JP2003348806A - 力率および電流位相を改善する三相誘導電動機のためのリアクトルコイル、及び同コイルを用いた三相誘導電動機起動用リアクトルコイル - Google Patents
力率および電流位相を改善する三相誘導電動機のためのリアクトルコイル、及び同コイルを用いた三相誘導電動機起動用リアクトルコイルInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 運転時の力率の改善による省エネルギー効果
または起動特性を改善する三相誘導電動機のためのリア
クトルを提供する。 【解決手段】 三相誘導電動機のリアクトルコイルは、
第１の鉄心上に巻回された第１メインコイルと第１電流
位相調整用サブコイルと、第２の鉄心上に巻回された第
２メインコイルと第２電流位相調整用サブコイルと、第
３の鉄心上に巻回された第３メインコイルと第３電流位
相調整用サブコイルとからなる。各メインコイルは、他
の鉄心上に巻回された各サブコイルが、同相又は逆相に
それぞれ結線されてから誘導電動機の電動機の各入力端
子に接続される。こうすることにより、各相の相電流が
所定量進み位相となり、順回転方向接続の場合には特に
運転時の力率が改善され省エネルギー効果が得られ、ま
た逆回転方向接続の場合には特に十分なる始動トルクの
確保に効果がある。
または起動特性を改善する三相誘導電動機のためのリア
クトルを提供する。 【解決手段】 三相誘導電動機のリアクトルコイルは、
第１の鉄心上に巻回された第１メインコイルと第１電流
位相調整用サブコイルと、第２の鉄心上に巻回された第
２メインコイルと第２電流位相調整用サブコイルと、第
３の鉄心上に巻回された第３メインコイルと第３電流位
相調整用サブコイルとからなる。各メインコイルは、他
の鉄心上に巻回された各サブコイルが、同相又は逆相に
それぞれ結線されてから誘導電動機の電動機の各入力端
子に接続される。こうすることにより、各相の相電流が
所定量進み位相となり、順回転方向接続の場合には特に
運転時の力率が改善され省エネルギー効果が得られ、ま
た逆回転方向接続の場合には特に十分なる始動トルクの
確保に効果がある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、三相誘導電動機の
リアクトルコイルに関し、より詳しくは、各相毎に一組
のメインコイルと電流位相調整用のサブコイルとを設
け、任意のメインコイルに対して他相のサブコイルを同
相又は逆相となるように接続して電動機に流入する電流
位相調整を行うとともに電力を供給することにより、力
率の改善による省エネルギー効果又は起動特性の改善を
図るリアクトルコイルに関する。
リアクトルコイルに関し、より詳しくは、各相毎に一組
のメインコイルと電流位相調整用のサブコイルとを設
け、任意のメインコイルに対して他相のサブコイルを同
相又は逆相となるように接続して電動機に流入する電流
位相調整を行うとともに電力を供給することにより、力
率の改善による省エネルギー効果又は起動特性の改善を
図るリアクトルコイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、誘導電動機の始動においては、電
源投入直後に定格電圧を加えると、始動電流が定格電流
の５〜６倍にも達するため、電源投入直後の一定時間の
み低い電圧を加えるような低減電圧始動方式が一般的に
採られている。そのための手段として、例えば、リアク
トル始動器、コンドルファ始動器がある。
源投入直後に定格電圧を加えると、始動電流が定格電流
の５〜６倍にも達するため、電源投入直後の一定時間の
み低い電圧を加えるような低減電圧始動方式が一般的に
採られている。そのための手段として、例えば、リアク
トル始動器、コンドルファ始動器がある。
【０００３】図１ａは、リアクトル始動器を用いたリア
クトル始動方式を示す。同図に示す通り、各相毎に一組
のリアクトル（コイル）１，２，３を電源と三相誘導電
動機１０の入力端子の間に直列に接続して、定格電圧の
８０％から６５％程度の減電圧により始動するものであ
る。始動期間中、回転数が上昇して電流が減少するのに
従い、電動機端子電圧が上昇してくる。このリアクトル
始動方式の場合、電動機巻線に対する直列コイルの比率
を高めると、コイルの励磁損失が大きくなるとともに、
起動トルクも減衰してしまうという問題がある。
クトル始動方式を示す。同図に示す通り、各相毎に一組
のリアクトル（コイル）１，２，３を電源と三相誘導電
動機１０の入力端子の間に直列に接続して、定格電圧の
８０％から６５％程度の減電圧により始動するものであ
る。始動期間中、回転数が上昇して電流が減少するのに
従い、電動機端子電圧が上昇してくる。このリアクトル
始動方式の場合、電動機巻線に対する直列コイルの比率
を高めると、コイルの励磁損失が大きくなるとともに、
起動トルクも減衰してしまうという問題がある。
【０００４】図１ｂは、三相単巻変圧器５を並列に挿入
し分圧して始動する始動補償器始動（コンドルファ始
