JPH02188151A

JPH02188151A - 可変速誘導電動機の固定子

Info

Publication number: JPH02188151A
Application number: JP664189A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Satake; 佐竹　利彦; Takeshi Fukumori; 武福森
Original assignee: Satake Engineering Co Ltd
Current assignee: Satake Engineering Co Ltd
Priority date: 1989-01-13
Filing date: 1989-01-13
Publication date: 1990-07-24
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: JP2918896B2

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）本発明は、可変速誘導電動機に関するものであり、より
詳しくは、単一の回転子、複数個の固定子及び前記複数
個の固定子のうち何れか一方の固定子に対峙する回転子
導体部分に誘起する電圧と他方の固定子に対峙する前記
回転子の対応する導体部分に誘起する電圧との間に位相
差を生じさせる電圧移相装置とを有し、電圧移相装置を
調節することにより回転子の回転速度及び発生トルクを
変化させることができる所謂複数固定子誘導電動機に関
する。

〔従来の技術〕

誘導電動機の速度を制御する方法としては、電源周波数
を変える方法、固定子に施した巻線の極数切換、−次電
圧を制御する方法などがある。また、特公昭２７−４３
５７号公報に記載されている如く、固定子を固着固定子
と可動固定子との２組に分割しそれぞれ同一巻線となし
同一電源に接続し、又回転子も２組に分割し回転子導体
はそれぞれ中央部を幅広くなしたる羽状導体にて接続し
両端を短絡環にて接続し、前記可動固定子を回動し他方
の固着固定子により２次に誘導する２次誘導電圧に対し
同−導体内に異相電流を生ぜしめ、二つのヴエクトル和
の電流が回転子導体に２次電流として通ずる如くなし、
任意に電動機の速度を可変する如くなしたる可変速誘導
電動機であるが、可動固定子をすべり軸受に装着して可
動するように形成したものであるから、可動固定子とす
べり軸受との摺動摩擦力が大きく、回転子の速度制御の
ために可動固定子を回動する際に大きな力を必要とし、
可動固定子を小型モーターによって自動制御しようとす
れば相当の大負荷となる。このため、大型の目動用モー
ターの使用が不可避となり、無駄な大電力を放熱するだ
けでなく、事実上実用に堪えないものである。可変速誘
導電動機が大型となるほどこの傾向は顕著となるもので
あった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明における回転子導体を短絡する抵抗材を有する回
転子において、電圧移相装置により生起される位相差に
より、前記抵抗材に電流が流れて回転子導体抵抗が増し
たようになり大きなトルクを発生することができるが、
その反面、抵抗材の発熱も大きくその影響により回動自
在に形成した固定子は膨脹し、たとえば機枠内周と固定
子外周との間にすべり軸受を設けたすべり軸受方式では
回動不能となってしまっていた。

また回転軸方向つまり軸受のスラスト方向のズレに対す
る固定も考慮しなければならず、前記膨脹と共に回動自
在の固定子として使用できない大きな原因となっていた
。本発明は、このような問題点を解決する技術を提供し
ようとするものである。

（課題を解決するための手段〕上記目的を達成するために本発明は、電機の機枠に固着
した軸受盤に嵌装する軸受により軸支される回転軸に、
一定の間隔をもって軸着された複数個の回転子コア上に
複数個の回転子導体が連通状に装設されると共に前記回
転子導体が前記複数個の回転子コア間において抵抗材に
よって短絡連結された一体的な回転子と、該回転子の各
回転子コアにそれぞれ対峙し前記回転子と同軸上の機枠
内周に周設する複数個の固定子とを設け、前記複数個の
同定子のうち少なくとも１個の固定子の前記回転子コア
間と異なる側方に支持体を装着し、前記支持体にボール
ベアリングまたはローラーベアリングを嵌装して前記回
転軸に装着すると共に、回動固定子の回転子コア問に対
峙する側と異なる側、つまり抵抗材の発熱による膨脹の
少ない側において前記支持体に、前記機枠と前記軸受盤
とにより機枠内面の円周方向に形成される溝と摺動する
摺動板を設け、前記固定子に装着した支持体を前記回転
子と同心的に回動自在に形設して回動固定子とすること
により解決の手段とした。

