JPH03207255A - リニアインダクションモータ - 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〕 一次巻線と二次導体を展開したリニアインダクションモ
ータであって、２組の一次巻線を有し、２組の一次巻線
に対向する二次導体の周囲に生じる移動磁界間の位相差
を切換えて、トルク制御あるいはスムーズな起動と低速
から高速にかけて高トルクを発生させることができるリ
ニアインダクションモータに関する。

〔従来の技術〕

リニアインダクションモータは、小型の搬送装置から新
交通システムのリニアモーター力まで幅広く利用されて
いる。しかしながらその駆動方式は従来の誘導電動機と
同様に、単純なものでは０Ｎ−ＯＦＦ制御、また電圧制
御、周波数制御等であり、単に回転型の誘導電動機を直
線状に展開したもので、その点において従来の誘導電動
機と何ら変りはなかった。またそれぞれの駆動方式は開
閉スイッチやサイリスタを多用したり、スライダック、
変圧器またはインバーターなど高価な装置を必要とする
ものであり、つまり電圧制御もしくは周波数制御等の供
給電源の制御装置であった。

ところで、一般の誘導電動機の中で容易にトリク制御、
速度制御可能なものとして複数固定子誘導電動機の固定
子間の位相差を変化させる方法がある。この位相差を変
化させる方法に機械的なものとして固定子を回動させて
位相差を設けるもの、電気的なものとして固定子巻線の
結線を変えて何種かの位相差を設けるもの、更にこれら
にＹ−△切換を組み合わせたものなど多種多様である。

以上の方法は、誘導電動機のトルクと速度を自在に変化
させて負荷に対応する場合と、始動時の速度上昇をスム
ーズに行う場合等とその負荷または用途に応じて様々の
手法を用いることになる。

たとえば特開昭４９−８６８０７号の可変トルク非同期
かご形モータは第二の部分の第二の巻線区分によりモー
タの第一の部分のバーに誘導される起電力を変化するも
ので、そこに発生するトルク特性は供給電源を電圧制御
したものと同様の効果を有するものである。また特開昭
６１−１２８３１４号のものは複数個の固定子間の位相
差を変化させて始動時は高抵抗型の誘導電動機として、
運転時は低抵抗型の誘導電動機としてトルク特性を多様
に変化させるものである。しかしながら上記２つの引用
例はトルク制御が可能である反面、トルクの多様化のた
め固定子間の位相差を変化させる装置を必要とし、一般
の誘導電動機とコスト面で比較にならない程高価なもの
となっていた。

リニアインダクションモータにおいては超高速の世界を
除き、比較的低速域で利用されるものが多く、このため
一般の電動機と同様に低速域で効率が悪（、この点の改
善が望まれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来技術におけるリニアインダクションモタの駆動方式
は、電圧制御か周波数制御しかない。これはモータ自体
が単純で扱い易い反面、それ以外何の工夫もできず、駆
動方法は供給電源を何らかの方法で変化させてモータに
供給するしかなかった。したがって装置が高価なものと
なっていた。そこで本発明は供給電源はそのままでしか
も、もっとも単純な駆動装置をもつリニアインダクショ
ンモータを供給すると共に、低速域のトルク特性を改善
して従来技術の効率の悪いリニアインダクションモータ
に変る、低速から高速に至るまで効率の良いモータを供
給することを目的とする。

また本発明のリニアインダクションモータは、何種かの
段階的な位相の変化を設けて負荷に対応するものであり
前記複数固定子誘導電動機の従来技術により区別すると
電気的手法といえる。

さて、前記従来技術における電気的手法は一次巻線の結
線を切換えて行い位相差は電気角０６０°、１２０°　
　１１１０°が実施可能である反面、その切換に要する
開閉器は十数側に及ぶものであり高価となっていた。

更に一般の誘導電動機は始動性改善の目的で￥−△切換
装置を設けたものがあるが、その配線は複雑なものであ
ると共に、Ｙ−△切換時における負荷電流の一時的な切
断によるトルク変動を発生し、更には切換後の負荷電流
の急激な増加と発生トルクの急激な変動によるショック
は避けられないものであった。これは大型になるほど顕
著である。

つまり、本発明は上記結線を切換えた各位相差における
トルク特性を有しつつも切換に要する開閉器を最小限で
構成して開閉器の切換による負荷電流の切断がなく、切
換後の負荷電流の増加と負荷トルクの変動の少ない安価
な位相切換装置によるリニアインダクションモータを提
供しようとするものである。

