(57)【要約】【課題】  エレベータの巻上機等に使用される巻上モータにおいて、試験時や緊急時に大きなトルク得ることができる巻上モータを得る。【解決手段】  巻上モータ１の電機子巻線２の各相を複数組のコイル３で構成し、通常状態では、各相毎に複数組のコイル３を並列接続したもの三相をＹ結線に接続して運転し、通常より大きなトルクを出す必要がある場合には、コイル３の端子の接続を切り替えて、各相毎に複数組のコイル３を直列接続したもの三相をＹ結線に接続して運転することにより、必要に応じ、大トルクを得ることができるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｙ結線して使用される三相の電機子巻線の各相を複数組のコイルで構成し、通常状態では、上記各相毎に上記複数組のコイルを並列に接続して運転し、大トルクを必要とするときは、接続を切り替えることにより上記各相毎に上記複数組のコイルを直列に接続して運転することを特徴とする巻上モータ。
【請求項２】
コイルの一端を口出しし他端を中性点に接続してＹ結線した三相の電機子巻線を３組備え、上記口出しした口出記号を各組毎に（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１），（Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２），（Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３）とするとき、通常状態では、上記Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３を電源のＵ相に接続し、上記Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を上記電源のＶ相に接続し、上記Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を上記電源のＷ相に接続して運転し、大トルクを必要とするときは、上記Ｕ１，Ｖ２，Ｗ３を短絡し、上記Ｕ３，Ｖ１，Ｗ２を解放し、上記Ｕ２を上記電源のＵ相へ，上記Ｖ３を上記電源のＶ相へ，上記Ｗ１を上記電源のＷ相へそれぞれ接続するように接続を切り替えて運転することを特徴とする巻上モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、エレベータの巻上機等に用いられる巻上モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の巻上モータにおいて、例えばエレベータの巻上機に使用する巻上モータの場合、竣工の際に、その安全性を検証するために非常止め試験が行われる。この非常止め試験では、エレベータのかごに取り付けられた非常止めを作動させてかごを停止させた状態で、ロープが綱車をすべるまで巻上モータを駆動するということが行われている。従って、この試験に対応するためには巻上モータは綱車のトラクション以上のトルクを出力できなければならない。
【０００３】
また、近年、機械室を無くして、巻上機、制御装置を昇降路内に配置した機械室なしエレベータが普及してきている。特にこのようなエレベータの場合には、ブレーキが電気的に開放できなくなる故障の際には、例えば乗り場からブレーキ開放ワイヤーを操作して強制開放する必要がある。この技術に関しては、例えば、乗場出入口の間口方向へ往復動可能な可動体を、昇降路内のかご昇降領域と乗場出入口の床部との間の隙間に配置し、駆動装置のブレーキを手動で操作するための可撓性の解放用ワイヤを着脱可能に保持させ、この解放用ワイヤを操作して、昇降路内の駆動装置のブレーキを乗場側から容易に手動操作することができるエレベータのブレーキ手動解放装置がある（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−ｌ４３１１３号公報（第２頁、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の巻上モータは、例えばエレベータの巻上機に使用する場合、非常止め試験をパスするためには、試験時に大きなトルクを発生できるよう余力を持った巻上モータが必要であった。
また、例えば機械室なしエレベータの巻上機に使用する場合、ブレーキ制動故障のような非常時には上記のような手動操作用のワイヤを使用するなどの必要があるが、もしこのような場合、ブレーキが制動したままの状態で運転が可能であるならば、故障時の対応に幅が持て、乗客救出時間の短縮も期待できる。