JPH03128647A

JPH03128647A - 複数固定子誘導電動機

Info

Publication number: JPH03128647A
Application number: JP1202407A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Satake; 佐竹　利彦; Yukio Onoki; 大野木　幸男; Yukio Hosaka; 幸男保坂
Original assignee: Satake Engineering Co Ltd
Current assignee: Satake Engineering Co Ltd
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1989-08-03
Publication date: 1991-05-31
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: JP2919492B2

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
の固定子のうちいずれか一方の固定子を回動固定子とし
た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
とができる複数固定子誘導電動機に関し、特にその直流
制動停止装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、三相誘導電動機の制動装置として多種の電気式制
動手段が用いられてきたが、その中でも直流制動はクレ
ーンの巻上用の電動機等に古くから使用されてきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

この直流制動は、直流を使用することからそれを欠点と
するところもあるが、直流励磁の大きさにより制動時間
を調整できるという特徴を有するものである。

ところで、単一固定子、単一回転子で構成される一般の
誘導電動機は、前記の直流励磁を調整する装置を必要す
るものであった。

つまりこの直流励磁は、それぞれの機器に応じてあらか
じめ直流励磁を設定する必要性があることなどから多種
の機器において利用されるものではなかった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、直流制動の特徴を生かしつつ、本発
明に係る複数固定子誘導電動機の電圧移相装置の作用に
より直流制動の制動力を多様化して、巻上機やロープウ
ェイ、また急激な制動を必要とするもの、高速時の制動
等と様々な制動作用を有する複数固定子誘導電動機を提
供しようとするものである。

本発明によると単一回転子と複数個の固定子及び電圧移
相装置と、より成る複数固定子誘導電動機において、該
電動機の電源供給回路に電源開閉装置と直流発生回路及
び該直流発生回路の開閉装置とを設けたことにより前記
課題を解決するための手段とした。

更には、前記直流発生回路の開閉装置を電源開閉装置に
対し並列に設けること、また、直流発生回路と逆極性の
バイパス回路を設けると共に直流発生回路とバイパス回
路とはダイオードを主構成とすることにより前記課題を
解決するための手段とした。

尚、本発明の誘導電動機において、その電圧移相装置を
固定子の回動または、固定子巻線の結線切換のいずれで
あっても、またその他の誘導によるものであっても、そ
れぞれの電圧移相装置により生じる位相差により本発明
の手段となる。

〔作　用〕

本発明の作用は以下の通りである、本発明に係る複数固
定子誘導電動機は、周知の通り、固定子を回動すること
により、トルク特性曲線を変化させて、広範囲の回転速
度におけるトルクの多様化を計り、その用途の拡大を目
的としたものであるが、当誘導電動機に直流励磁による
制動を行なう時、前記電圧移相装置による回転子導体の
位相差の変化により、前記直流励磁の制動トルクはそれ
ぞれの位相差（電気角）に応じて変化し、多様化を計れ
るものとなる。

また、直流発生回路の開閉装置を電源開閉装置に対し並
列に設けると、直列に設けた場合に比較し、開閉装置に
必要とする電気的容量は極めて小さく安価となる。つま
り電源開閉装置に直列に設けると、開閉装置に必要とす
る電気的容量は電源開閉装置と同容量のものを必要とす
るが、並列にすると、直流発生回路に流れる直流励磁電
流だけを考慮すればよい。

更に、直流発生回路の作用する固定子巻線に前記直流発
生回路とは逆極性のバイパス回路を設けると、電源開閉
装置を開放し、直流発生回路を閉じた時に発生する大電
流をバイパス回路と巻線によりループして解消するもの
である。

