状態のもとて駆動電源の周波数を上昇さ
せて行くと、第６図において鎖線で示すように、領域Ａ
２においては電動機の回転数にはぼ比例してその出力Ｐ
が増大して行く。
せて行くと、第６図において鎖線で示すように、領域Ａ
２においては電動機の回転数にはぼ比例してその出力Ｐ
が増大して行く。
そしてこの並列接続の場合は前記直列接続の場合に比し
、各相固定子巻線の直列導体数が半分す１ なわち−となるため、１次続起電圧Ｅ１が所定の端子電
圧（例えば２００ Ｖ ）に達する時点での周波数ｆは
２倍となり、それに応じてその時点での電動機回転数す
なわち規定速度は前記直列接続時の２倍すなわち２ｎ１
となる。そして回転数が２ｎ１からほぼ２ｎ２までのＢ
２領域において定出力特性となり、回転数が２０２を超
えて、はじめて電動機の出力が低下するようになる。
、各相固定子巻線の直列導体数が半分す１ なわち−となるため、１次続起電圧Ｅ１が所定の端子電
圧（例えば２００ Ｖ ）に達する時点での周波数ｆは
２倍となり、それに応じてその時点での電動機回転数す
なわち規定速度は前記直列接続時の２倍すなわち２ｎ１
となる。そして回転数が２ｎ１からほぼ２ｎ２までのＢ
２領域において定出力特性となり、回転数が２０２を超
えて、はじめて電動機の出力が低下するようになる。
すなわち本発明による誘導電動機において、固定子巻線
が第５図（ａｌに示されるような直列接続状態とされた
場合は所謂低速巻線として機能するものであり、一方、
第５図ｆｂｌに示されるような並列接続状態とされた場
合は所謂高速巻線として機能するから、これによって低
速運転時は第５図（ａｌの接続状態とし、一方、高速運
転時には第５図１ｂ）の接続状態とするようにトランジ
スタスイ・ノチをｔｌＪ換えるものである。
が第５図（ａｌに示されるような直列接続状態とされた
場合は所謂低速巻線として機能するものであり、一方、
第５図ｆｂｌに示されるような並列接続状態とされた場
合は所謂高速巻線として機能するから、これによって低
速運転時は第５図（ａｌの接続状態とし、一方、高速運
転時には第５図１ｂ）の接続状態とするようにトランジ
スタスイ・ノチをｔｌＪ換えるものである。
なお本発明ではそれぞれの固定子巻線２１ 、２２ ；
２３ 、２４ 、２５ 、２６の巻数はすべて同一とし
ているから、第５図ｔｂ＋に示されるような並列接続状
態にしてもそれらの間に循環電流が流れることがない。
２３ 、２４ 、２５ 、２６の巻数はすべて同一とし
ているから、第５図ｔｂ＋に示されるような並列接続状
態にしてもそれらの間に循環電流が流れることがない。
第７図は、１相分の固定子巻線すなわち２個の固定子巻
線２１ 、２２の巻線態様の１例を示す展開図で、固定
子巻線２１および固定子巻線２２の両端からそれぞれ端
子ａ、ｂおよびｃ、ｄを導出し、端子ａ、ｃ問および端
子す、ｄ間にそれぞれ並列励磁用トランジスタスイッチ
３１１ 、３２１を接続し。
線２１ 、２２の巻線態様の１例を示す展開図で、固定
子巻線２１および固定子巻線２２の両端からそれぞれ端
子ａ、ｂおよびｃ、ｄを導出し、端子ａ、ｃ問および端
子す、ｄ間にそれぞれ並列励磁用トランジスタスイッチ
３１１ 、３２１を接続し。
端子す、ｃ間に直列励磁用のトランジスタスイッチ３１
１を接続する。この場合図示されるように、トランジス
タスイッチ３１１ 、３２１をオンにして巻線２１ 、
２２を並列接続状筋にしても、またトランジスタスイッ
チ３３１をオンにして巻線２１ 、２２を直列接続状態
にしてもそれらによって形成される極数は同一であって
、図示の場合は４極となる。
１を接続する。この場合図示されるように、トランジス
タスイッチ３１１ 、３２１をオンにして巻線２１ 、
２２を並列接続状筋にしても、またトランジスタスイッ
チ３３１をオンにして巻線２１ 、２２を直列接続状態
にしてもそれらによって形成される極数は同一であって
、図示の場合は４極となる。
そしてこれら固定子＠線を構成する各導体は固定子鉄心
の各スロットを満たすように収納され、直列接続時にお
いても並列接続時においてもすべての導体が有効に利用
されるため、特定の接続状態において一部の導体を使用
しない場合に生ずる出力の低下を防止することができる
。この点、仮に特定の接続状態において固定子鉄心の各
スロットに収納された導体の一部を使用しない場合には
、それだけ導体断面積が減少し１次抵抗ｒ１が増加する
から、それだけ出力が低下する（前記出力Ｐの式を参照
）ことになるものであり、本発明によればそのような出
力の低下を防ぐことができるのである。
の各スロットを満たすように収納され、直列接続時にお
いても並列接続時においてもすべての導体が有効に利用
されるため、特定の接続状態において一部の導体を使用
しない場合に生ずる出力の低下を防止することができる
。この点、仮に特定の接続状態において固定子鉄心の各
スロットに収納された導体の一部を使用しない場合には
、それだけ導体断面積が減少し１次抵抗ｒ１が増加する
から、それだけ出力が低下する（前記出力Ｐの式を参照
）ことになるものであり、本発明によればそのような出
力の低下を防ぐことができるのである。
第８図は、本発明で用いられる駆動電源、誘導電動機お
よびＩ・ランジスタユニットを実際に配置した状態の１
例を示すもので、駆動電源１とトランジスタユニット３
は、外観上一体な駆動装置として構成され、誘導電動機
２から離して配置されている状態を示している。駆動装
