KR950009296B1 - 유도 전동기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유도 전동기

제1도는 본 발명에 의한 유도 전동기의 일부 파단 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 유동 전동기의 위상 전환 장치의 결선도.

제3도는 소정 위상차를 일으키는 직렬 Δ결선도.

제4a도, 제4b도는 하나의 단락 스위치를 닫았을 때의 불평형 결선도.

제5도는 위상차 0°의 병렬 Y결선도.

제6a도, 제6b도는 연락 저항을 갖는 본 발명의 유도 전동기의 대표적 특성도.

제7a도, 제7b도는 연락 저항이 없는 본 발명의 유도 전동기의 대표적 특성도.

제8도는 소정 위상차를 일으키는 병렬 Y결선도.

제9도는 위상차 0°의 직렬 Δ결선도.

제10도는 타이머 회로를 갖는 제어장치의 접속도.

제11도는 속도 검출기를 갖는 제어장치의 접속도.

제12도는 타이머 회로 및 회전 속도 검출기를 갖는 제어장치의 접속도.

제13도는 본 발명의 위상 전환 장치를 구비한 유도 전동기의 총합 토오크 및 전류 특성도.

제14도는 종래의 Y-Δ전환에 의한 토오크 및 전류 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 복수 고정자 유도 전동기 2, 3 : 회전자

6 : 도체 7 : 회전자

9 : 연락 저항 12 : 제1고정자

13 : 제2고정자 S₁: 제1단락 스위치

S₂: 제2단락 스위치 20 : 위상 전환 장치

21 : 제어 장치 21a : 타이머

21b : 회전 속도 검출기 21c : 제어부

본 발명은 단일의 회전자와 복수개의 고정자를 가지며, 복수개의 고정자가 이것에 대치하는 회전자 도체의 주위에 생기는 회전자계(回轉磁界)간에 위상차를 일으켜 원활한 기동과 저속에서 고속에 걸쳐서 고 토오크를 발생시킬 수 있는 복수 고정자 유도 전동기에 관한 것으로서, 그의 위상 전환 장치에 관한 것이다.

복수 고정자 구성의 유도 전동기에 있어서의 토오크 및 속도의 제어 방법에는 종래 기술로서, 고정자간의 위상차를 변화시키는 방법이 있다. 이 위상차를 변화시키는 방법에는, 기계적인 것으로서 고정자를 상대적으로 회동시켜서 위상차를 일으키는 것과, 전기적인 것으로서 고정자 권선의 결선을 바꾸어서 몇종류인가의 위상차를 일으키는 것이 있다. 또한, 이들에 Y-Δ전환을 조합한 것이 있다.

이상과 같은 방법은, 유도 전동기의 토오크와 속도를 자유자재로 변화시켜서 부하에 대응하는 경우와, 시동시의 속도 상승을 원활하게 행하는 경우 등과, 그 부하의 특성 또는 용도에 따라서 여러가지로 선택된다.

본 발명은, 몇종류인가의 단계적인 위상의 변화를 일으켜 부하에 대응하는 것이며, 전기한 종래 기술에 의해 구별하면 전기적 수법의 하나라고 말할 수 있다.

그런데, 전기한 종래 기술에 있어서의 전기적 수법은 고정자 권선의 결선을 전환하여 행하고, 위상차는 전기각 0°, 60°, 120°, 180°가 실시 가능한 반면, 그 전환에 요하는 개폐기의 수는 10수개의 이르는 것이며, 장치를 고가로 하는 하나의 원인으로 되어 있었다. 또한, 시동성 개선의 목적으로 일반적인 유도 전동기에 Y-Δ전환 장치를 설치한 것이 있다. 이것은 단일의 고정자임에도 불구하고, 그 배선은 복잡하고 Y-Δ전환시에 있어서의 부하 전류의 일시적인 절단에 의한 토오크 변동이 발생하고, 나아가서는 전환후의 부하 전류의 급격한 증가와 발생 토오크의 급격한 변동에 의한 쇼크는 피할 수 없는 것이었다. 종래 기술의 이 Y-Δ전환에 의한 토오크 특성 곡선을 제14도에 일예로서 나타낸다.

