本發(fā)明涉及一種可變電動機(jī)系統(tǒng)及其電動裝置。

本申請依據(jù)2014年7月18日提出申請的PCT/JP2014/069253主張優(yōu)先權(quán)，并在此處援用其內(nèi)容。

背景技術(shù)：

作為可變電動機(jī)系統(tǒng)，有的具有產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的電動裝置、使該電動裝置產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力變速并傳輸至驅(qū)動對象的變速裝置、通過電動裝置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力驅(qū)動的驅(qū)動對象。

以下的專利文獻(xiàn)1中公開有一種如上所述的可變電動機(jī)系統(tǒng)。該可變電動機(jī)系統(tǒng)的變速裝置為行星齒輪變速裝置。該變速裝置具有：太陽齒輪，其以軸線為中心自轉(zhuǎn)；多個行星齒輪，其與太陽齒輪卡合，并在以軸線為中心公轉(zhuǎn)的同時以自身的中心線為中心自轉(zhuǎn)；懸臂或支架，其支撐多個行星齒輪；內(nèi)齒輪，其以軸線為中心，多個輪齒排列成環(huán)狀并與行星齒輪卡合。懸臂上固定有以軸線為中心沿軸向延伸的懸臂軸。該懸臂軸構(gòu)成與驅(qū)動對象連接的輸出軸。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)的電動裝置具有：副電動機(jī)，其以軸線為中心使太陽齒輪自轉(zhuǎn)；傳遞機(jī)構(gòu)，其將副電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞至太陽齒輪；主電動機(jī)，其以軸線為中心使內(nèi)齒輪自轉(zhuǎn)；傳遞機(jī)構(gòu)，其將主電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞至內(nèi)齒輪。副電動機(jī)的轉(zhuǎn)子軸和主電動機(jī)的轉(zhuǎn)子軸均配置在相對于變速裝置的軸線平行且沿徑向遠(yuǎn)離軸線的位置。各傳遞機(jī)構(gòu)均具有皮帶和皮帶輪。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，通過改變副電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，可改變連接至驅(qū)動對象的輸出軸的轉(zhuǎn)速。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開昭59-070497號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

上述專利文獻(xiàn)1所記載的可變電動機(jī)系統(tǒng)在沿徑向遠(yuǎn)離變速裝置的軸線的位置配置有2個電動機(jī)，因此，存在整體大型化的問題。而且，由于該可變電動機(jī)系統(tǒng)在沿徑向遠(yuǎn)離變速裝置的軸線的位置配置有2個電動機(jī)的關(guān)系，需要對2個電動機(jī)分別設(shè)置具有皮帶和皮帶輪等的傳遞機(jī)構(gòu)，存在裝置變得復(fù)雜且制造成本增加的問題。

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種小型化并可降低制造成本的可變電動機(jī)系統(tǒng)及其電動裝置。

技術(shù)方案

為解決上述問題，作為發(fā)明所涉及的一方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)具有：

產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的電動裝置；使所述電動裝置產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力變速的變速裝置；通過所述電動裝置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力驅(qū)動的驅(qū)動對象，所述變速裝置具有：太陽齒輪，其以軸線為中心自轉(zhuǎn)；太陽齒輪軸，其固定至所述太陽齒輪，以所述軸線為中心沿軸向延伸；行星齒輪，其與所述太陽齒輪卡合，并在以所述軸線為中心公轉(zhuǎn)的同時以自身的中心線為中心自轉(zhuǎn)；內(nèi)齒輪，其以所述軸線為中心，多個輪齒排列成環(huán)狀并與所述行星齒輪卡合；行星齒輪支架，其具有以所述軸線為中心沿軸向延伸的行星齒輪支架軸，并支撐所述行星齒輪，使其可以所述軸線為中心公轉(zhuǎn)并可以所述行星齒輪自身的中心線為中心自轉(zhuǎn)；內(nèi)齒輪支架，其具有以所述軸線為中心沿軸向延伸的內(nèi)齒輪支架軸，并支撐所述內(nèi)齒輪，使其可以所述軸線為中心自轉(zhuǎn)，其中，所述太陽齒輪軸和所述行星齒輪支架軸以及所述內(nèi)齒輪支架軸中，任一軸構(gòu)成連接至所述驅(qū)動對象的轉(zhuǎn)子的輸出軸，其他一個軸構(gòu)成定速輸入軸，剩下的一個軸構(gòu)成可變速輸入軸，所述電動裝置具有：定速電動機(jī)，其具有定速轉(zhuǎn)子，該定速轉(zhuǎn)子以所述軸線為中心自轉(zhuǎn)，并且直接或間接連接至所述變速裝置的所述定速輸入軸；可變速電動機(jī)，其具有可變速轉(zhuǎn)子，該可變速轉(zhuǎn)子以所述軸線為中心自轉(zhuǎn)，并且直接或間接連接至所述變速裝置的所述可變速輸入軸，所述可變速轉(zhuǎn)子和所述定速轉(zhuǎn)子中，在第一轉(zhuǎn)子形成有軸插通孔，該軸插通孔以所述軸線為中心構(gòu)成圓筒狀并沿軸向貫穿，第二轉(zhuǎn)子插通至所述第一轉(zhuǎn)子的所述軸插通孔，所述驅(qū)動對象的轉(zhuǎn)子配置在所述軸線上。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，在變速裝置的軸線上配置有定速電動機(jī)的定速轉(zhuǎn)子和可變速電動機(jī)的可變速轉(zhuǎn)子，因此，比起在沿徑向遠(yuǎn)離變速裝置的軸線的位置配置定速轉(zhuǎn)子和可變速轉(zhuǎn)子，可實現(xiàn)整體小型化。而且，該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，無需像在沿徑向遠(yuǎn)離變速裝置的軸線的位置配置定速轉(zhuǎn)子和可變速轉(zhuǎn)子時那樣設(shè)置皮帶和皮帶輪等的傳遞機(jī)構(gòu)，因此，從該觀點(diǎn)出發(fā)，可實現(xiàn)裝置的小型化，并減少部件數(shù)量，從而降低制造成本。此外，該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，如上所述，無需設(shè)置皮帶和皮帶輪等的傳遞機(jī)構(gòu)，因此，位于變速裝置的軸線上的軸不會受到來自皮帶等的彎曲負(fù)荷，從而還可以減少振動。

此處，所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，所述可變速轉(zhuǎn)子為第一轉(zhuǎn)子，所述定速轉(zhuǎn)子分割為定速轉(zhuǎn)子主體軸和插通至所述軸插通孔中的定速轉(zhuǎn)子延長軸，也可以具備連接所述定速轉(zhuǎn)子主體軸和所述定速轉(zhuǎn)子延長軸的定速用撓性聯(lián)軸器。

此外，所述可變速電動機(jī)具有配置在所述可變速轉(zhuǎn)子的外周側(cè)的可變速定子以及將所述可變速定子固定在內(nèi)周側(cè)的可變速電動機(jī)殼體，所述變速裝置具有所述太陽齒輪、所述太陽齒輪軸、所述行星齒輪、所述內(nèi)齒輪、行星齒輪支架軸、所述行星齒輪支架、所述內(nèi)齒輪支架以及覆蓋這些的變速殼體，所述變速殼體也可以相對于所述可變速電動機(jī)殼體固定。

此外，所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，所述定速電動機(jī)具有配置在所述定速轉(zhuǎn)子的外周側(cè)的定速定子和將所述定速定子固定在內(nèi)周側(cè)的定速電動機(jī)殼體，也可以具有支撐所述定速電動機(jī)殼體的電動裝置支撐部。

此外，所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，也可以具有支撐所述可變速電動機(jī)殼體的變速裝置支撐部。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，可通過支撐部切實固定作為重物的定速電動機(jī)和可變速電動機(jī)。

此外，所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，所述變速殼體可以固定至所述可變速電動機(jī)殼體上。

此處，所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，也可以具備連接所述定速轉(zhuǎn)子和所述定速輸入軸的定速用撓性聯(lián)軸器，以及連接所述可變速轉(zhuǎn)子和所述可變速輸入軸的可變速用撓性聯(lián)軸器。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，電動裝置的定速轉(zhuǎn)子和變速裝置的定速輸入軸之間的偏心、偏角以及振動可通過定速用撓性聯(lián)軸器得到容許。而且，該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，電動裝置的可變速轉(zhuǎn)子和變速裝置的可變速輸入軸之間的偏心、偏角以及振動可通過可變速用撓性聯(lián)軸器得到容許。因此，該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，在可將變速裝置相對于電動裝置的心軸定位作業(yè)工時控制在最小限度的同時，還可抑制從電動裝置至變速裝置的軸振動的傳遞、從變速裝置至電動裝置的軸振動的傳遞。

此外，具有所述定速用撓性聯(lián)軸器和所述可變速用撓性聯(lián)軸器的所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，在所述定速用撓性聯(lián)軸器和所述可變速用撓性聯(lián)軸器中，與所述第一轉(zhuǎn)子連接的撓性聯(lián)軸器構(gòu)成第一撓性聯(lián)軸器，在所述定速輸入軸和所述可變速輸入軸中，通過所述第一轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的輸入軸構(gòu)成第一輸入軸，在所述第一轉(zhuǎn)子的所述變速裝置側(cè)的端部形成轉(zhuǎn)子側(cè)連接部，該轉(zhuǎn)子側(cè)連接部以所述軸線為中心構(gòu)成環(huán)狀并與所述第一撓性聯(lián)軸器連接，在所述第一輸入軸的所述電動裝置側(cè)的端部也可以形成變速裝置側(cè)連接部，該變速裝置側(cè)連接部以所述軸線為中心構(gòu)成環(huán)狀，沿軸向與所述轉(zhuǎn)子側(cè)連接部對向并與所述第一撓性聯(lián)軸器連接。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，配置在第二轉(zhuǎn)子外周側(cè)的第一轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子側(cè)連接部和通過第一撓性聯(lián)軸器連接至第一轉(zhuǎn)子的第一輸入軸的變速裝置側(cè)連接部沿軸向?qū)ο?。因此，第一撓性?lián)軸器可采用一般的、換言之通用的撓性聯(lián)軸器。

此外，具有所述定速用撓性聯(lián)軸器和所述可變速用撓性聯(lián)軸器的以上任一所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，在所述定速用撓性聯(lián)軸器和所述可變速用撓性聯(lián)軸器中，與所述第一轉(zhuǎn)子連接的撓性聯(lián)軸器構(gòu)成第一撓性聯(lián)軸器，與所述第二轉(zhuǎn)子連接的撓性聯(lián)軸器構(gòu)成第二撓性聯(lián)軸器，所述第一撓性聯(lián)軸器以所述軸線為基準(zhǔn)，配置在所述第二撓性聯(lián)軸器的外周側(cè)，所述第二撓性聯(lián)軸器的軸向長度尺寸也可以小于或等于所述第一撓性聯(lián)軸器的軸向長度尺寸。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，雖然第二撓性聯(lián)軸器配置在第一撓性聯(lián)軸器的內(nèi)周側(cè)，但由于第二撓性聯(lián)軸器的軸向長度尺寸小于或等于第一撓性聯(lián)軸器的軸向長度尺寸，因此，可易于進(jìn)行各撓性聯(lián)軸器的安裝作業(yè)。