しかしながら、従来の巻上モータでは、モータトルク能力の関係でブレーキが制動したままエレベータを運転することは難しいという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、簡単な構成で、必要に応じモータトルクを増加させて運転することができ、例えばエレベータの巻上機に使用した場合に、非常止め試験やブレーキ故障の際の非常運転が容易となるような巻上モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わる巻上モータは、Ｙ結線して使用される三相の電機子巻線の各相を複数組のコイルで構成し、通常状態では、各相毎に複数組のコイルを並列に接続して運転し、大トルクを必要とするときは、接続を切り替えることにより各相毎に複数組のコイルを直列に接続して運転するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の巻上モータによれば、Ｙ結線された電機子巻線の各相を複数組のコイルで構成し、この複数組のコイルを、並列と直列に切り替えて運転できるようにしたので、必要に応じ、コイルの接続を切り替えることにより大トルクを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１および図２はこの発明の実施の形態１による巻上モータの接続図であり、図１は通常状態における接続を、図２はトルク出力増大のために図１の状態から端子接続を切り替えた場合の接続を示している。また、各図の（ａ）は全体構成を、（ｂ）は端子の接続状態を示している。図のように、巻上モータ１の電機子巻線２はＹ結線とする。各相の電機子巻線２は、複数組のコイル３で構成され、更にコイル３は並列接続された複数のコイル単位４で構成されている。本実施の形態では、１相の電機子巻線２のコイル３は組１と組２の２組とし、各組のコイル３は２並列からなるコイル単位４で構成したものについて説明する。電機子巻線２の各相は、インバータ等で構成される電源５のＵ，Ｖ，Ｗ相に、３本の電線６で接続されている。
【００１０】
コイル３のうち各相の組１のコイルの一端は端子記号（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１）として口出しされ、他端は三相が短絡接続されてＹ結線を形成している。各相の組２のコイルの一端は端子記号（Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）として、また他端は端子記号（ＮＵ，ＮＶ，ＮＷ）として口出しされている。すなわち、巻上モータ１の電機子巻線２の端子は９個ある。図の（ｂ）に示すように、これらの端子の内（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１）と（ＮＵ，ＮＶ，ＮＷ）とは切替スイッチを有している。
【００１１】
まず、通常状態の接続について説明する。図１のように、通常運転では、組１のコイルの端子（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１）は電源５の（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に接続し、それらのコイルの他端側は三相が接続されＹ結線となっている。組２のコイルも端子（Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）側は電源５の（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に接続し、他端側の端子（ＮＵ，ＮＶ，ＮＷ）は三相を短絡接続している。こうすることで、コイル単位４が４個並列接続された並列回路数４の結線となり、各コイル単位４には線電流の１／４の電流が流れ、各コイル単位４に全電圧（相電圧）がかかるため、最も高速運転が可能な接続となる。これを通常の接続状態とする。
【００１２】
次に、トルク出力増大時の接続について説明する。図２のように、組２のコイルの一端側の端子（Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）を電源５の（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に接続し、他端側の端子（ＮＵ，ＮＶ，ＮＷ）を組１の一端側の端子（Ｕｌ，Ｖ１，Ｗｌ）に接続する。組１の他端同士は接続されているので、結局、組２と組１のコイルは直列に接続されて三相のＹ結線を構成することになり、各相で見ればコイル単位４が２並列，２直列に接続された結線となる。こうすることで、各コイル単位４には線電流の１／２の電流が流れ、また各コイル単位４に全電圧（相電圧）の１／２がかかるため、図１の通常運転時ほどは速度が出ないが、同じ線電流で図１の約２倍のトルクを出力できる。なお、トルク電流とトルクの関係が直線性を保てれば２倍となるが、通常、過負荷になるほどトルク飽和の影響が出てくるために、２倍を若干下回る。
【００１３】
なお、巻線の発熱（銅損）は各巻線に流れる電流の２乗に比例するため、通常運転よりも大きなトルクを出力する図２のような結線では、温度上限に達するまでの運転時間は短くなる。
【００１４】
図１と図２の接続の切り替えは、電磁接触器を用いてシーケンスを組めば、自動で簡単に切り替え操作が可能である。また、ナイフスイッチを手動で操作するようにしても良い。切り替え時間に余裕があるなら、端子台の結線をつなぎかえる方法でも良い。
【００１５】
以上のように、実施の形態１の発明によれば、複数組のコイルを通常は並列接続し、必要に応じ直列接続に切り替えることによって大トルクを得られるようにしたので、例えばエレベータの巻上機に使用して、非常止め試験時には大トルク接続で運転するようにすれば、結果的に巻上モータの小型化が可能となり、また、ブレーキ故障のような非常運転を要する際に大トルクで運転することによって、ブレーキ手動解放装置に頼らずに最寄階へ運転して乗客を救出することができる等の非常運転が容易となる。