여기서, 본 발명은 상기한 종래 방법으로 얻어지는 결선의 전환에 의거한 각 위상차에 있어서의 오크 특성을 가지면서 전환 조작을 위하여 필요한 개체기의 총 수를 최소한으로 구성하여, 개폐기의 전환에 의한 부하 전류의 절단이 없고, 전환후의 부하 전류의 증가와 부하 토오크의 변동이 적은 값싼 위상 전환 장치를 제공하려고 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 동일 회전축상에 공간 또는 비자성부를 개재시켜 회전 가능하게 고정한 제1 및 제2회전자 코어를 가지며, 그 제1 및 제2회전자 코어에 연통하는 도체를 복수개 설치하여 일체적으로 형성된 회전자와, 상기한 각 회전자 코어에 각각 대향해서, 제1고정자 코어와 제2고정자 코어가 원주 둘레에 설치되며, 상기한 제1고정자 코어에 감아 설치된 고정자 권선과 상기한 제2고정자 코어에 감아 설치된 고정자 권선이 서로 직렬 Δ결선에 접속된 제1고정자 및 제2고정자와, 상기한 제1고정자 및 제2고정자의 각 고정자 권선의 임의로 서로 다른 상의 직렬 접속점간을 단락하는 단락 스위치를 가지며, 그 단락 스위치의 개폐에 의해, 상기한 제1고정자가 이것에 대치하는 상기한 제1회전자 코어의 주위에 생기는 회전자계와, 상기한 제2고정자가 이에 대치하는 상기한 제2회전자 코어의 주위에 생기는 회전계 사이의 위상차를 변화시키는 위상 전환 장치를 구비한 것을 특징으로 한 복수 고정자 유도 전동기가 제공된다.

본 발명의 고정자 권선은, 시동시의 결선 방법이 권선의 결선에 의한 전기적 소정 위상차를 일으키는 직렬 Δ결선 또는 병렬 Y결선으로 하고 있다. 권선의 결선 방법에 의해 얻어지는 위상차는 180°, 120°, 60°중의 하나이다. 이처럼 결선된 고정자의 권선의 직렬 접속점의 임의의 접속점간을 단락하는 단락 스위치가 설치되어 있다. 예컨대, 어느 직렬 접속점간을 단락하는 제1단락 스위치와 다른 직렬 접속점간을 단락하는 제2단락 스위치가 설치되어 있다. 제1단락 스위치는, 스위치를 닫으면 일부의 선간(線間)만을 단락하도록 설치하고 있기 때문에, 권선의 결선은 일단 불평형으로 되지만, 다시 제2단락 스위치를 닫음으로써, 권선의 결선은 재차 평형 결선으로 전환된다.

따라서, 시동시의 고정자 권선의 결선이 소정의 위상차(180°, 120°, 60°의 어느 것인가)를 일으키는 직렬 Δ결선의 경우, 제1스위치의 투입으로 불평형 결선으로, 또다시 제2스위치의 투입으로 직렬 Δ결선의 위상차와 상이한 다른 위상차의 병렬 Y결선으로 전환된다. 즉, 전기적 위상차(180°, 120°, 60°의 어느 것인가)를 설치한 직렬 Δ결선을 그대로 병렬 Y결선으로 전환하면, 그와 동시에 위상차도 전환된다. 구체적으로는, 직렬 Δ결선에서 그대로 병렬 Y결선으로 전환하면, 각각의 위상차는 180°→120°, 120°→60°, 60°→0°로 전환된다.

이상을 종합하면 다음과 같이 작용한다. 먼저 전원을 투입하면, 전동기는 고정자간의 위상차가 상기한 소정 위상차의 직렬 Δ결선으로 기동한다. 부하는 소정 위상차의 토오크 특성 곡선에 따라 가속된다. 다음에 임의 시간 경과 후 또는 임의 회전수에 이르러서 제2스위치는 개방된 채로, 제1스위치를 투입하여 불평형에 의한 토오크로 변화시킨다. 불평형으로 된 권선은, 그 일부의 분담 전압이 상승하여 그 분담 전압의 상승분만 토오크가 상승한다. 따라서 부하는 불평형으로 된 권선에 의한 토오크 특성으로 다시 가속되며, 전동기의 회전은 상승한다. 최후에 제1스위치 투입으로부터 임의 시간 경과 후 또는 임의 회전수에 이르렀을 때에 제2스위치를 투입하면, 기동시의 직렬 Δ결선의 위상차보다도 60°적은 위상차의 병렬 Y결선의 토오크 특성으로 부하는 구동된다.