動）方式を示す。前記リアクトル始動方式との違いは、
始動中の電動機端子電圧が、三相単巻変圧器５の変圧比
によって決まる一定電圧である点である。この始動補償
器始動方式は、前記リアクトル始動方式に比して、装置
全体が大型化となる欠点がある。
し分圧して始動する始動補償器始動（コンドルファ始
動）方式を示す。前記リアクトル始動方式との違いは、
始動中の電動機端子電圧が、三相単巻変圧器５の変圧比
によって決まる一定電圧である点である。この始動補償
器始動方式は、前記リアクトル始動方式に比して、装置
全体が大型化となる欠点がある。
【０００５】上述の従来のリアクトル始動器およびコン
ドルファ始動器は、電源供給電圧をコイルと電動機のイ
ンピーダンス比により分圧することにより、電動機のコ
イル両端に印加される電圧が低くなるように調整するこ
とを目的としたものである。したがって、これらリアク
トル始動器およびコンドルファ始動器では、電流位相の
調整は行われない。
ドルファ始動器は、電源供給電圧をコイルと電動機のイ
ンピーダンス比により分圧することにより、電動機のコ
イル両端に印加される電圧が低くなるように調整するこ
とを目的としたものである。したがって、これらリアク
トル始動器およびコンドルファ始動器では、電流位相の
調整は行われない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
述した従来技術の問題点に鑑み、三相誘導電動機の各相
を流れる電流の位相を調整して、軽負荷から中負荷にお
ける力率改善による省エネルギー効果の達成と、中負荷
におけるトルクの確保による起動特性の改善を目的とす
る。
述した従来技術の問題点に鑑み、三相誘導電動機の各相
を流れる電流の位相を調整して、軽負荷から中負荷にお
ける力率改善による省エネルギー効果の達成と、中負荷
におけるトルクの確保による起動特性の改善を目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の態様
によれば、相順が第一から第三の三相電源と三相誘導電
動機の間に接続されるリアクトルコイルであって、該コ
イルは、第一相の共通鉄心上に巻回された第１メインコ
イルと第１電流位相調整用サブコイルと、第二相の共通
鉄心上に巻回された第２メインコイルと第２電流位相調
整用サブコイルと、第三相の共通鉄心上に巻回された第
３メインコイルと第３電流位相調整用サブコイルとから
なり、前記第１メインコイルに対して前記第２電流位相
調整用サブコイルが逆相に接続された状態で前記三相誘
導電動機の第一相端子に接続され、前記第２メインコイ
ルに対して前記第３電流位相調整用サブコイルが逆相に
接続された状態で前記三相誘導電動機の第二相端子に接
続され、前記第３メインコイルに対して前記第１電流位
相調整用サブコイルが逆相に接続された状態で前記三相
誘導電動機の第三相端子に接続されることにより、各相
の相電流を所定量進み位相とすることを特徴とするリア
クトルコイルが提供される。
によれば、相順が第一から第三の三相電源と三相誘導電
動機の間に接続されるリアクトルコイルであって、該コ
イルは、第一相の共通鉄心上に巻回された第１メインコ
イルと第１電流位相調整用サブコイルと、第二相の共通
鉄心上に巻回された第２メインコイルと第２電流位相調
整用サブコイルと、第三相の共通鉄心上に巻回された第
３メインコイルと第３電流位相調整用サブコイルとから
なり、前記第１メインコイルに対して前記第２電流位相
調整用サブコイルが逆相に接続された状態で前記三相誘
導電動機の第一相端子に接続され、前記第２メインコイ
ルに対して前記第３電流位相調整用サブコイルが逆相に
接続された状態で前記三相誘導電動機の第二相端子に接
続され、前記第３メインコイルに対して前記第１電流位
相調整用サブコイルが逆相に接続された状態で前記三相
誘導電動機の第三相端子に接続されることにより、各相
の相電流を所定量進み位相とすることを特徴とするリア
クトルコイルが提供される。
【０００８】本発明の第２の態様によれば、相順が第一
から第三の三相電源と三相誘導電動機の間に接続される
リアクトルコイルであって、該コイルは、第一相の共通
鉄心上に巻回された第１メインコイルと第１電流位相調
整用サブコイルと、第二相の共通鉄心上に巻回された第
２メインコイルと第２電流位相調整用サブコイルと、第
三相の共通鉄心上に巻回された第３メインコイルと第３
電流位相調整用サブコイルとからなり、前記第１メイン
コイルに対して前記第３電流位相調整用サブコイルが同
相に接続された状態で前記三相誘導電動機の第一相端子
に接続され、前記第２メインコイルに対して前記第１電
流位相調整用サブコイルが同相に接続された状態で前記
三相誘導電動機の第二相端子に接続され、前記第３メイ
ンコイルに対して前記第２電流位相調整用サブコイルが
同相に接続された状態で前記三相誘導電動機の第三相端
子に接続されることにより、各相の相電流を所定量進み
位相とすることを特徴とするリアクトルコイルが提供さ
れる。