以上の直流発生回路とバイパス回路とをダイオードによ
り構成すれば、他の素子で構成したものに比較しはるか
に安価となる。

〔実施例〕

本発明は主としてかご型回転子をもつ２固定子誘導電動
機によって詳細を説明するが、これに限定されないこと
は言うまでもない。また、前記のように巻線型回転子を
もつ複数固定子誘導電動機の場合もあり、また、固定子
巻線のスター結線、デルタ結線の切り換えを併用してト
ルク特性をより多様化する場合もある。回転子コア間の
構成も、空間、非磁性体、磁性体等を使用する場合があ
る。

すでに本出願人は、特願昭６１−１２８３１４号として
本発明の構成の一部である複数固定子誘導電動機の構成
、作用の詳細な説明を行なっているが、本発明の実施例
を第１図〜第５図に基づき説明する。

第１図により本発明の構成の一部をなす電動機の１実施
例を説明する。符号１は本発明による複数固定子誘導電
動機であり、該複数固定子誘導電動機１は以下のような
構成を有する。磁性材料からなる回転子コア２．３を任
意の間隔を設けて回転子軸４に装着する。回転子コア２
゜３間は非磁性体コア５を介設するか、または空間とす
る。回転子コア２，３に装設した複数個の導体６・・・
のそれぞれを回転子コア２．３に連通して連結し一体的
な回転子７を形成し、その直列に連結した複数個の導体
６・・・の両端部は短絡環８．８により短絡される。ま
た、本実施例においては回転子７に装設された導体６・
・・は回転子コア２，３間の非磁性体コア５部において
、それぞれを任意のベクトルの差の電流が流れると通電
する抵抗材９を介して連結しである。

回転子コア２，３に対峙する外側部に巻線ｌ０１１１を
施した第１固定子１２と第２固定子１３を機枠１４に並
設し、機枠１４と第１固定子１２との間にすべり軸受１
５を装設し、第２固定子１３は機枠１４に固定する。第
１固定子１２の一側外周面にはギヤー１７を嵌着しであ
る。機枠１４の外周部に固設した回動用電動機２０に駆
動用歯車２１を軸着し、該駆動用歯車２１は第１固定子
１２に嵌着したギヤー１７に係合される。このように構
成することにより、第１固定子１２は回動用電動機２０
の作動によって回転子７と同心的に回動して回動固定子
１６を構成する。そうして、第１固定子１２の回動と第
２固定子１３とによって電圧移相装置が構成される。

また、第１固定子１２と第２固定子１３の巻線１０．１
１の形態は、△結線、Ｙ結線のどちらでもよく、電源の
結線も直列、並列は限定されない。

次に前述の電動機１に本発明を実施した具体的な構成を
第２図乃至第４図により示す。

まず第２図に最も簡単な例を示す。電源３０と該電源３
０に接続される複数固定子誘導電動機３５との間には電
源開閉装置３１とダイオードからなる直流発生回路３２
ａ、３２ｂの開閉装置３３とを設けである。また直流発
生回路３２の作用する固定子巻線にはバイパス回路３４
が並列に接続される。

ここで複数固定子誘導電動機３５は△結線の様を呈して
いるが、説明の都合上、複数固定子巻線を簡略図示した
ものであり単一の固定子を示すものではない。

ところで、本実施例において開閉装置３３は電源開閉装
置３１と電気的同容量を必要とする。

また直流発生装置３２ａの抵抗材ｒは直流励磁電流の値
を決定するものであり、その他、つまり制動力の変化は
、回動固定子１６の回動による回転子７に誘起する電圧
の位相差による。

また、バイパス回路３４のＳＷは開閉回路３３と連動し
て動作する。

次に、第２、第３の実施例を第３図および第４図に示す
。本実施例において第１の実施例と重複するものの説明
は省略する。直流発生回路３８ａ、３８ｂは電源開閉装
置３１に並列接続され、直流発生回路３８の開閉装置５
Ｗ３８は直流発生回路に直列に、電源開閉装置３１に並
列接続される。この場合、開閉装置５Ｗ３８の電気的容
量は、直流発生回路２８の電流により決定され、一般的
に電源開閉装置３１の電気的容量より極めて小さいもの
となる。