다른 한편, 시동시의 고정자 권선의 결선을 소정의 위상차(180°, 120°, 60°의 어느 것인가)를 일으키는 병렬 Y결선으로 할 수도 있다. 이 경우 제1스위치외 개방으로 불평형 결선으로, 또 다시 제2스위치의 개방으로 병렬 Y결선의 위상차와 상이하는 다른 위상차의 직렬 Δ결선으로 전환된다. 즉, 전기적 위상차(180°, 120°, 60°의 어느 것인가)를 설치한 병렬 Y결선을 그대로 직렬 Δ결선으로 전환하면, 그와 동시에 위상차도 전환된다. 구체적으로는, 병렬 Y결선에서 그대로 직렬 Δ결선으로 전환하면, 제각기의 위상차는 180°→120°, 120°→60°, 60°→0°로 전환된다.

이상을 종합하면 다음과 같이 작용한다. 먼저 전원을 투입하면, 전동기는, 고정자간의 위상차가 상기한 소정 위상차의 병렬 Y결선으로 기동한다. 부하는 소정 위상차의 토오크 특성 곡선에 따라서 가속된다. 다음에 임의 시간 경과 후 또는 임의 회전수에 이르러서 제2스위치는 투입된 채로, 제1스위치만을 개방하고, 불평형에 의한 토오크로 변화시킨다. 불평형으로 된 권선은, 상대적으로 그 일부의 분담 전압이 상승한 상태로 된다. 따라서 부하는 불평형으로 된 권선에 의한 토오크 특성으로 다시 가속되며, 전동기의 회전은 상승한다. 최후에 제1스위치 개방으로부터 임의 시간 경과 후 또는 임의 회전수에 이르렀을 때에 제2스위치를 개방하면, 기동시의 병렬 Y결선의 위상차보다도 60°적은 위상차의 직렬 Δ결선의 토오크 특성으로 부하는 구동된다.

이처럼, 제1과 제2의 불과 2개의 단락 스위치의 개폐조작만으로, 위상차 또는 토오크 특성을 3단계로 변경가능하며, 스위치의 소요접점수를 종래 기술의 것에 비해 훨씬 적게할 수 있다. 또, 상기 설명한 바와 같이, 직렬 Δ결선 또는 병렬 Y결선으로 기동한 후, 제1과 제2의 스위치를 항상 투입 또는 개방하는 것이므로, 제1 및 제2의 스위치의 접점 용량은 작게할 수 있다. 더구나, 제1과 제2의 스위치로 권선 상호의 직렬 접속점만을 단락 또는 개방하는 것이므로, 부하 전류는 운전 중 차단되는 일없고, 따라서, 결선 전환에 따라 순간적이나마 발생 토오크가 영으로 되는 일은 없다. 또한, 제1 및 제2의 스위치의 양쪽을 투입하여 사용하는 단계가 있으므로, 만일 단락 스위치의 사고, 예컨대 접점 용착 등으로 한쪽 또는 양쪽이 투입 상태로 되더라도, 전기적인 사고 발생에 직접 결부되는 일은 없다. 또, 제1과 제2의 스위치가 단락 상태로 되더라도 마찬가지이다.

