JPH0515127A - Induction motor - Google Patents
Induction motorInfo
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- JPH0515127A JPH0515127A JP3189543A JP18954391A JPH0515127A JP H0515127 A JPH0515127 A JP H0515127A JP 3189543 A JP3189543 A JP 3189543A JP 18954391 A JP18954391 A JP 18954391A JP H0515127 A JPH0515127 A JP H0515127A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は誘導モータに関し、特
にその中に同期モータを内蔵した高効率、高出力密度の
誘導モータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induction motor, and more particularly to a high efficiency and high power density induction motor having a synchronous motor built therein.
【０００２】[0002]
【従来の技術】誘導モータは、周知のように、次の原理
に基づき回転動作を行うものである。ステータに磁界を
かけると内部のかごロータがすべりを発生し、かごロー
タに誘導起電力が発生する。かごロータに誘導起電力が
発生すると、該起電力により磁界が発生し、ステータ磁
界とかごロータ磁界とにより、トルクを発生する。2. Description of the Related Art As is well known, an induction motor performs a rotating operation based on the following principle. When a magnetic field is applied to the stator, the internal car rotor causes slippage, and induced electromotive force is generated in the car rotor. When an induced electromotive force is generated in the car rotor, a magnetic field is generated by the electromotive force, and torque is generated by the stator magnetic field and the car rotor magnetic field.
【０００３】誘導モータに関する公知公報は多々ある
が、その一つに特開昭４９−６２９０５号公報がある。There are many publicly known publications relating to induction motors, and one of them is JP-A-49-62905.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】誘導モータは、一般
に、すべりｓ＝１付近の力率が低下した状態、すなわち
ほぼ停止した状態において、十分な起動トルクを得るた
めに、かご部に抵抗を持たせていた。このため、抵抗器
で消費される損失が大きいという問題があった。Generally, the induction motor has a resistance in the car portion in order to obtain a sufficient starting torque in a state where the power factor near the slip s = 1 is lowered, that is, a state where the power factor is almost stopped. I was letting. Therefore, there is a problem that the loss consumed by the resistor is large.
【０００５】また、図５に示されているように、誘導モ
ータのステータ４１から発生されたステータ磁束４２の
中には、かごロータ４３に対して法線方向に向かない磁
束が多くあり、誘導モータの出力密度の向上と効率向上
の妨げとなっていた。Further, as shown in FIG. 5, in the stator magnetic flux 42 generated from the stator 41 of the induction motor, there are many magnetic fluxes which are not oriented in the normal direction to the car rotor 43, and This has been a hindrance to improving the motor output density and efficiency.
【０００６】本発明の目的は、前記した従来装置の問題
点を除去し、高効率、高出力密度の誘導モータを提供す
ることにある。An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems of the conventional device and to provide an induction motor of high efficiency and high output density.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、ステータとかごロータとを備えた誘導
モータであって、該かごロータの内部に複数の磁極から
なるマグネットロータを配置し、該マグネットロータを
ステータ磁束に対して、所定の位相遅れで回動する手段
を設けた点に特徴がある。In order to achieve the above object, the present invention is an induction motor including a stator and a car rotor, wherein a magnet rotor having a plurality of magnetic poles is provided inside the car rotor. It is characterized in that it is arranged, and means for rotating the magnet rotor with a predetermined phase delay with respect to the stator magnetic flux is provided.
【０００８】[0008]
【作用】本発明によれば、かごロータの内部に、ステー
タ磁束に対して所定の位相遅れで回動する、複数の磁極
からなるマグネットロータが配置されているので、ステ
ータ磁束が平行に揃うと共に、かごロータの法線方向に
入射するので、かごロータから効率良く磁界が発生す
る。また、前記マグネットロータは、ステータ磁束に対
して所定の位相遅れで回動するので、誘導モータの出力
密度の向上と効率向上を図ることができるAccording to the present invention, since the magnet rotor composed of a plurality of magnetic poles, which rotates with a predetermined phase delay with respect to the stator magnetic flux, is arranged inside the car rotor, the stator magnetic fluxes are aligned in parallel. Since the light is incident in the direction normal to the car rotor, a magnetic field is efficiently generated from the car rotor. Further, since the magnet rotor rotates with a predetermined phase delay with respect to the stator magnetic flux, it is possible to improve the output density and efficiency of the induction motor.
【０００９】[0009]
【実施例】以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説
明する。図１(a) は本発明の一実施例の誘導モータの断
面図、同図(b) は(a) 図のＸ−Ｘ線断面図を示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. 1 (a) is a sectional view of an induction motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is a sectional view taken along line XX of FIG. 1 (a).
