JPS61161991A

JPS61161991A - ヒステリシスモ−タの過励磁方法

Info

Publication number: JPS61161991A
Application number: JP59280973A
Authority: JP
Inventors: Tadao Yoneda; 米田　忠男
Original assignee: NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1984-12-29
Publication date: 1986-07-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、ヒステリシスモータの特性改善のための過
励磁方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ヒステリシスモータは電源周波数に同期して回転
する同期モータとして利用され、その構造がシンプルで
あるため安価なモータとして比較的小出力のものが市場
に出回っているが、その特性面ではかご形誘導モータに
比べ劣っている。しかし、ヒステリシスモータを一時的
に過励磁することにより、負荷電流、力率、効率及び同
期脱出トルクが改善されることがあることは知られてい
る。

ヒステリシスモータを一時的に過励磁する従来の方法は
、第１図に示すように、三相電源とヒステリシスモータ
１との間に三相電圧調整器２（例えば、スライダック（
商ｅｌ）や誘導電圧調整器）を接続し、まず定格電圧に
おいてヒステリシスモータ１を起動し同期速度に達した
後、電圧調整器２を操作して定格電圧の１．５〜２＠程
度まで上げ。

その後再び定格電圧に下げる。

一般に、三相モータの場合は但し、Ｅは相間電圧ｆは周波数Ｎは１相の直列導体数ｋｗは巻線係数で表わされる磁束φが、電源電圧に比例して増加する。

そのため、上記の操作行なうことによりＥカ一時的に増
加し、ヒステリシスモータ１のヒステリシスリングを励
磁する磁束が一時的に定常状態（同期運転中）より大き
くなり、過励磁される。

このような過励磁を行なうことにより、ヒステリシスモ
ータの特性が改善される一例として、第１表に示すごと
き報告がある（電気学会、論文５６−Ｂ４１）第　　１　　表（過励磁の条件：過励磁前の入力電圧Ｖｉ過励磁の際の
入力電圧　２ＸＶｉ）ＪＩＳによるかご型誘導モータ（２極２００Ｗの小型モ
ータ）の特性は、効率ｓ４．ｚ％Ｊ２１．上、力率６５
幅となっているので、ヒステリシスモータは過励磁によ
り、かご型誘導モータより特性が優れたものになること
がわかる。

〔発明によって解決しようとする間１点〕上記のように
、ヒステリシスモータは過励磁によってその特性が改善
されるのにもかかわらず、従来あまり利用されていない
のは、電源電圧を昇圧するために、電圧調整器などの装
置が必要であることが一つの要因であると考えられる。

そこで、この発明は、このような装置を利用することな
く簡単に行なえる過励磁方法を提供することを目的とす
る。

〔間頃点を解決するための手段〕

上記の問題を解決するために、この発明はヒステリシス
モータの固定子コイルの接続形態を定常状態と過励磁状
態の２つの状態に切換えるスイッチング装置を設け、同
期運転中に一時的に過励磁状態にしたのち、スイッチン
グ装置を作動して定常状態に切換えるようにするもので
ある。

〔作用〕

固定子コイルの直列導体数か、定常状態の場合に比べ過
励磁状態の場合の方が少なくなる接続形態とし、両方の
状態をスイッチング装置によって適宜切換えるように構
成して□おくと、同期運転中に過励磁状態に切換えるこ
とにより、導体数Ｎが減少するから前掲の（１）式から
明らかなように磁束φが増大する。その結果、ヒステリ
シスモータ回転子のヒステリシスリングが過励磁される
。

また、三相ヒステリシスモータにおいては、上記と同様
に直列導体数を減少させることにより過励磁するほか、
結線形態を変えることにより相間電圧を増大させること
によっても過励磁することができる。

〔実施例〕

第２図に示した第１実施例の三相ヒステリシスモータ３
は、各相の固定子コイル４を２組のコイル４　ａ　、　
４　ｂの直列接続により形成し、全体としてＹ結線を構
成したものである。各相固定子コイル４の一方のコイル
４ａの端末を引出し、これを入力端子５に接続し１両コ
イル４　ａ　、　４　ｂの接続部を引出して切換端子６
に接続し、更にこれらの各端子５，６をスイッチング装
置７に接続している。１スイツチング装置７のスイッチ
ング素子８〜１０は常時入力端子５側へ閉じる接点によ
り構成されている。

