JPS6389090A - 可変速電動機 - 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、トルク特性および効率が良く速度制御が容易
な可変速電動機に関する。

〔従来技術とその問題点〕

電動機の速度を制御する方法の一つとして電源周波数を
変える方法がある。この方法は連続的かつ広範囲な速度
制御が可能である反面、この方法で必要とする周波数変
換装置を高価とし、また周波数変換装置により交流を直
流に変換して再度交流に変換する過程において一般に高
調波および電波が発生し、これらによってコンピュータ
ー、その他各種電気制ｍ機器の誤動作あるいはコンデン
サーの過熱等の障害を招くことがあり、このうち高調波
障害に対しては、フィルターを設置することにより対策
を講じることもできるが、フィルターの設置にはコスト
がかかる。また低速時において一般に性能が不十分とな
る等の欠点を有するものである。

また、電動機の極数を変えて速度を制御する方法は、極
数変換によって段階的に速度を変えることができても、
無段階的に滑らかな速度制御をすることができない欠点
がある。

また、電源の電圧を変えて速度を制御する方法では、速
度制御が連続的に行える反面特に低速度領域において効
率が悪くなる欠点がある。

そして巻線型電動機において二次抵抗を変化させすべり
を変えて速度制御を行う方法は、比較的簡単に連続的な
速度制御が可能である反面、外部からブラシとスリップ
リングを介して回転子巻線回路へ抵抗を挿入するために
、ブラシの消耗による保守点検を必要とし、また、かご
形誘導電動磯は、二次抵抗を変化させて速度制御を行う
ことができない欠点がある。

また、直流電動機はブラシおよび整流子の消耗による保
守点検を必要とする欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来技術の欠点を改善し、速度制御を広
範囲にかつそのその速度制御を連続的に実施できると共
にトルク特性および効率の良い可変速電動機を提供する
ことにある。

（問題点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回転子の外周に対峙
して固定子を設け、前記固定子には少なくとも２個の巻
線をそれぞれの巻線がつくる磁束の方向が一致しないよ
うに巻装し、前記少なくとも２個の巻線は極性切換装置
と整流装置と電圧調整装置を介して交流電源に接続する
ようになしたことを解決の手段とした。

〔作　用〕

交流電源より電圧調整装置と整流装置とを極性切換装置
を通して固定子に巻装された少なくとも２個の巻線に脈
流電流を流すと前記脈流電流によってそれと相似の磁束
が生じこの磁束によって回転子導体に電圧が誘起し、回
転子導体に電流が流れる。

ここで前記少なくとも２個の巻線の作る磁束方向は一致
しないようにそれぞれの巻線を巻装しであるので巻線の
つくる磁束と回転子導体に流れる電流によってトルクを
生じ回転子は回転する。ところで交流電源より電圧調整
装置と整流装置と極性切換装置を通して固定子に巻装さ
れた少なくとも２個の巻線に脈流電流を流す際に、前記
脈流電流を流し始める瞬間より一定の短時間は過渡現象
により回転子導体には脈流電流が流れる。

従って、極性切換装置により前記巻線に極性を切換えて
通電して回転子導体に脈流電流を流せば固定子に巻装し
た巻線による磁束と前記回転子に流れる脈流電流により
回転子にはトルクが生じ回転する。

前記少なくとも２個の巻線に流れる電流の大きさを電圧
調整装置の出力の調整により調整して回転子の速度を制
御することができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図〜第４図により説明する。

第１図に示すように回転子２の外周に対峙して固定子１
を設け、固定子１には２つの巻線３および４を巻装する
。巻線３と巻線４のつくる磁束が電気角で９０°になる
ように巻線３と巻線４の固定子上の位置は電気角９０゛
になるように巻装する。

回転子２に装置されている回転子導体５はかご型回転子
においては回転子の軸方向の両端にＪ３いてすべての回
転子導体を短絡する。また、巻線型回転子を使用しても
よい。

次に第２図に示すように巻線３と巻線４はそれぞれ極性
切換装置６．７と整流装置８，９と電圧調整装置１０．
１１を介して交流電源に接続する。極性切換装置６，７
を時間差を設けて切換えて巻線３と巻線４に第３図に示
すように脈流電流１１とＩ２を流すと、この脈流電流１
１と１２によって脈流電流■１とＩ２と相似の磁束φ１
とφ２が生じ、これらの磁束によって回転子導体５にそ
れぞれの磁束に対応する脈流電流が流れる。ここで巻線
３と４は固定子上の位置が電気角で９０°異なっている
ので磁束φ２は磁束φ１と直交する。それらの磁束と回
転子導体５に流れる電流によってトルクが生じ回転子２
は回転する。

ところで第４図に示すように巻線３と４に脈流電流１＋
、［２を流し始める瞬間より短時間は回転子導体５に脈
流電流が流れるが時間の経過とともに交流電流に移行す
る過渡現象がある。

交流電流に移行してしまえば巻線３と４のつくる磁束と
回転子導体に流れる電流によってトルクを出すことはで
きなくなる。そこで、巻線３゜４に短時間脈流電流１＋
、１２を流して回転子導体に脈流電流が流れる間に極性
切換装置６゜７によって巻線３，４に流す電流の極性を
切換える。このようにすると新たな過渡現象により回転
子導体５に流れる脈流電流によりトルクが生じ、前記の
操作を繰り返せば回転子導体５には交番する脈流電流が
流れ、巻線３．４のつくる磁束との間でトルクを発生し
続は回転子は回転し続（プる。巻線３と巻線４の極性の
切換えのタイミングは、適宜設定すれば相応のトルクを
得られる。また、巻線３と巻線４に流れる電流の大きさ
は電圧調整装置１０．１１によってその出力電圧を調整
することにより行うことができる。このようにして巻線
３と巻線４に流れる電流の大きさを調整して回転子２の
速度を制御する。

本発明の実施例においては、巻線３と巻線４を設け、そ
れらのつくる磁束の方向が電気角で９０°になるように
固定子に巻装したが、必ずしも電気角で９０°に限定さ
れるものではなく固定子上の巻線の位置を適宜選択する
ことにより相応の特性が得られる。更に巻線の数も２個
に限定されるものではなく３またはそれ以上でもよい。

本実施例においてはそれぞれの巻線が異なった交流電源
に接続されるように図示されているが、同一の電源でよ
いことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

本発明の可変速電動様はブラシがないので保守が簡単と
なり、また整流装置が使用されているものの、一般の整
流器のように脈動の少ない直流電圧にするための平滑回
路を必要とせず、脈流をそのままの状態で利用している
ので高調波の発生が少ない。また、すべり損失が少なく
効率が良い。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例図であり、第１図は固
定子と回転子の関係を示す断面説明図、第２図はシステ
ムの構成図、第３図は磁束の方向の説明図、第４図は脈
流電流の交流電流への移行の過渡現象の説明図である。 １・・・固定子　　　　　　２・・・回転子３．４・・
・巻線　　　　　５・・・回転子導体６．７・・・極性
切換装置　８，９・・・整流装置１０．１１・・・電圧
調整装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転子の外周に対峙して固定子を設け、前記固定子には
   少なくとも２個の巻線をそれぞれの巻線がつくる磁束の
   方向が一致しないように巻装し、前記少なくとも２個の
   巻線は極性切換装置と整流装置と電圧調整装置を介して
   交流電源に接続するようになしたことを特徴とする可変
   速電動機。