JP2022024822A - ドライブシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】主巻線および補助巻線を含む一次巻線と二次導体とを有する誘電発電機を備え、主巻線の電圧を可変にすると共に、補助巻線の最大出力を増加させることが可能なドライブシステムを提供する。
【解決手段】主巻線2131および補助巻線2132を含む一次巻線213と二次導体223とを有する誘導発電機2を備えたドライブシステムにおいて、誘導発電機2を始動する始動用バッテリ10と、走行用モータ5を駆動する走行用インバータ4と、補機用モータ9を駆動する補機用インバータ8と、主巻線2131に入力側が接続され、走行用インバータ4に出力側が接続された整流器3と、補助巻線2132に出力側が接続され、補機用インバータ8および始動用バッテリ10に入力側が接続された発電用インバータ7とを備える。
【選択図】 図1
【解決手段】主巻線2131および補助巻線2132を含む一次巻線213と二次導体223とを有する誘導発電機2を備えたドライブシステムにおいて、誘導発電機2を始動する始動用バッテリ10と、走行用モータ5を駆動する走行用インバータ4と、補機用モータ9を駆動する補機用インバータ8と、主巻線2131に入力側が接続され、走行用インバータ4に出力側が接続された整流器3と、補助巻線2132に出力側が接続され、補機用インバータ8および始動用バッテリ10に入力側が接続された発電用インバータ7とを備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、主巻線と補助巻線を有する一次巻線を備えた誘導発電機を用いたドライブシステムに関する。
主巻線と補助巻線を有する一次巻線を備えた発電機を用いたドライブシステムが知られている。
例えば、特許文献1に記載されている発電機は、三相巻線(主巻線に相当)と、これとは別に励磁専用巻線(補助巻線に相当)が設けられており、三相巻線は整流器を介してバッテリと走行用インバータに接続されると共に、励磁専用巻線は励磁用インバータを介してバッテリと走行用インバータに接続されている。
特許文献2に記載されている発電機は、主出力巻線(主巻線に相当)と補助出力巻線(補助巻線に相当)とが設けられており、主出力巻線は電力系統に接続されると共に、補助出力巻線は補助電力系統に接続されている。
特許文献3に記載されている発電機は、固定子巻線(主巻線に相当)と補助巻線とが設けられており、固定子巻線は整流器を介してインバータに接続されると共に、補助巻線は始動用電動機と外部冷却用ファンに接続されている。また、補助巻線は固定子鉄心のスロット底部に配置されている。
特許文献1は、三相巻線(主巻線に相当)と、これとは別に励磁専用巻線(補助巻線に相当)が設けられているが、三相巻線がダイオードブリッジ(整流器)を介して電池に接続されているため、三相巻線を定電圧にする必要が生じて、三相巻線を可変電圧にできない。
特許文献2は、主出力巻線(主巻線に相当)と補助出力巻線(補助巻線に相当)とが設けられているが、主出力巻線が電力系統に接続されているため、主出力巻線を定電圧にする必要が生じて、主出力巻線を可変電圧にできない。
このように、特許文献1と特許文献2は、三相巻線や主出力巻線(主巻線)を可変電圧にできないという課題がある。
仮に三相巻線や主出力巻線(主巻線)を可変電圧にできたとしても、三相巻線や主出力巻線(主巻線)の電圧に比例して、励磁専用巻線や補助出力巻線(補助巻線)の電圧が変化することになるため、励磁専用巻線や補助出力巻線(補助巻線)の電圧が低くなった際に、励磁専用巻線や補助出力巻線(補助巻線)から発電できる電力の最大値(補助巻線の最大出力)が低下してしまうという新たな課題が生じる。