此外，以上任一可變電動機(jī)系統(tǒng)中，所述定速電動機(jī)具有配置在所述定速轉(zhuǎn)子的外周側(cè)的定速定子和將所述定速定子固定在內(nèi)周側(cè)的定速電動機(jī)殼體，所述可變速電動機(jī)具有配置在所述可變速轉(zhuǎn)子的外周側(cè)的可變速定子和將所述可變速定子固定在內(nèi)周側(cè)的可變速電動機(jī)殼體，所述可變速電動機(jī)殼體也可以相對于所述定速電動機(jī)殼體固定。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，可變速電動機(jī)殼體相對于定速電動機(jī)殼體固定。因此，該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，從可變電動機(jī)系統(tǒng)的制造工廠出廠前，可相對于定速轉(zhuǎn)子正確定位(心軸定位)可變速轉(zhuǎn)子。從而，該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，可省去在設(shè)置現(xiàn)場相對于定速轉(zhuǎn)子定位可變速轉(zhuǎn)子的作業(yè)。

此外，所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，也可以具有支撐所述定速電動機(jī)殼體的電動裝置支撐部。

此外，所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，也可以具有支撐所述可變速電動機(jī)殼體的可變速電動機(jī)支撐部。

此外，所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，也可以具有支撐所述變速殼體的變速裝置支撐部。

所述可變速電動機(jī)殼體相對于所述定速電動機(jī)殼體固定的所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，具有安裝在所述第二轉(zhuǎn)子的所述變速裝置相反側(cè)端部的冷卻風(fēng)扇，為了在所述定速電動機(jī)殼體內(nèi)和所述可變速電動機(jī)殼體內(nèi)通過所述冷卻風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生氣體流動，所述定速電動機(jī)殼體和所述可變速電動機(jī)殼體也可以互相連通。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，第二轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，設(shè)在該第二轉(zhuǎn)子端部的冷卻風(fēng)扇也旋轉(zhuǎn)。通過該冷卻風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)，外部空氣流入定速電動機(jī)殼體和可變速電動機(jī)殼體中的一方的殼體內(nèi)，冷卻一方的殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)子和定子等。而且，該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，由于定速電動機(jī)殼體和可變速電動機(jī)殼體連通，因此，流入一方殼體內(nèi)的空氣也流入另一方的殼體內(nèi)，冷卻另一方的殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)子和定子等。從而，該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，通過1個冷卻風(fēng)扇可冷卻2個電動機(jī)，基于該觀點(diǎn)，可實現(xiàn)裝置的小型化以及降低制造成本。

此外，以上任一可變電動機(jī)系統(tǒng)中，也可以具有：頻率轉(zhuǎn)換裝置，其改變提供至所述可變速電動機(jī)的電力的頻率；第一開關(guān)，其將所述定速電動機(jī)設(shè)為電力供給狀態(tài)和電力切斷狀態(tài)；第二開關(guān)，其將所述可變速電動機(jī)設(shè)為電力供給狀態(tài)和電力切斷狀態(tài)；控制器，其在對所述頻率轉(zhuǎn)換裝置指示提供給所述可變速電動機(jī)的電力的頻率的同時，對所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)指示ON、OFF。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，可控制定速電動機(jī)和可變速電動機(jī)的驅(qū)動以及停止，同時也可控制可變速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。

具有所述控制器的所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，所述太陽齒輪軸構(gòu)成所述輸出軸，所述行星齒輪支架軸構(gòu)成所述可變速輸入軸，所述內(nèi)齒輪支架軸構(gòu)成所述定速輸入軸，所述控制器在收到起動指示后，對所述第二開關(guān)指示ON，并將所述可變速電動機(jī)設(shè)為所述電力供給狀態(tài)，同時，也可以對所述頻率轉(zhuǎn)換裝置指示預(yù)先規(guī)定的最小頻率，在所述可變速電動機(jī)以最低轉(zhuǎn)速開始驅(qū)動后，對所述第一開關(guān)指示ON，將所述定速電動機(jī)設(shè)為所述電力供給狀態(tài)。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，僅使可變速電動機(jī)以最低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時的輸出軸的轉(zhuǎn)速，相比定速電動機(jī)和可變速電動機(jī)一起旋轉(zhuǎn)時的輸出軸的轉(zhuǎn)速范圍為較小的轉(zhuǎn)速。因此，該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，在起動時，通過僅使可變速電動機(jī)以最低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)來使輸出軸旋轉(zhuǎn)，減小電動裝置的起動負(fù)載扭矩。

具有所述控制器的所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，所述太陽齒輪軸構(gòu)成所述輸出軸，所述行星齒輪支架軸構(gòu)成所述可變速輸入軸，所述內(nèi)齒輪支架軸構(gòu)成所述定速輸入軸，所述控制器在收到起動指示后，對所述第一開關(guān)指示ON，并將所述定速電動機(jī)設(shè)為所述電力供給狀態(tài)，在所述定速電動機(jī)以規(guī)定轉(zhuǎn)速開始驅(qū)動后，對所述第二開關(guān)指示ON，將所述可變速電動機(jī)設(shè)為所述電力供給狀態(tài)，同時，也可以對所述頻率轉(zhuǎn)換裝置指示預(yù)先規(guī)定的最小頻率。

此外，作為發(fā)明所涉及的其他一方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)具有：

變速裝置，其具有連接至驅(qū)動對象的輸出軸；定速旋轉(zhuǎn)的定速輸入軸；可變速旋轉(zhuǎn)的可變速輸入軸，并且根據(jù)所述可變速輸入軸的轉(zhuǎn)速和所述定速輸入軸的轉(zhuǎn)速規(guī)定所述輸出軸轉(zhuǎn)速；電動裝置，其具有使所述定速輸入軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的定速電動機(jī)、以及使所述可變速輸入軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的可變速電動機(jī)；頻率轉(zhuǎn)換裝置，其改變提供至所述可變速電動機(jī)的電力的頻率；第一開關(guān)，其將所述定速電動機(jī)設(shè)為電力供給狀態(tài)和電力切斷狀態(tài)；第二開關(guān)，其將所述可變速電動機(jī)設(shè)為電力供給狀態(tài)和電力切斷狀態(tài)；控制器，其對所述頻率轉(zhuǎn)換裝置指示提供至所述可變速電動機(jī)的電力的頻率的同時，對所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)指示ON、OFF，其中，所述變速裝置具有：太陽齒輪，其以軸線為中心自轉(zhuǎn)；太陽齒輪軸，其固定至所述太陽齒輪，以所述軸線為中心沿軸向延伸；行星齒輪，其與所述太陽齒輪卡合，并在以所述軸線為中心公轉(zhuǎn)的同時以自身的中心線為中心自轉(zhuǎn)；內(nèi)齒輪，其以所述軸線為中心，多個輪齒排列成環(huán)狀并與所述行星齒輪卡合；行星齒輪支架，其具有以所述軸線為中心沿軸向延伸的行星齒輪支架軸，并支撐所述行星齒輪，使其可以所述軸線為中心公轉(zhuǎn)并可以所述行星齒輪自身的中心線為中心自轉(zhuǎn)；內(nèi)齒輪支架，其具有以所述軸線為中心沿軸向延伸的內(nèi)齒輪支架軸，并支撐所述內(nèi)齒輪，使其可以所述軸線為中心自轉(zhuǎn)，所述太陽齒輪軸構(gòu)成所述輸出軸，所述行星齒輪支架軸構(gòu)成所述定速輸入軸，所述內(nèi)齒輪支架軸構(gòu)成所述可變速輸入軸，所述控制器在接收到起動指示后，對所述第二開關(guān)指示ON，并將所述可變速電動機(jī)設(shè)為所述電力供給狀態(tài)，同時，對所述頻率轉(zhuǎn)換裝置指示預(yù)先規(guī)定的最小頻率，在所述可變速電動機(jī)以最低轉(zhuǎn)速開始驅(qū)動后，對所述第一開關(guān)指示ON，將所述定速電動機(jī)設(shè)為所述電力供給狀態(tài)。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，可控制定速電動機(jī)和可變速電動機(jī)的驅(qū)動以及停止，同時也可控制可變速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是，該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，僅使可變速電動機(jī)以最低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時的輸出軸的轉(zhuǎn)速，相比定速電動機(jī)和可變速電動機(jī)一起旋轉(zhuǎn)時的輸出軸的轉(zhuǎn)速范圍為較小的轉(zhuǎn)速。因此，該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，在起動時，通過僅使可變速電動機(jī)以最低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)來使輸出軸旋轉(zhuǎn)，減小電動裝置的起動負(fù)載扭矩。

此外，作為發(fā)明所涉及的其他一方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)具有：

變速裝置，其具有連接至驅(qū)動對象的輸出軸；定速旋轉(zhuǎn)的定速輸入軸；可變速旋轉(zhuǎn)的可變速輸入軸，并且根據(jù)所述可變速輸入軸的轉(zhuǎn)速和所述定速輸入軸的轉(zhuǎn)速規(guī)定所述輸出軸轉(zhuǎn)速；電動裝置，其具有使所述定速輸入軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的定速電動機(jī)、以及使所述可變速輸入軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的可變速電動機(jī)；頻率轉(zhuǎn)換裝置，其改變提供至所述可變速電動機(jī)的電力的頻率；第一開關(guān)，其將所述定速電動機(jī)設(shè)為電力供給狀態(tài)和電力切斷狀態(tài)；第二開關(guān)，其將所述可變速電動機(jī)設(shè)為電力供給狀態(tài)和電力切斷狀態(tài)；控制器，其對所述頻率轉(zhuǎn)換裝置指示提供至所述可變速電動機(jī)的電力的頻率的同時，對所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)指示ON、OFF，其中，所述變速裝置具有：太陽齒輪，其以軸線為中心自轉(zhuǎn)；太陽齒輪軸，其固定至所述太陽齒輪，以所述軸線為中心沿軸向延伸；行星齒輪，其與所述太陽齒輪卡合，并在以所述軸線為中心公轉(zhuǎn)的同時以自身的中心線為中心自轉(zhuǎn)；內(nèi)齒輪，其以所述軸線為中心，多個輪齒排列成環(huán)狀并與所述行星齒輪卡合；行星齒輪支架，其具有以所述軸線為中心沿軸向延伸的行星齒輪支架軸，并支撐所述行星齒輪，使其可以所述軸線為中心公轉(zhuǎn)并可以所述行星齒輪自身的中心線為中心自轉(zhuǎn)；內(nèi)齒輪支架，其具有以所述軸線為中心沿軸向延伸的內(nèi)齒輪支架軸，并支撐所述內(nèi)齒輪，使其可以所述軸線為中心自轉(zhuǎn)，所述太陽齒輪軸構(gòu)成所述輸出軸，所述行星齒輪支架軸構(gòu)成所述定速輸入軸，所述內(nèi)齒輪支架軸構(gòu)成所述可變速輸入軸，所述控制器在接收到起動指示后，對所述第一開關(guān)指示ON，并將所述定速電動機(jī)設(shè)為所述電力供給狀態(tài)，在所述定速電動機(jī)以規(guī)定的轉(zhuǎn)速開始驅(qū)動后，對所述第二開關(guān)指示ON，將所述可變速電動機(jī)設(shè)為所述電力供給狀態(tài)，同時，對所述頻率轉(zhuǎn)換裝置指示預(yù)先規(guī)定的最小頻率。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，通過先于可變速電動機(jī)起動輸出較大的定速電動機(jī)，與優(yōu)先起動可變速電動機(jī)時相比，可減小對可變速電動機(jī)施加的負(fù)載。

