JPH1127987A - 誘導電動機 - Google Patents
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- JPH1127987A JPH1127987A JP9187241A JP18724197A JPH1127987A JP H1127987 A JPH1127987 A JP H1127987A JP 9187241 A JP9187241 A JP 9187241A JP 18724197 A JP18724197 A JP 18724197A JP H1127987 A JPH1127987 A JP H1127987A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 101100236700 Arabidopsis thaliana MCC1 gene Proteins 0.000 description 8
- 101000671620 Homo sapiens Usher syndrome type-1C protein-binding protein 1 Proteins 0.000 description 5
- 102100040093 Usher syndrome type-1C protein-binding protein 1 Human genes 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
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- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
- H02K17/02—Asynchronous induction motors
- H02K17/12—Asynchronous induction motors for multi-phase current
- H02K17/14—Asynchronous induction motors for multi-phase current having windings arranged for permitting pole-changing
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Induction Machinery (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 誘起電圧の発生もなく、広範囲の高出力特性
が得られる誘導電動機を提供する。 【解決手段】 各相の巻線を同一巻線数の複数の部分巻
線（図２では２つの部分巻線）で構成する。低速高トル
クを必要とするときには、図２（ａ）に示すように各相
の部分巻線を直列に接続しＹ結線とする。中低速の場合
には、図２（ｂ）に示すように各相の部分巻線を直列に
接続しΔ結線とする。中高速の場合には、図２（ｃ）に
示すように各相の部分巻線を並列に接続しＹ結線とす
る。高速の場合には図２（ｄ）に示すように各相の部分
巻線を並列に接続してΔ結線とする。各相の巻線をすべ
て使用し、低速から高速まで順次巻線回数が小さくなる
から、未使用の巻線がなく誘起電圧が発生せず、巻線形
態の切換時に出力の落ち込みをカバーし、広範囲の高出
力特性を得ることができる。
が得られる誘導電動機を提供する。 【解決手段】 各相の巻線を同一巻線数の複数の部分巻
線（図２では２つの部分巻線）で構成する。低速高トル
クを必要とするときには、図２（ａ）に示すように各相
の部分巻線を直列に接続しＹ結線とする。中低速の場合
には、図２（ｂ）に示すように各相の部分巻線を直列に
接続しΔ結線とする。中高速の場合には、図２（ｃ）に
示すように各相の部分巻線を並列に接続しＹ結線とす
る。高速の場合には図２（ｄ）に示すように各相の部分
巻線を並列に接続してΔ結線とする。各相の巻線をすべ
て使用し、低速から高速まで順次巻線回数が小さくなる
から、未使用の巻線がなく誘起電圧が発生せず、巻線形
態の切換時に出力の落ち込みをカバーし、広範囲の高出
力特性を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３相交流電源によ
って駆動される誘導電動機に関し、特に工作機械の主軸
を駆動するスピンドルモータに適した誘導電動機に関す
る。
って駆動される誘導電動機に関し、特に工作機械の主軸
を駆動するスピンドルモータに適した誘導電動機に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電動機の巻線形態を変えることによって
電動機の特性を変える方法が従来から公知である。図６
は、電動機の巻線をＹ結線かΔ結線かに変えることによ
って電動機の特性を変える方法であり、各相巻線の回数
が多いほど低速高トルクを発生できるから、低速高トル
クを必要とするときには、図６（ａ）のようにＹ結線
（端子Ｘ，Ｙ，Ｚを接続し、端子Ｕ，Ｖ，Ｗに３相の各
々の動力線を接続）にする（以下低速巻線という）。高
速回転を必要とするときには図６（ｂ）に示すようにΔ
結線（端子ＵとＺ、端子ＶとＸ、端子ＷとＹを接続し各
端子接続点に動力線を接続）にする（以下高速巻線とい
う）。
電動機の特性を変える方法が従来から公知である。図６
は、電動機の巻線をＹ結線かΔ結線かに変えることによ
って電動機の特性を変える方法であり、各相巻線の回数
が多いほど低速高トルクを発生できるから、低速高トル
クを必要とするときには、図６（ａ）のようにＹ結線
（端子Ｘ，Ｙ，Ｚを接続し、端子Ｕ，Ｖ，Ｗに３相の各
々の動力線を接続）にする（以下低速巻線という）。高
速回転を必要とするときには図６（ｂ）に示すようにΔ
結線（端子ＵとＺ、端子ＶとＸ、端子ＷとＹを接続し各
端子接続点に動力線を接続）にする（以下高速巻線とい
う）。
【０００３】また、図７に示すように、電動機の巻線を
Ｙ結線にして、各相の巻線の中間に端子Ｕ2 ，Ｖ2 ，Ｗ
2 を取りだし、低速回転時には図７（ａ）に示すように
（図７においては使用巻線を太線で示す）各相の全巻線
を使用するように端子Ｕ1 ，Ｖ1 ，Ｗ1 に各相の動力線