特許文献3は、固定子巻線(主巻線に相当)と補助巻線とが設けられており、固定子巻線は整流器を介してインバータに接続されているため、固定子巻線を定電圧にする必要が生じず、固定子巻線を可変電圧にできる。しかしながら、固定子巻線から発電される電力は、定電圧・定周波数で船内に配電されるものであり、また、固定子巻線を可変電圧で運転するという記載はなく、固定子巻線を可変電圧で運転しなければ、補助巻線から発電できる電力の最大値が低下してしまう課題が生じることはない。さらに、同期機であるため、励磁にはブラシが必要となる課題がある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、主巻線および補助巻線を含む一次巻線と二次導体とを有する誘電発電機を備え、主巻線の電圧を可変にすると共に、補助巻線の最大出力を増加させることが可能なドライブシステムを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、主巻線および補助巻線を含む一次巻線と二次導体とを有する誘導発電機を備えたドライブシステムにおいて、前記誘導発電機を始動する始動用バッテリと、走行用モータを駆動する走行用インバータと、補機用モータを駆動する補機用インバータと、前記主巻線に入力側が接続され、前記走行用インバータに出力側が接続された整流器と、前記補助巻線に出力側が接続され、前記補機用インバータおよび前記始動用バッテリに入力側が接続された発電用インバータとを備えたものとする。
以上のように構成した本発明によれば、始動用バッテリが誘導発電機の主巻線から独立しているため、誘導発電機の主巻線側の電圧を可変にできると共に、補助巻線の周波数を発電用インバータで変化させることにより、補助巻線の出力電力を増加させることが可能となる。
本発明によれば、主巻線および補助巻線を含む一次巻線を有する誘電発電機を用いたドライブシステムにおいて、主巻線の電圧を可変にすると共に、補助巻線の最大出力を増加させることが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図中、同等の要素には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。
本発明の第1の実施例に係るドライブシステムとして、電気駆動式ダンプトラックのドライブシステムを例に説明する。
図1は、本実施例に係るドライブシステムの構成図である。図1において、ドライブシステムは、誘導発電機(二巻線誘導発電機)2と、二巻線誘導発電機2を始動する始動用バッテリ10と、走行用モータ5を駆動する走行用インバータ4と、補機用モータ9を駆動する補機用インバータ8と、整流器3と、発電用インバータ7とを備えている。二巻線誘導発電機2は、原動機1によって駆動される。二巻線誘導発電機2は、主巻線および補助巻線を含む一次巻線と二次導体とを有する。二巻線誘導発電機2が主巻線および補助巻線を含む一次巻線を有しているため、主発電機と補助発電機の2台を用いるよりもドライブシステムが簡素化されてコストが低減される。
整流器3は、入力側が二巻線誘導発電機2の主巻線に接続され、出力側が走行用インバータ4および回生放電抵抗器6に接続されている。回生放電抵抗器6は、走行用モータ5の回生動作によって発電される電力を放電する。発電用インバータ7は、出力側が二巻線誘導発電機2の補助巻線に接続され、入力側が補機用インバータ8および始動用バッテリ10に接続されている。始動用バッテリ10は、二巻線誘導発電機2が始動しているときに発電用インバータ7に電力を供給する。
二巻線誘導発電機2の主巻線は、定電圧にする必要のあるバッテリを介することなく整流器3を介するのみで走行用インバータ4に接続されており、定電圧にする必要のある電力系統に接続されていないことから、二巻線誘導発電機2の主巻線を定電圧にする必要はない。
二巻線誘導発電機2の主巻線と補助巻線の電圧は概ね比例する。そのため、発電用インバータ7で二巻線誘導発電機2の補助巻線の電圧を変化させることで、二巻線誘導発電機2の主巻線を可変電圧にできる。このように、発電用インバータ7で二巻線誘導発電機2の補助巻線から励磁されるため、ブラシレス化できる。
補機用インバータ8が要求する電力よりも走行用インバータ4が要求する電力のほうが大きいため、整流器よりも高価なインバータは、走行用インバータ4に接続するよりも、要求する電力の小さい補機用インバータ8に接続したほうが、コストが低減される。
二巻線誘導発電機2の始動が完了した後は、始動用バッテリ10が補機用インバータ8と切り離されるため、補機用インバータ8の要求する電圧は、始動用バッテリ10とは異なる大きさにできる。