から第三の三相電源と三相誘導電動機の間に接続される
リアクトルコイルであって、該コイルは、第一相の共通
鉄心上に巻回された第１メインコイルと第１電流位相調
整用サブコイルと、第二相の共通鉄心上に巻回された第
２メインコイルと第２電流位相調整用サブコイルと、第
三相の共通鉄心上に巻回された第３メインコイルと第３
電流位相調整用サブコイルとからなり、前記第１メイン
コイルに対して前記第３電流位相調整用サブコイルが同
相に接続された状態で前記三相誘導電動機の第一相端子
に接続され、前記第２メインコイルに対して前記第１電
流位相調整用サブコイルが同相に接続された状態で前記
三相誘導電動機の第二相端子に接続され、前記第３メイ
ンコイルに対して前記第２電流位相調整用サブコイルが
同相に接続された状態で前記三相誘導電動機の第三相端
子に接続されることにより、各相の相電流を所定量進み
位相とすることを特徴とするリアクトルコイルが提供さ
れる。
【０００９】つまり、本発明は、三相負荷に接続する各
相に、メインコイルと電流調整用サブコイルからなる二
組のコイル、従って三相では全６組のコイルから構成さ
れるリアクトルコイルであって、メインコイルとサブコ
イル間の接続方法を各相間で同相又は逆相に接続される
ように変えることにより、各相を流れる電流そのものの
位相を調整するものである。
相に、メインコイルと電流調整用サブコイルからなる二
組のコイル、従って三相では全６組のコイルから構成さ
れるリアクトルコイルであって、メインコイルとサブコ
イル間の接続方法を各相間で同相又は逆相に接続される
ように変えることにより、各相を流れる電流そのものの
位相を調整するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施例を説明する。図２は、本発明による第１
実施例のリアクトルコイルを三相誘導電動機に接続した
形態を示す。Ｕ相には、メインコイル１ａと電流位相調
整用サブコイル（以下、単に「サブコイル」と云う）１
ｂが同一鉄心上に巻回されている。Ｖ相には、メインコ
イル２ａとサブコイル２ｂが同一鉄心上に巻回されてい
る。また、Ｗ相には、同様に、メインコイル３ａとサブ
コイル３ｂが同一鉄心上に巻回されている。第１実施例
では、Ｕ相のメインコイル１ａには他相であるＶ相のサ
ブコイル２ｂが逆相で接続されてから三相誘導電動機１
０の電動機端子９ａに接続される。また、Ｖ相のメイン
コイル２ａには他相であるＷ相のサブコイル３ｂが逆相
で接続されてから電動機端子９ｂに接続される。さら
に、Ｗ相のメインコイルには他相であるＵ相のサブコイ
ル１ｂが逆相で接続されてから電動機端子９ｃに接続さ
れる。この実施例では、任意相のメインコイルを流れる
電流に対して、相順における次の相のサブコイルを流れ
る電流が逆相に加えられることになるので、説明上、
“順回転方向接続”と言う。なお、図示実施例では、誘
導電動機１０の固定子の結線方法がＹ結線であるが、こ
れはΔ結線であっても構わない。
本発明の実施例を説明する。図２は、本発明による第１
実施例のリアクトルコイルを三相誘導電動機に接続した
形態を示す。Ｕ相には、メインコイル１ａと電流位相調
整用サブコイル（以下、単に「サブコイル」と云う）１
ｂが同一鉄心上に巻回されている。Ｖ相には、メインコ
イル２ａとサブコイル２ｂが同一鉄心上に巻回されてい
る。また、Ｗ相には、同様に、メインコイル３ａとサブ
コイル３ｂが同一鉄心上に巻回されている。第１実施例
では、Ｕ相のメインコイル１ａには他相であるＶ相のサ
ブコイル２ｂが逆相で接続されてから三相誘導電動機１
０の電動機端子９ａに接続される。また、Ｖ相のメイン
コイル２ａには他相であるＷ相のサブコイル３ｂが逆相
で接続されてから電動機端子９ｂに接続される。さら
に、Ｗ相のメインコイルには他相であるＵ相のサブコイ
ル１ｂが逆相で接続されてから電動機端子９ｃに接続さ
れる。この実施例では、任意相のメインコイルを流れる
電流に対して、相順における次の相のサブコイルを流れ
る電流が逆相に加えられることになるので、説明上、
“順回転方向接続”と言う。なお、図示実施例では、誘
導電動機１０の固定子の結線方法がＹ結線であるが、こ
れはΔ結線であっても構わない。
【００１１】上記順回転方向接続の実施例における電圧
・電流ベクトル図を図３ａ，３ｂに示す。図３ａは本発
明によるリアクトルを用いたときの理想無負荷時の電流
ベクトル合成図を、図３ｂは図３ａの理想的無負荷から
軽負荷に３０度位相が進んだ状態のベクトル合成図を示
す。各相を流れる電流は、メインコイルの電流を相順で
次の相のサブコイルに逆相の電流を加えることになり、
次式で表わすことができる。
・電流ベクトル図を図３ａ，３ｂに示す。図３ａは本発
明によるリアクトルを用いたときの理想無負荷時の電流
ベクトル合成図を、図３ｂは図３ａの理想的無負荷から
軽負荷に３０度位相が進んだ状態のベクトル合成図を示
す。各相を流れる電流は、メインコイルの電流を相順で
次の相のサブコイルに逆相の電流を加えることになり、
次式で表わすことができる。