を接続し（以下低速巻線という）、高速回転時には中間
端子Ｕ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2 に各相の動力線を接続する（以下
高速巻線という）方法も公知である。
Ｙ結線にして、各相の巻線の中間に端子Ｕ2 ，Ｖ2 ，Ｗ
2 を取りだし、低速回転時には図７（ａ）に示すように
（図７においては使用巻線を太線で示す）各相の全巻線
を使用するように端子Ｕ1 ，Ｖ1 ，Ｗ1 に各相の動力線
を接続し（以下低速巻線という）、高速回転時には中間
端子Ｕ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2 に各相の動力線を接続する（以下
高速巻線という）方法も公知である。
【０００４】さらに、図８に示すように、各相の巻線の
中間に中間端子Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 を設け、低速回転とき
には図８（ａ）に示すように、各相巻線の一方の端子
Ｘ，Ｙ，Ｚを接続し他方の端子Ｕ，Ｖ，Ｗを３相の各動
力線に夫々接続して各相の巻線をすべて使用する（図８
においても使用巻線を太線で示す）Ｙ結線とする（以下
低速巻線という）。また高速回転時には図８（ｂ）に示
すように、端子Ｕと中間端子Ｚ2 を接続し、端子Ｖと中
間端子Ｘ2 を接続し、端子Ｗと中間端子Ｙ2 を接続し、
端子Ｕ，Ｖ，Ｗに夫々３相の対応する動力線を接続し各
相の巻線を一部しか使用しないΔ結線とする（以下高速
巻線という）。
中間に中間端子Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 を設け、低速回転とき
には図８（ａ）に示すように、各相巻線の一方の端子
Ｘ，Ｙ，Ｚを接続し他方の端子Ｕ，Ｖ，Ｗを３相の各動
力線に夫々接続して各相の巻線をすべて使用する（図８
においても使用巻線を太線で示す）Ｙ結線とする（以下
低速巻線という）。また高速回転時には図８（ｂ）に示
すように、端子Ｕと中間端子Ｚ2 を接続し、端子Ｖと中
間端子Ｘ2 を接続し、端子Ｗと中間端子Ｙ2 を接続し、
端子Ｕ，Ｖ，Ｗに夫々３相の対応する動力線を接続し各
相の巻線を一部しか使用しないΔ結線とする（以下高速
巻線という）。
【０００５】以上のようにして、各相の巻線回数を変え
ることによって、電動機の特性を変えるが、図９に示す
巻線比と出力カーブの関係に示すように、この切換えに
より、巻線形態の間で巻線比が大きいほど低速で高トル
クが出せ、高速で高出力が出せることになる。なお、図
９において、Ｍは巻線比１：Ｍの関係を示す値である。
ることによって、電動機の特性を変えるが、図９に示す
巻線比と出力カーブの関係に示すように、この切換えに
より、巻線形態の間で巻線比が大きいほど低速で高トル
クが出せ、高速で高出力が出せることになる。なお、図
９において、Ｍは巻線比１：Ｍの関係を示す値である。
【０００６】図６に示す切換え方法では、Δ結線、Ｙ結
線の巻線比が１：√３であることから（Ｍ＝√３）、こ
れ以外の巻線比をとることができない。また、図７、図
８に示す切換え方法では、高速巻線での使用巻線回数を
選択することによって（中間端子の取りだし位置によっ
て高速巻線における使用巻線回数を決める）、巻線比を
任意に決めることができる。しかし、高速巻線において
使用巻線（太線）に電圧をかけると未使用巻線に誘起電
圧が生じる。この時の入力電圧と誘起電圧の和が絶縁限
界電圧を越えては、巻線間に絶縁不良が生じるため、こ
の絶縁限界をこえない範囲で最大の巻線比及び入力電圧
が存在することになり、自ずから最大巻線比が決まる。
さらに、巻線比を大きく取ることができても、低速巻線
から高速巻線に切換える際、図９に示すように、出力特
性に落ち込みが生じ広範囲の高出力特性が得られない。
線の巻線比が１：√３であることから（Ｍ＝√３）、こ
れ以外の巻線比をとることができない。また、図７、図
８に示す切換え方法では、高速巻線での使用巻線回数を
選択することによって（中間端子の取りだし位置によっ
て高速巻線における使用巻線回数を決める）、巻線比を
任意に決めることができる。しかし、高速巻線において
使用巻線（太線）に電圧をかけると未使用巻線に誘起電
圧が生じる。この時の入力電圧と誘起電圧の和が絶縁限
界電圧を越えては、巻線間に絶縁不良が生じるため、こ
の絶縁限界をこえない範囲で最大の巻線比及び入力電圧
が存在することになり、自ずから最大巻線比が決まる。
さらに、巻線比を大きく取ることができても、低速巻線
から高速巻線に切換える際、図９に示すように、出力特
性に落ち込みが生じ広範囲の高出力特性が得られない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】マシニングセンタなど
の工作機械においては、低速重切削が可能で、かつ、切
削加工効率の向上のために、主軸回転数の増加が望まれ
る。そのため、主軸を駆動するスピンドルモータの低速
高トルク出力化、高速化、高出力化求められ、これに対
して巻線切換えで対応する場合、大きな巻線比がとれ、
かつ、誘起電圧の影響を除去する必要がある。さらに、
大きな巻線比がとれたとしても、低速巻線から高速巻線
への切換え時に出力特性の落ち込みが少なく出力トルク
不足が生じないようなスムーズな切換えが望まれる。そ
こで、本発明の目的は、誘起電圧の発生もなく、広範囲
の高出力特性が得られる誘導電動機を提供することにあ
る。
の工作機械においては、低速重切削が可能で、かつ、切
削加工効率の向上のために、主軸回転数の増加が望まれ
る。そのため、主軸を駆動するスピンドルモータの低速
高トルク出力化、高速化、高出力化求められ、これに対
して巻線切換えで対応する場合、大きな巻線比がとれ、
かつ、誘起電圧の影響を除去する必要がある。さらに、
大きな巻線比がとれたとしても、低速巻線から高速巻線
への切換え時に出力特性の落ち込みが少なく出力トルク
不足が生じないようなスムーズな切換えが望まれる。そ
こで、本発明の目的は、誘起電圧の発生もなく、広範囲
の高出力特性が得られる誘導電動機を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の誘導電動機は、
