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JPH07250454A - Rotating electric machine - Google Patents

Rotating electric machine

Info

Publication number
JPH07250454A
JPH07250454A JP3842794A JP3842794A JPH07250454A JP H07250454 A JPH07250454 A JP H07250454A JP 3842794 A JP3842794 A JP 3842794A JP 3842794 A JP3842794 A JP 3842794A JP H07250454 A JPH07250454 A JP H07250454A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric machine
temperature
machine
fan
temperature inside
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3842794A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadahiko Shinshi
進士忠彦
Kenichiro Matsubara
謙一郎 松原
Doshu Ida
井田道秋
Kihachiro Tanaka
基八郎 田中
Misao Yonamine
操 與那嶺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP3842794A priority Critical patent/JPH07250454A/en
Publication of JPH07250454A publication Critical patent/JPH07250454A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、回転電機内の温度管理を行うこと
により、振動、騒音が小さい状態で運転できる回転電機
を提供することにある。 【構成】 電動機内温度変化に伴い形状変化をおこなう
ファンガイド8を、防滴保護型誘導電動機1のエンドブ
ラケット3に接するように設置する。ファンガイドは
8、電動機1の機内温度が低い状態では、通風口9を塞
ぐ形状をとるが、機内温度がある一定値を超えると、通
風口9を開きファン6に冷却風を誘導する形状となる。 【効果】 本発明により、電動機始動後、機内温度は短
時間で上昇する。温度上昇にともない、コイルを固めて
いるワニスの減衰性能が向上、嵌合部の隙間も減少し、
始動時の振動、騒音が短時間で低減する。さらに、機内
温度上昇後は、冷却が行われ機内温度は一定に保たれ
る。
(57) [Summary] [Object] An object of the present invention is to provide a rotating electric machine that can be operated in a state where vibration and noise are small by controlling the temperature inside the rotating electric machine. [Structure] A fan guide 8 that changes its shape in accordance with a change in temperature inside the electric motor is installed so as to contact the end bracket 3 of the drip-proof protection induction motor 1. The fan guide 8 has a shape that closes the ventilation port 9 when the temperature inside the motor 1 is low, but when the temperature inside the machine exceeds a certain value, it opens the ventilation port 9 and guides cooling air to the fan 6. Become. According to the present invention, the temperature inside the machine rises in a short time after starting the electric motor. As the temperature rises, the damping performance of the varnish that hardens the coil is improved, and the gap between the fitting parts is also reduced.
Vibration and noise at startup can be reduced in a short time. Furthermore, after the internal temperature rises, cooling is performed and the internal temperature is kept constant.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、回転電機の振動、騒音
を低減する装置に係り、さらに詳しくは、発電機、モ−
タ等の回転機械の電磁振動、ファン騒音を低減すること
ができる装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for reducing vibration and noise of a rotary electric machine, and more particularly, a generator and a motor.
The present invention relates to a device capable of reducing electromagnetic vibration and fan noise of a rotating machine such as a computer.

【0002】[0002]

【従来の技術】回転電動機、発電機、同期機等の回転電
機の冷却構造、冷却制御は、回転電機の効率的駆動、熱
的破壊の防止と言った観点から非常に重要な技術であ
る。その冷却方法、フィン形状には関しては現在まで数
多の方式が提案されている(例えば、特開平2−136
050号公報)。
2. Description of the Related Art A cooling structure and a cooling control for a rotary electric machine such as a rotary electric motor, a generator and a synchronous machine are very important techniques from the viewpoints of efficient driving of the rotary electric machine and prevention of thermal destruction. Regarding the cooling method and the fin shape, various methods have been proposed up to now (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-136).
050 publication).

【0003】特に、インバ−タ駆動よる誘導電動機の低
速時の冷却性能は、モ−タの回転数に依存して低下する
ため、モ−タ内部温度が異常に上昇し、熱的破壊が大き
な問題となっている。これらの解決方法として、特開平
1−231637号公報に記載されるように、ファン駆
動用に専用のモ−タを用い、主モ−タの温度状況によっ
てファン駆動用モ−タの回転数を制御し、冷却性能を維
持している。
In particular, the cooling performance of an induction motor driven by an inverter at low speeds decreases depending on the rotation speed of the motor, so that the internal temperature of the motor rises abnormally and thermal destruction is large. It's a problem. As a solution to these problems, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-231637, a dedicated motor for driving a fan is used, and the rotation speed of the fan driving motor is changed according to the temperature condition of the main motor. Control and maintain cooling performance.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、モ
−タ内部の温度上昇を出来るかぎり抑える冷却構造、冷
却制御が行われている。特に、ファンとロ−タが直結さ
れた冷却機構をもつ回転電機では、回転電機内の温度が
低い始動時も、ある程度時間が経過し電動機内部の温度
が上昇した時点でも回転電機冷却のため冷却ファンから
発生する風量に変化がない構造になっている。
In the above prior art, a cooling structure and a cooling control for suppressing the temperature rise inside the motor as much as possible are performed. In particular, in a rotary electric machine that has a cooling mechanism in which a fan and a rotor are directly connected, even when the temperature inside the rotary electric machine is low, cooling is performed to cool the rotary electric machine even when a certain amount of time has passed and the temperature inside the motor rises. The structure is such that the air volume generated from the fan does not change.