補機用インバータ8は定電圧を要求するが、二巻線誘導発電機2の補助巻線は可変電圧になる。発電用インバータ7は、二巻線誘導発電機2の補助巻線の電圧を昇圧できるため、補機用インバータ8が要求する電圧よりも、二巻線誘導発電機2の補助巻線の電圧が小さくなるように、二巻線誘導発電機2を設計することで、補機用インバータ8の要求する電圧で運転できる。
図2は、走行用インバータ4の要求電圧と走行用インバータ4及び補機用インバータ8が要求する電力との関係を示す説明図である。横軸は走行用インバータ4が要求する電圧Vの二乗を二巻線誘導発電機2の周波数fで除した商で、縦軸は走行用インバータ4と補機用インバータ8が要求する電力PmainとPauxである。ΔPmainは、主巻線2131が出力可能な電力に対する走行用インバータ4が要求する電力Pmainの比率である。ΔPauxは、補助巻線2132が出力可能な電力に対する補機用インバータ8が要求する電力Pauxの比率である。図2において、ΔPmainおよびΔPauxを破線の傾きで表しており、ΔPmainおよびΔPaux(破線の傾き)がそれぞれ最も大きくなるときの状態をプロットしている。図2において、ΔPmainが大きくなるほど、走行用インバータ4の要求電力Pmainに対して主巻線2131の出力電力の余裕が小さくなる(主巻線2131に対する要求が厳しくなる)ことを意味し、ΔPauxの傾きが大きくなるほど、補機用インバータ8の要求電力Pauxに対して補助巻線2132の出力電力の余裕が小さくなる(補助巻線2132に対する要求が厳しくなる)ことを意味する。
一般に、二巻線誘導発電機2の磁束量Φは、電圧Vに比例し、角周波数ωに反比例する(ω=2πf、f:二巻線誘導発電機2の周波数)。
リアクタンスXは、角周波数ωとインダクタンスLに比例する。
電流Iは、電圧Vに比例し、リアクタンスXに反比例する。
トルクTは、磁束量Φと電流Iに比例する。
出力Pは、角周波数ωとトルクTに比例する。
上記の式(5)に式(4)を代入した後、式(1)と式(3)を代入し、さらに式(2)を代入すると、出力Pは、次式で表される。
したがって、二巻線誘導発電機2が出力可能な最大の電力は、電圧Vの二乗を周波数fで除した商に比例する。すなわち、二巻線誘導発電機2が出力可能な最大の電力は、図2の横軸に比例し、ΔPmainやΔPauxが大きくなるほど、要求される電力を出力するのが厳しい状態になる。
走行用インバータ4が要求する電力Pmainの最大値は、補機用インバータ8が要求する電力Pauxの最大値よりも大きい。したがって、一見、二巻線誘導発電機2の電力を出力するのが厳しくなるのは、走行用インバータ4が接続されている二巻線誘導発電機2の主巻線側であると思われがちだが、電気駆動式ダンプトラックのドライブシステムでは、図2のようにΔPmainよりもΔPauxのほうが大きく、補機用インバータ8が接続されている二巻線誘導発電機2の補助巻線側のほうが厳しい。
電気駆動式ダンプトラックは、例えば鉱山で使用され、積み込みやダンピング作業時は走行が停止される。このとき、電気駆動式ダンプトラックのドライブシステムは、原動機1の消費エネルギを小さくして燃費を向上させるため、原動機1の回転速度は低く抑えられ、アイドリング状態になる。原動機1と二巻線誘導発電機2の回転速度は同一であるため、原動機1の回転速度が低く抑えられると、二巻線誘導発電機2の周波数fは低くなり、数3の角周波数ωは低くなる。このとき、数3の磁束量Φが大きくなり過ぎないように、電圧Vを低くする必要があり、走行用インバータ4は低い電圧を要求する。さらに、アイドリング終了直後は、走行用インバータ4が低い電圧を要求したまま、原動機1の回転速度(二巻線誘導発電機の周波数f)が最大になることがあり、このときに図2の横軸が最も小さくなる。この横軸が最も小さくなる電圧Vと周波数fのときに、補機用インバータの要求する電力Pauxが最大になると、ΔPauxが最も大きくなり、図2の補助巻線側で最も厳しいポイントとしてプロットした。
走行用インバータ4の要求する電力Pmainが最大で、走行用インバータ4の要求する電圧Vが最小のとき、ΔPmainは最も大きくなり、図2の主巻線側で最も厳しいポイントとしてプロットした。