なお、本発明の可変速誘導電動機は、単相または３相の
いずれにも形成でき、回転子の形態は、普通かご形、二
重かご形、深溝かご形、特殊かご形９巻線形等のいずれ
の形式のものにも適用できるものであり、本発明の説明
に用いる導体とは、かご形回転子コアに装設した導体、
および巻線型回転子コアに巻装した巻線のそれぞれを総
称するものである。

〔作　用〕上記の如く構成された可変速誘導電動機の作用は次のと
おりである。すなわち、固定子の側方に支持体を装着し
て前記支持体にボールベアリングまたはローラーベアリ
ングを嵌装して、前記回転軸に装着すること、すなわち
、ころがり軸受方式で回転軸に装着して前記回転子と同
心的に回動自在に形設して回動固定子としたことにより
、小さな力で前記回動固定子を回動させることができる
ようになり、回動用の駆動装置等を小さくすることが可
能となった。

また、本可変速誘導電動機は、抵抗材の作用により、大
きなトルクを出すことができる反面、発熱も大きく、た
とえば前記固定子を回動するために固定子の外周部にボ
ールベアリングまたはローラーベアリングを嵌装して機
枠に装着する構成とした場合、前記回動自在に形成した
固定子が膨脹してボールベアリングまたはロラーベアリ
ングに大きな力がかかり、かつ機枠側にも大きな力がか
かるので、膨脹が大きければボールベアリングまたはロ
ーラーベアリングの破損あるいは機枠側の破損が起こっ
たり、ボールベアリングまたはローラーベアリングの固
定子または機枠側との接触点が電動機運転中の撮動の作
用と相まって摩耗したりしたが、本発明においては、前
記回動固定子と機枠との間に支持体で間隙を設けて支持
体を回動自在に回転軸に装着し、熱膨脹の少ない側で支
持体の摺動板と機枠内周に形成される溝との摺動により
、回動固定子は回転子と同心的に回動すると共にスラス
ト方向のズレは支持体の摺動板により防止され回動はよ
り安定し、更に摺動板外周に螺子を螺刻するため、回動
固定子へ駆動部の駆動力は安定して伝達される。

（実施例）実施例について第１図ないし第４図を参照し説明する。

第１図の符号１は本発明に係る可変速誘導電動機であり
、該誘導電動機は以下のような構成を有する。

鉄心からなる回転子部分２，３を任意の間隔を設けて回
転子軸４に軸装し、該回転子部分は、回転子コアにアル
ミニウムを鋳込んで複数個の導体５と、その一端部を短
絡環６と７及び使方側に前記複数個の導体を一組にして
、端部５１とを形成した。ざらに回転子８は前記回転子
部分２，３間において、１組の導体に対し、つまり前記
回転子部分２，３の端部５１に対し、弯曲部を持つ別個
の導体５５を連通状に連結することで一体的に形成する
。回転子部分２．３ｆ［Ｉに前記連通状に連結した導体
５５を抵抗材ｒ・・・たとえば、銅ニツケル合金、ニッ
ケルクロム合金、鉄クロム合金及びステンレスにより前
記彎曲部に寄いて隣接する別個の導体間とを連結溶接す
る。この時抵抗材「は別個の導体５５を囲繞する如く一
体的に形成したものを溶接したり、複数の抵抗片を別個
の導体間に溶接したりする。

また弯曲部にかかる抵抗材ｒには回転軸４の中心を起点
とし回転子外方に向う切り欠きを設けである。また、複
数個の抵抗材ｒ・・・を例えばジグザグ状形状あるいは
その他任意の冷却攪拌体として冷却作用体１３に形成す
ることができる。

さらに固定子２５．３１の外周部に該固定子の両側部に
連絡する複数個の通風路６０を設けると共に固定子外周
と機枠内周との間に通風路６１を設ける。

円筒状の機枠１４の両側部に設けた軸受Ｗ１５．１６を
両側部にボルト１７により一体的に組付け、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を回転自在としである。