具備所述控制器的任一所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，所述頻率轉(zhuǎn)換裝置為可改變提供至所述可變速電動機(jī)的電流的方向的可逆頻率轉(zhuǎn)換裝置，所述控制器也可執(zhí)行以下工序：判斷工序，其在接收到所述輸出軸的轉(zhuǎn)速變更后，判斷是否需要改變提供至所述可變速電動機(jī)的電流的方向，以實現(xiàn)所述輸出軸的轉(zhuǎn)速變更后的轉(zhuǎn)速；開關(guān)OFF指示工序，其在判斷為需要改變提供至所述可變速電動機(jī)的電流的方向時，對所述第二開關(guān)指示OFF，將所述可變速電動機(jī)設(shè)為所述電力切斷狀態(tài)；開關(guān)ON和電流方向變更指示工序，其在所述可變速電動機(jī)變?yōu)樗鲭娏η袛酄顟B(tài)后，對所述第二開關(guān)指示ON，將所述可變速電動機(jī)設(shè)為所述電力供給狀態(tài)，同時，對所述頻率轉(zhuǎn)換裝置指示變更提供至所述可變速電動機(jī)的電流的方向；目標(biāo)頻率指示工序，其在提供至所述可變速電動機(jī)的電流方向變更導(dǎo)致所述可變速電動機(jī)開始反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動后，作為提供至所述可變速電動機(jī)的電力的頻率，指示所需的頻率以實現(xiàn)所述輸出軸的轉(zhuǎn)速變更后的轉(zhuǎn)速。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，在改變提供至可變速電動機(jī)的電流的方向后，改變可變速電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向時，暫時切斷提供至可變速電動機(jī)的電力，斷絕來自可變速電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的發(fā)生。該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，隨后，改變提供至可變速電動機(jī)的電流的方向，向可變速電動機(jī)提供電力，使可變速電動機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。因此，該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，在改變提供至可變速電動機(jī)的電流的方向時，可減小對可變速電動機(jī)施加的急劇負(fù)載。

此外，所述頻率轉(zhuǎn)換裝置為可逆頻率轉(zhuǎn)換裝置的所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，所述變速裝置具有制動器，其對所述可變速輸入軸進(jìn)行約束，使其無法旋轉(zhuǎn)，所述控制器在執(zhí)行所述開關(guān)OFF指示工序從而使所述可變速電動機(jī)變?yōu)樗鲭娏η袛酄顟B(tài)后，且對所述制動器指示約束所述可變速輸入軸后，在使所述可變速電動機(jī)反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動前，也可執(zhí)行指示所述制動器解除對所述可變速輸入軸的約束的制動器動作指示工序。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，在改變提供至可變速電動機(jī)的電流的方向后，改變可變速電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向時，暫時切斷提供至可變速電動機(jī)的電力，斷絕來自可變速電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的發(fā)生。該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，隨后，通過制動器約束可變速輸入軸使其無法旋轉(zhuǎn)，并停止可變速電動機(jī)。該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，隨后，改變提供至可變速電動機(jī)的電流的方向，向可變速電動機(jī)提供電力，使可變速電動機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。因此，該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，在改變提供至可變速電動機(jī)的電流的方向時，可進(jìn)一步減小對可變速電動機(jī)施加的急劇負(fù)載。

此外，所述頻率轉(zhuǎn)換裝置為可逆頻率轉(zhuǎn)換裝置的以上任一所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，所述控制器也可執(zhí)行以下工序：第一最小頻率指示工序，其在通過所述判斷工序判斷為需要改變提供至所述可變速電動機(jī)的電流的方向時，在執(zhí)行所述開關(guān)OFF指示工序前，對所述頻率轉(zhuǎn)換裝置指示預(yù)先規(guī)定的最低頻率作為提供至所述可變速電動機(jī)的電力的頻率；第二最小頻率指示工序，其在通過執(zhí)行所述開關(guān)OFF指示工序從而將所述可變速電動機(jī)設(shè)為所述電力切斷狀態(tài)后，在執(zhí)行所述目標(biāo)頻率指示工序前，指示所述最小頻率作為提供至所述可變速電動機(jī)的電力的頻率。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，在改變提供至可變速電動機(jī)的電流的方向后，改變可變速電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向時，將可變速電動機(jī)設(shè)為最低轉(zhuǎn)速后，暫時切斷提供至可變速電動機(jī)的電力，斷絕來自可變速電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的發(fā)生。該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，隨后，改變提供至可變速電動機(jī)的電流的方向，向可變速電動機(jī)提供最小頻率的電力，使可變速電動機(jī)以最低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。因此，該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，在改變提供至可變速電動機(jī)的電流的方向時，可進(jìn)一步減小對可變速電動機(jī)施加的急劇負(fù)載。

以上任一所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，所述太陽齒輪軸也可構(gòu)成所述輸出軸，所述行星齒輪支架軸也可構(gòu)成所述可變速輸入軸，所述內(nèi)齒輪支架軸也可構(gòu)成所述定速輸入軸。

該可變電動機(jī)系統(tǒng)中，可相對于定速輸入軸的轉(zhuǎn)速增大輸出軸的轉(zhuǎn)速。

以上任一所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，所述可變速電動機(jī)的極數(shù)也可大于所述定速電動機(jī)的極數(shù)。

此外，所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，所述太陽齒輪軸和所述第二轉(zhuǎn)子可沿水平的所述軸線方向并列配置。

此外，所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，可按照所述定速電動機(jī)、所述可變速電動機(jī)、所述變速裝置、所述驅(qū)動對象的順序以直線狀配置。

此外，所述可變電動機(jī)系統(tǒng)中，所述驅(qū)動對象可以為壓縮機(jī)。

為解決上述問題，作為發(fā)明所涉及的一方式的電動裝置，

其與變速裝置相連接，所述變速裝置具有連接至驅(qū)動對象的轉(zhuǎn)子的輸出軸；定速旋轉(zhuǎn)的定速輸入軸；可變速旋轉(zhuǎn)的可變速輸入軸，并且根據(jù)所述可變速輸入軸的轉(zhuǎn)速和所述定速輸入軸的轉(zhuǎn)速規(guī)定所述輸出軸轉(zhuǎn)速，所述電動裝置具有：使所述定速輸入軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的定速電動機(jī)；使所述可變速輸入軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的可變速電動機(jī)，其中，所述定速電動機(jī)具有：定速轉(zhuǎn)子，其以軸線為中心自轉(zhuǎn)，并直接或間接連接至所述變速裝置的所述定速輸入軸；定速定子，其配置在所述定速轉(zhuǎn)子的外周側(cè)；定速電動機(jī)殼體，所述定速定子固定至其內(nèi)周側(cè)，所述可變速電動機(jī)具有：可變速轉(zhuǎn)子，其以所述軸線為中心自轉(zhuǎn)，并直接或間接連接至所述變速裝置的所述可變速輸入軸；可變速定子，其配置在所述可變速轉(zhuǎn)子的外周側(cè)；可變速電動機(jī)殼體，所述可變速定子固定至其內(nèi)周側(cè)，所述可變速轉(zhuǎn)子和所述定速轉(zhuǎn)子中，第一轉(zhuǎn)子形成有軸插通孔，其以所述軸線為中心形成圓筒狀，并沿軸向貫穿，第二轉(zhuǎn)子插通至所述第一轉(zhuǎn)子的所述軸插通孔，所述驅(qū)動對象的轉(zhuǎn)子配置在所述軸線上，所述可變速電動機(jī)殼體相對于所述定速電動機(jī)殼體固定。

該電動裝置中，由于在同一軸線上配置有定速電動機(jī)的定速轉(zhuǎn)子和可變速電動機(jī)的可變速轉(zhuǎn)子，因此，比起在沿徑向遠(yuǎn)離軸線的位置配置定速轉(zhuǎn)子和可變速轉(zhuǎn)子，可實現(xiàn)整體小型化。而且，該電動裝置中，無需像在沿徑向遠(yuǎn)離軸線的位置配置定速轉(zhuǎn)子和可變速轉(zhuǎn)子時那樣設(shè)置皮帶和皮帶輪等的傳遞機(jī)構(gòu)，因此，從該觀點(diǎn)出發(fā)，可實現(xiàn)裝置的小型化，并減少部件數(shù)量，從而降低制造成本。此外，該電動裝置中，如前所述，無需設(shè)置皮帶和皮帶輪等的傳遞機(jī)構(gòu)，因此，位于軸線上的軸不會受到來自皮帶等的彎曲負(fù)荷，從而還可以減少振動。

此外，該電動裝置中，可變速電動機(jī)殼體相對于定速電動機(jī)殼體固定。因此，該電動裝置中，從電動裝置的制造工廠出廠前，可相對于定速轉(zhuǎn)子正確定位(心軸定位)可變速轉(zhuǎn)子。從而，該電動裝置中，可省去在設(shè)置現(xiàn)場相對于定速轉(zhuǎn)子定位可變速轉(zhuǎn)子的作業(yè)。

此外，所述電動裝置中，具有安裝在所述第二轉(zhuǎn)子的所述變速裝置相反側(cè)端部的冷卻風(fēng)扇，為了在所述定速電動機(jī)殼體內(nèi)和所述可變速電動機(jī)殼體內(nèi)通過所述冷卻風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生氣體流動，所述定速電動機(jī)殼體和所述可變速電動機(jī)殼體也可以互相連通。

該電動裝置中，第二轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，設(shè)在該第二轉(zhuǎn)子端部的冷卻風(fēng)扇也旋轉(zhuǎn)。通過該冷卻風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)，外部空氣流入定速電動機(jī)殼體和可變速電動機(jī)殼體中的一方的殼體內(nèi)，冷卻一方的殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)子和定子等。而且，該電動裝置中，由于定速電動機(jī)殼體和可變速電動機(jī)殼體連通，因此，流入一方殼體內(nèi)的空氣也流入另一方的殼體內(nèi)，冷卻另一方的殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)子和定子等。從而，該電動裝置中，通過1個冷卻風(fēng)扇可冷卻2個電動機(jī)，可實現(xiàn)小型化以及降低制造成本。

有益效果

根據(jù)本發(fā)明的一方式，可實現(xiàn)裝置的小型化以及降低制造成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所涉及的第一實施方式中的可變電動機(jī)系統(tǒng)的剖面圖。

圖2是本發(fā)明所涉及的第一實施方式中的變速裝置的剖面圖。

圖3是本發(fā)明所涉及的第一實施方式中的電動裝置的剖面圖。

圖4是表示本發(fā)明所涉及的第一實施方式中的變速裝置結(jié)構(gòu)的模式圖。

圖5是表示本發(fā)明的第一實施方式中的控制器的動作的流程圖。

圖6是本發(fā)明所涉及的第二實施方式中的可變電動機(jī)系統(tǒng)的截面圖。

圖7是表示本發(fā)明所涉及的第二實施方式中的控制器的動作的流程圖。

圖8是本發(fā)明所涉及的第三實施方式中的可變電動機(jī)系統(tǒng)的剖面圖。

圖9是表示本發(fā)明所涉及的第三實施方式中的控制器的動作的流程圖。

具體實施方式

以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的可變電動機(jī)系統(tǒng)的各種實施方式及各種改進(jìn)例。