上述したように、二巻線誘導発電機2が出力可能な最大の電力は、図2の横軸に比例し、ΔPmainやΔPauxが大きくなるほど、要求される電力を出力するのが厳しい状態になる。図2のように、ΔPauxの最大値のほうが、ΔPmainの最大値よりも大きいため、インバータが要求する電力を出力するのが厳しいのは、二巻線誘導発電機2の補助巻線側になる。
このように、ΔPauxの最大値がΔPmainの最大値よりも大きくなるのは、電気駆動式ダンプトラックのドライブシステムに二巻線誘導発電機2を適用した場合に特有の事象である。
図3は、本実施例における二巻線誘導発電機2の構造を示す側面図及び断面図である。二巻線誘導発電機2は固定子21と回転子22を備え、固定子21は、固定子鉄心211で形成された固定子スロット212に一次巻線213が設置され、一次巻線213は、主巻線2131と補助巻線2132を有している。一次巻線213は、楔214によって固定子スロット212に保持されている。回転子22は、回転子鉄心221で形成された回転子スロット222に回転子バー2231が設置され、回転子バー2231はエンドリング2232で端部を短絡されている。二次導体223は、回転子バー2231とエンドリング2232を有する。ギャップ23は、固定子21と回転子22の間の空隙である。
補助巻線2132の電圧を発電用インバータ7で変化させると、固定子鉄心211や回転子鉄心221を通る磁束量が変化し、主巻線2131を鎖交する磁束数が変化し、主巻線2131の電圧を変化させられ、走行用インバータ4が要求する電圧になるように制御することができる。
補助巻線2132の周波数を発電用インバータ7で変化させると、すべりが変化し、二次導体223の電流が変化し、主巻線2131と補助巻線2132から出力する電力を変化させられ、走行用インバータ4や補機用インバータ8が要求する電力になるように制御することができる。
図4は、一次巻線213と二次導体223の磁気結合についての説明図である。一次巻線213は主巻線2131と補助巻線2132を有するが、図4は補助巻線2132と二次導体223の磁気結合についてのみ説明する。主巻線2131と二次導体223の磁気結合は、図4の補助巻線2132を主巻線2131に置き換えて考えることができる。図4(a)は最大出力が小さくなる状態、図4(b)は最大出力が大きくなる状態であり、本実施例は図4(b)の状態となる。図4(a)では補助巻線2132が回転子バー2231から離れた位置に配置され、図4(b)では補助巻線2132が回転子バー2231に近い位置に配置されている。
図4(b)は図4(a)よりも、補助巻線2132と回転子バー2231との隙間が小さい(距離が近い)ため、その隙間を貫く磁束(漏れ磁束)の量が小さく、その分だけ補助巻線に鎖交する磁束(主磁束)の量が大きくなる。主磁束が増量されれば、補助巻線2132と回転子バー2231の磁気結合が強まり、最大出力が大きくなる。
したがって、図2のように、補助巻線2132に要求される電力の方が厳しい(ΔPauxの最大値がΔPmainの最大値よりも大きくなる)場合は、補助巻線2132は、主巻線2131よりも、二次導体223に近い位置に配置する。
図5は、走行及び補機用インバータが要求する電力の最大値を1としたときの主巻線及び補助巻線が出力可能な最大電力の計測結果を示す説明図である。図の縦軸の値が1以上であれば、インバータが要求する電力を発電機が出力できることを意味する。図5において、主巻線2131の各値はΔPmainの逆数に相当し、補助巻線2132の各値はΔPauxの逆数に相当する。補助巻線2132に要求される電力の方が厳しい(ΔPauxの最大値がΔPmainの最大値よりも大きくなる)場合の計測結果である。
ΔPauxの最大値がΔPmain最大値よりも大きくなる場合であり、図5の計測結果からも、補助巻線2132に要求される電力の方が厳しいことが確認される。すなわち、補機用インバータ8が要求する電力の最大値を1としたとき、補助巻線2132が出力可能な最大電力(最大出力)は1付近であるのに対して、走行用インバータ4が要求する電力の最大値を1としたとき、主巻線2131の最大出力は2~2.5程度であり、補助巻線の1付近に対して大きいことが確認される。