【0005】そして、上記の従来技術においては、回転
電機が一定時間駆動され内部の温度がある程度上昇する
まで、振動、騒音が生じる。特に、回転電機の始動時に
は、その振動、騒音が大きく、環境上大きな問題になっ
ている。
In the above prior art, vibration and noise are generated until the rotating electric machine is driven for a certain period of time and the internal temperature rises to some extent. In particular, when the rotating electric machine is started, its vibration and noise are large, which is a serious environmental problem.

【0006】本発明の目的は、上記の事柄に基づいてな
されたもので、回転電機の始動時の振動、騒音を短時
間、もしくは始動時から低減することのできる振動騒音
低減装置を有する回転電機を提供するものである。。
The object of the present invention was made based on the above matters, and a rotating electric machine having a vibration noise reduction device capable of reducing vibration and noise at the time of starting the rotating electric machine for a short time or from the time of starting. Is provided. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、回転電
機内の温度変化によって形状を変化させエンドブラケッ
トの通風口を通る冷却風の流量を制限するファンガイド
によって実現される。また本発明によれば、回転電機内
の温度変化によって形状を変化させ固定子枠の通風口を
通る冷却風の流量を制限する開閉弁によって実現され
る。
According to the present invention, there is provided a fan guide which changes its shape according to a temperature change in a rotary electric machine and limits a flow rate of cooling air passing through a ventilation port of an end bracket. Further, according to the present invention, it is realized by an on-off valve that changes a shape according to a temperature change in a rotating electric machine and limits a flow rate of cooling air passing through a ventilation port of a stator frame.

【0008】また本発明によれば、回転電機内の温度変
化に従って接続するクラッチ機構により冷却ファンとロ
ータシャフトを断続することによって実現される。
Further, according to the present invention, it is realized by connecting and disconnecting the cooling fan and the rotor shaft by a clutch mechanism which is connected according to a temperature change in the rotary electric machine.

【0009】[0009]

【作用】回転電機の内部温度が低い始動時は、回転電機
内のファンガイドがエンドブラケットの通風口を防ぐ形
状に変形している。このため冷却風が回転電機内に流入
しないため、機内の温度が短時間で上昇し、回転電機内
のコイルを固めているワニスの減衰性能が向上し、また
嵌合部のガタも熱膨張によって緩和される。このため、
回転電機の振動、騒音レベルも短時間で低下する。内部
温度があるレベルに達した場合は、ファンガイドが冷却
風を回転電機内部に送りこむ形状に変形するため、冷却
風が回転電機内部に流入し、過剰な温度上昇に伴う回転
電機の効率の低下や熱的破壊は防止できる。
When the internal temperature of the rotary electric machine is low, the fan guide in the rotary electric machine is deformed into a shape that prevents the vent holes of the end brackets. For this reason, the cooling air does not flow into the rotating electric machine, so the temperature inside the machine rises in a short time, the damping performance of the varnish that solidifies the coils in the rotating electric machine is improved, and the looseness of the fitting part is also increased by thermal expansion. Will be alleviated. For this reason,
The vibration and noise level of the rotating electric machine also decreases in a short time. When the internal temperature reaches a certain level, the fan guide transforms into a shape that sends cooling air into the rotating electric machine, so cooling air flows into the rotating electric machine and the efficiency of the rotating electric machine decreases due to excessive temperature rise. And thermal destruction can be prevented.

【0010】前記回転電機内の温度変化により形状を変
化する開閉弁の場合、及び回転電機内の温度変化により
接続するクラッチ機構の場合も、前記ファンガイドにつ
いて説明したと同様に回転電機内の温度に応じて冷却風
量を調整して、過剰な温度上昇に伴う回転電機の効率の
低下や熱的破壊は防止できる。
In the case of an on-off valve whose shape changes according to the temperature change in the rotating electric machine, and also in the case of a clutch mechanism connected by the temperature change in the rotating electric machine, the temperature inside the rotating electric machine is the same as that described for the fan guide. By adjusting the amount of cooling air according to the above, it is possible to prevent the efficiency of the rotating electric machine from being lowered and the thermal destruction due to the excessive temperature rise.

【0011】[0011]