第４図に示すも−のは直流発生回路４０をダイオードの
ブリッジによるものを示し全波整流による直流発生回路
を示すものである。

次に第１から第３の実施例の動作を述べる。

第１の実施例は、制動停止のために、開閉装置３３を開
放すると同時にバイパス回路３４のＳＷを閉じる。複数
固定子誘導電動機３５には半波整流の直流電流が流れ、
回転する回転子の導体は発電作用により電力を発生する
が、かご形回転子の場合回転子内部で熱として発散させ
る。

回転子が停止すると電源開閉装置３１を開放して電源を
切断する。

第２の実施例、第３の実施例も第１の実施例と略同様の
動作となるが、第１の実施例と異なり開閉装置Ｓ　Ｗ３
Ｂ、　　Ｓ　Ｗ４ｒ、　　Ｓ　Ｗ４゜を電源開閉装置３
１と並列としたため、直接電動機の主電源を切断する必
要がないので開閉器の電気容量も小さいもので良い。ま
た第３の実施例においては直流発生回路をダイオードブ
リッジによる全波整流の例を示した。

第２．第３の実施例の動作を略して説明する。

制動停止のため電源開閉装置３１を開放すると共に開閉
装置Ｓ　Ｗ　ａ　７．　　Ｓ　Ｗ　４２を閉じ、バイパ
ス回路３４のＳＷを閉じる。電動機が制動停止後、先の
Ｓ　”ＶＶａ＋、　　Ｓ　Ｗ４２．　　Ｓ　Ｗを開放す
るとすべて回路が開放される。

さて、本発明の作用、つまり複数固定子誘導電動機に直
流発生回路を設けた場合の作用を第５図により示す。

第５図に示すものは、回動固定子を回動させて回転子に
誘起する電圧の位相差を変化させた時の回転数に対する
制動トルク特性である。

明らかなように各位相差により制動トルク特性は変化し
、位相差が大きい程制動トルクも大きく変化している。

図において位相差Ｏ０の制動トルク特性が一般誘導電動
機の直流制動として使用されている制動トルク特性であ
る。一般の直流制動は０°の制動トルク特性しか得られ
ないので、直流回路による励磁電流を調整する必要があ
るが、本発明においては、励磁電流を決定し回動固定子
の回動により制動トルクが無段階に選択でき、容易に制
動トルクを調整することができる。

以上のようにに、制動トルクが回転速度の広範囲に無段
階に調整選択可能であり負荷に応じて制動方法、装置を
変更する必要はなくなった。

また、直流発生回路の開閉装置を電源開閉装置と並列に
設けたので、電気容量も小さく安価な開閉装置となる。

さらに、直流発生回路をダイオードによる構成にしたの
で、価格的にもその構成も簡便である。

次に３相電源を使用し、両固定子の位相差を結線切換で
行う場合について説明する。これは、位相差を０°、６
０°、１２０°、１８０°に設定できることから４段階
の制動が可能である。

詳しくは、前記第１図に示す誘導電動機１の回動固定子
１６を第２固定子１３同様に固着固定子として、第１固
定子１２または第２固定子１３のいずれか一方の巻線１
０または１１の結線を切換えて行なうものである。

結線の切換は本出願人が先願の特願昭６３−１７０２８
７に詳しいが、その結線方法は少なくとも次の４つが考
えられる。いわゆる直列△結線、直列Ｙ結線、並列△結
線、並列Ｙ結線である。これらの結線図とそれぞれの位
相差を第６図から第９図に示す。

第１０図に示すものは結線切換による各位相差における
直流制動の制動トルク特性図である。

複数個の固定子のうち１つの固定子巻線の結線を切換え
る方法は、使用できる範囲が限定されるものの、始動時
と運転時及び中間移行時に応じて位相差の変更が可能で
あり、本発明により運転時と低速時、停止に至る時に応
じた、位相切換による制動トルクを発生することができ
る。