補助巻線2132を主巻線2131よりも二次導体223に近い位置に配置(補助巻線を二次導体側に配置)することで、補助巻線2132を主巻線2131よりも二次導体223から遠い位置に配置(補助巻線を反二次導体側に配置)するよりも、補助巻線2132の最大出力が大きくなっている。これは、補助巻線2132を二次導体223に近い位置に配置したことで、二次導体223との磁気結合が強くなったためである。
図4のように、補助巻線2132を主巻線2131よりも二次導体223に近い位置に配置(補助巻線を二次導体側に配置)することで、補助巻線2132の最大出力が、補機用インバータ8が要求する電力の最大値を超えることが確認される。
(効果)
本実施例では、主巻線2131および補助巻線2132を含む一次巻線213と二次導体223とを有する誘導発電機2を備えたドライブシステムにおいて、誘導発電機2を始動する始動用バッテリ10と、走行用モータ5を駆動する走行用インバータ4と、補機用モータ9を駆動する補機用インバータ8と、主巻線2131に入力側が接続され、走行用インバータ4に出力側が接続された整流器3と、補助巻線2132に出力側が接続され、補機用インバータ8および始動用バッテリ10に入力側が接続された発電用インバータ7とを備える。
本実施例では、主巻線2131および補助巻線2132を含む一次巻線213と二次導体223とを有する誘導発電機2を備えたドライブシステムにおいて、誘導発電機2を始動する始動用バッテリ10と、走行用モータ5を駆動する走行用インバータ4と、補機用モータ9を駆動する補機用インバータ8と、主巻線2131に入力側が接続され、走行用インバータ4に出力側が接続された整流器3と、補助巻線2132に出力側が接続され、補機用インバータ8および始動用バッテリ10に入力側が接続された発電用インバータ7とを備える。
以上のように構成した本実施例によれば、始動用バッテリ10が誘導発電機2の主巻線2131から独立しているため、誘導発電機2の主巻線2131の電圧を可変にできると共に、補助巻線2132の周波数を発電用インバータ7で変化させることにより、補助巻線2132の出力電力を増加させることが可能となる。
また、本実施例では、補助巻線2132の出力電力に対する補機用インバータ8の要求電力Pauxの比率ΔPauxの最大値が、主巻線2131の出力電力に対する走行用インバータ4の要求電力Pmainの比率ΔPmainの最大値よりも大きく、補助巻線2132は、主巻線2131よりも二次導体223に近い位置に配置されている。これにより、主巻線2131が反二次導体側に配置され、補助巻線2132が二次導体223に近づくため、補助巻線2132と二次導体223の磁気結合が強くなり、補助巻線2132から出力される電力の力率が向上する。力率が向上すれば同じ有効電力を出力するのに必要な電流が低減されるため、補助巻線2132の温度上昇が抑えられる。
本発明の第2の実施例について、第1の実施例との相違点を中心に説明する。図6は、本実施例における二巻線誘導発電機2の構造を示す断面図である。
主巻線2131に要求される電力の方が厳しい(ΔPmainの最大値がΔPauxの最大値よりも大きくなる)場合は、図6に示すように、補助巻線2132は主巻線2131よりも二次導体223から遠い位置に配置する。主巻線2131に要求される電力の方が厳しい(ΔPmainの最大値がΔPauxの最大値よりも大きくなる)場合は、主巻線2131に要求される電力の方が補助巻線2132よりも厳しいため、主巻線2131の最大出力が向上するようにする。
補助巻線2132を主巻線2131よりも二次導体223から遠い位置に配置(補助巻線を反二次導体側に配置)することで、図5に示すように、主巻線2131の最大出力が向上する。
(効果)
本実施例では、主巻線2131の出力電力に対する走行用インバータ4の要求電力Pmainの比率ΔPmainの最大値が、補助巻線2132の出力電力に対する補機用インバータ8の要求電力Pauxの比率ΔPauxの最大値よりも大きく、主巻線2131は、補助巻線2132よりも二次導体223に近い位置に配置されている。