置からは、電動機巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに各４本、合計１２本
の配線が施されている。トランジスタユニット３は並列
励磁用トランジスタスイッチ群３１ 、３２と直列励磁
用トランジスタスイッチ群３３から構成される。
よびＩ・ランジスタユニットを実際に配置した状態の１
例を示すもので、駆動電源１とトランジスタユニット３
は、外観上一体な駆動装置として構成され、誘導電動機
２から離して配置されている状態を示している。駆動装
置からは、電動機巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに各４本、合計１２本
の配線が施されている。トランジスタユニット３は並列
励磁用トランジスタスイッチ群３１ 、３２と直列励磁
用トランジスタスイッチ群３３から構成される。
次に本発明によると、誘導電動機をギヤ等で減速させる
ことにより、高速回転を維持しつつ、低速トルクを顕著
に増加させることができる。
ことにより、高速回転を維持しつつ、低速トルクを顕著
に増加させることができる。
この点を第９図を用いて説明すると、第９図ｔａ＋は、
従来の誘導電動機の速度−出力特性を示すもので、この
場合、実線の特性が上述した第２図の特性に対応する。
従来の誘導電動機の速度−出力特性を示すもので、この
場合、実線の特性が上述した第２図の特性に対応する。
ところでこの誘導電動機の低速トルク（回転数０からｎ
ｌに至る、すなわち速度の増加に応じて出力が比例的に
増加するＡ領域のトルク）を更に増加させ、低速ながら
大トルクの運転を望む場合には、該誘導電動機をギヤ等
で減速させて速度−出力特性の傾斜角を増加させること
が号えられる。
ｌに至る、すなわち速度の増加に応じて出力が比例的に
増加するＡ領域のトルク）を更に増加させ、低速ながら
大トルクの運転を望む場合には、該誘導電動機をギヤ等
で減速させて速度−出力特性の傾斜角を増加させること
が号えられる。
第９図＋ａ）の鎖線はギヤ等で誘導電動機の回転数を２
に減速した場合を示しており、上記傾斜角はθからψ１
へと増加しており、該低速トルクもこの傾斜角の増加に
応じて増加するものである。
に減速した場合を示しており、上記傾斜角はθからψ１
へと増加しており、該低速トルクもこの傾斜角の増加に
応じて増加するものである。
一方、第９図（ｂｌば、本発明による誘導電動機の速度
−出力特性を示すもので、この場合、実線の特性が上述
した第６図の特性に対応する。
−出力特性を示すもので、この場合、実線の特性が上述
した第６図の特性に対応する。
いま、この誘導電動機をギヤ等で減速させて低速トルク
を増加させる場合、第９図（ａｌの鎖線における最大速
度（出力Ｐの低下しはじめる速度）−と同一の最大速度
になるまで減速したとすると、その速度−出力特性の傾
斜角ψ２は明らかに上記ψ１より大となり、この傾斜角
の増加分だけ低速トルクも一層増加することになる。
を増加させる場合、第９図（ａｌの鎖線における最大速
度（出力Ｐの低下しはじめる速度）−と同一の最大速度
になるまで減速したとすると、その速度−出力特性の傾
斜角ψ２は明らかに上記ψ１より大となり、この傾斜角
の増加分だけ低速トルクも一層増加することになる。
第１０図は、本発明の他の実施例として誘導電動機の固
定子巻線をスター結線とした場合を示すもので各トラン
ジスタスイッチの動作は第３図の場合と同様である。
定子巻線をスター結線とした場合を示すもので各トラン
ジスタスイッチの動作は第３図の場合と同様である。
また第１１図は、本発明の更に他の実施例として誘導電
動機の各相にそれぞれ３個の固定子巻線２１ 、２２、
及び２７を設け、直列接続時にはトランジスタスイッチ
３３１をオンにして３個の固定子巻線を直列に接続して
所謂低速巻線として機能させ、一方、並列接続時にはト
ランジスタスイ・ノチ３１１゜３２１をオンにして３個
の固定子巻線を並列に接続して所謂高速巻線として機能
させる。
動機の各相にそれぞれ３個の固定子巻線２１ 、２２、
及び２７を設け、直列接続時にはトランジスタスイッチ
３３１をオンにして３個の固定子巻線を直列に接続して
所謂低速巻線として機能させ、一方、並列接続時にはト
ランジスタスイ・ノチ３１１゜３２１をオンにして３個
の固定子巻線を並列に接続して所謂高速巻線として機能
させる。
この実施例においては並列接続時には、各相固定子巻線
の直列導体数が直列接続時の１／３となるから、並列接
続時の規定速度は直列接続時の３倍すなわち３ｎ１とな
り、それに伴って第６図におりる８２領域が更に右方す
なわち高速側に移動するため、より高速領域での運転が
可能となる。
の直列導体数が直列接続時の１／３となるから、並列接
続時の規定速度は直列接続時の３倍すなわち３ｎ１とな
り、それに伴って第６図におりる８２領域が更に右方す
なわち高速側に移動するため、より高速領域での運転が
可能となる。
（６）発明の効果
本発明によれば電動機固定子巻線の直列導体数を切換え
ることにより、電動機速度に対する定出力特性の領域を
拡大し、所望の高速領域までの運転を可能にすることが
できる。
ることにより、電動機速度に対する定出力特性の領域を
拡大し、所望の高速領域までの運転を可能にすることが
できる。
また本発明によれば、その接続状態に関係なく常に固定
子巻線全体を有効に利用して出力特性の低下を防止する
ことができる。