【実施例】図1は、本発明の装置の一実施例を備えた防
滴保護型誘導電動機の断面図を示すものである。この図
1において防滴保護型誘導電動機1は、固定子枠2、固
定子枠2の端部に取り付けられたエンドブラケット3、
固定子枠内に配置されたロ−タ4と、該ロータを支持す
るロ−タシャフト5、ロ−タ4に取り付けられた冷却フ
ァン6、固定子内面に設けられたステ−タ7、エンドブ
ラケット3の内面に設けられたファンガイド8、エンド
ブラケット3に設けた通風口9、固定子枠2に設けた通
風口10、固定子枠を支える支持脚11、ステ−タ7の
端部に出ているエンドコイル7Aによって構成されてい
る。前述したファンガイド8は、前述した通風口9に位
置するように設けられており、形状記憶合金、バイモル
フ又はバイメタルの熱変形板(以下、バイモルフの語を
多用する)等の温度に依存した形状変化を行う材料によ
って製作されている。また、ファンガイド8の断面形状
は図2に示すような曲線形状をなし、ファンガイドの立
体形状は、該曲線をロータシャフトの軸線を中心に回転
して形成される略ラッパ形状をなし、図2〜図3のよう
な開閉運動を容易にするために、必要に応じ放射方向の
スリットが設けられる。
1 is a cross-sectional view of a drip-proof protection type induction motor equipped with an embodiment of the apparatus of the present invention. In FIG. 1, a drip-proof protection type induction motor 1 includes a stator frame 2, an end bracket 3 attached to an end of the stator frame 2,
A rotor 4 arranged in the stator frame, a rotor shaft 5 supporting the rotor, a cooling fan 6 attached to the rotor 4, a stator 7 provided on the inner surface of the stator, and an end bracket. 3, a fan guide 8 provided on the inner surface of 3, a ventilation port 9 provided on the end bracket 3, a ventilation port 10 provided on the stator frame 2, a support leg 11 for supporting the stator frame, and an end portion of the stator 7. It is constituted by the end coil 7A. The above-mentioned fan guide 8 is provided so as to be located at the above-mentioned ventilation port 9, and has a shape depending on the temperature, such as a shape memory alloy, a bimorph or a bimetal thermal deformation plate (hereinafter, the term bimorph is often used). It is made of materials that change. Further, the cross-sectional shape of the fan guide 8 has a curved shape as shown in FIG. 2, and the three-dimensional shape of the fan guide has a substantially trumpet shape formed by rotating the curved line around the axis of the rotor shaft. In order to facilitate the opening / closing movement as shown in FIGS. 2 to 3, slits in the radial direction are provided as needed.

【0012】図2に示すように、誘導電動機1の始動前
においては、ファンガイド8は、エンドブラケット3の
通風口9を塞ぐかエンドブラケットに近接して通風口9
を通る通風量を低減している。そのため、誘導電動機1
の内部には冷却風が流入しないか少量である。この状態
において、誘導電動機1を始動すると、冷却性能が低下
した状態のため、電動機内の温度が短時間で上昇する。
この温度上昇により、コイルを固めているワニスの減衰
性能が向上し、誘導電動機1におけるステータと固定子
枠、エンドブラケットと固定子枠、ロータシャフトとベ
アリング等の嵌合部の隙間が減少する。これにより、振
動、騒音が低減する。ある一定時間運転継続後、機内温
度が上昇することによって、図3に示されるように、フ
ァンガイド8は通風口9を十分に開口するように変形す
る。これによって、冷却風は、ファンガイド8とファン
6によって誘導電動機1内に導かれ、エンドコイル12
を冷却して、固定子枠2に取り付けられている通風口1
0から外部に排出される。上述した本発明の実施例によ
れば、図4に示すように従来の時間−騒音特性曲線Aに
対し特性曲線Bのように、始動時からの騒音、振動の収
束時間を大幅に低減させることができる。また、温度上
昇後、通常の冷却動作を行うので、誘導電動機1の効率
の低下や熱的破壊は防止できる。
As shown in FIG. 2, before the induction motor 1 is started, the fan guide 8 closes the ventilation port 9 of the end bracket 3 or is close to the end bracket, and the ventilation port 9 is provided.
The amount of ventilation that passes through is reduced. Therefore, the induction motor 1
The cooling air does not flow into the inside of the or is a small amount. When the induction motor 1 is started in this state, the temperature inside the electric motor rises in a short time because the cooling performance is lowered.
This temperature rise improves the damping performance of the varnish that hardens the coil, and reduces the gaps between the stator and the stator frame, the end brackets and the stator frame, and the rotor shaft and the fitting portions such as the bearings in the induction motor 1. This reduces vibration and noise. After the operation is continued for a certain period of time, the temperature inside the machine rises, so that the fan guide 8 is deformed so that the ventilation port 9 is sufficiently opened, as shown in FIG. As a result, the cooling air is guided into the induction motor 1 by the fan guide 8 and the fan 6, and the end coil 12
Ventilation port 1 attached to the stator frame 2 by cooling the
It is discharged from 0 to the outside. According to the above-described embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, as compared with the conventional time-noise characteristic curve A, as shown by the characteristic curve B, the convergence time of noise and vibration from the start can be significantly reduced. You can Further, since the normal cooling operation is performed after the temperature rises, it is possible to prevent the efficiency of the induction motor 1 from decreasing and thermal destruction.

【0013】図5は、本発明の他の実施例を示すもので
ある。この図において、図1と同符号のものは、同一部
分である。この実施例は、図1における機内温度の変化
に伴い変形するファンガイド8の代わりに、固定子枠2
の通風口10にバイモルフもしくは形状記憶合金等で出
来た温度変化によって変形する開閉弁12を備えてい
る。該開閉弁12は一端を固定子枠に支持され、矢印の
ように運動し、通風口10を開閉する方向に回動する。
13は、冷却風の流れ方向を示している。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. 1 are the same parts. In this embodiment, the stator frame 2 is used instead of the fan guide 8 which is deformed according to the change of the temperature inside the machine in FIG.
The ventilation port 10 is provided with an on-off valve 12 that is deformed by a temperature change made of bimorph or shape memory alloy. One end of the on-off valve 12 is supported by the stator frame, moves as shown by an arrow, and rotates in the direction of opening and closing the ventilation port 10.
Reference numeral 13 indicates the flow direction of the cooling air.