同一巻回数の部分巻線を３相各相毎２以上備え、各相の
部分巻線を直列に接続したＹ結線か、各相の部分巻線を
直列に接続したΔ結線か、各相の部分巻線を並列に接続
したＹ結線か、各相の部分巻線を並列に接続したΔ結線
かの内の３種類の結線のいずれかに若しくは４種類の内
のいずれかに選択的に切換える切換え回路を備え、低速
でも高トルクが出せ高速で高出力を得る広範囲の高出力
特性を得ることができるようにした。
同一巻回数の部分巻線を３相各相毎２以上備え、各相の
部分巻線を直列に接続したＹ結線か、各相の部分巻線を
直列に接続したΔ結線か、各相の部分巻線を並列に接続
したＹ結線か、各相の部分巻線を並列に接続したΔ結線
かの内の３種類の結線のいずれかに若しくは４種類の内
のいずれかに選択的に切換える切換え回路を備え、低速
でも高トルクが出せ高速で高出力を得る広範囲の高出力
特性を得ることができるようにした。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の誘導電動機の巻
線形態を説明する説明図である。本発明においては、交
流３相の各相毎の巻線を同一巻回数で構成されるｎつ
（ｎは２以上）の部分巻線で構成しており、高速高出力
を必要とするときには図１（ａ）に示すように各相の部
分巻線をすべて直列に接続し、Ｙ結線とする（以下高速
巻線という）。また、低速高トルクを必要とするときに
は、図１（ｂ）に示すように各相の部分巻線をすべて並
列に接続し、Δ結線とする（以下低速巻線という）。
線形態を説明する説明図である。本発明においては、交
流３相の各相毎の巻線を同一巻回数で構成されるｎつ
（ｎは２以上）の部分巻線で構成しており、高速高出力
を必要とするときには図１（ａ）に示すように各相の部
分巻線をすべて直列に接続し、Ｙ結線とする（以下高速
巻線という）。また、低速高トルクを必要とするときに
は、図１（ｂ）に示すように各相の部分巻線をすべて並
列に接続し、Δ結線とする（以下低速巻線という）。
【００１０】なお、図１において、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の
巻線の第１の部分巻線の一方の端子をＵ，Ｖ，Ｗとし、
他方の端子をＸ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 とし、第２番目の部分巻
線の一方の端子をＵ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2 、他方の端子をＸ2
，Ｙ2 ，Ｚ2 、第（ｎ−１）番目の部分巻線の一方の
端子をＵn-1 ，Ｖn-1 ，Ｗn-1 、他方の端子をＸn-1 ，
Ｙn-1 ，Ｚn-1 、第ｎ番目の部分巻線の一方の端子をＵ
n ，Ｖn ，Ｗn 、他方の端子をＸ，Ｙ，Ｚとしている。
巻線の第１の部分巻線の一方の端子をＵ，Ｖ，Ｗとし、
他方の端子をＸ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 とし、第２番目の部分巻
線の一方の端子をＵ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2 、他方の端子をＸ2
，Ｙ2 ，Ｚ2 、第（ｎ−１）番目の部分巻線の一方の
端子をＵn-1 ，Ｖn-1 ，Ｗn-1 、他方の端子をＸn-1 ，
Ｙn-1 ，Ｚn-1 、第ｎ番目の部分巻線の一方の端子をＵ
n ，Ｖn ，Ｗn 、他方の端子をＸ，Ｙ，Ｚとしている。
【００１１】さらに、本願発明においては、この低速巻
線と高速巻線の間にさらに中間の巻線形態を得るように
している。本実施形態では、低速巻線を図１（ａ）に示
すように、各相の部分巻線を直列に接続しＹ結線とす
る。さらに中低速巻線として、各相の部分巻線を直列に
接続しΔ結線とする。また、中高速巻線として各相の部
分巻線を並列に接続しΔ結線とする。そして高速巻線と
して、各相の部分巻線を並列に接続しＹ結線とする。
線と高速巻線の間にさらに中間の巻線形態を得るように
している。本実施形態では、低速巻線を図１（ａ）に示
すように、各相の部分巻線を直列に接続しＹ結線とす
る。さらに中低速巻線として、各相の部分巻線を直列に
接続しΔ結線とする。また、中高速巻線として各相の部
分巻線を並列に接続しΔ結線とする。そして高速巻線と
して、各相の部分巻線を並列に接続しＹ結線とする。
【００１２】この点を各相巻線が２つの部分巻線で構成
されているときの例で説明すると図２（ａ）〜（ｄ）の
ようになる。図２（ａ）は、各相２つの部分巻線を直列
に接続し、直列巻線の一方の端子Ｘ，Ｙ，Ｚを接続し中
性点とし、他方の端子Ｕ，Ｖ，Ｗを動力線に接続するこ
とによってＹ結線の低速巻線とする例である。また、図
２（ｂ）に示すように、各相の部分巻線を直列に接続し
各相の直列巻線の端子を相互に接続しΔ結線として中低
速巻線とする。図２（ｂ）で示す例では、端子ＵとＺ、
端子ＸとＶ、端子ＹとＷを接続しこの接続点を動力線に
接続しΔ結線としている。
されているときの例で説明すると図２（ａ）〜（ｄ）の
ようになる。図２（ａ）は、各相２つの部分巻線を直列
に接続し、直列巻線の一方の端子Ｘ，Ｙ，Ｚを接続し中
性点とし、他方の端子Ｕ，Ｖ，Ｗを動力線に接続するこ
とによってＹ結線の低速巻線とする例である。また、図
２（ｂ）に示すように、各相の部分巻線を直列に接続し
各相の直列巻線の端子を相互に接続しΔ結線として中低
速巻線とする。図２（ｂ）で示す例では、端子ＵとＺ、
端子ＸとＶ、端子ＹとＷを接続しこの接続点を動力線に
接続しΔ結線としている。
【００１３】図２（ｃ）は、各相の部分巻線を並列に接
続し、並列接続された一方の端子をすべて接続し中性点
として各相の部分巻線が並列に接続されたＹ結線とし、
他方の並列接続端子を動力線に接続することによって中
高速巻線とする例である（端子ＵとＵ2 、端子ＶとＶ2
、端子ＷとＷ2 を接続し、他方の端子Ｘ，Ｘ1 ，Ｙ，
Ｙ1 ，Ｚ，Ｚ1 をすべて接続し中性点とする）。
続し、並列接続された一方の端子をすべて接続し中性点
として各相の部分巻線が並列に接続されたＹ結線とし、
他方の並列接続端子を動力線に接続することによって中
高速巻線とする例である（端子ＵとＵ2 、端子ＶとＶ2
、端子ＷとＷ2 を接続し、他方の端子Ｘ，Ｘ1 ，Ｙ，