上記の状態で電源を投入すると、固定子コイル４の入力
端子５に定格電圧が加えられ、ヒステリシスモータ３が
運転される。同期運転に達したのち、スイッチング装置
７を作動して各素子８〜１０を切換えると、電源電圧は
切換端子６を経て、各相の一方のコイル４ｂに加えられ
る。その後、適宜な時間（例えば、０．１秒程度）経過
したのちスイッチング装置７を復帰せしめ、再び入力端
子５に電圧を加えてヒステリシスモータ３の運転を定常
状態に戻す。

上記のようにして、スイッチング装置７を一時的に作動
させた場合、各コイル４　ａ　、　４　ｂの直列導体数
Ｎが等しいとすると、切換時の導体数は切換前の導体数
の１／２となるので、磁束φが２倍になり、ヒステリシ
スモータ３のヒステリシスリングが過励磁されることに
なる。

なお、スイッチング装置７を作動させた場合、各素子８
〜１０が同時に切換わると通電が瞬時途切れ、モータの
回転が同期速度から外れる支障がありうるので、各素子
８〜１０を第３図に示すように順次時間差をつけて作動
させることが望ましい。

また、過励磁の大きさは、コイル４　ａ　、　４　ｂの
巻数比を変えることにより自由に選定することができる
。

また、上記の説明においては、ヒステリシスモータ３を
定常状態に設定して起動し、同期運転に達した状態で一
時的に過励磁状態に切換え、その後定常状態に戻ように
しているが、過励磁状態に設定して起動し、同期運転に
達したのち定常状態に切換えるようにしてもよい。

次に、第４図に示す第２実施例は各相の固定子コイル４
を２つのコイル４　ａ　、　４　ｂにより形成し、スイ
ッチング装置１１を介して、定常状態においては素子１
２〜１４をＤ側へ設定することにより、各相ごとにコイ
ル４　ａ　、　４　ｂを直列接続し、全体としてΔ結線
を構成する。また過励磁状態においてはＥ側へ切換える
ことにより各相に一方のコイル４ａが存在するΔ結線を
構成する。

その結果、過励磁状態においては、直列導体数が減少す
るので、その減少に反比例して磁束が増加することにな
る。

第５図に示す第３実施例は、各相の固定子コイル４を２
組のコイル４　ａ　、　４　ｂにより形成し、定常状態
においてはスイッチング装置１５の各素子１６１〜１８
ｂをＤ側に設定することにより、各相ごとに両コイル４
　ａ　、　４　ｂを直列に接続し、全体としてＹ結線を
構成する（第６図（ａ）参照）。また過励磁状態におい
ては、Ｅ側に切換えることにより、各相の一方のコイル
４λ相互間でＹ結線を構成し、かつ池方のコイル４ｂ相
互間で同様のＹ結線を構成し、更に上記の両Ｙ結線を２
重Ｙ結線に構成する。（第６図（ｂｌ参照）。

第６図（ｂ）によって明らかなように、この場合は。

直列導体数が減少するが、２つのＹ結線が存在するので
、導体数の減少分が１／２であるとすると。

磁束が４倍に増加する。

また、第７図に示す第４実施例は、第３実施例と同様の
ことをスイッチング装置１９（素子２０ａ〜２２ｂ）を
用いΔ結線とすることにより実現したものであり定常状
態の回路図を第８図（ａｌに。

また過励磁状態の回路図を第８図（ｂｌに示す。

第８図（ｂｌによって明らかなように、この場合も直列
導体数が減少するが、Δ結線部分が２倍になるので導体
数の減少か１／２であるとすると、磁束が４倍に増加す
る。

第９図に示す第５実施例は―スイッチング装置２３によ
り、定常状態においてはＹ結線を構成し、過励磁状態多
こ詔いては素子２４〜２６を切換えることにより、Δ結
線を構成するようにしたものである。この場合は、導体
数の変化はないが、過励磁状態において相間電圧が１倍
になるので、磁束もこれに比例して増加する。

〔効果〕

以上のように、この発明はスイッチング装置の切換え操
作によって一時的にヒステリシスモータを過励磁するこ
とができるので、従来のごとき電圧調整器を必要としな
い効果がある。