“第一實施方式”

使用圖1至圖5說明本發(fā)明所涉及的可變電動機(jī)系統(tǒng)的第一實施方式。

本實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)如圖1所示，具有產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的電動裝置50、使電動裝置50產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力變速并傳輸至驅(qū)動對象的變速裝置10。電動裝置50通過電動裝置支撐部50S支撐在架臺90(規(guī)定的結(jié)構(gòu)物)上。變速裝置10通過變速裝置支撐部10S支撐在架臺90上。通過這些支撐部可切實固定作為重物的電動裝置50和變速裝置10。

另外，架臺90可分割為電動裝置50用、變速裝置10用以及壓縮機(jī)C用，或者也可以以任一組合一體化。

變速裝置10為行星齒輪變速裝置。該變速裝置10如圖2所示，具有：太陽齒輪11，其以沿水平方向延伸的軸線Ar為中心自轉(zhuǎn)；太陽齒輪軸12，其固定至太陽齒輪11；多個行星齒輪15，其與太陽齒輪11卡合，并在以軸線Ar為中心公轉(zhuǎn)的同時，以自身的中心線Ap為中心自轉(zhuǎn)；內(nèi)齒輪17，其以軸線Ar為中心，多個輪齒并列成環(huán)狀并與多個行星齒輪15卡合；行星齒輪支架21，其支撐多個行星齒輪15，使其可以軸線Ar為中心公轉(zhuǎn)并可以行星齒輪15自身的中心線Ap為中心自轉(zhuǎn)；內(nèi)齒輪支架31，其支撐內(nèi)齒輪17，使其可以軸線Ar為中心自轉(zhuǎn)；以及覆蓋這些的變速殼體41。

此處，將軸線Ar延伸的方向作為軸向，將該軸向的一側(cè)作為輸出側(cè)，將該輸出側(cè)的相反側(cè)作為輸入側(cè)。此外，以下僅將以該軸線Ar為中心的徑向稱為徑向。

太陽齒輪軸12以軸線Ar為中心形成圓柱狀，從太陽齒輪11向軸向的輸出側(cè)延伸。在該太陽齒輪軸12的輸出側(cè)端部形成有凸緣13。該凸緣13例如連接有作為驅(qū)動對象的壓縮機(jī)C的轉(zhuǎn)子。太陽齒輪軸12通過配置在太陽齒輪11的輸出側(cè)的太陽齒輪軸承42支撐，可以軸線Ar為中心自轉(zhuǎn)。太陽齒輪軸承42安裝在變速殼體41上。

行星齒輪支架21具有：設(shè)在各多個行星齒輪15上的行星齒輪軸22；固定多個行星齒輪軸22相互的位置的支架主體23；固定至支架主體23并以軸線Ar為中心沿軸向延伸的行星齒輪支架軸27。

行星齒輪軸22沿軸向貫穿多個行星齒輪15的中心線Ap，并支撐行星齒輪15，使其可以該中心線為中心自轉(zhuǎn)。支架主體23具有：從多個行星齒輪軸22向徑向外側(cè)延伸的輸出側(cè)臂部24；以軸線Ar為中心形成圓筒狀并從輸出側(cè)臂部24的徑向外側(cè)端向輸入側(cè)延伸的圓筒部25；從圓筒部25的輸入側(cè)端向徑向內(nèi)側(cè)延伸的輸入側(cè)臂部26。

作為行星齒輪支架軸27，具有：從輸出側(cè)臂部24向輸出側(cè)延伸的輸出側(cè)行星齒輪支架軸27o；從輸入側(cè)臂部26向輸入側(cè)延伸的輸入側(cè)行星齒輪支架軸27i。各行星齒輪支架軸27o、27i均以軸線Ar為中心形成圓筒狀。輸出側(cè)行星齒輪支架軸27o通過配置在比輸出側(cè)壁部24更靠近輸出側(cè)的行星齒輪支架軸承43支撐，并可以軸線Ar為中心自轉(zhuǎn)。該行星齒輪支架軸承43安裝在變速殼體41上。輸出側(cè)行星齒輪支架軸27o的內(nèi)周側(cè)插通有太陽齒輪軸12。輸入側(cè)行星齒輪支架軸27i通過配置在比輸入側(cè)壁部26更靠近輸入側(cè)的行星齒輪支架軸承44支撐，并可以軸線Ar為中心自轉(zhuǎn)。該行星齒輪支架軸承44安裝在變速殼體41上。輸入側(cè)行星齒輪支架軸27i的輸入側(cè)端形成有面向徑向外側(cè)擴(kuò)張的環(huán)狀凸緣28。

內(nèi)齒輪支架31具有：固定有內(nèi)齒輪17的支架主體33；固定至支架主體33并以軸線Ar為中心沿軸向延伸的內(nèi)齒輪支架軸37。

支架主體33具有：以軸線Ar為中心形成圓筒狀并在內(nèi)周側(cè)固定有內(nèi)齒輪17的圓筒部35；從圓筒部35的輸入側(cè)端向徑向內(nèi)側(cè)延伸的輸入側(cè)臂部36。

內(nèi)齒輪支架軸37以軸線Ar為中心形成圓柱狀，并配置在同樣以軸線Ar為中心形成圓柱狀的太陽齒輪軸12的輸入側(cè)。支架主體33的輸入側(cè)臂部36固定至該內(nèi)齒輪支架軸37。在內(nèi)齒輪支架軸37的輸入側(cè)端形成有面向徑向外側(cè)擴(kuò)張的環(huán)狀或圓板狀凸緣38。該內(nèi)齒輪支架軸37的輸入側(cè)的部分插通至圓筒狀的輸入側(cè)行星齒輪支架軸27i的內(nèi)周側(cè)。內(nèi)齒輪支架軸37的凸緣38和輸入側(cè)行星齒輪支架軸27i的凸緣28的軸向位置基本一致。

電動裝置50如圖3所示，具有：使作為定速輸入軸Ac的內(nèi)齒輪支架軸37旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的定速電動機(jī)51；使作為可變速輸入軸Av的輸入側(cè)行星齒輪支架軸27i旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的可變速電動機(jī)71；用于對這些進(jìn)行冷卻的冷卻風(fēng)扇91；以及覆蓋該冷卻風(fēng)扇91的風(fēng)扇蓋92。

本實施方式中，定速電動機(jī)51例如為4極的異步電動機(jī)。此外，可變速電動機(jī)71為極數(shù)大于定速電動機(jī)51的12極異步電動機(jī)。

定速電動機(jī)51具有：以軸線Ar為中心自轉(zhuǎn)并連接至作為定速輸入軸Ac的內(nèi)齒輪支架軸37的定速轉(zhuǎn)子52；配置在定速轉(zhuǎn)子52的外周側(cè)的定速定子66；以及定速定子66固定至其內(nèi)周側(cè)的定速電動機(jī)殼體61。

定速轉(zhuǎn)子52具有定速轉(zhuǎn)子軸53、以及固定至定速轉(zhuǎn)子軸53外周的導(dǎo)體56。此外，定速轉(zhuǎn)子軸53具有：以軸線Ar為中心形成圓柱狀并在其外周固定有導(dǎo)體56的定速轉(zhuǎn)子主體軸54；以軸線Ar為中心形成圓柱狀并固定至定速轉(zhuǎn)子主體軸54的輸出側(cè)的定速轉(zhuǎn)子延長軸55。在定速轉(zhuǎn)子延長軸55的軸向兩端分別形成有面向徑向外側(cè)擴(kuò)張的環(huán)狀或圓板狀凸緣55i、55o。在定速轉(zhuǎn)子主體軸54的輸出側(cè)端形成有面向徑向外側(cè)擴(kuò)張的環(huán)狀或圓板狀凸緣54o。定速轉(zhuǎn)子延長軸55和定速轉(zhuǎn)子主體軸54通過用螺栓等互相連接各凸緣55i、55o、54o實現(xiàn)一體化。在定速轉(zhuǎn)子主體軸54的輸入側(cè)端固定有所述冷卻風(fēng)扇91。

定速定子66配置在定速轉(zhuǎn)子52的導(dǎo)體56的徑向外側(cè)。該定速定子66通過多個線圈形成。

定速電動機(jī)殼體61具有：以軸線Ar為中心形成圓筒狀并在內(nèi)周側(cè)固定有定速定子66的殼體主體62；堵塞圓筒狀的殼體主體62的軸向兩端的蓋63i、63o。各蓋63i、63o安裝有定速轉(zhuǎn)子軸承65i、65o，其支撐定速轉(zhuǎn)子主體軸54，使其可以軸線Ar為中心自轉(zhuǎn)。此外，各蓋63i、63o在比定速轉(zhuǎn)子軸承65i、65o更靠近徑向外側(cè)的位置形成有沿軸向貫穿的多個開口64。

定速轉(zhuǎn)子主體軸54的輸入側(cè)端從定速電動機(jī)殼體61的輸入側(cè)的蓋63i向輸入側(cè)突出。在該定速轉(zhuǎn)子主體軸54的輸入側(cè)端固定有所述的冷卻風(fēng)扇91。因此，定速轉(zhuǎn)子52旋轉(zhuǎn)時，冷卻風(fēng)扇91也與定速轉(zhuǎn)子52一體旋轉(zhuǎn)。風(fēng)扇蓋92具有：配置在冷卻風(fēng)扇91的外周側(cè)的圓筒狀的蓋主體93；以及安裝至蓋主體93的入口側(cè)的開口，并形成有多個空氣孔的空氣流通板94。該風(fēng)扇蓋92固定至定速電動機(jī)殼體61的輸入側(cè)的蓋63i。

可變速電動機(jī)71具有：以軸線Ar為中心自轉(zhuǎn)并連接至作為可變速輸入軸Av的輸入側(cè)行星齒輪支架軸27i的可變速轉(zhuǎn)子72；配置在可變速轉(zhuǎn)子72的外周側(cè)的可變速定子86；以及可變速定子86固定至其內(nèi)周側(cè)的可變速電動機(jī)殼體81。

可變速轉(zhuǎn)子72具有可變速轉(zhuǎn)子軸73、以及固定至定速轉(zhuǎn)子軸53外周的導(dǎo)體76?？勺兯俎D(zhuǎn)子軸73形成有以軸線Ar為中心形成圓筒狀并沿軸向貫穿的軸插通孔74?？勺兯俎D(zhuǎn)子軸73的軸插通孔74插通有定速轉(zhuǎn)子延長軸55。在可變速轉(zhuǎn)子軸73的輸出側(cè)端形成有面向徑向外側(cè)擴(kuò)張的環(huán)狀凸緣73o。可變速轉(zhuǎn)子軸73的凸緣73o和形成在定速轉(zhuǎn)子延長軸55的輸出側(cè)端的凸緣55o在軸向的位置基本一致。

本實施方式中，形成有軸插通孔74的可變速轉(zhuǎn)子72構(gòu)成第一轉(zhuǎn)子，插通至該軸插通孔74的定速轉(zhuǎn)子52構(gòu)成第二轉(zhuǎn)子。