【００１０】図において、１はステータ、２はかごロー
タ、３は同期モータ、４は該同期モータ３に接続された
誘導モ―タのマグネットロータを示す。In the figure, 1 is a stator, 2 is a car rotor, 3 is a synchronous motor, and 4 is a magnet rotor of an induction motor connected to the synchronous motor 3.
【００１１】本実施例の誘導モータにおいては、前記マ
グネットロータ４は、４個の永久磁石から構成され、Ｎ
極とＳ極が交互に配置されている。なお、本実施例では
該永久磁石が４個の例を示したが、これに限定されるも
のではない。In the induction motor of this embodiment, the magnet rotor 4 is composed of four permanent magnets, and N
The poles and the S poles are arranged alternately. In addition, although the example in which the number of the permanent magnets is four is shown in the present embodiment, the number of permanent magnets is not limited thereto.
【００１２】図２は、前記同期モータ３の一例を示す図
である。図において、図１と同一の符号は同一物を示
す。マグネットロータ４には回転子磁石１１と回転子鉄
心１２が固着されており、回転子鉄心１２には回転子バ
ー１３が取付けられている。また、該マグネットロータ
４には等角度にスリットが切られた、あるいは等角度に
磁石が配置された回転板１４が固着されている。FIG. 2 is a diagram showing an example of the synchronous motor 3. In the figure, the same symbols as those in FIG. 1 indicate the same items. A rotor magnet 11 and a rotor core 12 are fixed to the magnet rotor 4, and a rotor bar 13 is attached to the rotor core 12. The magnet rotor 4 is fixed with a rotary plate 14 having slits at equal angles or magnets arranged at equal angles.
【００１３】機枠１５の内面には、固定子鉄心１６が前
記回転子鉄心１２と対向して固着されており、該固定子
鉄心１６には、巻線１７が巻回されている。機枠１５に
は、さらにセンサ１８が固定されている。このセンサ１
８は前記回転板１４と対向しており、同期モータ３の回
転位相を検出する。A stator iron core 16 is fixed to the inner surface of the machine frame 15 so as to face the rotor iron core 12, and a winding wire 17 is wound around the stator iron core 16. A sensor 18 is further fixed to the machine casing 15. This sensor 1
8 is opposed to the rotary plate 14 and detects the rotational phase of the synchronous motor 3.
【００１４】図３は本実施例の誘導モータを駆動する駆
動回路の一例を示す。図において、２０は誘導モータで
あり、図１で説明したステータ１、かごロータ２、マグ
ネットロータ４およびロータシャフト５から構成されて
いる。FIG. 3 shows an example of a drive circuit for driving the induction motor of this embodiment. In the figure, 20 is an induction motor, which is composed of the stator 1, the car rotor 2, the magnet rotor 4, and the rotor shaft 5 described in FIG.
【００１５】２１は回転指令発生回路であり、例えば負
荷を検知してトルクの増減を指令したり、操作者の要求
により、速度の増減を指令するものである。回転指令発
生回路２１から、トルク、回転速度等の増減の指令が発
せられると、この指令は誘導モータ２０の駆動要素設定
回路２２と同期モータ３の駆動要素設定回路２６とに送
られる。Reference numeral 21 denotes a rotation command generating circuit, which, for example, detects a load to instruct an increase / decrease in torque, or instruct an increase / decrease in speed at the request of an operator. When a command to increase or decrease torque, rotation speed, etc. is issued from the rotation command generation circuit 21, this command is sent to the drive element setting circuit 22 of the induction motor 20 and the drive element setting circuit 26 of the synchronous motor 3.
【００１６】前記誘導モータ２０の駆動要素設定回路２
２は、前記トルク、回転速度に応じた周波数、電流等を
設定する。また、前記同期モータ３の駆動要素設定回路
２６は、回転速度に応じた周波数、電流、位相遅れ角等
を設定する。Drive element setting circuit 2 for the induction motor 20
2 sets the frequency, the current, etc. according to the torque and the rotation speed. Further, the drive element setting circuit 26 of the synchronous motor 3 sets the frequency, the current, the phase delay angle, etc. according to the rotation speed.
【００１７】前記駆動要素設定回路２２の出力信号は、
電流補正回路２３およびドライバ２４からなる出力段に
送られる。該出力段から供給される駆動電流により誘導
モータのかごロータ２が回転すると、電流検出回路２５
は誘導モータ励磁電流により、回転磁界（すなわち、ス
テ―タ磁束）の位置を検出し、その検出信号を前記電流
補正回路２３と位相遅れ角検出回路３１に送出する。The output signal of the drive element setting circuit 22 is
It is sent to an output stage composed of the current correction circuit 23 and the driver 24. When the car rotor 2 of the induction motor rotates due to the drive current supplied from the output stage, the current detection circuit 25
Detects the position of the rotating magnetic field (that is, the stator magnetic flux) by the induction motor exciting current, and sends the detection signal to the current correction circuit 23 and the phase delay angle detection circuit 31.