【0014】誘導電動機1の始動時は、開閉弁12は通
風口10を閉じるか固定子枠に近接して該通風口10を
通る通風量を低減している。このため、誘導電動機1の
内部温度は急速に上昇し、前述の実施例同様、短時間で
誘導電動機1の減衰性能の向上、嵌合部隙間の減少が達
成され、振動、騒音が低減される。機内温度上昇に伴い
開閉弁12は、通風口10を開度を増し、前述の実施例
と同様冷却風によって誘導電動機1内部の冷却が行われ
る。
When the induction motor 1 is started, the on-off valve 12 closes the ventilation port 10 or approaches the stator frame to reduce the ventilation volume passing through the ventilation port 10. Therefore, the internal temperature of the induction motor 1 rapidly rises, and as in the above-described embodiment, the damping performance of the induction motor 1 is improved and the clearance of the fitting portion is reduced in a short time, and the vibration and noise are reduced. . As the temperature inside the machine rises, the opening / closing valve 12 increases the opening of the ventilation port 10, and the inside of the induction motor 1 is cooled by the cooling air as in the above-described embodiment.

【0015】上記の作用によってエンドブラケット2の
通風口9をファンガイド8によって開閉する前記装置と
同様な効果が得られる。
With the above operation, the same effect as that of the above-mentioned device in which the ventilation port 9 of the end bracket 2 is opened and closed by the fan guide 8 can be obtained.

【0016】全閉型誘導電動機に対する実施例を図6に
示す。全閉型誘導電動機14は、ステ−タ7、ロ−タ
4、エンドブラケット3の基本構成は、図1に示した防
滴保護型誘導電動機1と同様である。大きく異なる点と
しては、電動機14内部には、外気を直接取り込むこと
が出来ないため、ロ−タシャフト5に接続された外部フ
ァン6と、ファンによって発生された冷却風を固定子枠
17の外側に誘導するファンガイド15を有する。ま
た、固定子枠17には、冷却フィン17Aが付いてい
る。冷却ファン6とロ−タシャフト5の間には、両者の
接続を機内の温度上昇によって行うクラッチ機構16
(具体例は後述する)が設けられている。18は、ロ−
タ4より発生する熱の流れ方向を示している。
FIG. 6 shows an embodiment for a fully closed induction motor. The fully closed induction motor 14 has the same basic configuration of the stator 7, the rotor 4 and the end bracket 3 as the drip-proof protection induction motor 1 shown in FIG. A big difference is that since the outside air cannot be directly taken into the inside of the electric motor 14, the external fan 6 connected to the rotor shaft 5 and the cooling air generated by the fan are directed to the outside of the stator frame 17. It has a fan guide 15 for guiding. Further, the stator frame 17 is provided with cooling fins 17A. A clutch mechanism 16 is provided between the cooling fan 6 and the rotor shaft 5 to connect them by increasing the temperature inside the machine.
(A specific example will be described later) is provided. 18 is low
The flow direction of heat generated from the heater 4 is shown.

【0017】次に、上述した本発明の装置の一実施例の
動作を説明する。誘導電動機14の始動直後は、機内温
度が上昇しないためクラッチ機構16は、ロ−タシャフ
ト5と冷却ファン6を接続しない。このため、機内温度
は急速に上昇し、ワニスの減衰特性の向上と、嵌合部隙
間の減少によって、振動、騒音が短時間で低下する。機
内温度が上昇すると、18に示す方向に、ロ−タ4の熱
が伝わりクラッチ機構16が作動して、ロ−タシャフト
5と冷却ファン6を接続する。冷却ファン6の回転に伴
い冷却風が発生し、フィンの付いた固定子枠17の表面
を冷却する。これによって機内温度の上昇が抑制され
る。
Next, the operation of the above-described embodiment of the apparatus of the present invention will be described. Immediately after starting the induction motor 14, the clutch mechanism 16 does not connect the rotor shaft 5 and the cooling fan 6 because the temperature inside the machine does not rise. Therefore, the temperature inside the machine rises rapidly, and the vibration and noise are reduced in a short time due to the improvement of the damping characteristic of the varnish and the reduction of the fitting portion clearance. When the temperature inside the machine rises, the heat of the rotor 4 is transmitted in the direction indicated by 18, and the clutch mechanism 16 operates to connect the rotor shaft 5 and the cooling fan 6. Cooling air is generated with the rotation of the cooling fan 6, and cools the surface of the stator frame 17 with fins. This suppresses the rise in the temperature inside the machine.