可變速定子86配置在可變速轉(zhuǎn)子72的導(dǎo)體56、76的徑向外側(cè)。該可變速定子86通過多個線圈形成。

可變速電動機(jī)殼體81具有：以軸線Ar為中心形成圓筒狀并在內(nèi)周側(cè)固定有可變速定子86的殼體主體82；堵塞圓筒狀的殼體主體82的輸出側(cè)端的輸出側(cè)蓋83o；配置在比可變速定子86更靠近輸入側(cè)的位置，并固定至圓筒狀殼體主體82的內(nèi)周側(cè)的入口側(cè)蓋83i。各蓋83i、83o安裝有可變速轉(zhuǎn)子軸承85i、85o，其支撐可變速轉(zhuǎn)子軸73，使其可以軸線Ar為中心自轉(zhuǎn)。此外，各蓋83i、83o在比可變速轉(zhuǎn)子軸承85i、85o更靠近徑向外側(cè)的位置形成有沿軸向貫穿的多個開口84。

如上所述，通過在可變速電動機(jī)殼體81的各蓋83i、83o上形成的多個開口84和在定速電動機(jī)殼體61的各蓋63i、63o上形成的多個開口64，使可變速電動機(jī)殼體81內(nèi)的空間和定速電動機(jī)殼體61內(nèi)的空間相連通。

此外，本實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)中，定速轉(zhuǎn)子52、可變速轉(zhuǎn)子72和太陽齒輪軸12配置在同一軸線上。

本實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)還具有：可變速用撓性聯(lián)軸器95，其配置在作為可變速輸入軸Av的輸入側(cè)行星齒輪支架軸27i和可變速轉(zhuǎn)子72之間并連接兩者；以及定速用撓性聯(lián)軸器97，其配置在作為定速輸入軸Ac的內(nèi)齒輪支架軸37和定速轉(zhuǎn)子52之間并連接兩者。

可變速用撓性聯(lián)軸器95具有：圓筒部96，其形成圓筒狀，并至少在相對于圓筒的中心軸線Ar垂直的各方向具有可撓性；環(huán)狀的凸緣95i、95o，其設(shè)在圓筒部96的兩側(cè)。

定速用撓性聯(lián)軸器97具有：圓筒部98，其形成圓筒狀或圓柱狀，并至少在相對于圓筒或圓柱的中心軸線Ar垂直的各方向具有可撓性；環(huán)狀或圓板狀的凸緣97i、97o，其設(shè)在圓筒部98的兩側(cè)。

可變速用撓性聯(lián)軸器95配置在定速用撓性聯(lián)軸器97的外周側(cè)。定速用撓性聯(lián)軸器97的軸向長度尺寸與可變速用撓性聯(lián)軸器95的軸向長度尺寸相同。

可變速用撓性聯(lián)軸器95的各凸緣95i、95o的外徑尺寸與行星齒輪支架21的凸緣28的外徑尺寸以及可變速轉(zhuǎn)子72的凸緣73o的外徑尺寸相同。因此，以上各凸緣28、73o、95i、95o在軸向互相對向。從而，行星齒輪支架21的凸緣28和可變速轉(zhuǎn)子72的凸緣73o可通過一般的撓性聯(lián)軸器連接。

可變速用撓性聯(lián)軸器95的輸出側(cè)凸緣95o和行星齒輪支架21的凸緣28通過螺栓等互相連接。此外，可變速用撓性聯(lián)軸器95的輸入側(cè)凸緣95i和可變速轉(zhuǎn)子72的凸緣73o通過螺栓等互相連接。

此外，定速用撓性聯(lián)軸器97的各凸緣97i、97o的外徑尺寸與內(nèi)齒輪支架31的凸緣38的外徑尺寸以及定速轉(zhuǎn)子延長軸55的輸出側(cè)凸緣55o的外徑尺寸相同。因此，以上各凸緣38、55o、97i、97o在軸向也互相對向。從而，內(nèi)齒輪支架31的凸緣38和定速轉(zhuǎn)子延長軸55的輸出側(cè)凸緣55o可通過一般的撓性聯(lián)軸器連接。

定速用撓性聯(lián)軸器97的輸出側(cè)凸緣97o和內(nèi)齒輪支架31的凸緣38通過螺栓等互相連接。此外，定速用撓性聯(lián)軸器97的輸入側(cè)凸緣97i和定速轉(zhuǎn)子延長軸55的輸出側(cè)凸緣55o通過螺栓等互相連接。

另外，綜上所述，可變速用撓性聯(lián)軸器95的圓筒部96和定速用撓性聯(lián)軸器97的圓筒部98均至少在相對于圓筒或圓柱的中心軸線Ar垂直的各方向具有可撓性。但是，如果這些聯(lián)軸器95、97的圓筒部96、98在至少相對于圓筒或圓柱的中心軸線Ar垂直的各方向，輸出側(cè)可相對于輸入側(cè)移動，則不具有可撓性也可以。

此外，本實施方式中，連接至作為第一轉(zhuǎn)子的可變速轉(zhuǎn)子72的可變速用撓性聯(lián)軸器95構(gòu)成第一撓性聯(lián)軸器，連接至作為第二轉(zhuǎn)子的定速轉(zhuǎn)子52的定速用撓性聯(lián)軸器97構(gòu)成第二撓性聯(lián)軸器。

而且，本實施方式中，通過作為第一撓性聯(lián)軸器的可變速用撓性聯(lián)軸器95連接至作為第一轉(zhuǎn)子的可變速轉(zhuǎn)子72的可變速輸入軸Av構(gòu)成第一輸入軸。此外，本實施方式中，通過作為第二撓性聯(lián)軸器的定速用撓性聯(lián)軸器97連接至作為第二轉(zhuǎn)子的定速轉(zhuǎn)子52的定速輸入軸Ac構(gòu)成第二輸入軸。從而，作為第一轉(zhuǎn)子的可變速轉(zhuǎn)子72的凸緣73o構(gòu)成轉(zhuǎn)子側(cè)連接部，作為第一輸入軸的可變速輸入軸Av的凸緣28構(gòu)成變速裝置側(cè)連接部。

此外，本實施方式中，使定速轉(zhuǎn)子軸53(定速轉(zhuǎn)子延長軸55)貫穿至可變速轉(zhuǎn)子軸73的軸插通孔74，從圖1的左側(cè)開始，按照定速電動機(jī)51、可變速電動機(jī)71、變速裝置、壓縮機(jī)C的順序以直線狀配置。

本實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)如圖1所示，還具有：頻率轉(zhuǎn)換裝置100，其改變提供至可變速電動機(jī)71的電力的頻率；第一開關(guān)111，其將定速電動機(jī)51設(shè)為電力供給狀態(tài)和電力切斷狀態(tài)；第二開關(guān)112，其將可變速電動機(jī)71設(shè)為電力供給狀態(tài)和電力切斷狀態(tài)；控制器120，其控制頻率轉(zhuǎn)換裝置100、第一開關(guān)111和第二開關(guān)112的動作。

第一開關(guān)111電氣連接至電源線110和定速電動機(jī)51。第二開關(guān)112電氣連接至電源線110和頻率轉(zhuǎn)換裝置100。該頻率轉(zhuǎn)換裝置100電氣連接至可變速電動機(jī)71。

控制器120通過計算機(jī)構(gòu)成。該控制器120具有：接收部121，其直接接收來自操作人員的指示或接收來自上位控制裝置的指示；界面122，其向第一開關(guān)111、第二開關(guān)112和頻率轉(zhuǎn)換裝置100下達(dá)指示；運(yùn)算部123，其根據(jù)通過接收部121接收到的指示等，制作針對第一開關(guān)111、第二開關(guān)112和頻率轉(zhuǎn)換裝置100的指示。

第一開關(guān)111根據(jù)來自控制器120的ON指示變?yōu)镺N，根據(jù)來自控制器120的OFF指示變?yōu)镺FF。第一開關(guān)111變?yōu)镺N時，來自電源線110的電力提供至定速電動機(jī)51，定速電動機(jī)51變?yōu)殡娏┙o狀態(tài)。第一開關(guān)111變?yōu)镺FF時，由電源線110至定速電動機(jī)51的電力供給切斷，定速電動機(jī)51變?yōu)殡娏η袛酄顟B(tài)。

第二開關(guān)112根據(jù)來自控制器120的ON指示變?yōu)镺N，根據(jù)來自控制器120的OFF指示變?yōu)镺FF。第二開關(guān)112變?yōu)镺N時，來自電源線110的電力通過頻率轉(zhuǎn)換裝置100提供至可變速電動機(jī)71，可變速電動機(jī)71變?yōu)殡娏┙o狀態(tài)。第二開關(guān)112變?yōu)镺FF時，由電源線110至頻率轉(zhuǎn)換裝置100和可變速電動機(jī)71的電力供給切斷，可變速電動機(jī)71變?yōu)殡娏η袛酄顟B(tài)。

頻率轉(zhuǎn)換裝置100將控制器120所指示頻率的電力提供至可變速電動機(jī)71?？勺兯匐妱訖C(jī)71的可變速轉(zhuǎn)子72以與該頻率相應(yīng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。如此，由于可變速轉(zhuǎn)子72的轉(zhuǎn)速變化，連接至可變速轉(zhuǎn)子72的變速裝置10的行星齒輪支架21的轉(zhuǎn)速也變化。結(jié)果，作為變速裝置10的輸出軸Ao的太陽齒輪軸12的轉(zhuǎn)速也變化。

此處，使用圖4對變速裝置10的各齒輪的齒數(shù)和變速裝置10的各軸的轉(zhuǎn)速的關(guān)系進(jìn)行說明。

將作為輸出軸Ao的太陽齒輪軸12的轉(zhuǎn)速設(shè)為ωs，將作為定速輸入軸Ac的內(nèi)齒輪支架軸37的轉(zhuǎn)速設(shè)為ωi，將作為可變速輸入軸Av的輸入側(cè)行星齒輪支架軸27i的轉(zhuǎn)速設(shè)為ωh。此外，將太陽齒輪11的齒數(shù)設(shè)為Zs，將內(nèi)齒輪17的齒數(shù)設(shè)為Zi。

此時，可通過以下公式(1)表示各齒輪的齒數(shù)和變速裝置10的各軸的轉(zhuǎn)速的關(guān)系。

ωs/ωi＝ωh/ωi-(1-ωh/ωi)×Zi/Zs……(1)

假設(shè)定速電動機(jī)51如前所述為4極的異步電動機(jī)，電源頻率為50Hz時，定速轉(zhuǎn)子52的轉(zhuǎn)速、定速輸入軸Ac的轉(zhuǎn)速ωi為1500rpm。此外，假設(shè)可變速電動機(jī)71如前所述為12極的異步電動機(jī)，電源頻率為50Hz時，可變速轉(zhuǎn)子72的最高轉(zhuǎn)速、可變速輸入軸Av的最高轉(zhuǎn)速ωh為500rpm。此外，假設(shè)太陽齒輪11的齒數(shù)Zs與內(nèi)齒輪17的齒數(shù)Zi的比Zi/Zs為8。

此時，如果將定速轉(zhuǎn)子52的旋轉(zhuǎn)方向作為正轉(zhuǎn)，可變速轉(zhuǎn)子72的旋轉(zhuǎn)方向與定速轉(zhuǎn)子52的旋轉(zhuǎn)方向相反且為最高轉(zhuǎn)速(-500rpm)，則輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速為-16500rpm。