本実施例では、主巻線2131の出力電力に対する走行用インバータ4の要求電力Pmainの比率ΔPmainの最大値が、補助巻線2132の出力電力に対する補機用インバータ8の要求電力Pauxの比率ΔPauxの最大値よりも大きく、主巻線2131は、補助巻線2132よりも二次導体223に近い位置に配置されている。
以上のように構成した本実施例によれば、補助巻線2132が反二次導体側に配置され、主巻線2131が二次導体223に近づくため、主巻線2131と二次導体223の磁気結合が強くなり、主巻線2131から出力される電力の力率が向上する。力率が向上すれば同じ有効電力を出力するのに必要な電流が低減されるため、主巻線2131の温度上昇が抑えられ、二巻線誘導発電機2の体格を小さくできる。
本発明の第2の実施例について、第1の実施例との相違点を中心に説明する。図7は、本実施例における二巻線誘導発電機2の構造を示す断面図である。
主巻線2131と補助巻線2132に要求される電力のどちらが厳しいか不明(ΔPmainの最大値がΔPauxの最大値が不明)な場合は、図7に示すように、補助巻線2132と主巻線2131は二次導体223からの距離が同等となる位置に配置する。なお、図5の「補助巻線を主巻線と並べて配置」は図7の配置を意味する。
補助巻線2132と主巻線2131を二次導体223からの距離が同等となる位置に配置することで、図5と同様な傾向を得られる。すなわち、補助巻線を反二次導体側に配置するときと二次導体側に配置するときの中間的な特性が得られ、補助巻線2132と主巻線2131の最大出力のバランスをとることができる。
(効果)
本実施例では、主巻線2131と補助巻線2132とが二次導体223からの距離が同等となるように配置されている。
本実施例では、主巻線2131と補助巻線2132とが二次導体223からの距離が同等となるように配置されている。
以上のように構成した本実施例によれば、補助巻線2132と主巻線2131のどちらかの特性を優先することなく、補助巻線2132と主巻線2131の最大出力のバランスをとることができるため、走行用インバータ4や補機用インバータ8が要求する電圧や電力が変更された場合でも、誘導発電機2の仕様を変更することなく対応することが可能となる。
本発明の第4の実施例について、第2の実施例との相違点を中心に説明する。図8は、本実施例における二巻線誘導発電機2の構造を示す断面図である。
図8に示すように、補助巻線2132を主巻線2131よりも二次導体223から遠い位置に配置する場合は、主巻線2131と補助巻線2132の間に固定子鉄心凸部2111を設け、固定子鉄心凸部2111と補助巻線2132の間に、補助巻線2132の脱落を防止するための絶縁体2141を設ける。これにより、固定子スロット212に補助巻線2132を組み込んでから主巻線2131を組み込むまでの間に、補助巻線2132が固定子スロット212から脱落することを防止することができ、主巻線2131の組み込み作業を容易にすることが可能となる。補助巻線2132の電圧は、補助巻線2132にエナメル絶縁を用いることができるように数百V級の低電圧にする。補助巻線2132は、エナメル絶縁された複数本のエナメル電線を用いる。エナメル電線は丸線を用いる。その大きさ(直径)は、固定子鉄心凸部2111が設けられている部位の、固定子スロット212の幅(図中、両矢印で示す)よりも小さくする。
主巻線2131と補助巻線2132の間に、固定子鉄心凸部2111を設けることで、主巻線2131と補助巻線2132の間を貫く磁束(漏れ磁束)の量が大きくなり、主巻線2131と補助巻線2132の磁気結合が弱まり、両巻線間に生じる磁気干渉を抑制できる。
主巻線2131の電圧は、走行用モータ5にMW級の大容量機を用いることができるように、kV級の高電圧にする。主巻線2131は、ガラスやマイカで絶縁された複数本の角線の電線を用いる。この場合、主巻線2131は、複数本の角線を束ねて成形したのちに固定子鉄心211に組み込まれるため、主巻線2131のギャップ側の固定子鉄心211には凸部を設けることができない。そのため、固定子鉄心211に凹部を設けて楔214を固定することで、主巻線2131の脱落を防止する必要がある。