【0018】上述した本発明の効果を、図7を用いて説
明する。Eは電磁騒音の時間変化、Gは冷却風による流
体音の時間変化、Fはト−タルの騒音レベルの時間変化
を示す曲線である。電磁振動レベルEは、機内温度の急
速な上昇に伴うワニスの減衰特性の向上、嵌合部隙間の
減少によって急速に収束する。また、電磁音の大きい始
動時には、ファンは駆動していないため冷却風による流
体音Gはない。このためト−タルの騒音レベルFは、電
磁振動レベルEと同様である。機内温度の上昇に伴いク
ラッチ機構16が接続しファン6を駆動することによっ
て流体音Gが発生する。ところが、クラッチ機構16が
接続した時点では、電磁振動Eのレベルが十分低下して
いるため問題となる振動騒音レベルとはならない。
The effects of the present invention described above will be described with reference to FIG. E is a time change of electromagnetic noise, G is a time change of fluid noise due to cooling air, and F is a curve showing a time change of total noise level. The electromagnetic vibration level E converges rapidly due to the improvement of the varnish damping characteristics and the reduction of the fitting portion clearance as the temperature inside the machine rapidly increases. Further, at the time of starting when the electromagnetic noise is large, the fan is not driven and there is no fluid noise G due to the cooling air. Therefore, the total noise level F is the same as the electromagnetic vibration level E. As the temperature inside the machine rises, the clutch mechanism 16 is connected and the fan 6 is driven to generate the fluid noise G. However, at the time when the clutch mechanism 16 is engaged, the level of the electromagnetic vibration E is sufficiently reduced, so that the vibration noise level does not become a problem.

【0019】図8、9に前記実施例の中で示したロ−タ
からの熱流入に伴ってロ−タシャフト5と冷却ファン6
を接続するクラッチ16の2つの実施例を示す。図8の
一実施例は、ロ−タシャフト5と、ある一定温度以上に
なった場合変形するバイモルフの板状部材19、該板状
部材に接着されたゴム等の摩擦部材20によって構成さ
れており、該ゴム20に代えて一般のクラッチに使用さ
れる耐摩耗性の摩擦部材を用いることができる。図9の
実施例では、バイモルフの代わりに熱変化によって変形
する形状記憶合金で出来たバネ21が用いられている。
これらの実施例において、電動機内の熱18は、ロ−タ
シャフト5を伝わって、ロ−タ端部を加熱する。そうす
るとバイモルフ19は外周部が冷却ファン6に近接する
方向に湾曲し、また形状記憶合金等で出来たバネ21
は、温度上昇に伴って伸び、ゴム20を介して冷却ファ
ン6に接続する。これによってロ−タシャフト5の動力
が冷却ファンに伝達され、冷却風が発生される。
8 and 9, the rotor shaft 5 and the cooling fan 6 are accompanied by the heat inflow from the rotor shown in the above embodiment.
2 shows two embodiments of the clutch 16 for connecting the. An embodiment shown in FIG. 8 is composed of a rotor shaft 5, a bimorph plate member 19 that deforms when a certain temperature or higher is reached, and a friction member 20 such as rubber adhered to the plate member. Instead of the rubber 20, a wear-resistant friction member used for a general clutch can be used. In the embodiment of FIG. 9, instead of the bimorph, a spring 21 made of a shape memory alloy that deforms due to heat change is used.
In these embodiments, the heat 18 in the motor travels through the rotor shaft 5 and heats the rotor end. Then, the outer peripheral portion of the bimorph 19 is curved toward the cooling fan 6, and the spring 21 made of a shape memory alloy or the like is used.
Expands as the temperature rises and is connected to the cooling fan 6 via the rubber 20. As a result, the power of the rotor shaft 5 is transmitted to the cooling fan and cooling air is generated.

【0020】上記機構を用いることによって、図6にて
示した実施例が実現可能となると共に、クラッチ機構に
温度感知機能とアクチュエ−タの機能を兼ね備えている
ため、温度センサを用いて電動機内の温度を計測し、そ
の情報を制御装置で判断し、電磁クラッチを動作させロ
−タシャフト5の動力をファン6に伝えるといった複雑
なシステム構成を取るよりも、部品点数が少なく機構が
単純となる利点がある。
By using the above mechanism, the embodiment shown in FIG. 6 can be realized, and since the clutch mechanism has both a temperature sensing function and an actuator function, the temperature sensor can be used in the motor. The number of parts is smaller and the mechanism is simpler than the complicated system configuration in which the temperature is measured, the information is judged by the control device, and the electromagnetic clutch is operated to transmit the power of the rotor shaft 5 to the fan 6. There are advantages.

【0021】さらに次の実施例として、図10に、冷却
風の流量制御装置を備えた誘導電動機のインバ−タ駆動
システムに対する本発明の一実施例を示す。本実施例
は、誘導電動機22、その内部の温度を計測するための
温度センサ23、温度センサの信号を処理ならびにイン
バ−タ25に指令を与える制御装置24、誘導電動機2
2やファン駆動用電動機26に電流電圧を供給するイン
バ−タ25、冷却ファン6より構成される。
As a further embodiment, FIG. 10 shows an embodiment of the present invention for an inverter drive system for an induction motor equipped with a cooling air flow rate control device. In this embodiment, an induction motor 22, a temperature sensor 23 for measuring the temperature inside the induction motor 22, a controller 24 for processing signals from the temperature sensor and giving a command to an inverter 25, an induction motor 2
2, an inverter 25 for supplying a current voltage to the fan driving electric motor 26, and a cooling fan 6.