此外，如果將定速轉(zhuǎn)子52的旋轉(zhuǎn)方向作為正轉(zhuǎn)，可變速轉(zhuǎn)子72的旋轉(zhuǎn)方向與定速轉(zhuǎn)子52的旋轉(zhuǎn)方向相同且為最高轉(zhuǎn)速(+500rpm)，則輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速為-7500rpm。

如果將定速轉(zhuǎn)子52的旋轉(zhuǎn)方向作為正轉(zhuǎn)且可變速轉(zhuǎn)子72的轉(zhuǎn)速為0rpm，則輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速為-12000rpm。

如果將定速轉(zhuǎn)子52的旋轉(zhuǎn)方向作為正轉(zhuǎn)，可變速轉(zhuǎn)子72的旋轉(zhuǎn)方向與定速轉(zhuǎn)子52的旋轉(zhuǎn)方向相反且為最低轉(zhuǎn)速(-50rpm)，則輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速為-12450rpm。

如果將定速轉(zhuǎn)子52的旋轉(zhuǎn)方向作為正轉(zhuǎn)，可變速轉(zhuǎn)子72的旋轉(zhuǎn)方向與定速轉(zhuǎn)子52的旋轉(zhuǎn)方向相同且為最低轉(zhuǎn)速(+50rpm)，則輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速為-11550rpm。

因此，假設(shè)定速轉(zhuǎn)子52的轉(zhuǎn)速為+1500rpm，通過頻率轉(zhuǎn)換裝置100進(jìn)行頻率控制從而可將可變速轉(zhuǎn)子72的轉(zhuǎn)速控制在-50～-500rpm的范圍內(nèi)時，換而言之，可將提供至可變速電動機(jī)71的電力的頻率控制在5～50Hz的范圍內(nèi)時，可將輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速控制在-12450～-16500rpm的范圍內(nèi)。

接下來，根據(jù)圖5所示的流程圖對本實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)從起動到停止為止的動作進(jìn)行說明。

控制器120從外部接收到可變電動機(jī)系統(tǒng)的起動指示后(S10)，對第二開關(guān)112輸出ON指示(S11)，同時對頻率轉(zhuǎn)換裝置100指示最小頻率(S12)。此處，最小頻率是指頻率轉(zhuǎn)換裝置100可設(shè)定的最小頻率，或操作人員等預(yù)先設(shè)定的最小頻率。此處，例如，將電源頻率(50Hz)的1/10作為最小頻率(5Hz)。

第二開關(guān)112從控制器120接收到ON指示后，該第二開關(guān)112變?yōu)镺N，來自電源線110的電力被提供至頻率轉(zhuǎn)換裝置100。此外，頻率轉(zhuǎn)換裝置100從控制器120接收到最小頻率作為頻率的指示值后，將來自電源線110的電力的頻率轉(zhuǎn)換為最小頻率并提供至可變速電動機(jī)71。結(jié)果，可變速電動機(jī)71變?yōu)楣┙o最小頻率電力的電力供給狀態(tài)。本實施方式的可變速電動機(jī)71接收到與電源頻率相同頻率(最大頻率：50Hz)的電力時，如前所述，其轉(zhuǎn)速變?yōu)樽罡咿D(zhuǎn)速500rpm。因此，接收到電源頻率的1/10作為最小頻率(5Hz)的電力時，可變速電動機(jī)71的轉(zhuǎn)速如前所述變?yōu)樽畹娃D(zhuǎn)速50rpm。另外，此處的可變速電動機(jī)71的旋轉(zhuǎn)方向與定速電動機(jī)51的旋轉(zhuǎn)方向相反。因此，將定速電動機(jī)51的旋轉(zhuǎn)方向作為正轉(zhuǎn)時，可變速電動機(jī)71的轉(zhuǎn)速為-50rpm。

假設(shè)定速電動機(jī)51不旋轉(zhuǎn)，定速電動機(jī)51及連接至其的定速輸入軸Ac的轉(zhuǎn)速為0rpm，則可通過以下公式(2)表示變速裝置10的各齒輪的齒數(shù)和變速裝置10的各軸的轉(zhuǎn)速的關(guān)系。

ωs/ωh＝Zi/Zs+1……(2)

與前述內(nèi)容相同，如果太陽齒輪11的齒數(shù)Zs與內(nèi)齒輪17的齒數(shù)Zi的比Zi/Zs為8，可變速電動機(jī)71及連接至其的可變速輸入軸Av的轉(zhuǎn)速ωh為最低轉(zhuǎn)速-50rpm，則輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速ωs為-450rpm。

如此，定速電動機(jī)51未旋轉(zhuǎn)時，僅使可變速電動機(jī)71以最低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時的輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速ωs，相比定速電動機(jī)51和可變速電動機(jī)71一起旋轉(zhuǎn)時的輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速ωs的范圍(-12450～-16500rpm)，為相當(dāng)小的轉(zhuǎn)速。

因此，本實施方式中，假設(shè)連接至輸出軸Ao的驅(qū)動對象為壓縮機(jī)C，即使該GD²較大時，也可減小電動裝置50的起動負(fù)載扭矩。

控制器120在可變速電動機(jī)71的可變速轉(zhuǎn)子72開始旋轉(zhuǎn)、輸出軸Ao開始旋轉(zhuǎn)時，對第一開關(guān)111輸出ON指示(S13)。

第一開關(guān)111從控制器120接收到ON指示后，該第一開關(guān)111變?yōu)镺N，來自電源線110的電力被提供至定速電動機(jī)51，定速電動機(jī)51變?yōu)殡娏┙o狀態(tài)。本實施方式的定速電動機(jī)51接收到來自電源線110的電力時，如前所述，其轉(zhuǎn)速例如變?yōu)?500rpm。

定速電動機(jī)51及連接至其的定速輸入軸Ac的轉(zhuǎn)速為1500rpm，可變速電動機(jī)71及連接至其的可變速輸入軸Av的轉(zhuǎn)速為最低的50rpm(但是與定速輸入軸Ac的旋轉(zhuǎn)方向相反)時，輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速如前所述，例如變?yōu)榭煽刂频淖畹娃D(zhuǎn)速12450rpm(但是與定速輸入軸Ac的旋轉(zhuǎn)方向相反)。

之后，控制器120等待輸出軸Ao的目標(biāo)轉(zhuǎn)速指示的接收(S14)或停止指示的接收(S16)，接收到目標(biāo)轉(zhuǎn)速指示后，向頻率轉(zhuǎn)換裝置100指示與接收到的目標(biāo)轉(zhuǎn)速相應(yīng)的頻率(S15)。

頻率轉(zhuǎn)換裝置100在接收到該指示后，向可變速電動機(jī)71提供與接收到的目標(biāo)轉(zhuǎn)速相應(yīng)的頻率的電力。可變速電動機(jī)71及連接至其的可變速輸入軸Av的轉(zhuǎn)速變?yōu)榕c輸出軸Ao的目標(biāo)轉(zhuǎn)速相應(yīng)的轉(zhuǎn)速(-50～-500rpm)，結(jié)果，輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速變?yōu)槟繕?biāo)轉(zhuǎn)速(-12450～-16500rpm)。

控制器120向頻率轉(zhuǎn)換裝置100指示與接收到的目標(biāo)轉(zhuǎn)速相應(yīng)的頻率后(S15)，再次變?yōu)榈却敵鲚SAo的目標(biāo)轉(zhuǎn)速指示的接收(S14)或等待停止指示的接收(S16)的狀態(tài)?？刂破?20在該狀態(tài)下接收到停止指示后，對第一開關(guān)111和第二開關(guān)112輸出ON指示(S17)。

第一開關(guān)111和第二開關(guān)112從控制器120接收到OFF指示后，均變?yōu)镺FF。因此，來自電源線110的電力不再提供至定速電動機(jī)51和可變速電動機(jī)71，定速電動機(jī)51和可變速電動機(jī)71分別變?yōu)殡娏η袛酄顟B(tài)。結(jié)果，輸出軸Ao停止。

如上所述，本實施方式中，可減小電動裝置50的起動負(fù)載扭矩。

此外，本實施方式中，在變速裝置10的軸線Ar上配置有定速電動機(jī)51的定速轉(zhuǎn)子52和可變速電動機(jī)71的可變速轉(zhuǎn)子72，因此，比起在沿徑向遠(yuǎn)離變速裝置10的軸線Ar的位置配置定速轉(zhuǎn)子52和可變速轉(zhuǎn)子72，可實現(xiàn)整體小型化。而且，本實施方式中，無需像在沿徑向遠(yuǎn)離變速裝置10的軸線Ar的位置配置定速轉(zhuǎn)子52和可變速轉(zhuǎn)子72時那樣設(shè)置皮帶和皮帶輪等的傳遞機(jī)構(gòu)，因此，從該觀點(diǎn)出發(fā)，可實現(xiàn)裝置的小型化，并減少部件數(shù)量，從而降低制造成本。此外，本實施方式中，無需像在沿徑向遠(yuǎn)離變速裝置10的軸線Ar的位置配置定速轉(zhuǎn)子52和可變速轉(zhuǎn)子72時那樣設(shè)置皮帶和皮帶輪等的傳遞機(jī)構(gòu)，因此，位于變速裝置10的軸線Ar上的軸不會受到來自皮帶等的彎曲負(fù)荷，從而還可以減少振動。

本實施方式中，電動裝置50的定速轉(zhuǎn)子52和變速裝置10的定速輸入軸Ac通過定速用撓性聯(lián)軸器97連接，因此，可容許定速轉(zhuǎn)子52和定速輸入軸Ac之間的偏心、偏角以及振動。而且，本實施方式中，電動裝置50的可變速轉(zhuǎn)子72和變速裝置10的可變速輸入軸Av通過可變速用撓性聯(lián)軸器95連接，因此，可容許可變速轉(zhuǎn)子72和可變速輸入軸Av之間的偏心、偏角以及振動。因此，本實施方式中，在可將變速裝置10相對于電動裝置50的心軸定位作業(yè)工時控制在最小限度的同時，還可抑制從電動裝置50至變速裝置10的軸振動的傳遞、從變速裝置10至電動裝置50的軸振動的傳遞。

此外，本實施方式中，雖然定速用撓性聯(lián)軸器(第二撓性聯(lián)軸器)97配置在可變速用撓性聯(lián)軸器(第一撓性聯(lián)軸器)95的內(nèi)周側(cè)，但由于定速用撓性聯(lián)軸器(第二撓性聯(lián)軸器)97的軸向長度尺寸小于或等于可變速用撓性聯(lián)軸器(第一撓性聯(lián)軸器)95的軸向長度尺寸，因此，可易于進(jìn)行各撓性聯(lián)軸器97、95的安裝作業(yè)。

本實施方式中，可變速電動機(jī)殼體81相對于定速電動機(jī)殼體61固定。因此，本實施方式中，從可變電動機(jī)系統(tǒng)的制造工廠出廠前，可相對于定速轉(zhuǎn)子52正確定位(心軸定位)可變速轉(zhuǎn)子72。從而，本實施方式中，可省去在設(shè)置現(xiàn)場相對于定速轉(zhuǎn)子52定位可變速轉(zhuǎn)子72的作業(yè)。