본 발명의 유도 전동기는 전원에 접속하고, 또한 제1과 제2의 단락 스위치로 된 위상 전환 장치에 필요한 접속을 하는데 필요한 배선수는, 3상 방법의 경우 전원선 3가닥, 위상 전환 장치에 4가닥의 합계 7가닥을 필요로 한다. 위상 전환 장치를 전원측에 설치한 경우, 전동기쪽에서 6가닥의 배선과 전원쪽에서 3가닥의 배선을 필요로하므로, 현장에서의 설치 대응이 어렵다. 여기서 위상 전환 장치와 전동기를 일체화 및 고정 배선화하므로써 전원측으로부터의 3가닥의 배선으로 충분한 것으로 되며, 유도 전동기의 현장에서의 설치 대응이 용이해진다. 일반적인 전동기에 있어서도 대형으로 되면 Y-Δ시동으로 하기 때문에 필요한 6가닥의 배선 작업은 복잡한 것이지만, 본 발명에 의한 유도 전동기로서는, 위상 전환 장치를 유도 전동기와 일체화 또는 고정 배선화 한 것에 의해, 운전에 필요한 배선의 총수는 전원선의 3가닥만으로도 좋다. 따라서, 현장에서의 설치 대응은, 전동기가 대형으로 되더라도 소형기와 마찬가지로, 전원선 3가닥의 배선과 회전 방향만을 확인하면 좋고, 배선재 비용의 절감과 작업의 간소화가 행하여진다.

[실시예]

본 발명은, 주로 바스켓형 회전자를 갖는 2고정자 3상유도 전동기에 대해서 상세히 설명하겠으나, 이에 한정되지 않는다는 것은 말할것도 없다. 권선형 회전자를 갖는 복수고정자 유도 전동기의 경우도 있으며, 또, 고정자 권선의 스타/델타 결선의 전환을 병용하여 토오크 특성을 보다 다양화하는 경우도 있다. 회전자 코어간의 구성도 공간, 비자성체, 자성체 등의 경우가 있다.

그리고, 본 출원인은 이미 특원소 61-128,314호로서, 본 발명의 구성의 일부인 복수 고정자로 된 유도 전동기의 구성, 작용의 상세한 설명을 행하고 있다.

제1도에 의해 본 발명의 구성의 일부를 이룬 전동기의 일실시예를 설명하겠다. 부호(1)은 본 발명에 관한 복수고정자 유도 전동기이며, 유도 전동기(1)는 개략 이하와 같은 구성을 갖는다. 자성재료로 된 회전자 코어(2, 3)를 임의의 간격으로 설치하여 회전자축(4)에 장착한다. 회전자 코어(2, 3) 사이는 비자성체 코어(5)를 설치하거나, 또는 공간인채로 한다. 회전자 코어(2, 3)에 형상을 갖추어 설치한 복수개의 도체(6) 각각을 회전자 코어(2, 3)에 연통시켜 연결하므로써 일체적인 회전자(7)를 형성하고, 그 직렬로 연결한 복수개의 도체(6)의 양단부는 단락 고리(8, 8)에 의해 단락된다. 또, 본 실시예에 있어서는, 회전자(7)에 형상을 갖추어 설치된 도체(6)는 회전자 코어(2, 3)사이의 비자성체 코어(5)에 있어서, 각각을 임의의 벡터차의 전류가 흐르면 통전하는 저항재(9)를 통하여 저항 단락하고 있다. 그리고, 회전자(7)에 형상을 갖추어 설치된 도체(6)의 모두가 저항재(9)에 의해서 반드시 단락될 필요는 없으며, 접속되는 부하 특성의 상위 등에 의해, 그 일부만이 단락되더라도 상관없다.

회전자 코어(2, 3)에 대치하는 외측부에, 권선(10, 11)을 고정자 코어(12a, 13a)에 각각 부착한 제1고정자(12)와 제2고정자(13)를 기를(14)에 나란히 설치하여 고정한다. 제1고정자(12)와 제2고정자(13)의 권선(10, 11)의 상호 결선의 형태는, 일실시예로서 전기적 위상차 60°를 일으키는 직렬 Δ결선으로 하고 있다.

다음에, 본 발명에 의한 유도 전동기의 실시예를, 제2도 이후의 도면을 참조해서 설명한다.