【0022】図11のフロ−チャ−トを用いて、図10
のシステムの制御方法の一実施例を示す。制御装置24
に誘導電動機22の始動命令が与えられる。このとき、
制御装置24からの信号に基づきインバ−タ25から、
誘導電動機22へ駆動のための電流電圧が供給される
(ステップ110)。電動機内部の温度情報を絶えず温
度センサ23にてモニタし、内部温度と制御装置24内
の記憶装置に事前に入力されている設定温度T0とを比
較し、次の動作を決定する(ステップ111)。機内温
度Tが、設定温度以上であれば、ファン6を制御するル
−プに入る(ステップ112)。設定温度以下の場合、
電動機の冷却用ファン6を停止しておく(ステップ11
3)。設定温度T0以上に内部温度が達した場合、設定
温度と内部温度の関係から冷却用ファン6の回転数を制
御装置24にて決定する(ステップ114)。制御装置
24の命令に従い冷却ファン用電動機26をインバ−タ
25で駆動してやる(ステップ115)。上記の動作を
繰り返す。
Using the flow chart of FIG. 11, FIG.
An example of the control method of the system will be described. Control device 24
Is given a command to start the induction motor 22. At this time,
From the inverter 25 based on the signal from the controller 24,
A current voltage for driving is supplied to the induction motor 22 (step 110). The temperature information inside the electric motor is constantly monitored by the temperature sensor 23, and the internal temperature is compared with the preset temperature T0 input in advance in the storage device in the control device 24 to determine the next operation (step 111). . If the in-machine temperature T is equal to or higher than the set temperature, the loop for controlling the fan 6 is entered (step 112). If the temperature is below the set temperature,
The cooling fan 6 for the electric motor is stopped (step 11).
3). When the internal temperature reaches the set temperature T0 or higher, the controller 24 determines the rotation speed of the cooling fan 6 based on the relationship between the set temperature and the internal temperature (step 114). The cooling fan motor 26 is driven by the inverter 25 in accordance with a command from the control device 24 (step 115). The above operation is repeated.

【0023】上記の制御方法によって電動機内の温度
を、ワニスの振動減衰性がよく、かつ嵌合部のがたが少
ないため振動、騒音が低い状態まで、速やかに上昇出来
る。また、温度上昇に伴いファン6が駆動し、冷却風を
発生するため、その後の温度管理も可能となる。またフ
ァン6は、誘導電動機22とシャフト5で接続していな
いため、電動機内部温度Tが設定値T0より低い時点で
は、ファン6を停止しておくことが可能である。このた
め、始動時、内部温度低く、電磁加振力による振動騒音
レベルが高い時点では、ファン駆動による流体音が発生
せず静粛な電動機の駆動が可能となる。
By the above control method, the temperature in the electric motor can be rapidly raised to a state where vibration and noise are low because the vibration damping property of the varnish is good and the rattling of the fitting portion is small. Further, as the temperature rises, the fan 6 is driven to generate cooling air, so that it is possible to manage the temperature thereafter. Further, since the fan 6 is not connected to the induction motor 22 by the shaft 5, it is possible to stop the fan 6 when the electric motor internal temperature T is lower than the set value T0. For this reason, at the time of starting, when the internal temperature is low and the vibration noise level due to the electromagnetic excitation force is high, the fluid noise due to the fan drive does not occur, and it is possible to drive the motor silently.

【0024】次に、図10のシステムに他の制御方法を
適用した一実施例を示す。図10のシステム構成におけ
る誘導電動機22は、インバ−タ25より発生される1
20度位相のずれた三相交流電圧、もしくは、パルス波
形電圧によって駆動されている。制御装置24から発生
する命令を変更すればインバ−タ25から発生する3相
U,V,W相3相のの位相を変えることができる。
Next, an embodiment in which another control method is applied to the system of FIG. 10 will be shown. The induction motor 22 in the system configuration of FIG.
It is driven by a three-phase AC voltage with a phase difference of 20 degrees or a pulse waveform voltage. By changing the command generated from the control unit 24, the phases of the three phases U, V, W and three phases generated from the inverter 25 can be changed.