本實施方式中，定速轉(zhuǎn)子52旋轉(zhuǎn)時，設(shè)在該定速轉(zhuǎn)子52端部的冷卻風(fēng)扇91也旋轉(zhuǎn)。通過該冷卻風(fēng)扇91的旋轉(zhuǎn)，外部空氣流入定速電動機(jī)殼體61內(nèi)，冷卻定速轉(zhuǎn)子52和定速定子66等。而且，本實施方式中，由于定速電動機(jī)殼體61和可變速電動機(jī)殼體81連通，因此，流入定速電動機(jī)殼體61內(nèi)的空氣也流入可變速電動機(jī)殼體81內(nèi)，冷卻可變速轉(zhuǎn)子72和可變速定子86等。從而，本實施方式中，通過1個冷卻風(fēng)扇91可冷卻2個電動機(jī)，基于該觀點(diǎn)，可實現(xiàn)裝置的小型化以及降低制造成本。

此外，本實施方式中，定速轉(zhuǎn)子52、可變速轉(zhuǎn)子72和太陽齒輪軸12配置在同一軸線上，從而可減少可變電動機(jī)系統(tǒng)的安裝空間(設(shè)置空間)。此外，不需要用于傳遞旋轉(zhuǎn)的部件(傘齒輪等)，可抑制部件數(shù)量的增加、降低制造成本。

此外，本實施方式中，形成有軸插通孔74的圓筒狀的軸即可變速轉(zhuǎn)子軸73中插通有棒狀的軸即定速轉(zhuǎn)子軸53(定速轉(zhuǎn)子延長軸55)。也就是說，輸出較大的定速電動機(jī)51的定速轉(zhuǎn)子軸53插通至輸出小于定速電動機(jī)51的可變速電動機(jī)71的可變速轉(zhuǎn)子軸73。由此，可采用更大輸出(馬力)的定速電動機(jī)51。

此外，本實施方式中，通過按照定速電動機(jī)51、可變速電動機(jī)71、變速裝置、壓縮機(jī)C的順序以直線狀配置，可使裝置整體更加緊湊化?！暗诙嵤┓绞健?/p>

使用圖6和圖7說明本發(fā)明所涉及的可變電動機(jī)系統(tǒng)的第二實施方式。

本實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)如圖6所示，與第一實施方式的驅(qū)動力施加裝置相同，具有電動裝置50、變速裝置10a、頻率轉(zhuǎn)換裝置100a、第一開關(guān)111、第二開關(guān)112和控制器120a。這些中，電動裝置50、第一開關(guān)111和第二開關(guān)112與第一實施方式的相同。

本實施方式的變速裝置10a具有制動器39，其約束以軸線Ar為中心的行星齒輪支架21的自轉(zhuǎn)。行星齒輪支架21具有制動盤29，其從支架主體23向外周側(cè)擴(kuò)張并形成環(huán)狀。制動器39安裝至變速殼體41并夾持行星齒輪支架21的制動盤29，約束行星齒輪支架21使其無法旋轉(zhuǎn)。

本實施方式的頻率轉(zhuǎn)換裝置100a可改變提供至可變速電動機(jī)71的電力的頻率，同時，可改變提供至可變速電動機(jī)71的電流的方向。也就是說，可使用可變速電動機(jī)71發(fā)電。因此，本實施方式的頻率轉(zhuǎn)換裝置100a為可逆頻率轉(zhuǎn)換裝置，可改變可變速電動機(jī)71的可變速轉(zhuǎn)子72的旋轉(zhuǎn)方向。

本實施方式的控制器120a與第一實施方式的控制器120相同，控制頻率轉(zhuǎn)換裝置100a、第一開關(guān)111和第二開關(guān)112的動作。而且，本實施方式的控制器120a對頻率轉(zhuǎn)換裝置100a指示變更提供至可變速電動機(jī)71的電流的方向。此外，本實施方式的控制器120a在指示變速裝置10a的制動器39約束行星齒輪支架21的旋轉(zhuǎn)的同時，還可以指示解除該約束。

第一實施方式中，定速轉(zhuǎn)子52的轉(zhuǎn)速為+1500rpm，通過頻率轉(zhuǎn)換裝置100進(jìn)行頻率控制從而將可變速轉(zhuǎn)子72的轉(zhuǎn)速控制在-50～-500rpm的范圍內(nèi)，將輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速控制在-12450～-16500rpm的范圍內(nèi)。假設(shè)可改變提供至可變速電動機(jī)71的電流的方向，則可將可變速轉(zhuǎn)子72的轉(zhuǎn)速設(shè)為+50～+500rpm，如前所述，可將輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速設(shè)為-11550～-7500rpm。

因此，本實施方式中，作為頻率轉(zhuǎn)換裝置100a，采用可改變提供至可變速電動機(jī)71的電流方向的可逆頻率轉(zhuǎn)換裝置，并擴(kuò)大輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速的可變區(qū)域。

本實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)的起動和停止動作與第一實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)的動作相同。本實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)在變速裝置10a的輸出軸Ao開始旋轉(zhuǎn)后，將輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速變更為期待轉(zhuǎn)速時的動作與第一實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)的動作不同。

因此，以下根據(jù)圖7的流程圖對將輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速變更為期待轉(zhuǎn)速時的可變電動機(jī)系統(tǒng)的動作進(jìn)行說明。

控制器120a與第一實施方式相同，在對第一開關(guān)111輸出ON指示(S13)、定速電動機(jī)51例如以1500rpm開始旋轉(zhuǎn)后，如果接收到輸出軸Ao的目標(biāo)轉(zhuǎn)速指示(S14)，則開始判斷實現(xiàn)該目標(biāo)轉(zhuǎn)速是否需要改變提供至可變速電動機(jī)71的電流的方向(S20：判斷工序)。

控制器120a判斷為需要改變提供至可變速電動機(jī)71的電流的方向時，對頻率轉(zhuǎn)換裝置100a指示最小頻率(S21：第一最小頻率指示工序)。

頻率轉(zhuǎn)換裝置100a從控制器120a接收到最小頻率作為頻率的指示值后，將來自電源線110的電力的頻率轉(zhuǎn)換為最小頻率并提供至可變速電動機(jī)71。結(jié)果，可變速電動機(jī)71變?yōu)楣┙o最小頻率電力的電力供給狀態(tài)。因此，可變速電動機(jī)71在以與定速電動機(jī)51的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)時，變?yōu)樽畹娃D(zhuǎn)速-50rpm，以與定速電動機(jī)51的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)時，變?yōu)樽畹娃D(zhuǎn)速+50rpm。結(jié)果，變速裝置10a的輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速在可變速電動機(jī)71以與定速電動機(jī)51的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)時，變?yōu)?12450rpm，在可變速電動機(jī)71以與定速電動機(jī)51的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)時，變?yōu)?11550rpm。

可變速電動機(jī)71的轉(zhuǎn)速變?yōu)樽畹娃D(zhuǎn)速時(-50rpm或+50rpm)，控制器120a對第二開關(guān)112輸出OFF指示(S22：開關(guān)OFF指示工序)，同時，對制動器39指示約束行星齒輪支架21(或可變速輸入軸Av)的旋轉(zhuǎn)(S23)。因此，可變速電動機(jī)71在變?yōu)殡娏η袛酄顟B(tài)的同時，停止以連接至該可變速電動機(jī)71的行星齒輪支架21(或可變速輸入軸Av)的軸線Ar為中心的旋轉(zhuǎn)。

如果行星齒輪支架21(或可變速輸入軸Av)的旋轉(zhuǎn)停止，則控制器120a在對制動器39指示解除對行星齒輪支架21(或可變速輸入軸Av)的旋轉(zhuǎn)約束的同時(S24)，對第二開關(guān)112輸出ON指示(S25)。進(jìn)而，控制器120a對頻率轉(zhuǎn)換裝置100a指示變更提供至可變速電動機(jī)71的電流的方向的同時(S26)，指示最小頻率(S27：第二最小頻率指示工序)。因此，可變速電動機(jī)71變?yōu)楣┙o電流的方向為相反方向的電力供給狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速變?yōu)樽畹娃D(zhuǎn)速，其旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)橄喾捶较颉亩?，可變速電動機(jī)71先以與定速電動機(jī)51的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)時，其旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榕c定速電動機(jī)51的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向，其轉(zhuǎn)速變?yōu)樽畹娃D(zhuǎn)速+50rpm。結(jié)果，變速裝置10a的輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速變?yōu)?11550rpm。此外，可變速電動機(jī)71先以與定速電動機(jī)51的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)時，其旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榕c定速電動機(jī)51的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向，其轉(zhuǎn)速變?yōu)樽畹娃D(zhuǎn)速-50rpm。結(jié)果，變速裝置10a的輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速變?yōu)?12450rpm。另外，本實施方式中，所述S25和S26的處理工序構(gòu)成開關(guān)ON和電流方向變更指示工序。此外，本實施方式中，所述S23和S24的處理工序構(gòu)成制動器動作指示工序。

可變速電動機(jī)71的轉(zhuǎn)速變?yōu)樽畹娃D(zhuǎn)速時，控制器120a與第一實施方式相同，向頻率轉(zhuǎn)換裝置100a指示與步驟14(S14)中接收到的輸出軸Ao的目標(biāo)轉(zhuǎn)速相應(yīng)的頻率(S15：目標(biāo)頻率指示工序)。

此外，控制器120a判斷為不需要變更步驟20(S20)中的電流方向時，也向頻率轉(zhuǎn)換裝置100a指示與步驟14(S14)中接收到的輸出軸Ao的目標(biāo)轉(zhuǎn)速相應(yīng)的頻率(S15：目標(biāo)頻率指示工序)。

頻率轉(zhuǎn)換裝置100a在接收到該指示后，向可變速電動機(jī)71提供與接收到的目標(biāo)轉(zhuǎn)速相應(yīng)的頻率的電力?？勺兯匐妱訖C(jī)71及連接至其的可變速輸入軸Av的轉(zhuǎn)速變?yōu)榕c輸出軸Ao的目標(biāo)轉(zhuǎn)速相應(yīng)的轉(zhuǎn)速(+50～+500rpm或-50～-500rpm)，結(jié)果，輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速變?yōu)槟繕?biāo)轉(zhuǎn)速(-7500～-11550rpm或-12450～-16500rpm)。

綜上所述，本實施方式中，如前所述，作為頻率轉(zhuǎn)換裝置100a，采用可改變提供至可變速電動機(jī)71的電流方向的可逆頻率轉(zhuǎn)換裝置，因此可擴(kuò)大輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速的可變區(qū)域。

此外，本實施方式中，改變提供至可變速電動機(jī)71的電流的方向，并改變可變速電動機(jī)71的旋轉(zhuǎn)方向時，將轉(zhuǎn)速設(shè)為以現(xiàn)狀下的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時的最低轉(zhuǎn)速后，約束該可變速電動機(jī)71及連接至其的可變速輸入軸Av的旋轉(zhuǎn)。而且，本實施方式中，解除對可變速輸入軸Av的旋轉(zhuǎn)的約束后，將可變速電動機(jī)71的旋轉(zhuǎn)方向設(shè)為與之前的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向，并將其轉(zhuǎn)速設(shè)為最低轉(zhuǎn)速后，將其轉(zhuǎn)速設(shè)為與輸出軸Ao的目標(biāo)轉(zhuǎn)速相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。因此，本實施方式中，在改變提供至可變速電動機(jī)71的電流的方向時，可抑制輸出軸Ao的轉(zhuǎn)速、可變速電動機(jī)71的轉(zhuǎn)速的急劇變化，減小此時對可變速電動機(jī)71施加的負(fù)載。