第１図および第２図に示すように、回転子コア２．３に
対して同心的にその外側部に巻線２２．２３を施した回
動固定子３１と第２固定子２５を対峙並設する。第２固
定子２５は機枠１４の内壁面に固設される固着固定子で
ある。機枠１４の外周部に固設した１動装置２９と成す
正逆回転用小型モーター３５に、駆動用歯車３６を軸着
する。開口部３７から機枠１４内に一部を挿入した駆動
用歯車３６と、回動固定子３１の支持体に螺刻したギヤ
ー３３とを係合させ、駆動装置２９と成すスイッチを備
えた小型モーター３５と、ギヤー３３およびウオームギ
ヤー３６とにより成る回動機構３０を介して回動固定子
３１に連結し、回動固定子３１を回動自在とし、機枠１
４に固設した第２固定子２５に関連して回動自在としだ
回動固定子３１を、電圧移相装置に形設しである。軸受
盤１５．１６には複数個の通風孔４０・・・を穿設しで
ある。

機枠に開設した排風口６６には、冷却装置８３を接続し
て、該冷却装置８３はファンケース８３に固設したモー
タ８２の回転軸に固着する遠心ファン８１の回転により
吸引口８４Ａより吸引して排気口８４Ｂより排気する。

なお、各固定子２５．３１に巻装された固定子巻線２３
．２２の電源へ接続は直列又は並列の何れであっても構
わない。また、電圧移相装置として回動機構によるもの
を示したが、固定子巻線の結線切り換え方式の移相器を
介在させる等の純電気的手段と回動機構との組み合わせ
とすることもある。そして軸受２７は一般に使用される
、ボールベアリングやローラーベアリングであり、特別
の軸受は必要としない。また、本実施例では軸受による
片持ちの支持方式をとっているが、固定子の受ける回転
力の反作用や、電動機の大型化に伴う、回動固定子重量
の増加などにより、回動固定子の外周面又は、それに対
峙する機枠内面に、支持体を支持するための軸受（図示
せず）を補助的に設けることもある。

さらにこの軸受も、上記同様にして一般的軸受及びその
使用方法による。

さらに第３図により詳述すると、機枠１４と軸受盤１５
とにより機枠内周に回転軸４と同心的に摺動溝７０を形
成する。この摺動溝７０は軸受！８１５の７ランジ部と
機枠１４端面との接合で摺動板２８との摺動が可能な間
隙にボルト１７で固設される。

一方、摺動部２８の両側面は一方を機枠１４の摺動溝、
他方を軸受盤１５の摺動溝に摺動する。このとき摺動溝
７０及び摺動部２８の摺動面にテフロン等の処理を行う
とよい。

ところで本実施例において、回転軸４と同心的な摺動部
２８の任意円周上、つまり摺動面の任意位置に複数個の
すべり材７１を介在させてより円滑な回動を可能とする
方法がとられる。

たとえば板状のすべり材（四フッ化樹脂材）を摺動向に
固着したりするが、ここでは摺動向の任意位置にすべり
材７１を貫通して固着し摺動する方法を示している。こ
こで第５図は第１図左方向より兄だ支持体だけを示した
もので、摺動部２８の任意円周上にすべり材７１を貫通
した詳細である。

以上のことは摺動面全体にコーティングしたり、摺動面
全体にすべり材を固着したりする手間もなく、貫通した
すべり材７１は機枠１４と軸受盤１５とをボルト１７で
固着するとき同時に摺動溝内に挟着することになる。

また前述したギヤー３３は、前記摺動部２８の円周面に
螺刻してあり、摺動部にスラスト方向を固設されたギヤ
ー３３と、ギヤー３６との係合は安定した駆動が実現で
きるものである。

ところで、ここで示す支持体２６は一体形成のものを示
したが、たとえば、固定子外周をとりまく円筒７３と、
軸受部分の円盤７４と摺動部の同心異径円盤７５及びギ
ヤー７６との固着等による支持体２６の形成とすること
もできる（第４図）。また支持体２６の円盤部分たとえ
ば第４図の円盤７４には通風ロア８が開設しである。

以上の如き構成において軸受２７により回転子軸４に同
心的に形設された回動自在の支持体２６で支持される回
動固定子３１は、駆動装置２９の小型モータ３５により
調節設定される。

回動固定子３１の回動により、回転子・固定子間に生起
する回転磁界に、位相のずれを生じさせ、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
速度を任意に変え得る。さらに回動固定子３１を回動さ
せると、回転子２．３ｆｌｌの連通状に装設された導体
５５および５は、抵抗材ｒによって短絡連結された一体
構造のため、該抵抗材ｒには位相差による電流が流れ、
回転子導体５の抵抗が増したようになり、大きなトルク
を発生することができる。

