JPS6216800Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本案は、高電圧地域でも低電圧地域でも使用で
きる二電圧用整流子モータを提供せんとするもの
である。 整流子モータを高低いずれの電圧地域でも使用
できるようにするための方法として、従来はチヨ
ーク方式と、固定子巻線の接続切換方式とが知ら
れている。 チヨーク方式は、チヨークで電圧を落とし、電
源電圧が違つてもモータにかかる電圧は同一にな
るようにするのであるが、チヨークを必要とする
ために高価になると共に、チヨークを取付けるた
めのスペースが必要となる。また固定子巻線の接
続切換方式は、比較的安価であるという利点があ
る反面、高電圧地域での効率が悪く、且つモータ
の巻線量が増大して加工性の悪い欠点がある。即
ちこの方式によると、通常高電圧地域では第１図
に示す如く四つの固定子巻線１，２，３，４を直
列に接続し、低電圧地域では第２図に示す如く二
つの固定子巻線２，３を並列に接続すると共に、
他の二つの固定子巻線１，４を遊ばせている。従
つて高電圧地域では、電機子巻線のアンペアター
ンに対する界磁巻線のアンペアターンの比即ち巻
線比が大きくなりすぎて、第４図でわかるとうり
モータの効率が低下する欠点がある。また固定子
巻線を四つも接続するので巻線量が多くなり、且
つ低電圧地域では二つの巻線を遊ばせるので巻線
の使用率が悪いという欠点もある。 更に整流子モータは半波電圧を印加しても回転
するところから、低電圧地域では全波電圧を印加
し、高電圧地域ではダイオードを接続して半波電
圧で回転することも考えられる。しかしながら半
波電圧で運転するとトルクの振動が大きく、ノツ
キング振動を起こすことがある他、ブラシの摩耗
が大きくなる欠点がある。即ち整流子モータを交
流電圧で運転すると、ブラシによつて短絡される
コイルに発生する電圧は、電流の変化によつて自
己誘導されるリアクタンス電圧と、短絡コイルが
磁束を切るために発生する整流起電圧と、界磁磁
束が50サイクルあるいは60サイクルで変化するた
めに短絡コイルに発生する変成器起電圧とのベク
トル和であり、この電圧によつて短絡コイル内に
流れる電流の変化率が整流周期の終りで負又は小
さくなるようにブラシの位置を設定している。し
かるに半波電圧で運転すると短絡コイル内の電流
の変化が大きく、前記リアクタンス電圧が大きく
なつて整流条件を悪化し、ブラシの摩耗を増大す
るのである。 そこで本案は、高電圧地域では双方向性制御整
流素子を接続し、該素子で位相角を制御された交
流電圧をモータに印加することによつてモータの
効率低下を防ぐと同時に、ブラシの摩耗も減少せ
んとするものである。 以下本案を第３図に基いて説明すると、５は二
つの並列回路ができるように電機子巻線６，７を
接続した整流子モータの回転子で、一方のブラシ
８は電源９側に接続し、他方のブラシ１０は、切
換スイツチ１１内の一つの固定接点１２に直接接
続すると共に、界磁巻線１３を介して他の固定接
点１４にも接続している。前記切換スイツチ１１
内にはそれ等の固定接点１２，１４の他に二つの
固定接点１５，１６を有し、互に連動する二つの
可動接片１７，１８によつて前記固定接点１２と
１５、及び１４と１６を切換えられるようにして
いる。１９は整流子モータの他の界磁巻線で、前
記二つの可動接片１７，１８間に接続すると共
に、一端を電源９側に接続している。２０は前記
巻線１３の一端と固定接点１５との間に接続した
双方向性制御整流素子で、ダイアツク２１を介し
て半固定抵抗２２とコンデンサ２３との間に接続
されている。２４は誤動作防止用のコンデンサで
ある。 以上の構成に於てその動作を説明する。低電圧
地域例えば110V地域で使用する場合は、切換ス
イツチの可動接片１７，１８を実線の如く固定接
点１２，１４側に入れる。すると二つの界磁巻線
１３，１９が並列に接続されるので、この界磁巻
線での電圧降下が少くなり、低電圧運転に適した
接続となる。 高電圧地域例えば220V地域で使用する場合に
は、可動接片１７，１８を点線の如く固定接点１
５，１６側に入れる。すると回転子５と界磁巻線
１３，１９と双方向性制御整流素子２０とが直列
に接続される。この状態で電源電圧を印加すると
各半サイクル毎にコンデンサ２４が充電され、そ
れが所定電圧に達するとダイアツク２１が導通し
て双方向制御整流素子２０の制御極に電流が流
れ、これが導通する。倍電圧の地域で使用する場
合、導通するまでの位相の遅れを90゜になるよう
に半固定抵抗２２を調整すれば界磁巻線１３，１
９は並列のままでもよいが、このようにすると、
ダイオードを使用した場合と同様の理由によつて
ブラシの摩耗が大きくなる。ブラシの摩耗の点か
ら言えば双方向性制御整流素子２０による電圧降
下は40％以下が望ましく、他は界磁巻線１３，１
９を直列に接続することによつて降下させること
が望ましいことが実験の結果わかつた。 また別の実験によると、第５図に示す如く界磁
巻線１３，１９のアンペアターンと電機子巻線
６，７のアンペアターンの比即ち巻線比が0.8以
下になるとブラシの摩耗が著しくなる。また第４
図に示す如く前記の比が2.5以上になるとモータ
の効率が悪くなる。 従つて界磁巻線１３，１９の直列巻線Ｎ、電機
子巻線６，７の一つの巻線の数をN′、全体を流
れる電流をＩとすると、高電圧使用時には

【式】低電圧使用時には

【式】であることが必要である。 この両式より0.8N′＜Ｎ＜1.25N′であることが必
要である。 以上の如く本案は、高電圧地域では、互に直列
に接続した複数個の界磁巻線と双方向性制御整流
素子の両方で電圧を落としているので、双方向性
制御整流素子だけで電圧を落とす場合のように整
流効果を悪くしてブラシの摩耗を増大するような
ことはなく、また多数の界磁巻線を直列に接続し
てこの界磁巻線のみで電圧を降下する場合のよう
に、界磁巻線のアンペアターンと電機子巻線のア
ンペンターンの比即ち巻線比が大きくなりすぎて
モータの効率を低下するようなこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の整流子モータの回路
図で第１図は高電圧使用時、第２図は低電圧使用
時である。第３図は本案整流子モータの回路図、
第４図及び第５図は夫々巻線比に対するモータ効
率の変化とブラシ摩耗率の変化を示している。 １３，１９……界磁巻線、２０……双方向性制
御整流素子、６，７……電機子巻線。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 電圧の異なつた地域で使用される整流子モー
   タに於て、低電圧地域では複数個の界磁巻線を
   並列に接続し、高電圧地域では、これ等界磁巻
   線を直列に接続すると共にこの界磁巻線と直列
   に双方向性制御整流子を接続してなる二電圧用
   整流子モータ。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項に於て、双方
   向性制御整流素子によつて電源電圧の40％以下
   の電圧を降下するようにしてなる二電圧用整流
   子モータ。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項に於て、低電
   圧使用時に於ける界磁巻線及び電機子巻線の並
   列回路数を夫々２とし、且つ各巻線の直列巻線
   数を夫々Ｎ，N′としたとき、0.8N′＜Ｎ＜
   1.25N′としたことを特徴とする二電圧用整流子
   モータ。