ここで一般の誘導電動機のＹ−△切換によるトルク特性
曲線を第２１図に示しておく。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は一次巻線と二次導体を展開したリニアインダク
ションモータであって、等間隔に配設した複数個の導体
と該複数個の導体の両端に導体端間を短絡する短絡導体
とで構成する二次導体と、前記二次導体に任意間隔をも
って設けた二組の一次巻線と、該二組の一次巻線のうち
一方の一次巻線が対向する二次導体の周囲に生じる移動
磁界と他方の一次巻線が対向する二次導体の周囲に生じ
る移動磁界との間に位相差を生じさせる電圧位相切換装
置とから構成すると共に、前記位相切換装置は前記二組
の一次巻線を直列Δ結線とし、且つ前記二組の一次巻線
の巻線間に各線間又は任意の線間を短絡する結線開閉ス
イッチを設けることにより前記課題を解決するための手
段とした。

また、前記二次導体に導体の中央部で導体間を短絡する
連結導体を加えて二次導体を構成すること、更に前記電
圧位相切換装置に前記二組の一次巻線の巻線間に各線間
又は任意の線間を短絡する結線開閉スイッチをタイマー
又は速度検出器の信号により開閉制御する制御装置を設
けることで前記課題を解決するための手段とした。

〔作　用〕

本発明のリニアインダクションモータは、二次導体と２
組の一次巻線とを任意間隔を設けて対向して展開し、二
組の一次巻線にそれぞれ対向する二次導体の相対位置に
おいて、一次巻線のそれぞれに発生する移動磁界間に位
相差を設けると、二次導体の相対位置に発生する電流に
位相差が発生する。この位相差の大小、つまり二次導体
のそれぞれに発生する電流のベクトル差分だけが有効に
作用する。位相差が１８０゜（電気角）になると相殺し
てトルクを発生しなくなる。また、位相差を０°にする
と一般の誘導電動機と同じトルク特性となる。このよう
なトルク特性の変化は電源電圧を制御した時と同様の効
果が得られる。

更に本発明のリニアインダクションモータは、導体間に
導体を短絡する連結導体を設けて形成した二次導体と、
それに対向して２組の一次巻線とを設けて構成し、２組
の一次巻線にそれぞれ対向する二次導体の相対位置にお
いて、一次巻線のそれぞれに発生する移動磁界間に位相
差を設けると、それぞれの一次巻線に対向する二次導体
の相対位置に発生する電流に位相差が発生し、位相差に
より導体中央の連結導体に電流が流れる。このとき連結
材の抵抗値を高いものにしておくと、二次導体側全体が
高抵抗型の二次導体となりその時のトルク特性は高抵抗
の始動改善型誘導電動機と同様になる。また、位相差を
設けないときは二次導体の相対位置で電流は環流して通
常の誘導電動機となる。このように二組の一次巻線のそ
れぞれに発生する移動磁界間に位相差を設け、その位相
差を変化させることでそれぞれ比例推移的に特異のトル
クを発生することになる。

次に一次巻線の位相差の発生について述べると二組の一
次巻線は直列Δ結線としである。この時、結線による二
組の一次巻線間の位相差は１８０°、１２０°、６０°
、　０°のいずれかが考えられる。このように結線され
た巻線間に、各線間又は任意の線間を短絡する結線開閉
スイッチを設けである。たとえば線間を短絡する第１の
結線開閉スイッチと他の線間を短絡する第２の結線開閉
スイッチとを設け、この第１と第２の結線開閉スイッチ
の開閉により直列Δ結線と並列Ｙ結線とに切換わるよう
にしておくと、まず第１と第２のスイッチを開いた位置
から、第１のスイッチを閉じると一部の線間だけを短絡
するようになるため巻線は直列Δ結線から不平衡となり
、次に第２のスイッチを閉じると並列Ｙ結線に切換わる
ことになる。したがって、起動時は直列Δ結線となり、
第１のスイッチ投入で直列Δ結線の不平衡、第２のスイ
ッチの投入で並列Ｙ結線へと切換えられる。