以上の可変速誘導電動機は、支持体２６に軸受を嵌装し
て、回転軸４と同心的に支持体を形股することで、従来
例の様な機枠内面と回動固定子外周面との間に軸受を介
在した嵌合による機枠内面からの嵌合面圧力は消滅し、
小型モータでの回動固定子の回動が可能になる。また、
可変速誘導電動機に大きなトルクを発生させる時、回転
子導体の抵抗材の発熱による、回動固定子の熱膨張を伴
うが、この回動固定子の熱膨張に伴う、前記嵌合部のき
しみ又は不可動は、回動固定子の支持体と、それに対峙
する機枠内面とに間隙を設けることと、上記詳説の固定
子を支持体で支持することにより無視できるようになる
。更に熱膨張の少ない軸受板側で、支持体を機枠と軸受
盤で形成される摺動溝との摺動とすることで、支持体に
よる回動固定子の回動をよりスムーズにより安定させる
ことができ、更にスラスト方向を摺動溝でしっかりと固
定された支持体は摺動部に設けたギヤーと駆動装置のギ
ヤーとの確実なかみ合いで安定した回動固定子の回動が
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る可変速誘導電動機の側断面図、第
２図は第１図の可変速誘導電動機のＡ−Ａ正断面図、第
３図は摺動部の詳細図、第４図は支持体の別の実施例図
、第５図は第１図左方向より見た支持体だけの詳細図で
ある。１・・・可変速誘導電動機、２，３・・・回転子部分、
４・・・回転子軸、５・・・回転子導体、６．７・・・
短絡環、８・・・回転子、１２・・・通路胴、１３・・
・冷却作用体、１４・・・機枠、１５．１６・・・軸受
盤、１７・・・ボルト、１９．２０・・・冷却用翼車、
２１・・・軸受、２２．２３・・・巻線、２５・・・第
２固定子、２６・・・支持体、２８・・・摺動部、２９
・・・駆動装置、３０・・・回動機構、３１・・・回動
固定子、３３・・・ギヤー、３５・・・小型モータ、３
６・・・ウオームギヤ、３７・・・開口部、３８・・・
ソレノイド、４０・・・通風口、５１・・・端部、５５
・・・弯曲部を有する別個の導体、６０．６１・・・通
風路、６３．６４・・・開口部、６５・・・通風路、６
６・・・排風口、７０・・・摺動溝、７１・・・すべり
材、７３・・・円筒、７４・・・円板、７５・・・異径
円板、７６・・・ギヤー　７８・・・通風口、８０・・
・ファンケース、８１・・・遠心ファン、８２・・・モ
ータ、８３・・・冷却装置、８４Ａ・・・吸引口、８４
Ｂ・・・排気口、ｒ・・・抵抗材。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、電機の機枠に固着した軸受盤に嵌装する軸受に
より軸支される回転軸に、一定の間隔をもって軸着され
た複数個の回転子コア上に複数個の回転子導体が連通状
に装設されると共に前記回転子導体が前記複数個の回転
子コア間において抵抗材によって短絡連結された一体的
な回転子と、該回転子の各回転子コアにそれぞれ対峙し
前記回転子と同軸上の機枠内周に並設する複数個の固定
子とを設け、前記複数個の固定子のうち少なくとも１個
の固定子の前記回転子コア間と異なる側方に支持体を装
着し、前記支持体にボールベアリングまたはローラーベ
アリングを嵌装して前記回転軸に装着すると共に、前記
異なる側において前記支持体に、前記機枠と前記軸受盤
とにより機枠内面の円周方向に形成される溝と摺動する
摺動板を設け、前記固定子に装着した支持体を前記回転
子と同心的に回動自在に形設して回動固定子としたこと
を特徴とする可変速誘導電動機の固定子。
（２）、支持体に設けた摺動板の複数箇所に、摺動板を
貫通し機枠内周の円周方向に形成される溝と摺動するす
べり材を設けたものである請求項（１）記載の可変速誘
導電動機の固定子。
（３）、支持体に設けた摺動板の外周には、回動固定子
を駆動する駆動部と係合した螺子を螺刻したものである
請求項（１）または（２）記載の可変速誘導電動機の固
定子。