また、同一電源（インバータ等）で複数のヒステリシス
モータを運転する場合、従来の方法は１台のみ過励磁す
ることはできず、全てのモータを同時に過励磁せざるを
えないため、電源や電圧調整器として容量の大きいもの
が必要となるが、この発明の方法によれば、各モータを
個別に過励磁することができるので、電源の容量も比較
的小さいもので足りる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方法の回路図、第２図は第１実施例の回路
図、第３図はスイッチング素子の動作図、第４図は第２
実施例の回路図、第５図は第３実施例の回路図、第６図
（ａｌは第３実施例の定常状態の回路図、第６図（ｂｌ
は同上の過励磁状態の回路図、第７図は第４実施例の回
路図、第８図（ａ）は第４実施例の定常状態の回路図、
第８図（ｂ）は同上の過励磁状態の回路図、第９図は第
５実施例の回路図である。３・・・ヒステリシスモータ、４・・・固定子コイル、
４　ａ　、　４　ｂ・・・コイル、５・・・入力端子、
６・・・切換端子、７，１１．１５，１９．２３・・・
スイッチング装置第９図第１図第３図１゜第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ヒステリシスモータの固定子コイルの接続形態を
定常状態と過励磁状態の２つの状態に切換えるスイッチ
ング装置を設け、同期運転中に一時的に過励磁状態にし
たのち、スイッチング装置を作動して定常状態に切換え
ることを特徴とするヒステリシスモータの過励磁方法。
（２）上記の過励磁状態を実現するに際し、固定子コイ
ルの直列導体数を定常状態より少なくすることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載のヒステリシスモータ
の過励磁方法。
（３）固定子コイルの直列導体数を定常状態より少なく
することにより過励磁状態を実現するに際し、固定子コ
イルを２組のコイルにより形成し、定常状態においては
両コイルを直列に接続し、過励磁状態においてはいずれ
か一方のコイルに通電することを特徴とする特許請求の
範囲第２項に記載のヒステリシスモータの過励磁方法。
（４）三相ヒステリシスモータにおいて固定子コイルの
直列導体数を定常状態より少なくすることにより過励磁
状態を実現するに際し、Δ結線の各相の固定子コイルを
２組のコイルにより形成し、各相ごとに定常状態におい
ては両コイルを直列に接続し、過励磁状態においてはい
ずれか一方のコイルに通電することを特徴とする特許請
求の範囲第２項に記載のヒステリシスモータの過励磁方
法。
（５）三相ヒステリシスモータにおいて上記の過励磁状
態を実現するに際し、各相の固定子コイルを２組のコイ
ルにより形成し、固定子コイルの結線を定常状態におい
て各相ごとに両コイルを直列に接続して全体としてＹ結
線とし、過励磁状態においては各相の一方のコイル相互
および他方のコイル相互でそれぞれＹ結線を構成し、か
つ、両方のＹ結線を２重Ｙ結線に構成することを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載のヒステリシスモータ
の過励磁方法。
（６）三相とヒステリシスモータにおいて上記の過励磁
状態を実現するに際し、各相の固定子コイルを２組のコ
イルにより形成し、固定子コイルの結線を定常状態にお
いては各相ごとに両コイルを直列に接続して全体として
Δ結線とし、過励磁状態においては各相の一方のコイル
相互および他方のコイル相互でそれぞれΔ結線を構成し
、かつ両方のΔ結線を２重Δ結線に構成することを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載のヒステリシスモー
タの過励磁方法。
（７）三相ヒステリシスモータにおいて上記の過励磁状
態を実現するに際し、定常状態においてＹ結線を構成し
、過励磁状態においてΔ結線を構成することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のヒステリシスモータの
過励磁方法。
（８）スイッチング装置を定常状態に設定してヒステリ
シスモータを運転し、同期速度に達したのちスイッチン
グ装置を一時的に過励磁側へ作動することを特徴とする
特許請求の範囲第１項から第７項のいずれかに記載のヒ
ステリシスモータの過励磁方法。
（９）スイッチング装置を過励磁状態に設定してヒステ
リシスモータを運転し、同時速度に達したのちスイッチ
ング装置を作動して定常状態に切換えることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項から第７項のいずれかに記載の
ヒステリシスモータの過励磁方法。