子巻線全体を有効に利用して出力特性の低下を防止する
ことができる。
更に本発明によれば、誘導電動機をギヤ等で減速させて
低速トルクを増加させる場合、該低速トルクを−ＪＩＬ
Ｑ著に増加させることができる。
低速トルクを増加させる場合、該低速トルクを−ＪＩＬ
Ｑ著に増加させることができる。
第１図は、本発明で用いられる可変周波数電源の出力電
圧波形の１例を示す図、 第２図は、可変周波数電源で駆動される従来の誘導電動
機の速度−出力特性を示す図、第３図は、本発明の１実
施例としての誘導電動機の制御装置が適用される電動機
固定子巻線とトランジスタスイッチとの接続関係を示す
図、第４図は、第３図に示されるトランジスタスイッチ
の動作説明図、 第５図は、第３図に示されるトランジスタスイッチの切
換えによって生ずる固定子＠線の２つの接続状態を示す
図、 第６図は、第３図に示される誘導電動機の速度−出力特
性を示す図、 第７図は、第３図に示される誘導電動機の固定子巻線の
巻線態様の１例を展開して示す図、第８図は、本発明で
用いられる駆動電源、誘導電動機およびトランジスタユ
ニットの実際の配置状態の１例を示す図、 第９図は、従来の誘導電動機と本発明が適用される誘導
電動機との低速トルクを比較する図、第１Ｏ図および第
１１図は、それぞれ本発明の他の実施例としての誘導電
動機の固定子巻線とトランジスタスイッチとの接続関係
を示す図である。 （符号の説明） １−駆動電源、 ２−誘導電動機、 ２１ 、２２ 、２３ 、２４ ； ２５ 、２６ 、
２７−・・誘導電動機の固定子巻線、 計−トランジスタユニット〜 ３１ 、３２−並列励磁用トランジスタスイッチ群、３
１１、３１２．３１３．３２１．３２２．３２３ ＝並
列励磁用トランジスタスイ・ノチ、 ３３・−直列励磁用トランジスタスイ・ノチ１．３３１
、 ３３２． ３３３− 直列励磁用トランジスタスイ・ノチ。 特許出願人 フ１ナック株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士平岩賢三 弁理士 山 口 昭 之 弁理士 西 山 雅 也 第１図 第２図 ｎ＋ ｎ２ □ （Ｑ） Ｕ Ｖ Ｗ ５図 （ｂ） 第９図 ＰＩ Ｉ ｉ１ ４ ２ 下 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書（自発） 昭和５９年６月１２日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、 事件の表示 昭和５９年特許願第７３８６９号 ２、発明の名称 誘導電動機の制御装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ファナソク株式会社 ４、代理人 住所 〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番ｌＯ号５、
補正の対象 図面（第１０図、第１１図） ６、補正の内容 正式図面第１０図および第１１図を追完します。（内容
に変更なし〕 ７、添付書類の目録
圧波形の１例を示す図、 第２図は、可変周波数電源で駆動される従来の誘導電動
機の速度−出力特性を示す図、第３図は、本発明の１実
施例としての誘導電動機の制御装置が適用される電動機
固定子巻線とトランジスタスイッチとの接続関係を示す
図、第４図は、第３図に示されるトランジスタスイッチ
の動作説明図、 第５図は、第３図に示されるトランジスタスイッチの切
換えによって生ずる固定子＠線の２つの接続状態を示す
図、 第６図は、第３図に示される誘導電動機の速度−出力特
性を示す図、 第７図は、第３図に示される誘導電動機の固定子巻線の
巻線態様の１例を展開して示す図、第８図は、本発明で
用いられる駆動電源、誘導電動機およびトランジスタユ
ニットの実際の配置状態の１例を示す図、 第９図は、従来の誘導電動機と本発明が適用される誘導
電動機との低速トルクを比較する図、第１Ｏ図および第
１１図は、それぞれ本発明の他の実施例としての誘導電
動機の固定子巻線とトランジスタスイッチとの接続関係
を示す図である。 （符号の説明） １−駆動電源、 ２−誘導電動機、 ２１ 、２２ 、２３ 、２４ ； ２５ 、２６ 、
２７−・・誘導電動機の固定子巻線、 計−トランジスタユニット〜 ３１ 、３２−並列励磁用トランジスタスイッチ群、３
１１、３１２．３１３．３２１．３２２．３２３ ＝並
列励磁用トランジスタスイ・ノチ、 ３３・−直列励磁用トランジスタスイ・ノチ１．３３１
、 ３３２． ３３３− 直列励磁用トランジスタスイ・ノチ。 特許出願人 フ１ナック株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士平岩賢三 弁理士 山 口 昭 之 弁理士 西 山 雅 也 第１図 第２図 ｎ＋ ｎ２ □ （Ｑ） Ｕ Ｖ Ｗ ５図 （ｂ） 第９図 ＰＩ Ｉ ｉ１ ４ ２ 下 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書（自発） 昭和５９年６月１２日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、 事件の表示 昭和５９年特許願第７３８６９号 ２、発明の名称 誘導電動機の制御装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ファナソク株式会社 ４、代理人 住所 〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番ｌＯ号５、