제2도는 본 발명의 유도 전동기의 실시예의 결선도를 나타낸다. 고정자 권선(11)의 각 코일은, 한쪽의 단자(U₁, V₁, W₁)를 전원 개폐 장치 S0를 거쳐 전원 A, B, C에 접속하는 동시에 다른쪽의 단자(X₁, Y₁, Z₁)를 고정자 권선(10)의 한쪽의 단자(Y₂, Z₂, X₂)에, 또 고정자권선(10)의 다른 쪽의 단자(V₂, W₂, U₂)를 상기 단자(U₁, V₁, W₁)에 직렬 Δ결선으로 되도록 전원에 대해서 접속하고 있다. 또, 단락 스위치 S₁의 한쪽은 고정자권선(11)의 다른쪽의 단자 X₁에 접속하고, 다른쪽은 고정자 권선(10)의 한쪽의 단자 Z₂에 접속하고 있다. 단락스위치 S₂는 고정자 권선(11)의 다른쪽의 단자 Y₁과 고정자 권선(10)의 한쪽의 단자 X₂의 사이에 접속하고 있다.

이상의 구성에 있어서의 작용을 설명한다. 먼저, 전원 개폐 장치 S₀를 닫으면, 고정자 권선(11)과 고정자 권선(10)은 전기적 위상차 60°를 갖는 직렬 Δ결선으로 된다. 이것을 제3도에 나타낸다. 즉, 고정자 권선은 서로 고정자 권선(11)의 코일 U₁∼X₁의 분담 전압 E1과 이에 대응하는 고정자 권선(10)의 코일 U₂∼X₂의 분담 전압 E₁'가 전기적 위상차 60°를 갖도록 결선하고 있다. 또, 이때의 각 코일의 분담 전압은 전원 전압 Eab의 1/2이다. 기타의 상에 대해서도 마찬가지이다.

계속해서, 단락스위치 S₁(이하, 스위치 S₁)을 닫으면, 고정자 권선(11)의 단자 X₁과 고정자 권선(10)의 단자 Z₂는 단락되며, 제4도에 나타낸 것처럼 불평형 결선으로 된다. 결선이 불평형으로 되면, 권선의 일부(V₂∼Y₂, V₁∼Y₁)은 병렬로 되며, 선간 CA 이외의 코일의 분담 전압은 상승한다. 분담 전압이 상승하면, 그것에 따라 발생 토오크도 상승한다. 얻어지는 토오크 특성은, 어느 회전수 이상에서는, 직렬 Δ결선과 병렬 Y결선의 중간의 토오크 특성을 나타내는 것으로 된다. 이때의 분단전압의 상승은, 후술하는 병렬 Y결선의 전압 상승에 근사한 것으로 된다. 그리고, 제4(b)도의 결선도는 제4(a)도의 결선도를 알기 쉽도록 위하여, 스위치 S₁을 중심으로 고쳐 쓴 것이다.

다음에, 스위치 S₁을 닫은 채의 상태에서, 다시 단락스위치 S₂(이하, 스위치 S₂)를 닫으면, 전술한 바대로 위상차는 전기각 0°로 된다. 이때의 결선을 제5도에 나타낸다.

코일 U₁∼X₁의 분담전압 E₁의 크기는, Eab를 전원의 선간 전압으로 하면, 직렬 Δ결선의 경우의배로 되어 있다. 이 전압 상승은 전원 전압 변동의 허용범위내이며, 운전상 특별히 지장을 주는 일은 없고, 오히려 토오크 특성의 향상에 기여하는 이점을 갖는다.