また、別の方法として第１と第２のスイッチを閉じた位
置から、第１のスイッチを開くと一部の線間の短絡は解
かれて巻線は並列Ｙ結線から不平衡となり、次に第２の
スイッチを開くと直列Δ結線に切換わることになる。し
たがって、起動時は並列Ｙ線となり、第１のスイッチの
開放で並列Ｙ線の不平衡、第２のスイッチの開放で直列
Δ結線へと切換えられる。

また前記２つの例の切換のとき電気的位相差を設けた直
列Δ結線（あるいは並列Ｙ結線）を、そのまま並列Ｙ結
線（あるいは直列Δ結線）に切換えると、それと同時に
位相差も切換えられる。つまり直列Δ結線（あるいは並
列Ｙ結線）からそのまま並列Ｙ結線（あるいは直列Δ結
線）に切換えるとそれぞれの位相差は１８０°→１２０
１２０°−６０’　、　６０°→Ｏ０に切換えられる。

以上をまとめると次のように作用する。まず電源を投入
すると一次巻線間の位相差は前記任意位相差の直列Δ結
線（あるいは並列Ｙ結線）で起動する。負荷は任意位相
差のトルク特性曲線により起動される。次に任意時間経
過後または任意回転数に至って第２のスイッチはそのま
まで、第１のスイッチを投入（または開放）し不平衡に
よるトルクに変化させる。不平衡になった巻線は、二組
の巻線間の位相差あるいはその一部の分担電圧が変化し
てその変化分だけトルクが変化する。よって負荷は不平
衡になった巻線によるトルク特性で更に加速されモータ
の速度は上昇する。最後に第１のスイッチ投入（または
開放）から任意時間経過後または任意速度に至り第２の
スイッチを投入（または開放）すると位相差はθ°、６
０°または１２０°となり、一般の誘導電動機の並列Ｙ
結線（あるいは直列Δ結線）のトルク特性でまたは位相
差６００あるいは１２０°の並列Ｙ結線（あるいは直列
Δ結線）のトルク特性で負荷は駆動される。

このように第１と第２の２個の結線開閉スイッチの開閉
だけで位相差またはトルク特性を三段階に変更可能であ
り接点数が従来技術よりはるかに少ない。また、上記説
明のとおり直列Δ結線（あるいは並列Ｙ結線）で起動し
て常に第１と第２のスイッチを投入（または開放）する
ものであるから第１及び第２のスイッチの接点容量は小
さくできる。これは第１と第２のスイッチで線間を短絡
（またはす開放）するものであるから負荷電流を遮断す
ることがないためで、結線切換により発生トルクが零に
なることはない。更に、第１及び第２のスイッチの両方
を投入して使用する段階があるので、万一開閉スイッチ
の事故、たとえば接点の溶着等で一方又は両方が投入状
態になっても電気的な事故発生に結びつくこきはない。

また第１と第２のスイッチが短絡状態となっても同様で
ある。

前記第１と第２のスイッチの切換のタイミングは負荷の
状態とりニアモータの特性により変化することは言うま
でもないが、負荷が慣性負荷である場合または一定負荷
である場合、リニアモータのトルク特性と前記負荷によ
り一意的にスイッチ切換のタイミングは決定されること
がある。このような場合、難しい制御は必要なくスピー
ドセンサーあるいはタイマーの利用により簡単なシーケ
ンス回路かロジック回路で達成できる。

タイマー利用の場合、起動からの時間で規則正しく切換
えて定格速度にすることができる。

これは負荷の変動がなく常に一定している場合に利用で
きる。またスピードセンサー利用の場合、起動時の負荷
が大きい慣性負荷に有効であるが、慣性負荷が一定の場
合タイマー利用も考えられる。起動時の負荷が変化する
場合はスピドセンサ利用により一定速度になるに従って
切換えて定格速度にすることができる。

更に本発明のリニアインダクションモータの中で位相差
を設けて、発生する二次側導体の電流を相殺せず導体間
を連結した連結導体に流して、その位相差特異のトルク
を発生するものは低速域において高抵抗の始動改善型の
モータのトルク特性となるため、効率の良い運転とする
ことができる。

