JPH0223095A - 可変速誘導電動機 - Google Patents

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、単一の回転子と複数個の固定子とを有し、任
意の固定子を回動することにより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、回
転子の回転速度及び発生トルクを任意に変化させること
ができる所謂複数固定子構成の可変速誘導電動機に関す
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技術は、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別状導体にて接続
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
し同一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、大型の回動用モ
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。この傾
向は可変速誘導電動機が大型となるほど顕著となるもの
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、複数個の固定子のうち何れかの固定子を
回動して電圧移相装置となし、この電圧移相装置により
生起される位相差により、前記回転子導体に連結した前
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、たとえばすべり軸受方式では回動
不能となってしまっていた。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、同一回動輪に一定
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
個の回転子導体を連通状に装設し、前記回転子導体を前
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
結した一体的な回転子と、該回転子の各回転子コアにそ
れぞれ対峙する固定子コアを有し前記回転子と同軸上に
並設した複数個の固定子とを機枠内に設け、１つは前記
複数個の固定子のうち少なくとも１個の固定子の外周に
スプリング材と押え板とで挟持した転動体を遊着する如
く周設し、かつ機枠内面に圧接させるか、２つ目は、前
記複数個の固定子のうち少なくとも１個の固定子に対峙
する機枠の内周にスプリング材と押え板とで挟持した転
動体を遊着する如く周設し、かつ前記固定子の外周に圧
接させるかして、前記少なくとも１個の固定子を前記回
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、深溝かこ形、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、転動体を固定子外周面と機枠内
周面の間にスプリング材により遊着することで前記回転
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、仮
に前記固定子の回動の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振動の作用と相
まって摩耗したりしたが、本発明においては、前記のよ
うな問題点も解消した。

〔実施例〕

以下、実施例について第１図と第２図を参照しながら説
明する。

先ず、本発明が適用される可変速誘導電動機１の構成を
概略説明する。回転子２の回転子軸３上には、回転子コ
ア２Ａ、２Ｂが一定の間隔をもって装着される。回転子
コア２Ａ、２８問には非磁性体コア部２Ｃが設けられる
。回転子コア２Ａ、２Ｂ上にはその外側部端部間に渡っ
て連通状に複数個の回転子導体４・・・がかご状に装設
され、その両端部は短絡環５，６により相互短絡される
。回転子導体４・・・は非磁性体コア部２Ｃで抵抗材ｒ
によって相互連結（抵抗短絡）される。このようにして
一体的に構成された回転子２は、その両端部が軸受７Ａ
、７Ｂに軸支されることにより電動機機枠１０内におい
て回転自在となる。また回転子コア２，３の適所には通
気孔２５Ａ、２５Ｂを開設する。

回転子コア２Ａ、２Ｂの各外周面に対峙して機枠１０の
内壁面に固定子１２Ａ、１２Ｂが並設される。さらに図
面により明らかな様に、円筒状の機枠１０と、該機枠両
側部の軸受板４０Ａ、４０Ｂは、ボルト１９Ａ、１９Ｂ
を締めることにより一体的に組付けられる。又、軸受板
４０Ａ、４０Ｂには通気孔４１Ａ、４１Ｂ＠開設してい
る。

本実施例の場合、固定子１２Ｂは機枠の内壁面に固設さ
れる固着固定子である。固定子１２Ａは、該固定子外周
面と機枠内周面との間に介在させた転動体５０と、小型
モータ１５及びギヤ１６．１７とにより構成されること
で回転軸３と同心的に回転自在に形設しているので固定
子に１２Ａは回動固定子となっている。

ここで前記転動体５０周辺につき詳説すると、前記転動
体は該転動体と固定子外周面との間に保持機能を持つス
プリング材５３を介在し、このスプリング材５３により
転動体５０は機枠内周面に密接され、押え板５２とスプ
リング材５３との保持機能で転動体５０は安定的に固定
子外周面に挟持される。