【００１２】次に、本発明による第２実施例のリアクト
ルコイルを三相誘導電動機に接続した形態を図４により
説明する。この実施例でも、リアクトルコイルのＵ相に
は、メインコイル１ａとサブコイル１ｂが同一鉄心上に
巻回されている。Ｖ相には、メインコイル２ａとサブコ
イル２ｂが同一鉄心上に巻回されている。また、Ｗ相に
は、同様に、メインコイル３ａとサブコイル３ｂが同一
鉄心上に巻回されている。本第２実施例では、Ｕ相のメ
インコイル１ａには他相であるＷ相のサブコイル３ｂ
が、前述第１実施例とは異なり同相で接続されてから三
相誘導電動機１０の電動機端子９ａに接続される。Ｖ相
のメインコイル２ａには他相であるＵ相のサブコイル１
ｂが同様に同相で接続されてから電動機端子９ｂに接続
される。さらに、Ｗ相のメインコイルには他相であるＶ
相のサブコイル２ｂが同じく同相で接続されてから電動
機端子９ｃに接続される。この実施例では、任意相のメ
インコイルの電流に対して、相順における前の相のサブ
コイルに電流を同相に加えられることになるので、説明
上、“逆回転方向接続”として、第１実施例の“順回転
方向接続”と区別する。
ルコイルを三相誘導電動機に接続した形態を図４により
説明する。この実施例でも、リアクトルコイルのＵ相に
は、メインコイル１ａとサブコイル１ｂが同一鉄心上に
巻回されている。Ｖ相には、メインコイル２ａとサブコ
イル２ｂが同一鉄心上に巻回されている。また、Ｗ相に
は、同様に、メインコイル３ａとサブコイル３ｂが同一
鉄心上に巻回されている。本第２実施例では、Ｕ相のメ
インコイル１ａには他相であるＷ相のサブコイル３ｂ
が、前述第１実施例とは異なり同相で接続されてから三
相誘導電動機１０の電動機端子９ａに接続される。Ｖ相
のメインコイル２ａには他相であるＵ相のサブコイル１
ｂが同様に同相で接続されてから電動機端子９ｂに接続
される。さらに、Ｗ相のメインコイルには他相であるＶ
相のサブコイル２ｂが同じく同相で接続されてから電動
機端子９ｃに接続される。この実施例では、任意相のメ
インコイルの電流に対して、相順における前の相のサブ
コイルに電流を同相に加えられることになるので、説明
上、“逆回転方向接続”として、第１実施例の“順回転
方向接続”と区別する。
【００１３】上記逆回転方向接続の実施例における電圧
・電流ベクトル図を図５ａ，５ｂに示す。図５ａは本発
明によるリアクトルを用いたときの理想無負荷時の電流
ベクトル合成図を、図５ｂは、前記順回転方向接続と同
様に、図５ａの理想的無負荷から軽負荷に３０度位相が
進んだ状態のベクトル合成図を示す。無負荷時には、図
５ａから分かる通り、６０度の電流位相調整が行われる
ことにより、Ｗ相を例
・電流ベクトル図を図５ａ，５ｂに示す。図５ａは本発
明によるリアクトルを用いたときの理想無負荷時の電流
ベクトル合成図を、図５ｂは、前記順回転方向接続と同
様に、図５ａの理想的無負荷から軽負荷に３０度位相が
進んだ状態のベクトル合成図を示す。無負荷時には、図
５ａから分かる通り、６０度の電流位相調整が行われる
ことにより、Ｗ相を例
【００１４】商用電源にリアクトルコイルを用いず電動
機を直接接続した場合、従来形式のリアクトル接続方法
であるＵＸ接続方式とした場合、第１実施例の順回転方
法接続であるＹＶ接続とした場合、第２実施例の逆回転
方向接続であるＷＺ接続とした場合において実測したデ
ータに基づく電源電圧に対する各特性図を図６ａ，図６
ｂ，図６ｃ，図６ｄに、電動機端子電圧に対する各特性
図を図７ａ，図７ｂ，図７ｃ，図７ｄにそれぞれ同時に
示し、比較しながら説明する。なお、従来のＵＸ接続方
式とは、図１ａに示すように、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各メイン
コイルに対して、対応するＵ，Ｖ，Ｗ相の各サブコイル
が同相となるようにそれぞれを直列に接続し、電動機各
端子に接続する形式のものである。ＹＶ接続は、図２に
示す通り、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各メインコイルに流れる電流
を、相順となる次の相であるＶ，Ｗ，Ｕ相の各サブコイ
ルにそれぞれが逆相となるように流し、電動機各端子に
接続する形式のものである。ＷＺ接続は、図４に示す通
り、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各メインコイルに流れる電流を、相
順で前の相であるＷ，Ｕ，Ｖ相の各サブコイルにそれぞ
れが同相となるように流し、電動機各端子に接続する形
式のものである。
機を直接接続した場合、従来形式のリアクトル接続方法
であるＵＸ接続方式とした場合、第１実施例の順回転方
法接続であるＹＶ接続とした場合、第２実施例の逆回転
方向接続であるＷＺ接続とした場合において実測したデ
ータに基づく電源電圧に対する各特性図を図６ａ，図６
ｂ，図６ｃ，図６ｄに、電動機端子電圧に対する各特性
図を図７ａ，図７ｂ，図７ｃ，図７ｄにそれぞれ同時に