이상 설명한 바대로, 스위치 S₁과 스위치 S₂와의 2개의 단락 스위치에 의해, 기동용, 중간속도용, 운전용의 3단계의 각 토오크 특성 T₁, T₂, T₃를 얻는 것이 가능해진다. 제6도 및 제7도는, 본 발명에 의한 유도 전동기에 의해 얻어지는 특성을 예시한다. 제6(a)도 및 제6(b)도는 각각 연락 저항(9)이 있는 경우의 토오크·속도 특성과 전류·속도 특성을 나타낸다. 위상차가 큰 기동시에는 벡터차 만큼의 전류가 연락 저항(9)을 흐르기 때문에, 저전류이더라도 비교적 큰 토오크를 발생하는 것이 가능하다. 기동 후, 토오크 특성 T₁및 T₂의 교점 Ca에 대응하는 미끄럼 Sa에서 불평형 접속으로, 다시 불평형 접속으로, 다시 불평형 접속에 있어서의 토오크 특성 T₂의 정점에 대응하는 미끄럼 Sb 부근에서 위상차 0°로 전환하므로써, 효율좋게 회전속도를 상승시키는 것이 가능하다. 제7(a)도 및 제7(b)도는 각각 연락 저항(9)이 없는 경우의 토오크·속도 특성과 전류·속도 특성을 나타낸다. 벡터차만큼의 전류가 흐르기 위한 연락 저항(9)이 없기 때문에, 소정 위상차의 기동시 및 불평형 접속시의 발생토오크는, 연락 저항이 있는 경우에 비해서 낮아지지만 2배의 저감 특성을 갖는 부하에 대한 기동에는 유리하다.

또, 위상차 0°일 때, 즉 스위치 S1, 스위치 S2를 함께 닫았을때, 고정자 권선(11)의 다른쪽(X₁, Y₁, Z₁)과 고정자 권선(10)의 한쪽(X₂, Y₂, Z₂)의 상간(相間)은 단락 상태에 있으며, 접점 고장등 다른 원인으로 단락하여도 전동기가 타서 손상하는 등의 전기적 사고는 발생하지 않는다.

또한, 위상의 전환을 행하는 단락 스위치 S₁, S₂의 개폐는, 직렬 Δ결선에 의한 운전 중의 선간의 단락이므로, 개폐를 위해 일시적으로 부하 전류가 차단되는 일이 없다는 것과, 부하 전류의 차단이 없다는 것 및 극간 전압이 전원 전압의 1/2이라는 것 등으로 해서, 단락 스위치의 전기적 접점 용량은 작은 것을 사용하는 것이 가능하며, 스위치 S₁, S₂에 의한 위상 전환 장치의 소형화가 가능하다.

그런데, 제2도에 나타낸 바와 같이 단락 스위치 S₁, S₂로된 위상 전환 장치를 전동기축에 설치하면, 전원축에서 전동기로의 배선은 3가닥으로도 좋고, 일반적인 대형 전동기에서 보이는 바와 같은 Y-Δ시동을 위한 복잡한 배선은 요하는 일이 없고, 저속에서 고속으로 이르기까지 고토오크로 운전가능한 전동기로 하는 것이 가능하다.

또, 본 발명은 다음과 같은 구성으로 할 수도 있다. 즉, 시동시의 권선의 결선을 소정의 위상차를 일으키는 병렬 Y결선으로 하고, 그리고 시동후의 도중에 불평형 결선으로 일단 전환하고, 그리고 최후의 정상 운전시에, 위상차 0°또는 시동시의 소정 위상차보다 60°적은 소정의 위상차를 일으키는 직렬 Δ결선으로 되도록 순차 전환 조작을 행하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 제8도는 단락 스위치 S₁, S₂가 함께 투입되어 병렬 Y결선으로 된 시동시의 결선상태를 나타내고, 제9도는 단락 스위치 S₁, S₂가 함께 개방되어서 직렬 Y결선으로 된 정상 운전시의 결선상태를 나타낸다.

다음에, 제10도∼제12도를 참조하여, 위상 전환 장치의 제어 방법 및 제어 장치에 대해서 설명하겠다. 먼저, 제10도의 구성에 대해서는, 유도 전동기(1)는 개폐장치를 구비한 3상 전원(22)에 접속하고 있다. 또, 유도 전동기에는 일체적으로 위상 전환 장치(20)가 설치되고 있으며, 그 위상 전환 장치에는 타이머(21a)로 된, 시이켄스 회로를 조입한 제어 장치(21)를 접속하고 있다. 다음에, 제11도의 구성에 대해서 설명하겠다. 유도 전동기(1)는 개폐 장치를 구비한 3상 전원(22)에 접속하고 있다. 또, 유도 전동기에는 일체적으로 위상 전환 장치(20)가 설치되고 있으며, 그 위상 전환 장치에는 하드로직 회로 등으로 구성된 제어장치(21)가 접속하고 있다. 제어 장치(21)에는, 전동기의 속도 검출을 행하는 속도 검출기(21b)로부터의 검출 신호가 입력된다. 또, 제12도에 나타낸 것처럼, 제어 장치(21)가 타이머(21a) 및 속도 검출기(21b)의 양쪽을 갖추고 있어도 좋고, 이 경우, 제어부(21c)를 통해 위상 전환 장치(20)의 제어를 행한다.