Ｙ1 ，Ｚ，Ｚ1 をすべて接続し中性点とする）。
【００１４】図２（ｄ）は、高速巻線の例で、各相部分
巻線を並列に接続し、並列接続された端子を他の相の並
列接続された端子に接続することによって、各相の部分
巻線が並列に接続されたΔ結線とし、各相の端子の接続
点に動力線を接続することによって高速巻線としている
（図２（ｄ）の例では、端子Ｕ，Ｕ2 ，Ｚ，Ｚ1 を接続
し、端子Ｖ，Ｖ2 ，Ｘ，Ｘ1 を接続し、端子Ｗ，Ｗ2 ，
Ｙ，Ｙ1 を接続している）。
巻線を並列に接続し、並列接続された端子を他の相の並
列接続された端子に接続することによって、各相の部分
巻線が並列に接続されたΔ結線とし、各相の端子の接続
点に動力線を接続することによって高速巻線としている
（図２（ｄ）の例では、端子Ｕ，Ｕ2 ，Ｚ，Ｚ1 を接続
し、端子Ｖ，Ｖ2 ，Ｘ，Ｘ1 を接続し、端子Ｗ，Ｗ2 ，
Ｙ，Ｙ1 を接続している）。
【００１５】上述した巻線形態において、各相の部分巻
線の巻線回数が同一としているから、図２（ｄ）の高速
巻線の巻線回数を１とすると巻線比は次のようになる。 高速巻線：中高速巻線：中低速巻線：低速巻線＝１：√
３：２：２√３ また、各相部分巻線の数をｎとすると、 高速巻線：中高速巻線：中低速巻線：低速巻線＝１：√
３：ｎ：ｎ√３ となる。
線の巻線回数が同一としているから、図２（ｄ）の高速
巻線の巻線回数を１とすると巻線比は次のようになる。 高速巻線：中高速巻線：中低速巻線：低速巻線＝１：√
３：２：２√３ また、各相部分巻線の数をｎとすると、 高速巻線：中高速巻線：中低速巻線：低速巻線＝１：√
３：ｎ：ｎ√３ となる。
【００１６】図５は、この巻線切替による出力特性をグ
ラフに表したものであり、低速巻線から高速巻線へ順次
切換えることにより出力の落ち込みをカバーし、広範囲
の高出力特性が得られることを示している。
ラフに表したものであり、低速巻線から高速巻線へ順次
切換えることにより出力の落ち込みをカバーし、広範囲
の高出力特性が得られることを示している。
【００１７】図３は、図２に示した各相の部分巻線が２
つとしたときの巻線形態切替の回路図である。電動機を
駆動するアンプ１からの３相の各動力線をリアクトル２
を介して、電動機３のＵ，Ｖ，Ｗの端子に夫々接続し、
電磁接触機ＭＣＣ１を端子Ｕ，Ｖ，Ｗと端子Ｕ2 ，Ｖ2
，Ｗ2 間に夫々対応する端子が接続されるように接続
し、電磁接触機ＭＣＣ２を端子Ｕ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2 と端子
Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 間に夫々対応する端子が接続されるよ
うに接続し、電磁接触機ＭＣＣ３を端子Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ
1 と端子Ｘ，Ｙ，Ｚ間に夫々対応する端子が接続される
ように接続し、端子Ｘ，Ｙ，Ｚがすべて接続されるよう
に電磁接触機ＭＣＣ４を接続し、電磁接触機ＭＣＣ５を
端子Ｘ，Ｙ，Ｚと端子Ｕ，Ｖ，Ｗ間に夫々対応する端子
が接続されるように接続されている。
つとしたときの巻線形態切替の回路図である。電動機を
駆動するアンプ１からの３相の各動力線をリアクトル２
を介して、電動機３のＵ，Ｖ，Ｗの端子に夫々接続し、
電磁接触機ＭＣＣ１を端子Ｕ，Ｖ，Ｗと端子Ｕ2 ，Ｖ2
，Ｗ2 間に夫々対応する端子が接続されるように接続
し、電磁接触機ＭＣＣ２を端子Ｕ2 ，Ｖ2 ，Ｗ2 と端子
Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 間に夫々対応する端子が接続されるよ
うに接続し、電磁接触機ＭＣＣ３を端子Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ
1 と端子Ｘ，Ｙ，Ｚ間に夫々対応する端子が接続される
ように接続し、端子Ｘ，Ｙ，Ｚがすべて接続されるよう
に電磁接触機ＭＣＣ４を接続し、電磁接触機ＭＣＣ５を
端子Ｘ，Ｙ，Ｚと端子Ｕ，Ｖ，Ｗ間に夫々対応する端子
が接続されるように接続されている。
【００１８】そして、電磁接触機ＭＣＣ１〜ＭＣＣ５の
ＯＮ、ＯＦＦを次のように切換えて、低速巻線から高速
巻線を選択する。 ＭＣＣ１ ＭＣＣ２ ＭＣＣ３ ＭＣＣ４ ＭＣＣ５ 低速巻線 ＯＦＦ ＯＮ ＯＦＦ ＯＮ ＯＦＦ 中低速巻線 ＯＦＦ ＯＮ ＯＦＦ ＯＦＦ ＯＮ 中高速巻線 ＯＮ ＯＦＦ ＯＮ ＯＮ ＯＦＦ 高速巻線 ＯＮ ＯＦＦ ＯＮ ＯＦＦ ＯＮ 低速高トルクを必要とする場合には、低速巻線が選択さ
れ電磁接触機ＭＣＣ２とＭＣＣ４をＯＮに、他の電磁接
触機はＯＦＦに切換える。その結果、電磁接触機ＭＣＣ
２のＯＮによって、電動機３の部分巻線の端子Ｘ1 とＵ
2 、Ｙ1 とＶ2、Ｚ1 とＷ２が接続され、図２（ａ）に
示すように各相の部分巻線が直列に接続される。また電
磁接触機ＭＣＣ４のＯＮによって端子Ｘ，Ｙ，Ｚが接続
され、図２（ａ）に示す各相の部分巻線が直列に接続さ
れたＹ結線の巻線形態が形成され低速巻線形態が得られ
る。
ＯＮ、ＯＦＦを次のように切換えて、低速巻線から高速
巻線を選択する。 ＭＣＣ１ ＭＣＣ２ ＭＣＣ３ ＭＣＣ４ ＭＣＣ５ 低速巻線 ＯＦＦ ＯＮ ＯＦＦ ＯＮ ＯＦＦ 中低速巻線 ＯＦＦ ＯＮ ＯＦＦ ＯＦＦ ＯＮ 中高速巻線 ＯＮ ＯＦＦ ＯＮ ＯＮ ＯＦＦ 高速巻線 ＯＮ ＯＦＦ ＯＮ ＯＦＦ ＯＮ 低速高トルクを必要とする場合には、低速巻線が選択さ
れ電磁接触機ＭＣＣ２とＭＣＣ４をＯＮに、他の電磁接
触機はＯＦＦに切換える。その結果、電磁接触機ＭＣＣ
２のＯＮによって、電動機３の部分巻線の端子Ｘ1 とＵ
2 、Ｙ1 とＶ2、Ｚ1 とＷ２が接続され、図２（ａ）に
示すように各相の部分巻線が直列に接続される。また電
磁接触機ＭＣＣ４のＯＮによって端子Ｘ，Ｙ，Ｚが接続
され、図２（ａ）に示す各相の部分巻線が直列に接続さ
れたＹ結線の巻線形態が形成され低速巻線形態が得られ
る。
【００１９】中低速巻線を選択する場合には、電磁接触
機ＭＣＣ２とＭＣＣ５をＯＮに、他の電磁接触機はＯＦ
Ｆに切換える。電磁接触機ＭＣＣ２のＯＮによって前述
したように、各相の部分巻線は直列に接続される。ま