另外，以上實施方式中，在變速裝置10a中設(shè)置制動器39并改變提供至可變速電動機(jī)71的電流方向時，通過該制動器39暫時約束連接至可變速電動機(jī)71的可變速輸入軸Av的旋轉(zhuǎn)。但是，未在變速裝置10a中設(shè)置制動器39并改變提供至可變速電動機(jī)71的電流方向時，也可以不約束連接至可變速電動機(jī)71的可變速輸入軸Av的旋轉(zhuǎn)。然而，此種情況下，比起本實施方式，改變提供至可變速電動機(jī)71的電流方向時，對可變速電動機(jī)71施加的負(fù)載增大。

“第三實施方式”

使用圖8和圖9說明本發(fā)明所涉及的可變電動機(jī)系統(tǒng)的第三實施方式。

本實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)如圖8所示，構(gòu)成電動裝置50的定速電動機(jī)51的定速電動機(jī)殼體61和可變速電動機(jī)71的可變速電動機(jī)殼體81分離，可變速電動機(jī)殼體81和變速裝置10的變速殼體41形成一體。

電動裝置50通過電動裝置支撐部50S固定至架臺90?？勺兯匐妱訖C(jī)71通過變速裝置支撐部71S固定至架臺90。變速裝置10通過變速裝置支撐部10S固定至架臺90。此外，作為驅(qū)動對象的壓縮機(jī)C也通過未圖示的支撐部固定至架臺90。另外，由于本實施方式的可變速電動機(jī)殼體81和變速殼體41形成一體，因此，支撐部設(shè)置變速裝置支撐部71S和變速裝置支撐部10S的至少一方即可。

另外，架臺90可分割為電動裝置50用、可變速電動機(jī)71和變速裝置10用以及壓縮機(jī)C用，或者也可以以任一組合一體化。

可變速電動機(jī)殼體81和變速殼體41牢固連接。也就是說，可變速電動機(jī)殼體81的輸出側(cè)蓋83o和變速殼體41例如通過螺栓或焊接牢固接合。

構(gòu)成定速轉(zhuǎn)子軸53的定速轉(zhuǎn)子主體軸54和插通至可變速轉(zhuǎn)子軸73的軸插通孔74的定速轉(zhuǎn)子延長軸55通過定速用撓性聯(lián)軸器97連接。也就是說，本實施方式的定速轉(zhuǎn)子軸53具有定速轉(zhuǎn)子主體軸54、定速轉(zhuǎn)子延長軸55和定速用撓性聯(lián)軸器97。

定速轉(zhuǎn)子延長軸55和內(nèi)齒輪支架軸37通過定速轉(zhuǎn)子延長軸55的凸緣55o和內(nèi)齒輪支架軸37的凸緣38固定。也就是說，本實施方式的定速轉(zhuǎn)子延長軸55和內(nèi)齒輪支架軸37未通過撓性聯(lián)軸器連接。此外，可變速轉(zhuǎn)子72的可變速轉(zhuǎn)子軸73和行星齒輪支架軸27的輸入側(cè)行星齒輪支架軸27i未通過撓性聯(lián)軸器連接，而是通過螺栓等直接連接或通過齒輪聯(lián)軸器等連接。另外，也可以不設(shè)置凸緣55o、凸緣38，而是將定速轉(zhuǎn)子延長軸55和內(nèi)齒輪支架軸37一體化。

接下來，根據(jù)圖9所示的流程圖對本實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)從起動到停止為止的動作進(jìn)行說明。

控制器120從外部接收到可變電動機(jī)系統(tǒng)的起動指示后(S10)，對第一開關(guān)111輸出ON指示(S11a)。

此處，控制器120對制動器39指示約束行星齒輪支架21(或可變速輸入軸Av)的旋轉(zhuǎn)(S28)。

控制器120在定速電動機(jī)51的轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速(例如1500rpm)的階段，對第二開關(guān)112輸出ON指示(S12a)，對頻率轉(zhuǎn)換裝置100指示最小頻率(S13a)。然后，輸出解除制動器39對行星齒輪支架21(或可變速輸入軸Av)旋轉(zhuǎn)的約束的指示(S29)。

本實施方式中，通過使定速電動機(jī)51和可變速電動機(jī)71分離，可使用標(biāo)準(zhǔn)的(市售的)定速電動機(jī)。由此，可進(jìn)一步降低制造成本。

此外，可省略可變速用撓性聯(lián)軸器95。由此，可進(jìn)一步降低制造成本。

此外，本實施方式中，通過先于可變速電動機(jī)71起動輸出較大的定速電動機(jī)51，與優(yōu)先起動可變速電動機(jī)71時相比，可減小對可變速電動機(jī)71施加的負(fù)載。也就是說，可避免優(yōu)先起動可變速電動機(jī)71時，可變速電動機(jī)71無法應(yīng)對起動定速電動機(jī)51時的急劇的扭矩變動，從而出現(xiàn)轉(zhuǎn)速高于設(shè)定的轉(zhuǎn)速或低于設(shè)定的轉(zhuǎn)速的現(xiàn)象。

另外，先于可變速電動機(jī)71起動定速電動機(jī)51的方法也適用于第一實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)、第二實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)。

“改進(jìn)例”

下面對上述說明的可變電動機(jī)系統(tǒng)的各實施方式的改進(jìn)例進(jìn)行說明。

以上各實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)均將壓縮機(jī)C作為驅(qū)動對象，使該壓縮機(jī)C以7500rpm以上的轉(zhuǎn)速高速旋轉(zhuǎn)。由于以上各實施方式的可變電動機(jī)系統(tǒng)像這樣使驅(qū)動對象高速旋轉(zhuǎn)，因此，通過變速裝置10、10a使定速電動機(jī)51的轉(zhuǎn)速增速。因此，以上各實施方式的變速裝置10、10a中，將太陽齒輪軸12作為輸出軸Ao，將內(nèi)齒輪支架軸37作為定速輸入軸Ac，將輸入側(cè)行星齒輪支架軸27i作為可變速輸入軸Av。

但是，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力變速裝置的變速裝置例如也可以用于使定速電動機(jī)51的轉(zhuǎn)速減速。此時，也可以將太陽齒輪軸12作為定速輸入軸Ac，將行星齒輪支架軸27作為可變速輸入軸Av，將內(nèi)齒輪支架軸37作為輸出軸Ao。此外，例如，也可以將太陽齒輪軸12與以上實施方式同樣地作為輸出軸Ao，將內(nèi)齒輪支架軸37作為可變速輸入軸Av，將行星齒輪支架軸27作為定速輸入軸Ac。如上所述，關(guān)于太陽齒輪軸12、行星齒輪支架軸27、內(nèi)齒輪支架軸37中，將任一軸作為輸出軸Ao，其他軸作為定速輸入軸Ac，剩余的軸作為可變速輸入軸Av，通過是否針對輸入使輸出增速、輸出的增減速變化范圍等適當(dāng)設(shè)定。

如上所述，即使在太陽齒輪軸12、行星齒輪支架軸27、內(nèi)齒輪支架軸37中，將任一軸作為輸出軸Ao，其他軸作為定速輸入軸Ac，剩余的軸作為可變速輸入軸Av，也可以與以上實施方式相同，通過在同一軸上配置連接至定速輸入軸Ac的定速轉(zhuǎn)子52和連接至可變速輸入軸Av的可變速轉(zhuǎn)子72，實現(xiàn)裝置的小型化并降低制造成本。

此外，以上各實施方式中，例示4極的異步電動機(jī)作為使壓縮機(jī)C高速旋轉(zhuǎn)的優(yōu)選定速電動機(jī)51，例示12極的異步電動機(jī)作為可使壓縮機(jī)C的轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)變速的優(yōu)選可變速電動機(jī)71。但是，無需使驅(qū)動對象高速旋轉(zhuǎn)時，也可使用其他類型的電動機(jī)作為定速電動機(jī)51和可變速電動機(jī)71。

此外，以上實施方式中，形成有軸插通孔74的可變速轉(zhuǎn)子72構(gòu)成第一轉(zhuǎn)子，插通至該軸插通孔74中的定速轉(zhuǎn)子52構(gòu)成第二轉(zhuǎn)子。但是，定速轉(zhuǎn)子形成有軸插通孔且該軸插通孔中插通有可變速轉(zhuǎn)子時，定速轉(zhuǎn)子構(gòu)成第一轉(zhuǎn)子，可變速轉(zhuǎn)子構(gòu)成第二轉(zhuǎn)子。

此外，以上各實施方式中，連接可變速轉(zhuǎn)子72和可變速輸入軸Av的可變速用撓性聯(lián)軸器95構(gòu)成第一撓性聯(lián)軸器，連接定速轉(zhuǎn)子52和定速輸入軸Ac的定速用撓性聯(lián)軸器97構(gòu)成第二撓性聯(lián)軸器。但是，定速用撓性聯(lián)軸器配置在可變速用撓性聯(lián)軸器的外周側(cè)時，定速用撓性聯(lián)軸器構(gòu)成第一撓性聯(lián)軸器，可變速用撓性聯(lián)軸器構(gòu)成第二撓性聯(lián)軸器。

工業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明的一方式，可實現(xiàn)裝置的小型化以及降低制造成本。

符號說明

10、10a：變速裝置(行星齒輪變速裝置)

10S、變速裝置支撐部

11：太陽齒輪

12：太陽齒輪軸

15：行星齒輪

17：內(nèi)齒輪

21：行星齒輪支架

22：行星齒輪軸

23：支架主體

27：行星齒輪支架軸

27i：輸入側(cè)行星齒輪支架軸

28：凸緣(變速裝置側(cè)連接部)

29：制動盤

31：內(nèi)齒輪支架

33：支架主體

37：內(nèi)齒輪支架軸

38：凸緣

39：制動器

41：變速殼體

50：電動裝置

50S：電動裝置支撐部

51：定速電動機(jī)

52：定速轉(zhuǎn)子

53：定速轉(zhuǎn)子軸

54：定速轉(zhuǎn)子主體軸

55：定速轉(zhuǎn)子延長軸

56：導(dǎo)體

61：定速電動機(jī)殼體

62：殼體主體

63i、63o：蓋

64：開口

66：定速定子

71：可變速電動機(jī)

71S：可變速電動機(jī)支撐部

72：可變速轉(zhuǎn)子

73：可變速轉(zhuǎn)子軸

73o：凸緣(轉(zhuǎn)子側(cè)連接部)

74：軸插通孔

76：導(dǎo)體

81：定速電動機(jī)殼體

82：殼體主體

83i、83o：蓋

84：開口

86：定速定子

91：冷卻風(fēng)扇

Ar：軸線

Ao：輸出軸

Ac：定速輸入軸

Av：可變速輸入軸

100、100a：頻率轉(zhuǎn)換裝置

111：第一開關(guān)

112：第二開關(guān)

120、120a：控制器