【0025】図12に、フロ−チャ−トを用いた実施例
の動作を示す。図10の制御装置24に運転開始命令が
与えられる(ステップ120)。制御装置24の記憶領
域に事前に入力されている設定温度T01より、機内温
度Tが高いか、低いかを、温度センサ23の情報をもと
に制御装置24で判断し、次の動作を決定する(ステッ
プ121)。機内温度が設定値T01より低い場合,図
13に示すようにインバ−タ25から、U,V,W相の
3相のすべてが同相の駆動電圧電流を誘導電動機22に
与える(ステップ122)。この状態では、誘導電動機
22のステ−タに進行磁界は発生しない。このため電動
機22は回転せず、電動機内部の温度が上昇するだけで
ある。機内温度Tが、電磁加振力による振動騒音が発生
しにくい設定温度T01以上になった場合、図13に示
されるように、U,V,W相3相120度ずつ位相のず
れた電圧電流をインバ−タ25から誘導電動機22に与
えてやる(ステップ123)。この時、誘導電動機22
のステ−タに進行磁界が発生するためロ−タが回転す
る。その後の制御方法は、図11に示したものと同様で
ある(ステップ124から128)。
FIG. 12 shows the operation of the embodiment using the flow chart. An operation start command is given to the control device 24 of FIG. 10 (step 120). Based on the information of the temperature sensor 23, the control device 24 determines whether the in-machine temperature T is higher or lower than the preset temperature T01 input in advance in the storage area of the control device 24, and determines the next operation. (Step 121). When the temperature inside the machine is lower than the set value T01, as shown in FIG. 13, all three phases of U, V, and W give the same driving voltage and current to the induction motor 22 from the inverter 25 (step 122). In this state, no traveling magnetic field is generated in the stator of the induction motor 22. Therefore, the electric motor 22 does not rotate, and the temperature inside the electric motor only rises. When the in-machine temperature T becomes equal to or higher than the set temperature T01 at which vibration noise due to the electromagnetic excitation force is hard to be generated, as shown in FIG. 13, U, V, W phases 3 phases 120 degrees out of phase Is given from the inverter 25 to the induction motor 22 (step 123). At this time, the induction motor 22
Since a traveling magnetic field is generated in the stator, the rotor rotates. The control method thereafter is the same as that shown in FIG. 11 (steps 124 to 128).

【0026】上記制御方法によって誘導電動機22は、
ロ−タが回転する前に加熱されることにより、コイルの
ワニスの減衰特性が向上し、また嵌合部の隙間が減少し
た状態での静粛な始動が可能となる。また、始動後は、
図11と同様の制御を行うため、図11の実施例と同様
な効果が期待できる。
The induction motor 22 is controlled by the above control method.
By heating the rotor before it is rotated, the damping characteristic of the varnish of the coil is improved, and a quiet start can be performed in a state where the clearance between the fitting portions is reduced. Also, after starting,
Since the same control as that of FIG. 11 is performed, the same effect as that of the embodiment of FIG. 11 can be expected.

【0027】以上、本発明の各実施例を誘導電動機の例
につき説明したが、本発明は、これに限定されることな
く、誘導電動機以外の電動機、同期機、発電機等におい
て実施し得ることは勿論であるが、その実施例の説明は
前記と同様になるので省略する。
Although the respective embodiments of the present invention have been described with reference to the example of the induction motor, the present invention is not limited to this, and the present invention can be implemented in electric motors other than induction motors, synchronous machines, generators and the like. Of course, the description of the embodiment will be omitted because it is similar to the above.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
回転電機の機内温度が低い状態で発生する振動、騒音を
短時間、もしくは、始動時から低減することが出来る。
As described above, according to the present invention,
It is possible to reduce vibration and noise generated when the temperature inside the rotating electric machine is low, for a short time or from the time of starting.

【0029】また、冷却ファンの停止機能を有した実施
例では、消費電力の節約、流体音の低減が可能となる。
Further, in the embodiment having the function of stopping the cooling fan, it is possible to save power consumption and reduce fluid noise.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を備えた防滴保護型誘導電動
機を一部断面図にて示す側面図である。
1 is a side view showing a partial cross-sectional view of a drip-proof protection type induction motor equipped with an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示したファンガイドの始動時の状態を示
す側面図である。
FIG. 2 is a side view showing a state when the fan guide shown in FIG. 1 is started.

【図3】図1に示したファンガイドの定常時の状態を示
す側面図である。
FIG. 3 is a side view showing a normal state of the fan guide shown in FIG.

【図4】図1の実施例の騒音低減効果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a noise reduction effect of the embodiment of FIG.

【図5】図1に示した装置の固定子枠通風口に冷却風の
流量制御弁を取り付けた実施例を一部断面図にて示す正
面図である。
5 is a front view showing a partial cross-sectional view of an embodiment in which a flow rate control valve for cooling air is attached to a stator frame ventilation port of the apparatus shown in FIG.

【図6】本発明の一実施例を備えた全閉型誘導電動機を
一部断面図にて示す側面図である。
FIG. 6 is a side view showing, in a partial cross-sectional view, a fully-closed induction motor equipped with an embodiment of the present invention.

【図7】図6の実施例の騒音低減効果を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a noise reduction effect of the embodiment of FIG.

【図8】図6に示したクラッチにバイモルフを利用した
1実施例を示した側面図である。
8 is a side view showing an embodiment in which a bimorph is used for the clutch shown in FIG.

【図9】図6に示したクラッチに形状記憶合金製のばね
を利用した1実施例を示した側面図である。
9 is a side view showing an embodiment in which a spring made of a shape memory alloy is used in the clutch shown in FIG.

【図10】本発明の一実施例を適用するインバ−タによ
る誘導電動機駆動システム構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of an induction motor drive system by an inverter to which an embodiment of the present invention is applied.

【図11】図10に示す誘導電動機駆動システム構成の
制御方法の一実施例を示す図である。
11 is a diagram showing an example of a control method of the configuration of the induction motor drive system shown in FIG.