た、電磁接触機ＭＣＣ５のＯＮによって、端子ＵとＺ、
ＶとＸ、ＷとＹが接続される。その結果、図２（ｂ）に
示す各相の部分巻線が直列に接続されたΔ結線の中低速
巻線の形態が形成される。
機ＭＣＣ２とＭＣＣ５をＯＮに、他の電磁接触機はＯＦ
Ｆに切換える。電磁接触機ＭＣＣ２のＯＮによって前述
したように、各相の部分巻線は直列に接続される。ま
た、電磁接触機ＭＣＣ５のＯＮによって、端子ＵとＺ、
ＶとＸ、ＷとＹが接続される。その結果、図２（ｂ）に
示す各相の部分巻線が直列に接続されたΔ結線の中低速
巻線の形態が形成される。
【００２０】中高速巻線が選択する場合には、電磁接触
機ＭＣＣ１、ＭＣＣ３及びＭＣＣ４をＯＮに、他の電磁
接触機はＯＦＦに切換える。電磁接触機ＭＣＣ１のＯＮ
により電動機の部分巻線の端子ＵとＵ2 、ＶとＶ2 、Ｗ
とＷ2 が接続され、電磁接触機ＭＣＣ３のＯＮにより部
分巻線の端子Ｘ1 とＸ、Ｙ1 とＹ、Ｚ1 とＺが接続さ
れ、図２（ｃ）に示すように各相の部分巻線が並列に接
続される。また、電磁接触機ＭＣＣ４のＯＮによって端
子Ｘ，Ｙ，Ｚが接続され、図２（ｃ）に示すように各相
の部分巻線が並列に接続されたＹ結線の中高速巻線の形
態が形成される。
機ＭＣＣ１、ＭＣＣ３及びＭＣＣ４をＯＮに、他の電磁
接触機はＯＦＦに切換える。電磁接触機ＭＣＣ１のＯＮ
により電動機の部分巻線の端子ＵとＵ2 、ＶとＶ2 、Ｗ
とＷ2 が接続され、電磁接触機ＭＣＣ３のＯＮにより部
分巻線の端子Ｘ1 とＸ、Ｙ1 とＹ、Ｚ1 とＺが接続さ
れ、図２（ｃ）に示すように各相の部分巻線が並列に接
続される。また、電磁接触機ＭＣＣ４のＯＮによって端
子Ｘ，Ｙ，Ｚが接続され、図２（ｃ）に示すように各相
の部分巻線が並列に接続されたＹ結線の中高速巻線の形
態が形成される。
【００２１】高速巻線が選択する場合には、電磁接触機
ＭＣＣ１、ＭＣＣ３及びＭＣＣ５をＯＮに、他の電磁接
触機はＯＦＦに切換える。電磁接触機ＭＣＣ１とＭＣＣ
３のＯＮにより前述したように、各相の部分巻線が並列
に接続される。そして、電磁接触機ＭＣＣ５のＯＮによ
り端子ＵとＺ、ＶとＸ、ＷとＹが接続され、図２（ｄ）
に示すように各相の部分巻線が並列に接続されたΔ結線
の高速巻線の形態が形成される。
ＭＣＣ１、ＭＣＣ３及びＭＣＣ５をＯＮに、他の電磁接
触機はＯＦＦに切換える。電磁接触機ＭＣＣ１とＭＣＣ
３のＯＮにより前述したように、各相の部分巻線が並列
に接続される。そして、電磁接触機ＭＣＣ５のＯＮによ
り端子ＵとＺ、ＶとＸ、ＷとＹが接続され、図２（ｄ）
に示すように各相の部分巻線が並列に接続されたΔ結線
の高速巻線の形態が形成される。
【００２２】上記図３に示した実施形態では、リアクト
ル２をアンプの出力に接続し低速巻線から高速巻線ま
で、どの巻線形態でもリアクトル２を作用させたが、低
速回転時には、リアクトルは必ずしも必要がなく高速時
のみ必要である。そこで、中高速巻線、高速巻線の形態
のときのみリアクトルを挿入するものとした例を図４に
示す。この図４で２ａ，２ｂはリアクトルを示すもの
で、中高速巻線，高速巻線のときこの２ａ，２ｂを挿入
すればよいものである。ただし、２ａ，２ｂは同じイン
ダクタンスでなければならない。すなわち、中高速巻
線、高速巻線を選択したときには電磁接触機ＭＣＣ１及
びＭＣＣ３がＯＮとなり、低速巻線、中低速巻線を選択
した時にはＯＦＦである。そのため、電磁接触機ＭＣＣ
１と電磁接触機ＭＣＣ３の両方に同じインダクタンスの
リアクトルを接続すればよいものである。
ル２をアンプの出力に接続し低速巻線から高速巻線ま
で、どの巻線形態でもリアクトル２を作用させたが、低
速回転時には、リアクトルは必ずしも必要がなく高速時
のみ必要である。そこで、中高速巻線、高速巻線の形態
のときのみリアクトルを挿入するものとした例を図４に
示す。この図４で２ａ，２ｂはリアクトルを示すもの
で、中高速巻線，高速巻線のときこの２ａ，２ｂを挿入
すればよいものである。ただし、２ａ，２ｂは同じイン
ダクタンスでなければならない。すなわち、中高速巻
線、高速巻線を選択したときには電磁接触機ＭＣＣ１及
びＭＣＣ３がＯＮとなり、低速巻線、中低速巻線を選択
した時にはＯＦＦである。そのため、電磁接触機ＭＣＣ
１と電磁接触機ＭＣＣ３の両方に同じインダクタンスの
リアクトルを接続すればよいものである。
【００２３】なお、上記実施形態では、低速巻線、中低
速巻線、中高速巻線、高速巻線と低速から高速まで４段
階の巻線形態を得るようにしたが、４段階の切替を必要
としなければ、４つの巻線形態の内１つを省略し３つの
巻線形態の１つを選択するようにしてもよいことはもち
ろんである。
速巻線、中高速巻線、高速巻線と低速から高速まで４段
階の巻線形態を得るようにしたが、４段階の切替を必要
としなければ、４つの巻線形態の内１つを省略し３つの
巻線形態の１つを選択するようにしてもよいことはもち
ろんである。
【００２４】以上の通り、本実施形態では巻線回数が同
一の部分巻線を各相毎同一数設け、各相の部分巻線を直
列か並列かに接続して各相巻線とすると共に、Δ結線か
Ｙ結線かに結線することによって巻線比の異なる巻線形
態を得るようにする。しかも、どの巻線形態でも、すべ
ての部分巻線を使用することから、従来のものと比較
し、小さな抵抗の巻線が作られ、高出力でエネルギーロ
スの少ない、低発熱の誘導電動機を得ることができる。
また、すべての部分巻線を使用することによって大きな
巻線比の巻線形態を得ることができ、低速で高トルクが
出せ、高速で高出力が得られる。そして、未使用巻線が
ないから誘起電圧は生ぜず信頼性が向上する。さらに、
巻線形態を３段階もしくは４段階に切換えることができ
ることによって、切換時の出力の落ち込みを少なく若し
くはなくすことができ、広範囲の高出力特性を得ること
ができる。そのため、この誘導電動機を工作機械の主軸
を駆動するスピントルモータとして使用すれば、重切削
が可能となると共に高速切削もでき切削加工効率の向上
が図られる。
一の部分巻線を各相毎同一数設け、各相の部分巻線を直
列か並列かに接続して各相巻線とすると共に、Δ結線か
Ｙ結線かに結線することによって巻線比の異なる巻線形
態を得るようにする。しかも、どの巻線形態でも、すべ
ての部分巻線を使用することから、従来のものと比較