示し、比較しながら説明する。なお、従来のＵＸ接続方
式とは、図１ａに示すように、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各メイン
コイルに対して、対応するＵ，Ｖ，Ｗ相の各サブコイル
が同相となるようにそれぞれを直列に接続し、電動機各
端子に接続する形式のものである。ＹＶ接続は、図２に
示す通り、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各メインコイルに流れる電流
を、相順となる次の相であるＶ，Ｗ，Ｕ相の各サブコイ
ルにそれぞれが逆相となるように流し、電動機各端子に
接続する形式のものである。ＷＺ接続は、図４に示す通
り、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各メインコイルに流れる電流を、相
順で前の相であるＷ，Ｕ，Ｖ相の各サブコイルにそれぞ
れが同相となるように流し、電動機各端子に接続する形
式のものである。
【００１５】ＷＺ接続では、従来形式に比べて横軸電流
Ｉq（励磁電流成分）が少なく、負荷電流に直軸電流Ｉd
（トルク電流成分）が多く含まれており、減電圧始動を
行っても直接駆動特性に似た特性のまま、トルク電流を
大きく取れる。（図６ｂ）また、本発明によるＹＶ接続
及びＷＺ接続では、負荷電流Ｉおよび回転数Ｎが電源供
給電圧Ｅin の低い状態においてピークとなるように比
例推移した曲線で描ける。これに対して、従来形式で
は、減電圧により負荷電流Ｉが減少するとともに始動ト
ルクおよび始動時の到達回転数も低くなってしまう。
（図６ｃ）さらに、ＷＺ接続およびＹＶ接続では、定格
供給電圧以下であれば、同じ電源電圧でも従来形式に比
べて力率が数パーセントから十数パーセント改善されて
いるが、（図６ｄ）電源電圧が高い場合にＷＺ接続で
は、従来形式およびＹＶ接続に比べて消費電力が大きく
なってしまう。
Ｉq（励磁電流成分）が少なく、負荷電流に直軸電流Ｉd
（トルク電流成分）が多く含まれており、減電圧始動を
行っても直接駆動特性に似た特性のまま、トルク電流を
大きく取れる。（図６ｂ）また、本発明によるＹＶ接続
及びＷＺ接続では、負荷電流Ｉおよび回転数Ｎが電源供
給電圧Ｅin の低い状態においてピークとなるように比
例推移した曲線で描ける。これに対して、従来形式で
は、減電圧により負荷電流Ｉが減少するとともに始動ト
ルクおよび始動時の到達回転数も低くなってしまう。
（図６ｃ）さらに、ＷＺ接続およびＹＶ接続では、定格
供給電圧以下であれば、同じ電源電圧でも従来形式に比
べて力率が数パーセントから十数パーセント改善されて
いるが、（図６ｄ）電源電圧が高い場合にＷＺ接続で
は、従来形式およびＹＶ接続に比べて消費電力が大きく
なってしまう。
【００１６】電動機端子電圧Ｅが等しければ、負荷電流
Ｉ，回転数Ｎおよび有効電力Ｐi はほぼ等しく同じ曲線
を示しており、電動機端子電圧Ｅの低い状態で力率cos
θがピークとなる比例推移した曲線で描ける。また、従
来形式および直接接続に比べて、ＷＺ接続およびＹＶ接
続では力率が数パーセントから十数パーセント改善され
る。（図７ｃおよび図７d）
Ｉ，回転数Ｎおよび有効電力Ｐi はほぼ等しく同じ曲線
を示しており、電動機端子電圧Ｅの低い状態で力率cos
θがピークとなる比例推移した曲線で描ける。また、従
来形式および直接接続に比べて、ＷＺ接続およびＹＶ接
続では力率が数パーセントから十数パーセント改善され
る。（図７ｃおよび図７d）
【００１７】商用電源で誘導電圧調整器により誘導電動
機を直接駆動したときの負荷特性等を示した図８ａ，８
ｂ，８ｃ，８ｄでは、供給電圧の変化とともに、各相電
流、負荷電流、電力が変化している。ただ、供給電圧を
低く設定した場合には、励磁分電流が増加することによ
り不足する励磁エネルギーの確保がなされる。図８ａの
電源供給電圧が低い状態で、各相の電流が反時計方向に
推移して相電流との位相角が小さくなるように変化す
る。電源電圧を減少させることにより、励磁電流Ｉq が
減少し（図８ｂ）、同じ風速（負荷）でも供給電力が減
少しており（図８ｄ）、力率特性の改善がなされる。
機を直接駆動したときの負荷特性等を示した図８ａ，８
ｂ，８ｃ，８ｄでは、供給電圧の変化とともに、各相電
流、負荷電流、電力が変化している。ただ、供給電圧を
低く設定した場合には、励磁分電流が増加することによ
り不足する励磁エネルギーの確保がなされる。図８ａの
電源供給電圧が低い状態で、各相の電流が反時計方向に
推移して相電流との位相角が小さくなるように変化す
る。電源電圧を減少させることにより、励磁電流Ｉq が
減少し（図８ｂ）、同じ風速（負荷）でも供給電力が減
少しており（図８ｄ）、力率特性の改善がなされる。
【００１８】図９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄに従来形式にお
ける負荷特性を、図１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに
ＹＶ接続における負荷特性を、図１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄにＷＺ接続における負荷特性を示す。
ける負荷特性を、図１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに
ＹＶ接続における負荷特性を、図１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄにＷＺ接続における負荷特性を示す。
【００１９】商用電源直接駆動特性（図８の２００Ｖ供
給状態☆★）に対して、従来形式における正相分・逆相
分電流特性では、図９ｂのように供給電圧が低い状態で
も負荷に対して励磁分電流（横軸電流Ｉq）が殆ど変化
せず、図９ｄに示すように軽負荷状態では必要以上の余
分な励磁エネルギー（無効電力）を供給するために、励
磁電流が流れてしてしまう。
給状態☆★）に対して、従来形式における正相分・逆相
分電流特性では、図９ｂのように供給電圧が低い状態で
も負荷に対して励磁分電流（横軸電流Ｉq）が殆ど変化
せず、図９ｄに示すように軽負荷状態では必要以上の余
分な励磁エネルギー（無効電力）を供給するために、励
磁電流が流れてしてしまう。
【００２０】商用電源直接駆動特性（図８の２００Ｖ供
給状態☆★）に対して、図10ｂに示すＹＶ接続における
正相分・逆相分電流特性では、供給電圧を低く設定でき
れば、トルク分電流（直軸電流Ｉd）と励磁分電流（横
軸電流Ｉq）が負荷に比例する変化となる。その結果、
余分な励磁エネルギーを供給することがなく、図10ｄに
示す無効分電力を減少して、力率を改善するとともに効
率の改善が望める。ただ、コイルの巻数を過多に設定す
るとリアクトルでの励磁損失が大きくなるため、減圧比
率については調整が必要となる。
給状態☆★）に対して、図10ｂに示すＹＶ接続における
正相分・逆相分電流特性では、供給電圧を低く設定でき
れば、トルク分電流（直軸電流Ｉd）と励磁分電流（横
軸電流Ｉq）が負荷に比例する変化となる。その結果、
余分な励磁エネルギーを供給することがなく、図10ｄに
示す無効分電力を減少して、力率を改善するとともに効
率の改善が望める。ただ、コイルの巻数を過多に設定す
るとリアクトルでの励磁損失が大きくなるため、減圧比
率については調整が必要となる。
【００２１】商用電源直接駆動特性（図８の２００Ｖ供
給状態☆★）に対して、図１１ａに示すＷＺ接続におけ
る各相の電流特性では、電流位相調整角が大きく取れる
ので、供給電圧が低い範囲でも良好な特性となる。その
結果、メインコイルとサブコイルの比率を変えることに
より運転状態でも利用可能となる。
給状態☆★）に対して、図１１ａに示すＷＺ接続におけ
る各相の電流特性では、電流位相調整角が大きく取れる
ので、供給電圧が低い範囲でも良好な特性となる。その
結果、メインコイルとサブコイルの比率を変えることに
より運転状態でも利用可能となる。
【００２２】図１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに従来
形式における始動特性を、図１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，
１３ｄにＹＶ接続における始動特性を、図１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ，１４ｄにＷＺ接続における始動特性を示
す。
形式における始動特性を、図１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，
１３ｄにＹＶ接続における始動特性を、図１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ，１４ｄにＷＺ接続における始動特性を示
す。
【００２３】図１２ｃの従来形式における電圧・電流、
回転数特性、図１２ｄの入力特性において、負荷電流
Ｉ、有効電力Ｐiおよび力率cosθは電源電圧を低くする
ことに伴い、ピーク点が移動して起動時間が長くなると
ともに始動トルクが弱くなることが分かる。ＹＶ接続に
おける図１３ｃの電圧・電流、回転数特性、図１３ｄの
入力特性においても、この傾向は見られるが、図１２の
従来形式に比べＹＶ接続では、ピーク点の移動が少なく
始動時の改善が得られる。
回転数特性、図１２ｄの入力特性において、負荷電流
Ｉ、有効電力Ｐiおよび力率cosθは電源電圧を低くする
ことに伴い、ピーク点が移動して起動時間が長くなると
ともに始動トルクが弱くなることが分かる。ＹＶ接続に
おける図１３ｃの電圧・電流、回転数特性、図１３ｄの
入力特性においても、この傾向は見られるが、図１２の
従来形式に比べＹＶ接続では、ピーク点の移動が少なく
始動時の改善が得られる。
【００２４】これに対して、ＷＺ接続における図１４ｃ
の電圧・電流、回転数特性、図１４ｄの入力特性では、
他形式に比べて電源電圧を低く設定してもピーク点の移