補正の対象 図面（第１０図、第１１図） ６、補正の内容 正式図面第１０図および第１１図を追完します。（内容
に変更なし〕 ７、添付書類の目録
Claims (1)
- １、 可変周波数の駆動電源、各相毎に同一巻数の固定
子巻線が複数個設けられた誘導電動機、該複数個の固定
子巻線を駆動震源に対し並列に接続する並列励磁用トラ
ンジスタスイッチ、および該複数個の固定子巻線を上記
並列接続時とその極数を変更することなく駆動電源に対
し直列に接続する直列励磁用トランジスタスイッチを具
備し、該並列励磁用トランジスタスイッチと該直列励磁
用トランジスタスイッチとが選択的に切換えられうろこ
とを特徴とする誘導電動機の制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59073869A JPS60219993A (ja) | 1984-04-14 | 1984-04-14 | 誘導電動機の制御装置 |
| PCT/JP1985/000201 WO1985004772A1 (en) | 1984-04-14 | 1985-04-15 | Controller for an induction motor |
| EP19850902120 EP0181938A4 (en) | 1984-04-14 | 1985-04-15 | REGULATOR FOR AN INDUCTION MOTOR. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59073869A JPS60219993A (ja) | 1984-04-14 | 1984-04-14 | 誘導電動機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60219993A true JPS60219993A (ja) | 1985-11-02 |
Family
ID=13530621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59073869A Pending JPS60219993A (ja) | 1984-04-14 | 1984-04-14 | 誘導電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60219993A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63206195A (ja) * | 1987-02-23 | 1988-08-25 | Fuji Electric Co Ltd | インバ−タ電源駆動モ−タ |
| JP2000278992A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Nsk Ltd | 結線パターン切換装置 |
| CN102832876A (zh) * | 2012-09-19 | 2012-12-19 | 北京交通大学 | 感应电动机的定子整数槽与分数槽绕组转化运行系统及运行方法 |
| JP2017047777A (ja) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | トヨタ自動車株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2017047778A (ja) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | トヨタ自動車株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
-
1984
- 1984-04-14 JP JP59073869A patent/JPS60219993A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63206195A (ja) * | 1987-02-23 | 1988-08-25 | Fuji Electric Co Ltd | インバ−タ電源駆動モ−タ |
| JP2000278992A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Nsk Ltd | 結線パターン切換装置 |
| CN102832876A (zh) * | 2012-09-19 | 2012-12-19 | 北京交通大学 | 感应电动机的定子整数槽与分数槽绕组转化运行系统及运行方法 |
| JP2017047777A (ja) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | トヨタ自動車株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2017047778A (ja) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | トヨタ自動車株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
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