し、小さな抵抗の巻線が作られ、高出力でエネルギーロ
スの少ない、低発熱の誘導電動機を得ることができる。
また、すべての部分巻線を使用することによって大きな
巻線比の巻線形態を得ることができ、低速で高トルクが
出せ、高速で高出力が得られる。そして、未使用巻線が
ないから誘起電圧は生ぜず信頼性が向上する。さらに、
巻線形態を３段階もしくは４段階に切換えることができ
ることによって、切換時の出力の落ち込みを少なく若し
くはなくすことができ、広範囲の高出力特性を得ること
ができる。そのため、この誘導電動機を工作機械の主軸
を駆動するスピントルモータとして使用すれば、重切削
が可能となると共に高速切削もでき切削加工効率の向上
が図られる。
【００２５】
【発明の効果】本発明は、従来の電動機と比較し高圧下
で高い信頼性を持ち、高速、高出力、高トルク、低発熱
の誘導電動機を得ることができ、しかも、巻線形態の切
換を３段，４段とすることによって切換時の出力の落ち
込みを少なく若しくはなくし、広範囲の高出力特性を得
ることができる。
で高い信頼性を持ち、高速、高出力、高トルク、低発熱
の誘導電動機を得ることができ、しかも、巻線形態の切
換を３段，４段とすることによって切換時の出力の落ち
込みを少なく若しくはなくし、広範囲の高出力特性を得
ることができる。
【図１】本発明の誘導電動機の巻線形態を説明する説明
図である。
図である。
【図２】本発明の一実施形態における各巻線形態の説明
図である。
図である。
【図３】同実施形態における巻線形態切替の回路図であ
る。
る。
【図４】巻線形態切替の別の実施形態の回路図である。
【図５】本発明の巻線切換による出力特性のグラフであ
る。
る。
【図６】従来の巻線形態切換の一例の説明図である。
【図７】従来の巻線形態切換の他の例の説明図である。
【図８】従来の巻線形態切換のさらに他の例の説明図で
ある。
ある。
【図９】従来の巻線切換による出力特性のグラフであ
る。
る。
Ｕ、Ｕ2 〜Ｕn 、Ｘ1 〜Ｘn-1 、Ｘ Ｕ相の部分巻線の
端子 Ｖ、Ｖ2 〜Ｖn 、Ｙ1 〜Ｙn-1 、Ｙ Ｖ相の部分巻線の
端子 Ｗ、Ｗ2 〜Ｗn 、Ｚ1 〜Ｚn-1 、Ｚ Ｗ相の部分巻線の
端子 １ アンプ ２、２a 〜２d リアクトル ３ 誘導電動機 ＭＣＣ１〜ＭＣＣ５ 電磁接触機
端子 Ｖ、Ｖ2 〜Ｖn 、Ｙ1 〜Ｙn-1 、Ｙ Ｖ相の部分巻線の
端子 Ｗ、Ｗ2 〜Ｗn 、Ｚ1 〜Ｚn-1 、Ｚ Ｗ相の部分巻線の
端子 １ アンプ ２、２a 〜２d リアクトル ３ 誘導電動機 ＭＣＣ１〜ＭＣＣ５ 電磁接触機
【手続補正書】
【提出日】平成１０年７月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】 同一巻回数の部分巻線を３相各相毎２以
上備え、各相の部分巻線を直列に接続したＹ結線か、各
相の部分巻線を直列に接続したΔ結線か、各相の部分巻
線を並列に接続したＹ結線か、各相の部分巻線を並列に
接続したΔ結線かのいずれかに切換える切換え回路を備
えた誘導電動機。
上備え、各相の部分巻線を直列に接続したＹ結線か、各
相の部分巻線を直列に接続したΔ結線か、各相の部分巻
線を並列に接続したＹ結線か、各相の部分巻線を並列に
接続したΔ結線かのいずれかに切換える切換え回路を備
えた誘導電動機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の誘導電動機の巻
線形態を説明する説明図である。本発明においては、交
流３相の各相毎の巻線を同一巻回数で構成されるｎ個
（ｎは２以上）の部分巻線で構成しており、低速高トル
クを必要とするときには図１（ａ）に示すように各相の
部分巻線をすべて直列に接続し、Ｙ結線とする（以下低
速巻線という）。また、高速高出力を必要とするときに
は、図１（ｂ）に示すように各相の部分巻線をすべて並
列に接続し、Δ結線とする（以下高速巻線という）。
線形態を説明する説明図である。本発明においては、交
流３相の各相毎の巻線を同一巻回数で構成されるｎ個
（ｎは２以上）の部分巻線で構成しており、低速高トル
クを必要とするときには図１（ａ）に示すように各相の
部分巻線をすべて直列に接続し、Ｙ結線とする（以下低
速巻線という）。また、高速高出力を必要とするときに
は、図１（ｂ）に示すように各相の部分巻線をすべて並
列に接続し、Δ結線とする（以下高速巻線という）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】さらに、本願発明においては、この低速巻
線と高速巻線の間にさらに中間の巻線形態を得るように
している。本実施形態では、低速巻線を図１（ａ）に示
すように、各相の部分巻線を直列に接続しＹ結線とす
る。さらに中低速巻線として、各相の部分巻線を直列に
接続しΔ結線とする。また、中高速巻線として各相の部
分巻線を並列に接続しＹ結線とする。そして高速巻線と
して、各相の部分巻線を並列に接続しΔ結線とする。
線と高速巻線の間にさらに中間の巻線形態を得るように
している。本実施形態では、低速巻線を図１（ａ）に示
すように、各相の部分巻線を直列に接続しＹ結線とす
る。さらに中低速巻線として、各相の部分巻線を直列に
接続しΔ結線とする。また、中高速巻線として各相の部
分巻線を並列に接続しＹ結線とする。そして高速巻線と
して、各相の部分巻線を並列に接続しΔ結線とする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 尚志 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 市川 森平 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 同一巻回数の部分巻線を３相各相毎２以
上備え、各相の部分巻線を直列に接続したＹ結線か、各
相の部分巻線を直列に接続したΔ結線か、各相の部分巻
線を並列に接続したＹ結線か、各相の部分巻線を並列に
接続したΔ結線かの内で３種類の結線のいずれかに選択
的に切換える切換え回路を備えた誘導電動機。 - 【請求項２】 同一巻回数の部分巻線を３相各相毎２以
上備え、各相の部分巻線を直列に接続したＹ結線か、各
相の部分巻線を直列に接続したΔ結線か、各相の部分巻