本発明のリニアインダクションモータを電源に接続し第
１と第２の結線切換スイッチからなる位相切換装置を接
続する際に必要とする配線数は、三相仕様の場合、電源
線三本、位相切換装置に六本の計九本を必要とする。位
相切換装置を電源側に設けた場合、電動機側から六本の
配線と電源側から三本の配線とを必要とし現場対応が難
しい。ここで位相切換装置を電動機と一体とすることで
、電源側からの三本の配線で事足りることになる。一般
の電動機においても大型となると、Ｙ−Δ始動のため六
本の配線作業は複雑となるが、本発明は２個のスイッチ
による位相切換装置によりモータのトルク特性を変化さ
せ、前記位相切換装置をモータと一体にしたことにより
配線数は電源の三本だけでよい。

したがって現場対応はモータが大型になっても小形同様
に電源の三本の配線と回転方向だけ確認すればよく配線
材費用の低減と作業の簡素化が行える。

ところで本発明のリニアインダクションモータは、一次
巻線を軌道側に設けても、軌道上を走行する側に設けて
もよく、軌道上を走行する側に一次巻線を設ける場合、
電源供給用の架線を軌道に添って設けること、あるいは
一次巻線の位相切換をリモートコントロールすることや
、軌道にセンサーを設けて行うこと、又は無線操作する
ことは公知従来技術により達成できる。

また、二次導体に強磁性体を設けて発生トルクを大きく
することもできる。

〔実施例〕

本発明は主としてかご形二次導体と２組の一次巻線を軌
道上に展開したリニアインダクションモータとして詳細
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。また巻線型二次導体をもつリニアインダクションモ
ータの場合もあり、また、一次巻線のスター結線、デル
タ結線の切り変えを併用してトルク特性をより多様化す
る場合もある。

すでに本出願人は、特願昭６１−１２８３１４号に複数
固定子からなる誘導電動機の構成、作用の詳細な説明を
行なっている。

第１図から第４図により本発明の実施例の一部をなすリ
ニアインダクションモータの構成を説明する。

まず第１図の第１の実施例と第２図の第２の実施例とは
、二次導体を等間隔に配設した複数個の導体と、この導
体の両端に設けた導体の端間を短絡する短絡導体とで構
成するものを示す。

符号１は本発明のリニアインダクションモータであり、
第１図の軌道側２には、軌道上に等間隔に配設した複数
個の導体６と該複数個の導体６の両端に導体の端間を短
絡する短絡導体８゜８とを設けて二次側４を構成する。

一方、移動側３には二次側４と任意間隔を持って対向す
る第１の一次巻線１２と第２の一次巻線１３とを設けて
一次巻線側５を形成する。

次に第２図により説明する。第２図の軌道側１４には、
軌道上の軌道方向に間隔を置いて配設した第１の一次巻
線１２と第２の一次巻線１３とを設けて一次側１６を形
成する。一方、移動側１５には一次側１６と任意間隔を
持って等間隔に配設した導体６と該導体６の両端に導体
６の端間を短絡する短絡導体８，８とを設けて二次側１
７を構成している。

次に第３図の第３の実施例と第４図の第４の実施例とは
、二次導体が導体６の中央部に導体間を短絡する連結導
体を含むものを示す。

まず第３図から説明する。第３図の軌道側２には、軌道
上に等間隔に配設した複数個の導体６と該複数個の導体
６の両端に導体の端間を短絡する短絡導体８，８を設け
、導体６の中央部で導体６間を短絡する連結導体９を設
けることにより二次側４を構成する。一方、移動側３に
は二次側４と任意間隔を持って対向し、連結導体９に対
向しない部分に第１の一次巻線１２と第２の一次巻線１
．３とを設けて一次巻線側５を形成する。

次に第４図により説明する。第４図の軌道側１４には、
軌道上の軌道方向に間隔を置いて配設した第１の一次巻
線１２と第２の一次巻線１３とを設けて一次側１６を形
成する。−刃移動側１５には一次側１６と任意間隔をも
って等間隔に配設した導体６と該導体６の両端に導体６
の端間を短絡する短絡導体８．８を設け、導体６の中央
部で導体６間を短絡する連結導体９を設けることにより
二次側１，７を構成している。

前記移動側と軌道側とは一次巻線と二次導体との間で任
意間隔を有するものであり、この間隔は一般的に電磁浮
上、空気浮上などを用いるが、電気車両のように移動側
に車輪を設けてレール上を走行させることなども考えら
れる。また軌道上を走行するための誘導方法も、前記の
車輪によるレール走行や移動側を側面からガイドする方
法などがあり、本発明により限定されることはない。