(効果)
本実施例では、一次巻線213が設置される固定子スロット212が形成された固定子鉄心211と、二次導体223が設置される回転子スロット222が形成された回転子鉄心221とを備え、固定子スロット212は、補助巻線2132と主巻線2131との間に突出するように形成された固定子鉄心凸部2111を有し、固定子鉄心凸部2111と補助巻線2132との間に絶縁体2141が設置されている。
本実施例では、一次巻線213が設置される固定子スロット212が形成された固定子鉄心211と、二次導体223が設置される回転子スロット222が形成された回転子鉄心221とを備え、固定子スロット212は、補助巻線2132と主巻線2131との間に突出するように形成された固定子鉄心凸部2111を有し、固定子鉄心凸部2111と補助巻線2132との間に絶縁体2141が設置されている。
以上のように構成した本実施例によれば、固定子鉄心211に補助巻線2132を組み込んでから主巻線2131を組み込むまでの間に、補助巻線2132が固定子スロット212から脱落することを防止することができるため、主巻線2131の組み込み作業を容易にすることが可能となる。また、主巻線2131と補助巻線2132の間に固定子鉄心凸部2111を設けることで、主巻線2131と補助巻線2132の間を貫く磁束(漏れ磁束)の量が大きくなり、主巻線2131と補助巻線2132の磁気結合が弱まり、両巻線間に生じる磁気干渉を抑制できる。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。
1…原動機、2…二巻線誘導発電機、3…整流器、4…走行用インバータ、5…走行用モータ、6…回生放電抵抗器、7…発電用インバータ、8…補機用インバータ、9…補機用モータ、10…始動用バッテリ、21…固定子、211…固定子鉄心、212…固定子スロット、213…一次巻線、2131…主巻線、2132…補助巻線、214…楔、22…回転子、221…回転子鉄心、222…回転子スロット、223…二次導体、2231…回転子バー、2232…エンドリング、224…シャフト、23…ギャップ。
Claims (5)
- 主巻線および補助巻線を含む一次巻線と二次導体とを有する誘導発電機を備えたドライブシステムにおいて、
前記誘導発電機を始動する始動用バッテリと、
走行用モータを駆動する走行用インバータと、
補機用モータを駆動する補機用インバータと、
前記主巻線に入力側が接続され、前記走行用インバータに出力側が接続された整流器と、
前記補助巻線に出力側が接続され、前記補機用インバータおよび前記始動用バッテリに入力側が接続された発電用インバータとを備えた
ことを特徴とするドライブシステム。 - 請求項1に記載のドライブシステムにおいて、
前記補助巻線の出力電力に対する前記補機用インバータの要求電力の比率の最大値が、前記主巻線の出力電力に対する前記走行用インバータの要求電力の比率の最大値よりも大きく、
前記補助巻線は、前記主巻線よりも前記二次導体に近い位置に配置されている
ことを特徴とするドライブシステム。 - 請求項1に記載のドライブシステムにおいて、
前記主巻線の出力電力に対する前記走行用インバータの要求電力の比率の最大値が、前記補助巻線の出力電力に対する前記補機用インバータの要求電力の比率の最大値よりも大きく、
前記主巻線は、前記補助巻線よりも前記二次導体に近い位置に配置されている
ことを特徴とするドライブシステム。 - 請求項3に記載のドライブシステムにおいて、
前記一次巻線が設置される固定子スロットが形成された固定子鉄心と、
前記二次導体が設置される回転子スロットが形成された回転子鉄心とを備え、
前記固定子スロットは、前記補助巻線と前記主巻線との間に突出するように形成された固定子鉄心凸部を有し、
前記固定子鉄心凸部と前記主巻線との間に絶縁体が設置されている
ことを特徴とするドライブシステム。 - 請求項1に記載のドライブシステムにおいて、
前記主巻線と前記補助巻線とが前記二次導体からの距離が同等となるように配置されている
ことを特徴とするドライブシステム。
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