線を並列に接続したＹ結線か、各相の部分巻線を並列に
接続したΔ結線かのいずれかに切換える切換え回路を備
えた誘導電動機。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9187241A JPH1127987A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 誘導電動機 |
| EP98929760A EP0923192B1 (en) | 1997-06-30 | 1998-06-30 | Induction motor |
| US09/254,006 US6333578B1 (en) | 1997-06-30 | 1998-06-30 | Induction motor |
| DE69825552T DE69825552T2 (de) | 1997-06-30 | 1998-06-30 | Induktionsmotor |
| PCT/JP1998/002934 WO1999000890A1 (fr) | 1997-06-30 | 1998-06-30 | Moteur a induction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9187241A JPH1127987A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 誘導電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1127987A true JPH1127987A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=16202529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9187241A Pending JPH1127987A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 誘導電動機 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6333578B1 (ja) |
| EP (1) | EP0923192B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1127987A (ja) |
| DE (1) | DE69825552T2 (ja) |
| WO (1) | WO1999000890A1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000278992A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Nsk Ltd | 結線パターン切換装置 |
| KR20020075228A (ko) * | 2001-03-23 | 2002-10-04 | 가부시키가이샤 덴소 | 회전 전기장치 |
| KR20030050140A (ko) * | 2001-12-18 | 2003-06-25 | 현대자동차주식회사 | Ｙ－δ결선회로를 이용한 전기자동차의 고속주행 제어장치 |
| JP2012227980A (ja) * | 2011-04-14 | 2012-11-15 | Yaskawa Electric Corp | 交流電動機の巻線切替装置及び交流電動機駆動システム |
| US10469003B2 (en) | 2015-07-27 | 2019-11-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Rotating electric machine |
| JP2022531520A (ja) * | 2019-05-02 | 2022-07-07 | フェスツール ゲーエムベーハー | 手動工作機械のための駆動モータを含むシステム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6557380B1 (en) * | 2000-11-15 | 2003-05-06 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Apparatus for forming glass containers |
| JP2004254445A (ja) * | 2003-02-20 | 2004-09-09 | Fanuc Ltd | 電動機 |
| US6894455B2 (en) * | 2003-04-30 | 2005-05-17 | Remy Inc. | Performance improvement of integrated starter alternator by changing stator winding connection |
| US7348703B2 (en) * | 2004-08-20 | 2008-03-25 | Dumitru Bojiuc | Monopole field electric motor-generator with switchable coil configuration |
| CN1949655B (zh) * | 2005-10-10 | 2010-05-12 | 贺雷 | 电动-发电复用控制方法及其系统 |
| FR2891959B1 (fr) * | 2005-10-12 | 2008-07-04 | Moteurs Patay Soc Par Actions | Machine electrique polyphasee comportant un systeme de commutation pour commuter les elements de bobinage suivant differentes configurations |
| EP1775823B1 (fr) | 2005-10-12 | 2016-12-14 | Moteurs Leroy-Somer | Machine électrique |