動が少なく、入力電力の確保と力率改善により始動トル
クの確保が可能となる。
の電圧・電流、回転数特性、図１４ｄの入力特性では、
他形式に比べて電源電圧を低く設定してもピーク点の移
動が少なく、入力電力の確保と力率改善により始動トル
クの確保が可能となる。
【００２５】以上の通り、本発明のリアクトルの順回転
方向接続（ＹＶ接続）によれば、運転特性改善の省エネ
ルギー用として利用が可能であり、逆回転方向接続（Ｗ
Ｚ接続）では、図１５に示す単巻変圧器によるコンドル
ファ始動器と組み合わせることにより、減電圧始動を行
うとともに高トルクでの始動が可能となる。
方向接続（ＹＶ接続）によれば、運転特性改善の省エネ
ルギー用として利用が可能であり、逆回転方向接続（Ｗ
Ｚ接続）では、図１５に示す単巻変圧器によるコンドル
ファ始動器と組み合わせることにより、減電圧始動を行
うとともに高トルクでの始動が可能となる。
【図１】図１ａは従来のリアクトル始動器を用いたリア
クトル始動方式を示す図、図１ｂは単巻変圧器を用いた
始動補償器始動方式を示す図である。
クトル始動方式を示す図、図１ｂは単巻変圧器を用いた
始動補償器始動方式を示す図である。
【図２】図２は本発明によるリアクトルを順回転方向接
続（ＹＶ接続）とした第１実施例の図である。
続（ＹＶ接続）とした第１実施例の図である。
【図３】図３ａは図２に示す接続における理想無負荷時
の電流ベクトル合成図、図３ｂは理想無負荷時から軽負
荷に３０度位相が進んだ状態のベクトル合成図である。
の電流ベクトル合成図、図３ｂは理想無負荷時から軽負
荷に３０度位相が進んだ状態のベクトル合成図である。
【図４】図４は本発明によるリアクトルを逆回転方向接
続（ＷＺ接続）とした第２実施例の図である。
続（ＷＺ接続）とした第２実施例の図である。
【図５】図５ａは図４に示す接続における理想無負荷時
の電流ベクトル合成図、図５ｂは理想無負荷時から軽負
荷に３０度位相が進んだ状態のベクトル合成図である。
の電流ベクトル合成図、図５ｂは理想無負荷時から軽負
荷に３０度位相が進んだ状態のベクトル合成図である。
【図６】図６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、直接接続、従来
形式のリアクトル接続、第１実施例、第２実施例の電源
電圧に対する各特性図である。
形式のリアクトル接続、第１実施例、第２実施例の電源
電圧に対する各特性図である。
【図７】図７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、直接接続、従来
形式のリアクトル接続、第１実施例、第２実施例の電動
機端子電圧に対する各特性図である。
形式のリアクトル接続、第１実施例、第２実施例の電動
機端子電圧に対する各特性図である。
【図８】図８は商用電源で誘導電圧調整器により誘導電
動機を直接駆動したときの各特性図である。
動機を直接駆動したときの各特性図である。
【図９】図９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは、従来形式（ＵＸ
接続）における負荷特性図である。
接続）における負荷特性図である。
【図１０】図１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、本発
明によるリアクトルの順回転方向接続（ＹＶ接続）にお
ける負荷特性図である。
明によるリアクトルの順回転方向接続（ＹＶ接続）にお
ける負荷特性図である。
【図１１】図１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、本発
明によるリアクトルの逆回転方向接続（ＷＺ接続）にお
ける負荷特性図である。
明によるリアクトルの逆回転方向接続（ＷＺ接続）にお
ける負荷特性図である。
【図１２】図１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、従来
形式（ＵＸ接続）における始動特性図である。
形式（ＵＸ接続）における始動特性図である。
【図１３】図１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、本発
明によるリアクトルの順回転方向接続（ＹＶ接続）にお
ける始動特性図である。
明によるリアクトルの順回転方向接続（ＹＶ接続）にお
ける始動特性図である。
【図１４】図１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、本発
明によるリアクトルの逆回転方向接続（ＷＺ接続）にお
ける始動特性図である。
明によるリアクトルの逆回転方向接続（ＷＺ接続）にお
ける始動特性図である。
【図１５】図１５は本発明によるリアクトルとコンドル
ファ始動器とを組み合わせた場合の接続図である。
ファ始動器とを組み合わせた場合の接続図である。
１，２，３・・・リアクトルコイル
１ａ，２ａ，３ａ・・・メインコイル
１ｂ，２ｂ，３ｂ・・・電流位相調整用サブコイル