次に第１の一次巻線１２と第２の一次巻線１３の結線の
形態を示し、巻線の結線による電気的位相差６０°の直
列Δ結線と電気的位相差Ｏ０の直列Δ結線とをそれぞれ
第５図と第９図とに示す。

まず電気的位相差６０°の直列Δ結線の場合を第５図に
おいて説明する。三相において説明すると、一次巻線１
２の各コイルの一方の端子（Ｕ、、Ｖ、、Ｗ、）を電源
開閉装置Ｓ。を介して電源Ａ、Ｂ、Ｃに接続すると共に
他方の端子（ｘ＋、Ｙｌ、ｚ＋）を一次巻線１３の一方
の端子（Ｙ２　、　　Ｚ２　、　Ｘ２　）に、また一次
巻線１３の他方の端子（Ｖ２　、Ｗ２　、　Ｙ２　）を
前記端子（ｔＪ＋　、Ｖｌ、Ｗ、）に直列Δ結線となる
ように接続しである。また結線開閉スイッチＳ、の一方
は、一次巻線１２の他方の端子Ｘ１に接続し、他方は一
次巻線１３の一方の端子Ｚ２に接続しである。また結線
開閉スイッチＳ２は一次巻線１２の他方の端子Ｙ１と一
次巻線１３の一方の端子Ｘ２に接続しである。

以上の構成における作用を説明する。まず、電源開閉装
置Ｓ。を閉じると、一次巻線１２と一次巻線１３とは電
気的位相差６０°を有する直列Δ結線となる。これを第
６図に示す。つまり一次巻線１２のコイルＵ、〜Ｘ、の
分担電圧Ｅ、とこれに対応する一次巻線１３のコイルＵ
２〜ｘ２の分担電圧Ｅ１　′は電気的位相差６０°を有
するよう結線しである。またこの時の各コイルの分担電
圧は電源電圧Ｅ　ａｂの１７２である。その他の相につ
いても同様である。

続いて結線開閉スイッチＳｌ　　（以下スイッチＳ１と
する）を閉じると一次巻線１２の端子Ｘ１と一次巻線１
３の端子Ｚ２は短絡され直列Δ結線は不平衡となる。こ
れを第７図に示す。

不平衡になると巻線の一部（Ｖ２〜Ｙ２Ｖ１〜Ｙ、）は
並列となり、この得られたトルク特性は、直列Δ結線と
並列Ｙ結線の中間のトルク特性を示すものとなる。

また第７図−２は第７図−１の結線図を解り易くするた
めに線間の短絡、つまりスイッチＳ１を中心に書き直し
たものである。

次に結線開閉スイッチＳ２　　（以下スイッチＳ２）を
閉じると前述した通り位相差は電気角００となる。また
この時の結線を第８図に示す。

コイルＵ１〜Ｘ１の分担電圧をＥ、、Ｅ、、を電源の線
間電圧とする。Ｅｌの大きさは直列Δ結線の場合の２／
（３＝１．１５倍となっている。この電圧上昇は電源電
圧変動の許容範囲であり支障ないが、この電圧上昇はト
ルク特性が向上するという利点を有する。

以上のようにスイッチＳ、とスイッチＳ２との２つの結
線開閉スイッチにより３段階のトルク特性を設けること
が可能となる。たとえば起動用、中速用、運転用である
。

また位相差Ｏ０の時、すなわちスイッチＳＩ＋８２を閉
じた時、一次巻線１２の他方（Ｘ、。

Ｙ＋、Ｚｔ）と一次巻線１３の一方（ｘ２．ｙ２、Ｚ２
）との相間は短絡状態にあり、接点故障等地の原因で短
絡してもリニアモータの一次側が焼損する等の電気的事
故は発生しない。

更に、位相の切換えを行うスイッチＳ、、Ｓ２の開閉は
、直列Δ結線による運転中の線間の短絡であるから、開
閉のため一時的に負荷電流が遮断されることがないこと
と、負荷電流の遮断がないこと及び極間電圧が電源電圧
の１７２であることなどから結線開閉スイッチの電気的
容量は小さいものを使用することが可能で、スイッチＳ
、、Ｓ２による位相切換装置を小型化できる。