さらに前記スプリング材５３の一部分は、固定子外周面
とある隙間を有することで前記転動体は、スプリング材
５３に保持されながら固定子外周面に対し遊着している
。

スプリング材の形状は転動体が固定子外周面に対し遊着
する機能を有すればよく様々な形状が考えられる。

また符号５１は転動体を左右から保持する保持体５１で
ある。

転動体の摺動部への塵埃を防止するためシール材６０を
固定子両端の外周部に設けている。

さらに符＠６１は固定子の左右のズレを防止するストッ
パーである。

ここで本実施例の場合、転動体は、固定子の外周面に遊
着する方法がとられるが逆に、第４図、第５図のごとく
、機枠内周面へ転動体を遊着し、スプリング材により固
定子外周面に密着させても同様の効果を得ることができ
る。さらにスプリング材５３は、前述同様にして、この
場合機枠内周面に対し遊着する機能を有すればよく様々
な形状が考えられる。

また本実施例図には周設された転動体５０は２列あるが
適時その列を増減す、ることは容易に考えられることで
ある。尚、前記回動固定子１２Ａ及び、固着固定子１２
Ｂには、それぞれ通気孔３０Ａ、３０Ｂを開設している
。そして機枠１０の中央上部には開口された排風口２ｏ
を包囲して、上部開放状の送風胴２１が固着され、該送
風胴２１にファンモータ２２が支持され、さらに該モー
タ２２の回転軸にファン２３が軸着されている。

ギヤ１７は固定子コア外周面に嵌着され、前記ギヤ１６
と小型モータ１５で回動機構１８を形成している。これ
により固着固定子１２Ｂに対し相対的に回動できるよう
になっている。この回動機構を操作することにより、具
体的には小型モータ１５を任意量回転させることにより
、回転子の各固定子に対応する回転子導体部分間に位相
差が生じる。即ち、図示実施例ではこの回動機構が電圧
移相装Ｍ１８を構成する。なお、各固定子１２Ａ、１２
Ｂに巻装された固定子巻線１３Ａ、１３Ｂの電源への接
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
。前記転動体は、ころ状またはボール状のものどちらで
もよく、その素材としては鋼（ＪＩＳの５ＬＪＪ　１〜
５ＬＩＪ３）などがある。以上の如き構成において回転
子ＱＩ１３に同心的に形設された回動自在の回動固定子
１２Ａは、電圧移相装置１８の小型モータ１５により調
節設定される。回動固定子１２Ａ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１２Ａを回動させると、回転子２Ａ、２Ｂ間の連通
状に装設さ・れた回転子導体４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４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、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スプリング材で吸収され、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、回動固定子の熱膨脹を伴うが、こ
の回動固定子の熱膨脹に伴う、前記嵌合面のきしみ又は
不可動は、上記詳説の如く固定子を支持することにより
吸収できるようになる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されたので、固定子の回動を
小さい力で可能とし、かつ、長時間運転あるいは高トル
クで運転して発熱を大きく伴っても固定子の回動には全
く支障が起こらず、トルク特性と効率の優れた可変速誘
導電動機を円滑に運転することを可能にしたのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による可変速誘導電動機の側断面図、第
２図は正断面図、第３図は第２図中Ａ部の詳細図、第４
図は実施例２の正断面図、第５図は第４図中Ｂ部の詳細
図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、同一回転軸に一定の間隔をもつて軸着された複
   数個の回転子コア上に複数個の回転子導体を連通状に装
   設し、前記回転子導体を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し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する固定子コアを
   有し前記回転子と同軸上に並設した複数個の固定子とを
   機枠内に設け、前記複数個の固定子のうち少なくとも１
   個の固定子の外周にスプリング材と押え板とで挟持した
   転動体を遊着する如く周設し、かつ機枠内面に圧接させ
   、前記少なくとも１個の固定子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。
2. （２）、同一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を連通状に装
   設し、前記回転子導体を前記複数個の固定子コア間にお
   いて抵抗材によつて短絡連結し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する固定子コアを
   有し前記回転子と同軸上に並設した複数個の固定子とを
   機枠内に前記複数個の固定子のうち少なくとも１個の固
   定子に対峙する機枠の内周にスプリング材と押え板とで
   挟持した転動体を遊着する如く周設し、かつ前記固定子
   の外周に圧接させ、前記少なくとも１個の固定子を前記
   固定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。