이상의 구성에 있어서의 작용을 설명하겠다.

제어 장치(21)는, 타이머(21a)에 의한 시한 또는 회전 속도 검출기(21b)로부터의 신호에 의거하여, 위상 전환 장치(20)의 전술한 제1 및 제2단락 스위치를 개폐 제어한다.

제어 장치(21)가 타이머(21a)를 구비하고 있는 경우, 일반의 Y-Δ시동이 표준적으로는 약 10초에서 전환을 행하므로, 위상차 60°에서 시동하고, 위상차 0°의 통상 운전까지의 전환을 다음과 같이 행한다. 예컨대, 위상차 60°로 시동하여 다음의 불평형 접속으로 전환하기까지의 시간을 시동 후 4∼5초 후, 그리고 불평형 접촉에서 0°로 전환하기까지의 시간을 불평형 접속으로 전환 후 4∼5초 후로 설정하여, 위상 전환 장치(20)에 의해 순차적으로 60°에서 0°까지 3단계로 전환한다. 말할것까지도 없지만, 부하 특성에 의해, 전술한 시한은 적당히 변경되어야 할 것이다.

또, 제어 장치(21)가 속도 검출기(21b)를 구비하고 있는 경우, 제어부(21c)는 단순한 로직 회로나 또는 필요에 따라서 마이크로 프로세서를 탑재하는 수도 있다. 이 제어부(21c)는 현재의 기술 수준에 의한 것으로 하지만, 검출기(21b)의 신호를 받아서, 그 신호를 필요에 따라서 변환하는 회로와, 변환된 신호와 소정의 기준치를 비교하는 회로와, 소정의 기준치를 기억시키는 회로와, 앞서의 비교에 의거하여 제어 신호를 출력하는 신호 출력 회로 등을 구비하는 것이다. 이 신호 출력 회로로부터의 제어 신호에 의거하여, 위상 전환 장치(20)의 단락 스위치를 순차적으로 전환하여 위상차를 변경하여 간다. 또, 검출기를 여기서는 속도 검출기(21b)로 하고 있으나, 회전수를 검출하는 것 등 전동기의 운전 상태를 검출할 수 있는 수단이라면 좋다.

제어 장치(21)는 2개의 단락 스위치의 개폐를 제어하는 것만의 단순한 것이며, 3단계의 위상차를 설치한 유도전동기의 제어 장치로서 상기한 단락 스위치의 위상 전환 장치 내에 조입해서 구성하는 것도 용이하다.

상기한 제어 장치에 의한 위상 전환 장치의 제어로, 총합적으로 얻어지는 토오크 특성은 제13도에 나타낸 바와 같이 되며, 종래의 Y-Δ전환(14도 참조)에 비해 토오크 T의 변동은 작고, 또 운전 전류 I, 특히 시동 전류를 작게 억제하는 것이 가능해졌다.