次に電気的位相差０°の直列Δ結線の場合を第９図に示
す。

第９図に示すものはリニアインダクションモータの一次
巻線１２．１３を電気的位相差Ｏ０に直列Δ結線した時
の結線図である。三相において説明すると、一次巻線１
２の各コイルの一方の端子（Ｕ＋　、Ｖｌ　、Ｗ＋　）
を電源開閉装置Ｓｏを介して電源Ａ、　　Ｂ、　　Ｃに
接続すると共に、他方の端子（Ｘ＋　、Ｙ＋　、Ｚｔ　
）を一次巻線１３の一方の端子（Ｕ２．Ｖ２．Ｗ２）に
、また一次巻線１３の他方の端子（Ｘ２　、　Ｙ２　、
　　Ｚ２　）を前記端子（Ｕ、、Ｖｌ　、Ｗ、）に直列
Δ結線となるように接続しである。また結線開閉スイッ
チＳ１の一方は一次巻線１２の他方Ｘ、に接続し、他方
は一次巻線１３の一方の端子■２に接続しである。また
結線開閉スイッチＳ２は一次巻線１２の他方の端子Ｙ、
と一次巻線１３の一方の端子Ｗ２に接続しである。

以上の構成における作用を説明する。まず、結線開閉ス
イッチＳ、、Ｓ２を閉じて電源開閉スイッチＳ。を閉じ
ると、一次巻線１２と一次巻線１３とは電気的位相差６
０°を有する並列Ｙ結線となる。これを第１０図に示す
。つまり一次巻線１２のコイルＵ１〜Ｘ、の分担電圧Ｅ
。

とこれに対応する一次巻線１３のコイルＵ２〜Ｘ２の分
担電圧Ｅ、′は電気的位相差６０°となっている。

続いて結線開閉スイッチＳ２　　（以下スイッチＳ２と
する）を開くと一次巻線１２の端子Ｘ１と一次巻線１３
の端子■２は開放され並列Ｙ結線は不平衡となる。これ
を第１１図に示す。この第１１図−２は第１１図−１の
結線図を解り易くするために線間の短絡を中心に書き直
したものである。

次に結線開閉スイッチＳ、（以下スイッチＳ１）を開く
と前述の通り位相差は電気角０°となる。またこの時の
結線を第１２図に示す。

以上のようにスイッチＳ、とスイッチＳ２との２つの結
線開閉スイッチにより３段階のトルク特性を設けること
が可能となる。たとえば、起動用、中速用、運転用であ
る。

以上のように電気的位相差６０°の直列Δ結線の時でも
、電気的位相差０°の直列Δ結線の時でも、直列Δ結線
から並列Ｙ結線への切換、あるいは並列Ｙ結線から直列
Δ結線への切換で同様の位相差の変化を得ることが可能
である。

ここで上記切換を前記実施例１〜４に実施すると次のよ
うなトルク特性を得ることになる。

前記実施例１．２の場合を第１３図に、前記実施例３．
４の場合を第１４図に示す。

ところで第５図に示す通り結線開閉スイッチＳ、、Ｓ２
からなる位相切換装置をリニアモータ側に設けると、電
源側からリニアモータへの配線は三本でよく、一般の大
型電動機に見られるようなＹ−Δ始動のための複雑な配
線を要することな（、低速から高速に至るまで高トルク
で運転可能なリニアインダクションモータとすることが
可能である。

次に位相切換装置の制御について、前記第３の実施例を
基に第１５図、第１−６図において説明する。まず第１
５図の構成は、一次側５は開閉装置を備えた三相電源２
２に接続しである。

また一次側５には一体的に位相切換装置２０が設けてあ
り、該位相切換装置にはタイマーからなるシーケンス回
路を組み込んだ制御装置２１を接続しである。続いて第
１６図の構成を説明する。一次側５は開閉装置を備えた
三相電源２２に接続しである。また一次側５には一体的
に位相切換装置２０が設けてあり、該位相切換装置には
ハードロジック回路等で構成された制御装置２３を接続
しであると共に制御装置２３にはりニアモータの速度検
出を行う速度検出器２４の信号を接続しである。

ところで上記三相電源２２と一次側５との接続は、軌道
に沿って電源供給用架線を設けることや短距離間の移動
であれば給電用架線を延長することなども考えられるが
、本実施例において詳細な説明は省略する。

また、速度検出器２４も、移動側と軌道側との間で光学
式あるいは電磁式のパルスカウントで速度検出する方法
、直接走行車輪に設ける方法等様々であり、任意手段に
よることはいうまでもなく詳細な説明は省略する。