【００１８】電流検出回路２５は、前記電流検出回路２
５からの検出信号に従って、ドライバ２４に供給する電
流値が目標電流値になるように補正する。The current detection circuit 25 is the same as the current detection circuit 2 described above.
According to the detection signal from 5, the current value supplied to the driver 24 is corrected to the target current value.
【００１９】一方、前記位相遅れ角検出回路３１は、前
記電流検出回路２５によって検出された誘導モータ２０
の回転磁界の位置と、エンコーダ３２によって検出され
た同期モータの回転位置とから、同期モータの位相遅れ
角を検出し、これを同期モータの可変遅延回路２８に送
出する。また、電流補正回路２７は前記電流補正回路２
３と同様に、電流検出回路３０によって検出された検出
信号に従って、ドライバ２９に供給する電流値が目標電
流値になるように補正する。可変遅延回路２８は、前記
駆動要素設定回路２６で設定された位相遅れ角に合うよ
うに電流補正回路２７の電流をドライバ２９に供給する
タイミングを調整する。On the other hand, the phase lag angle detection circuit 31 includes the induction motor 20 detected by the current detection circuit 25.
The phase lag angle of the synchronous motor is detected from the position of the rotating magnetic field and the rotational position of the synchronous motor detected by the encoder 32, and this is sent to the variable delay circuit 28 of the synchronous motor. Further, the current correction circuit 27 is the current correction circuit 2
Similarly to 3, the current value supplied to the driver 29 is corrected to the target current value according to the detection signal detected by the current detection circuit 30. The variable delay circuit 28 adjusts the timing of supplying the current of the current correction circuit 27 to the driver 29 so as to match the phase delay angle set by the drive element setting circuit 26.
【００２０】上記の駆動回路により、同期モータ３は誘
導モータ２０と一定の位相関係で、換言すれば一定の位
相遅れ角で、駆動されることになる。By the above drive circuit, the synchronous motor 3 is driven with a constant phase relationship with the induction motor 20, in other words, with a constant phase delay angle.
【００２１】本実施例によれば、かごロータ２内にマグ
ネットロータ４が存在するので、図４に示されているよ
うに、ステータ１からの磁束はかごロータ２を通過して
マグネットロータ４のＳ極へ向かい、さらにマグネット
ロータ４のＮ極からかごロータ２を通過してステータ１
へ戻るといった経路を辿る。したがって、ステータ１か
らの磁束は、かごロータ２を通過するように深く浸透す
るので、前記磁束のほぼ全部の向きはかごロータ２に対
して法線方向になる。According to this embodiment, since the magnet rotor 4 is present in the car rotor 2, as shown in FIG. 4, the magnetic flux from the stator 1 passes through the car rotor 2 and the It goes to the S pole, and further passes from the N pole of the magnet rotor 4 through the car rotor 2 to the stator 1
Follow the route such as returning to. Therefore, since the magnetic flux from the stator 1 penetrates deeply so as to pass through the car rotor 2, almost all the directions of the magnetic flux are normal to the car rotor 2.
【００２２】この結果、かごロータ２内に大きな誘導起
電力が発生し、該誘導起電力によりかごロータ２から効
率良く磁界が発生する。また、かご部に従来ほど大きな
抵抗を持たせる必要がなくなるため、抵抗器で消費され
る損失が小さくなる。As a result, a large induced electromotive force is generated in the car rotor 2 and the induced electromotive force efficiently generates a magnetic field from the car rotor 2. Further, since it is not necessary to provide the car with a resistance higher than in the conventional case, the loss consumed by the resistor is reduced.
【００２３】さらに、本実施例の誘導モータを用いた実
験によれば、同期モータ３のマグネットロータ４がステ
ータ磁束に対して３０°〜６０°、好ましくは４５°付
近の位相遅れになるように同期モータ３の動作を制御す
ると、図４に示されているように、ステータ１からマグ
ネットロータ４に向かう磁束と、マグネットロータ４か
らステータ１に戻る磁束が平行に揃うことになり、誘導
モータの出力密度の向上と効率向上を図ることができる
ことがわかった。Further, according to an experiment using the induction motor of this embodiment, it is found that the magnet rotor 4 of the synchronous motor 3 has a phase delay of 30 ° to 60 °, preferably about 45 °, with respect to the stator magnetic flux. When the operation of the synchronous motor 3 is controlled, as shown in FIG. 4, the magnetic flux traveling from the stator 1 to the magnet rotor 4 and the magnetic flux returning from the magnet rotor 4 to the stator 1 are aligned in parallel. It was found that the power density and efficiency can be improved.