【００１６】
なお、上記では、１相の電機子巻線を２組のコイル（組１，組２）で構成した場合について説明したが、３組以上としても同様の効果を得ることができる。
【００１７】
実施の形態２．
図３および図４はこの発明の実施の形態２による巻上モータの接続図であり、図３は通常状態における接続を、図４はトルク出力増大のために図３の状態から端子接続を切り替えた場合の接続を示している。また、各図の（ａ）は全体構成を、（ｂ）は端子の接続状態を示し、（Ｃ）はこれらの接続状態を理解しやすいように表記したものである。図において、５，６は実施の形態１で説明した図１と同等なので、符号の説明は省略する。本実施の形態の巻上モータ７はＹ結線した三相の電機子巻線８を３組備え、電機子巻線８を構成するコイル９は更に並列接続された複数（本実施の形態では２個）のコイル単位１０で構成されている。各電機子巻線８のコイル９の電源側は口出端子に接続されており、合計９個の口出端子を有している。この口出記号を各組毎に（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１），（Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２），（Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３）とする。
【００１８】
まず、図３の通常運転状態での接続について説明する。図３の（ｂ）に示すように、３組の電機子巻線８の端子（Ｕ１−Ｕ２−Ｕ３）が電源５のＵに、（Ｖ１−Ｖ２−Ｖ３）がＶに、（Ｗ１−Ｗ２−Ｗ３）がＷにそれぞれまとめて接続されている。従って、１相分のコイルは、図３（ｃ）に示すように、コイル単位１０が６個並列接続された回路となり、各コイル単位１０には線電流の１／６の電流が流れ、各コイル単位１０に全電圧（相電圧）がかかるため、最も高速運転が可能な接続であり、通常はこの状態で使用される。
【００１９】
次に、トルク出力増大時の接続について説明する。図４のように、（Ｕ１−Ｖ２−Ｗ３）を短絡することで六相結線とし、端子Ｕ２，Ｖ３，Ｗ１は電源５のＵ，Ｖ，Ｗに接続する。また、ＶＩ，Ｗ２，Ｕ３は解放されている。ここで、（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１）の組について説明する。（Ｕ１−Ｖ２−Ｗ３）の接合点が中性点となるので、電流はＵ１（中性点）とＷ１の間を流れる。コイルＵ１とコイルＷ１は位相差が１２０度である。誘導起電力の相電圧は、図３の場合の√３倍となる。１コイルあたりは√３／２倍である。各コイル９は２並列のコイル単位１０で構成されているので、線電流の１／２（図３ではｌ／６）の電流が流れる。このため、図３の通常運転時ほどは速度が出ないが、同じ線電流で図３の約√３倍のトルクを出力することができる。
【００２０】
約√３倍の根拠は下記の通りである。すなわち、
√３倍＝２／３（使用巻線の割合）×√３／２（誘起電圧の比）×３（電流の比）
であり、トルク電流とトルクの関係が直線性を保てれば√３倍となるが、通常過負荷になるほどトルク飽和の影響が出てくるために、√３倍を若干下回る。
【００２１】
以上のように、実施の形態２の発明によれば、コイルの一端を口出しし他端を中性点に接続してＹ結線した三相の電機子巻線を３組備え、通常状態と大トルクを必要とするときとで接続を切り替えることにより、大トルク時は通常の約√３倍のトルクを得られるようにしたので、実施の形態１の効果と同様に、例えばエレベータの巻上機に使用して、非常止め試験時には大トルク接続で運転するようにすれば、結果的に巻上モータの小型化が可能となり、また、ブレーキ故障のような非常運転を要する際に大トルクで運転することによって、ブレーキ手動解放装置に頼らずに最寄階へ運転して乗客を救出することができる等の非常運転が容易となる。
【００２２】
なお、上記では、Ｙ結線した三相の電機子巻線を３組備えた場合について説明したが、電機子巻線の組数は３の倍数であれば、結線はやや複雑となるが同様の効果を得ることができる。
【００２３】
また、実施の形態１および実施の形態２のいずれにおいても、１組のコイルは並列回路数が２のコイル単位からなるものとして説明したが、１組のコイル内の並列回路数は１でも良く、あるいは３以上としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
この発明は、エレベータの巻上機等のように緊急時に大きなトルクを必要とする巻上機の巻上モータに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態１による巻上モータの通常状態の接続図であである。
【図２】この発明の実施の形態１による巻上モータのトルク増大時の接続図であである。
【図３】この発明の実施の形態２による巻上モータの通常状態の接続図であである。
【図４】この発明の実施の形態２による巻上モータのトルク増大時の接続図であである。
【符号の説明】
【００２６】
１，７  巻上モータ
２，８  電機子巻線
３，９  コイル
５  電源。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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