以上の作用を説明する。それぞれの制御装置２１．２３
は、タイマーによる時限又は検出器２４の信号により位
相切換装置２０の前述した結線開閉スイッチを開閉制御
するものである。

たとえば制御装置２１の場合、一般のＹ−Δ始動は標準
約１０秒で切換を行うことから、位相差６００で始動し
、位相差Ｏ０の定常運転までの切換えを次のように行う
。たとえば、位相差６０’で始動して次の不平衡負荷に
切換える時間を始動後４〜５秒、そして不平衡負荷から
００に切換える時間を不平衡負荷に切換後４〜５秒後に
セットして、位相切換装置２０により順次６０゜から０
°まで３段階に切換えるものとなる。言うまでもないが
負荷によって前述した時限は変更されるべきである。

また制御装置２３の場合、制御装置は単純なロジック回
路か又は必要に応じてマイクロブセッサを載せることも
ある。これは現在の技術水準によるものとする。更に検
出器２４の信号を受けて、その信号を必要に応じて変換
する回路と、変換された信号とあらかじめ定めた基準値
とを比較する回路と、あらかじめ定めた基準値を記憶さ
せる回路と、先の比較により信号を出力する信号出力回
路等を備えるものとなる。この信号出力回路の信号で位
相切換装置２０を順次切換えて位相差を変更してゆく。

また検出器をここでは速度検出器２４としているが、速
度を検出するもの等、モータの状態を検出する手段を用
いる。

上記制御装置による位相切換装置の制御でトルク特性は
前記実施例１，２の場合、第１７図に、前記実施例３，
４の場合、第１８図に示す。

従来のＹ−Δ切換に比較してトルクの変動は小さく始動
電流も小さく抑えることが可能となった。

ところで前記制御装置２１の時限と、制御装置２３のあ
らかじめ定めた基準値とは、負荷トルクやＧＤ２と電動
機の出力により決定されるものである。またそれぞれの
制御装置は、２個の結線開閉スイッチの開閉を制御する
だけの単純なものであり、三段階の位相差を設けたリニ
アインダクションモータの制御装置として前記結線開閉
スイッチの位相切換装置に組み込んで構成することも可
能である。

さて前記実施例において結線開閉スイッチは単純な開閉
接点によるものを示したが、第１９図に示すように、ト
リガー素子等にも使用される、オフ状態からオン状態に
、またはその逆の切換えを行なうことのできる素子、つ
まりサイリスター又は、トライアック等の半導体素子を
含むものである。

このような開閉スイッチを使用し、たとえば、直列Δ結
線から徐々に不平衡状態に移行させると第１８図にある
ような切換時の小さなトルク変動もなくなり第２０図に
示す段差のないトルク特性とすることができるものであ
る。

また、これまで三段階の位相差を実施例の中心としてき
たが、開閉スイッチにより線間のすベてを同時に短絡す
る方法も負荷の状態により実現可能であることは言うま
でもなく、通常のＹ−Δ切換と異なり、切換による負荷
電流の遮断がなく、２組の一次巻線で構成するものであ
るから位相の切換を同時に行なえトルク特性を始動から
運転へと切換えられる。そしてその切換装置は単純で安
価に構成できることは前記実施例と同様の効果を有する
ものとなる。

〔効　果〕

以上のようにリニアインダクションモータの起動時及び
定格時の発生トルクの切換は、単純な位相切換装置によ
り三段階に切換可能となり、しかもそのトルクは、起動
用、中速用、運転用の三種である。これらのトルク特性
は起動時において起動電流は小さく起動トルクが大きい
、とくに常に可変速を必要とする機器を除いて、定トル
ク特性または二乗低減トルク特性の始動性の改善、起動
時間の低減を目的とした場合に好適なリニアインダクシ
ョンモータとなり、インバーター等の供給電源の高価な
制御装置を必要としない。