〔発明の効果〕

以上のように構成した本発明によると、複数固定子誘導
電動機を低速回転から定格回転に至るまで負荷に応じて
高い定トルクを発生することが可能であると共に定格回
転から低速回転、停止に至るまで、負荷に応じて様々な
制動トルクを発生することが可能となった。また、それ
らの構成も本発明により簡便、安価である。

よって、２個の固定子により回転子の導体に誘起する電
圧に位相のずれを設けて、トルクの多様化を図り低速か
ら定格回転域まで高いトルクを発生することのできる複
数固定子誘導電動機の用途の拡大と高トルクの電動機を
必要とするあらゆる分野に、更に大きく貢献できるよう
になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は複数固定子誘導電動機の側断面図、第２図は第
１の実施例を示す回路図、第３図は第２の実施例を示す
回路図、第４図は第３の実施例を示す回路図、第５図は
本発明の回動固定子による制動トルク特性図、第６図は
直列△結線における結線切換、第７図は直列Ｙ結線にお
ける結線切換、第８図は並列△結線における結線切換、
第９図は並列Ｙ結線における結線切換、第１０図は本発
明の固定子巻線の結線切換による制動トルク特性図であ
る。１・・・複数固定子誘導電動機、２，３・・・回転子コ
ア、４・・・回転子軸、５・・・非磁性体コア、６・・
・導体、６・・・回転子導体、７・・・回転子、８・・
・短絡環、９・・・抵抗材、１０．１１・・・固定子巻
線、１２・・・第１固定子、１３・・・第２固定子、１
４・・・機枠、１５・・・軸受、１６・・・回動固定子
、１７・・・ギヤー、２０・・・回動用電動機、２１・
・・駆動用歯車、３０・・・電源、３１・・・電源開閉
装置、３２・・・直流発生回路、３３・・・開閉装置、
３４・・・バイパス、３５・・・複数固定子誘導電動機
（固定子）、３８・・・直流発生回路、４０・・・直流
発生回路、ＳＷ、３゜Ｓ　Ｗ２Ｂ、　　Ｓ　Ｗ４１．　
　Ｓ　Ｗ４２・・・開閉回路接点、ＳＷ・・・バイパス
回路の開閉回路接点、ｒ・・・直流発生回路の電流制御
抵抗。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）同一回転軸上に任意の間隔をおいて設けた複数個
の回転子コアに装設した複数個の導体のそれぞれを連通
状に連結した回転子と、前記各回転子コアにそれぞれ対
向して周設された複数個の固定子と、電圧移相装置と、
より成る複数固定子誘導電動機において、該電動機の電
源供給回路に電源開閉装置と直流発生回路及び該直流発
生回路の開閉装置とを設けたことを特徴とする複数固定
子誘導電動機。
（２）請求項（１）記載の複数固定子誘導電動機であっ
て、該誘導電動機の電圧移相装置は複数個の固定子のう
ち少なくとも１個の固定子を回転子と同心的に回動する
回動固定子からなるものである複数固定子誘導電動機。
（３）請求項（１）記載の複数固定子誘導電動機であっ
て、該誘導電動機の電圧移相装置は複数個の固定子のう
ち少なくとも１個の固定子に巻装した巻線の結線を切換
えるものである複数固定子誘導電動機。
（４）請求項（１）から（３）のいずれかに記載の複数
固定子誘導電動機であって、直流発生回路の開閉装置を
、電源開閉装置に対し並列に設けたものである複数固定
子誘導電動機。
（５）請求項（１）から（４）のいずれかに記載の複数
固定子誘導電動機であって、直流発生回路の作用する固
定子の巻線に、前記直流発生回路とは逆極性のバイパス
回路を設けたものである複数固定子誘導電動機。
（６）請求項（１）から（５）のいずれかに記載の複数
固定子誘導電動機であって、直流発生回路とバイパス回
路とはダイオードを主構成とするものである複数固定子
誘導電動機。