【００２４】なお、かごロータのかごをアルミで作る
と、トルク発生時のかご部の発熱が大きくなり出力密度
が低くなるが、このかごを銅線で作ると、かご部の発熱
（＝Ｉ×Ｉ×Ｒ、但し、Ｉは電流、Ｒは抵抗）が小さく
なり、出力密度を高くすることができる。また、高回転
で高トルクを得ることができる。If the car of the car rotor is made of aluminum, the heat generated in the car when torque is generated becomes large and the output density becomes low. However, if this car is made of copper wire, the heat generated in the car (= I × I × R, where I is the current and R is the resistance) is small, and the output density can be increased. Further, high torque can be obtained at high rotation.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ステータ１からの磁束のほぼ全部がかごロー
タ２に対して法線方向になるので、効率の良い誘導モー
タを得ることができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, almost all of the magnetic flux from the stator 1 is in the direction normal to the car rotor 2, so that an efficient induction motor can be obtained. You can
【００２６】また、誘導モータのステータ磁束に対し
て、同期モータのマグネットロータを３０°〜６０°の
位相遅れになるように制御することにより、誘導モータ
の出力密度の向上と効率向上を図ることができる。ま
た、２次力率を改善することができる。Further, the output density and the efficiency of the induction motor are improved by controlling the magnet rotor of the synchronous motor so as to have a phase delay of 30 ° to 60 ° with respect to the stator magnetic flux of the induction motor. You can In addition, the secondary power factor can be improved.
【図１】 本発明の一実施例の誘導モータの断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view of an induction motor according to an embodiment of the present invention.
【図２】 図１の誘導モータの同期モータ部の一例の構
成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an example of a synchronous motor unit of the induction motor of FIG.
【図３】 本発明の誘導モータの駆動回路を示すブロッ
ク図である。FIG. 3 is a block diagram showing a drive circuit for an induction motor of the present invention.
【図４】 本発明の誘導モータで発生する磁束のパター
ンを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a pattern of magnetic flux generated in the induction motor of the present invention.
【図５】 従来の誘導モータが発生する磁束のパターン
を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a magnetic flux pattern generated by a conventional induction motor.
１…ステータ、２…かごロータ、３…同期モータ、４…
マグネットロータ、５…ロータシャフト、1 ... Stator, 2 ... Car rotor, 3 ... Synchronous motor, 4 ...
Magnet rotor, 5 ... Rotor shaft,
Claims (3)
タであって、 該かごロータの内部に複数の磁極からなるマグネットロ
ータを配置し、該マグネットロータをステータ磁束に対
して、所定の位相遅れで回動するようにしたことを特徴
とする誘導モータ。1. An induction motor having a stator and a car rotor, wherein a magnet rotor having a plurality of magnetic poles is arranged inside the car rotor, and the magnet rotor is delayed by a predetermined phase with respect to the stator magnetic flux. An induction motor characterized by being rotated by.
したことを特徴とする請求項１記載の誘導モータ。2. The induction motor according to claim 1, wherein the predetermined phase delay is 30 ° to 60 °.
とを特徴とする請求項１記載の誘導モータ。3. The induction motor according to claim 1, wherein the cage of the cage rotor is made of copper.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189543A JP2898797B2 (en) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | Induction motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189543A JP2898797B2 (en) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | Induction motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0515127A true JPH0515127A (en) | 1993-01-22 |
| JP2898797B2 JP2898797B2 (en) | 1999-06-02 |
Family
ID=16243074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3189543A Expired - Fee Related JP2898797B2 (en) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | Induction motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2898797B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6894412B2 (en) | 2002-10-26 | 2005-05-17 | Lg Electronics Inc. | Electric motor |
| US7294949B2 (en) * | 2004-10-23 | 2007-11-13 | Lg Electronics Inc. | Single-phase induction motor |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110492710B (en) * | 2019-09-20 | 2021-02-26 | 齐鲁工业大学 | Double-rotor generator and control method thereof |
-
1991
- 1991-07-04 JP JP3189543A patent/JP2898797B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6894412B2 (en) | 2002-10-26 | 2005-05-17 | Lg Electronics Inc. | Electric motor |
| US7294949B2 (en) * | 2004-10-23 | 2007-11-13 | Lg Electronics Inc. | Single-phase induction motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2898797B2 (en) | 1999-06-02 |
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