したがってトルクの多様化を図り低速がら定格速度域ま
で高いトルクを発生することのできるリニアインダクシ
ョンモータの用途の拡大と、低速域に高トルクと高効率
のリニアインダクションモータ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図は本発明のリニアインダクションモータの第１の
実施例図、第２図は本発明のリニアインダクションモー
タの第２の実施例図、第３図は本発明のリニアインダク
ションモータの第３の実施例図、第４図は本発明のリニ
アインダクションモータの第４の実施例図、第５図は電
気的位相差６０°の直列Δ結線をした一次巻線の位相切
換装置との結線図、第６図は位相切換装置により電気的
位相差６０°の直列Δ結線をした一次巻線の結線図、第
７図は位相切換装置により直列Δ結線から不平衡になっ
た一次巻線の結線図、第８図は位相切換装置により並列
Ｙ線になった一次巻線の結線図、第９図は電気的位相差
０°の直列Δ結線をした一次巻線の位相切換装置との結
線図、第１０図は位相切換装置により電気的位相差６０
０の並列Ｙ結線をした一次巻線の結線図、第１１図は位
相切換装置により、並列Ｙ結線から不平衡になった一次
巻線の結線図、第１２図は位相切換装置により直列Δ結
線になった一次巻線の結線図、第１３図は第１及び第２
の実施例の位相切換による各結線時におけるトルク特性
の一例を示す図、第１４図は第３及び第４の実施例の位
相切換による各結線時におけるトルク特性の一例を示す
図、第１５図はタイマーシーケンス回路による位相切換
装置の制御ブロック図、第１６図はロジック回路による
位相切換装置の制御ブロック図、第１７図は第１及び第
２の実施例において位相切換装置を使用した時のトルク
特性曲線の一例を示す図、第１８図は第３及び第４の実
施例において位相切換装置を使用した時のトルク特性曲
線の一例を示す図、第１９図は結線開閉スイッチにサイ
リスクを使用した時の結線図、第２０図は結線開閉スイ
ッチにサイリスタを使用した場合のトルク特性曲線の一
例を示す図、第２１図は従来のＹ−Δ切換によるトルク
特性曲線図である。 １・・・リニアインダクションモータ、２・・・軌道側
、３・・・移動側、４・・・二次側、５・・・非磁性体
コア、６・・・導体、８・・・短絡導体、９・・・連結
導体、１２・・・第１の一次巻線、１３・・・第２の一
次巻線、１４・・・軌道側、１５・・・移動側、１６・
・・一次側、１７・・・二次側、２０・・・位相切換装
置、２１・・・制御装置、２２・・・供給電源側、２３
・・・制御装置、２４・・・速度検出器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一次巻線と二次導体を展開したリニアインダショ
   ンモータであって、等間隔に配設した複数個の導体と該
   複数個の導体の両端に導体端間を短絡する短絡導体とで
   構成する二次導体と、前記二次導体に任意間隔をもって
   設けた二組の一次巻線と、該二組の一次巻線のうち一方
   の一次巻線が対向する二次導体の周囲に生じる移動磁界
   と他方の一次巻線が対向する二次導体の周囲に生じる移
   動磁界との間に位相差を生じさせる電圧位相切換装置と
   から構成すると共に、前記位相切換装置は前記二組の一
   次巻線を直列△結線とし、且つ前記二組の一次巻線の巻
   線間に各線間又は任意の線間を短絡する結線開閉スイッ
   チを設けてなることを特徴とするリニアインダクション
   モータ。
2. （２）一次巻線と二次導体を展開したリニアインダクシ
   ョンモータであって、等間隔に配設した複数個の導体と
   該複数個の導体の両端に導体端間を短絡する短絡導体と
   導体の中央部で導体間を短絡する連結導体とで構成する
   二次導体と、前記連結導体に対向しない部分に前記二次
   導体に任意間隔をもって設けた二組の一次巻線と、該二
   組の一次巻線のうち一方の一次巻線が対向する二次導体
   の周囲に生じる移動磁界と他方の一次巻線が対向する二
   次導体の周囲に生じる移動磁界との間に位相差を生じさ
   せる電圧位相切換装置とから構成すると共に、前記電圧
   位相切換装置は前記二組の一次巻線を直列△結線とし、
   且つ前記二組の一次巻線の巻線間に各線間又は任意の線
   間を短絡する結線開閉スイッチを設けてなることを特徴
   とするリニアインダクションモータ。
3. （３）請求項（１）または（２）に記載のリニアインダ
   クションモータであって、電圧位相切換装置は前記二組
   の一次巻線を直列△結線とし、且つ前記二組の一次巻線
   の巻線間に各線間又は任意の線間を短絡する結線開閉ス
   イッチと該結線開閉スイッチをタイマー又は速度検出器
   の信号により開閉制御する制御装置とを設けてなること
   を特徴とするリニアインダションモータ。