【図12】図10に示す誘導電動機駆動システム構成の
制御方法の別の一実施例を示す図である。
12 is a diagram showing another embodiment of the control method of the induction motor drive system configuration shown in FIG.

【図13】図12の制御方法によるインバ−タから発生
する電圧パタ−ンを示した図である。
13 is a diagram showing a voltage pattern generated from the inverter according to the control method of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:防滴保護型誘導電動機、2:固定子枠、3:エンド
ブラケット 4:ロ−タ、5:ロ−タシャフト、6:ファン、7:ス
テ−タ 8:ファンガイド(防滴保護型誘導電動機用)9:通風
口(エンドブラケット)10:通風口(固定子枠)、1
1:固定子支持脚、12:風量調節弁 13:冷却風の流線、14:全閉型誘導電動機 15:ファンガイド(全閉型誘導電動機用)、16:ク
ラッチ 17:フィン付き固定子枠、18:ロ−タからの熱の流
れ、19:バイモルフ 20:摩擦部材、21:形状記憶合金製ばね、22:イ
ンバ−タ駆動用誘導電動機、23:温度センサ、24:
制御装置、25:インバ−タ 26:冷却ファン駆動用電動機
1: Drip-proof protection type induction motor, 2: Stator frame, 3: End bracket 4: Rotor, 5: Rotor shaft, 6: Fan, 7: Starter 8: Fan guide (Drip-proof protection type induction motor) (For electric motor) 9: Ventilation port (end bracket) 10: Ventilation port (stator frame), 1
1: Stator support legs, 12: Airflow control valve 13: Cooling air streamline, 14: Fully closed induction motor 15: Fan guide (for fully closed induction motor), 16: Clutch 17: Finned stator frame , 18: Heat flow from the rotor, 19: Bimorph 20: Friction member, 21: Shape memory alloy spring, 22: Inverter driving induction motor, 23: Temperature sensor, 24:
Control device, 25: Inverter 26: Electric motor for driving cooling fan

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 基八郎 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 與那嶺 操 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Motohachiro Tanaka, 502 Jinritsu-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki, Institute of Mechanical Research, Hiritsu Seisakusho Co., Ltd. Hitachi Industrial Products Division

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンドブラケットに内部冷却用の通風口
を備えた回転電機において、機内温度によって形状変化
する材質で製作し、機内温度状態に伴い前記通風口を開
閉するファンガイドを設けたことを特徴とする回転電
機。
1. A rotary electric machine having an end bracket having a ventilation port for internal cooling, wherein a fan guide is provided which is made of a material whose shape changes according to the temperature inside the machine and which opens and closes the ventilation port according to the temperature inside the machine. Characteristic rotating electric machine.
【請求項2】 固定子枠に通風口を備えた回転電機にお
いて、前記通風口に温度変化によって開閉する弁を設け
たことを特徴とする回転電機。
2. A rotary electric machine having a stator frame having a ventilation port, wherein the ventilation port is provided with a valve that opens and closes according to a temperature change.
【請求項3】 冷却ファンとロ−タシャフトとを有する
回転電機において、前記冷却ファンとロ−タシャフトと
の間に機内温度に従って接続するクラッチ機構を設けた
ことを特徴とする回転電機。
3. A rotating electric machine having a cooling fan and a rotor shaft, wherein a rotating mechanism is provided between the cooling fan and the rotor shaft, the clutch mechanism being connected according to the temperature inside the machine.
【請求項4】 前記クラッチ機構は、バイモルフ又は形
状記憶合金等の温度上昇にともなう形状変化によってク
ラッチ動作を実現する請求項3記載の回転電機。
4. The rotating electric machine according to claim 3, wherein the clutch mechanism realizes a clutch operation by a shape change of a bimorph, a shape memory alloy or the like due to a temperature rise.
【請求項5】 制御装置の命令に従ってインバ−タ電源
から駆動電流電圧を発生し回転電機を駆動し、さらに回
転電機内の温度情報を回転電機内の温度センサによって
検出し、前記制御装置もしくは別の制御装置によって処
理、その結果から前記回転電機とは異なる駆動源によっ
て冷却ファンを駆動する回転電機において、前記制御装
置内の記憶装置に特定の温度情報を入力しておき、前記
情報に基づいて冷却動作をおこなうよう冷却ファンを駆
動することを特徴とする回転電機。
5. A rotary electric machine is driven by generating a drive current voltage from an inverter power supply in accordance with a command from the control device, and temperature information in the rotary electric machine is detected by a temperature sensor in the rotary electric machine. In the rotating electric machine in which the cooling fan is driven by a driving source different from that of the rotating electric machine, the specific temperature information is input to the storage device in the controller, and based on the information. A rotating electric machine characterized by driving a cooling fan so as to perform a cooling operation.
【請求項6】 回転電機において前記回転電機の駆動前
に、特定の設定温度まで機内温度を上昇させてから回転
電機を始動させる手段を設けたことを特徴とする請求項
5記載の回転電機。
6. The rotary electric machine according to claim 5, further comprising means for starting the rotary electric machine after raising the temperature inside the machine to a specific set temperature before driving the rotary electric machine.
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