그리고, 3단계의 위상차를 실시예의 중심으로 하여 왔으나, 단락 스위치에 의해 직렬 접속점간의 모두를 동시에 단락하는 방법도 부하의 상태에 따라 실현 가능하다는 것은 말할 나위도 없고, 통상의 Y-Δ전환과 다르며, 전환에 의한 부하 전류의 차단이 없고, 복수 고정자이므로 위상의 전환을 동시에 행할 수 있고, 토오크 특성을 시동용에서 운전용으로 효율좋게 전환할 수 있다. 그리고, 그 전환 장치를 단순한 구성으로 값싸게 구성할 수 있음은 상기한 실시예와 마찬가지이다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 복수 고정자 유도 전동기의 토오크 설정은, 단순한 위상 전환 장치에 의해 3단계로 설정 가능해지며, 또한 그 토오크는 기동용, 중간속도용, 운전용의 3종이다. 이들의 토오크 특성은 기동시에 있어서 기동 전류는 작고, 기동 토오크가 큰, 특히 항상 가변속을 필요로 하는 기기를 제외하고, 정토오크 특성 또는 2배 저감 토오크 특성의 부하에 대한 시동성의 개선, 기동 시간의 단축을 목적으로 한 경우에 적합 전동기로 되며, 인버어터 등의 값비싼 제어 장치를 필요로 하지 않는다. 또, 전동기로의 배선도 단순히 구성되는 위상 전환 장치를 전동기와 일체화하므로써, 3상 전원의 경우에는 전동기로의 3가닥의 배선만으로 좋고, 회전 방향만 잘못보지 않는다면, 누구에게라도 배선이 가능하다.

Claims (10)

1. 동일 회전축상에 공간 또는 비자성체부를 개재하여 축부착한 제1 및 제2회전자 코어를 가지며, 그 제1 및 제2회전자 코어와 연통하는 도체를 복수개 설치하여 일체적으로 형성된 회전자와, 상기 각 회전자 코어에 각각 대향해서 제1고정자 코어와 제2고정자 코어가 둘레에 설치되며, 상기 제1고정자 코어에 감아 설치된 고정자 권선과 상기 제2고정자 코어에 감아 설치된 고정자 권선이 상호간에 직렬 Δ결선으로 접속된 제1고정자 및 제2고정자와, 상기 제1고정자 및 제2고정자의 각 고정자 권선의 임의의 서로 다른상의 직렬 접속점간을 단락하는 단락 스위치를 가지며, 그 단락 스위치의 개폐에 의해, 상기 제1고정자가 이것에 대치하는 상기 제1회전자 코어의 주위에 생기는 회전자계와, 상기 제2고정자가 이에 대치하는 상기 제2회전자 코어의 주위에 생기는 회전자계 사이의 위상차를 변화시키는 위상 전환 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 복수 고정자 유도 전동기.
2. 제1항에 있어서, 상기 유도 전동기는 상기 회전자 코어간의 상기 공간 또는 비자성체부에 저항재를 가지며, 상기 복수개의 반도체가 상기 저항재에 의해서 상호간에 단락된 유도 전동기.
3. 제1항에 있어서, 상기 단락 스위치는 2개 이상 설치되고 있으며, 상기 단락 스위치를 함께 닫았을때, 상기 제1고정자 및 제3고정자의 각 고정자 권선은, 상기 회전자의 주위에 위상차를 일으키지 않는 병렬 Y결선으로 된 유도 전동기.
4. 제3항에 있어서, 상기 단락 스위치의 어느 한쪽만을 닫았을 때, 상기 제1고정자 및 제2고정자의 각 고정자 권선은, 상기 회전자의 주위에 특정의 위상차를 일으키는 불평형 접속으로된 유도 전동기.
5. 제1항에 있어서, 상기 단락 스위치는 2개 이상 설치되고 있으며, 상기 단락 스위치를 함께 닫았을때, 상기 제1고정자 및 제2고정자의 각 고정자 권선은, 상기 회전자의 주위에 특정의 위상차를 일으키는 병렬 Y결선으로 이루어진 유도 전동기.
6. 제1항에 있어서, 상기 유도 전동기는 상기 단락 스위치의 개폐를 제어하는 제어장치를 또한 구비함을 특징으로 하는 유도 전동기.
7. 제6항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 단락 스위치를 닫을때 또는 열때의 시기를 미리 설정된 시한에 의거하여 제어하는 타이머 회로를 갖는 유도 전동기.
8. 제6항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 단락 스위치를 닫을때 또는 열때의 시기를 제어하는 회전 속도 검출기를 갖는 유도 전동기.
9. 제1항에 있어서, 상기 위선 전환 장치는 유도 전동기의 본체에 일체적으로 장착되어 있는 유도 전동기.
10. 제6항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 위상 전환 장치와 일체적으로 조입되고 있는 유도 전동기.