５・・・三相単巻変圧器
９ａ，９ｂ，９ｃ・・・電動機端子
１０・・・誘導電動機
Claims (2)
- 【請求項１】 相順が第一から第三の三相電源と三相誘
導電動機の間に接続されるリアクトルコイルであって、
該コイルは、 第一相の共通鉄心上に巻回された第１メインコイルと第
１電流位相調整用サブコイルと、 第二相の共通鉄心上に巻回された第２メインコイルと第
２電流位相調整用サブコイルと、 第三相の共通鉄心上に巻回された第３メインコイルと第
３電流位相調整用サブコイルと、からなり、 前記第１メインコイルに対して前記第２電流位相調整用
サブコイルが逆相に接続された上で前記三相誘導電動機
の第一相端子に接続され、 前記第２メインコイルに対して前記第３電流位相調整用
サブコイルが逆相に接続された上で前記三相誘導電動機
の第二相端子に接続され、 前記第３メインコイルに対して前記第１電流位相調整用
サブコイルが逆相に接続された上で前記三相誘導電動機
の第三相端子に接続されることにより、 各相の相電流を所定量進み位相とすることを特徴とする
リアクトルコイル。 - 【請求項２】 相順が第一から第三の三相電源と三相誘
導電動機の間に接続されるリアクトルコイルであって、
該コイルは、 第一相の共通鉄心上に巻回された第１メインコイルと第
１電流位相調整用サブコイルと、 第二相の共通鉄心上に巻回された第２メインコイルと第
２電流位相調整用サブコイルと、 第三相の共通鉄心上に巻回された第３メインコイルと第
３電流位相調整用サブコイルと、からなり、 前記第１メインコイルに対して前記第３電流位相調整用
サブコイルが同相に接続された上で前記三相誘導電動機
の第一相端子に接続され、 前記第２メインコイルに対して前記第１電流位相調整用
サブコイルが同相に接続された上で前記三相誘導電動機
の第二相端子に接続され、 前記第３メインコイルに対して前記第２電流位相調整用
サブコイルが同相に接続された上で前記三相誘導電動機
の第三相端子に接続されることにより、 各相の相電流を所定量進み位相とすることを特徴とする
リアクトルコイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002156556A JP4117642B2 (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | 力率および電流位相を改善する三相誘導電動機のためのリアクトルコイル、及び同コイルを用いた三相誘導電動機起動用リアクトルコイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002156556A JP4117642B2 (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | 力率および電流位相を改善する三相誘導電動機のためのリアクトルコイル、及び同コイルを用いた三相誘導電動機起動用リアクトルコイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003348806A true JP2003348806A (ja) | 2003-12-05 |
| JP4117642B2 JP4117642B2 (ja) | 2008-07-16 |
Family
ID=29772727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002156556A Expired - Fee Related JP4117642B2 (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | 力率および電流位相を改善する三相誘導電動機のためのリアクトルコイル、及び同コイルを用いた三相誘導電動機起動用リアクトルコイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4117642B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008218510A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Univ Nihon | 交流リアクトル |
-
2002
- 2002-05-30 JP JP2002156556A patent/JP4117642B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008218510A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Univ Nihon | 交流リアクトル |
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| JP4117642B2 (ja) | 2008-07-16 |
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