| DE102006058179A1 (de) * | 2006-11-30 | 2008-06-05 | Alfred Kärcher Gmbh & Co. Kg | Hochdruckreinigungsgerät und Verfahren zur Änderung von dessen Motorleistung |
| DE102007020706A1 (de) * | 2007-05-03 | 2008-11-27 | Airbus Deutschland Gmbh | Polumschaltbare Asynchronmaschine für variable Speisefrequenz |
| CN102290940B (zh) * | 2010-06-18 | 2015-08-19 | 艾默生电气公司 | 三相多速电动机的3t-y绕组连接 |
| DE102013221342A1 (de) * | 2013-10-21 | 2015-04-23 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Elektromotor |
| CN108886283B (zh) * | 2016-03-30 | 2020-09-15 | 日本电产株式会社 | 马达 |
| US10978980B2 (en) * | 2019-07-08 | 2021-04-13 | Karma Automotive Llc | Switched reluctance motor control |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2921114A1 (de) * | 1979-05-25 | 1980-12-04 | Bosch Gmbh Robert | Wickelverfahren fuer einen elektrischen generator und danach hergestellter drehstromgenerator |
| JPS56117563A (en) | 1980-02-20 | 1981-09-16 | Toshiba Corp | Rotary machine wherein number of poles can be changed |
| JPS5989559A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-23 | Toshiba Corp | 極数変換三相電機子巻線 |
| JPH01164294A (ja) | 1987-12-19 | 1989-06-28 | Fanuc Ltd | 工作機械のスピンドル駆動制御装置 |
| DE59302218D1 (de) * | 1992-02-18 | 1996-05-23 | Rieter Ag Maschf | Krempel- und Kardenantrieb |
| JPH066961A (ja) * | 1992-06-18 | 1994-01-14 | Fanuc Ltd | 三相誘導電動機の巻線切替方式 |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP9187241A patent/JPH1127987A/ja active Pending
-
1998
- 1998-06-30 DE DE69825552T patent/DE69825552T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-30 US US09/254,006 patent/US6333578B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-30 EP EP98929760A patent/EP0923192B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-30 WO PCT/JP1998/002934 patent/WO1999000890A1/ja not_active Ceased
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000278992A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Nsk Ltd | 結線パターン切換装置 |
| KR20020075228A (ko) * | 2001-03-23 | 2002-10-04 | 가부시키가이샤 덴소 | 회전 전기장치 |
| KR20030050140A (ko) * | 2001-12-18 | 2003-06-25 | 현대자동차주식회사 | Ｙ－δ결선회로를 이용한 전기자동차의 고속주행 제어장치 |
| JP2012227980A (ja) * | 2011-04-14 | 2012-11-15 | Yaskawa Electric Corp | 交流電動機の巻線切替装置及び交流電動機駆動システム |
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| JP2022531520A (ja) * | 2019-05-02 | 2022-07-07 | フェスツール ゲーエムベーハー | 手動工作機械のための駆動モータを含むシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69825552T2 (de) | 2005-09-15 |
| EP0923192B1 (en) | 2004-08-11 |
| EP0923192A1 (en) | 1999-06-16 |
| WO1999000890A1 (fr) | 1999-01-07 |
| EP0923192A4 (en) | 2002-04-17 |
| US6333578B1 (en) | 2001-12-25 |
| DE69825552D1 (de) | 2004-09-16 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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