JP5091110B2 - 多相発電機 - Google Patents
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Description
固定子の外側の巻線接続部を接続する措置と、
選択された、或いは全てのバー接続部を多相固定子の接続端子として用いる措置と、
によって改造されるものであり、この固定子が、円筒形の固定子内腔を備えた固定子鉄心を有し、この固定子鉄心が、間隔を開けられた平行な多数の固定子スリットを有し、これらの固定子スリットは、当該の固定子鉄心の長さに沿って軸方向に延びるとともに、その固定子内腔の方に開いており、多数の固定子巻線バーが、これらの固定子スリット内に差し込まれていることを特徴とする。
2 星形結線の中性点
3 マトリックスコンバータ
4 双方向スイッチ
5 変圧器
6 多相交流
7 出力交流
G1〜G6 発電機の相
L1〜L3 負荷(電力網)の相
m 多相固定子の相の数
n 電力網、負荷又は主電源における交流の相の数
Claims (16)
- 機械的動力を多相交流(6)に変換するための回転子と固定子を備えた発電機(1)を有する、機械的動力から電力を発生させる装置であって、
固定子が、円筒形の固定子内腔を備えた固定子鉄心を有し、固定子鉄心が、間隔を開けられた平行な多数の固定子スリットを有し、それらのスリットは、固定子鉄心の長さに沿って軸方向に延びるとともに、固定子の中心の方に開いており、多数の固定子巻線バーが、固定子スリット内に差し込まれており、
多相交流(6)の位相を発生する固定子の巻線が、デルタ結線されており、
多相交流(6)の相の数が3よりも大きい、
装置において、
この装置が、マトリックスコンバータ(3)として構成された、多相交流(6)を所望の出力交流(7)に変換するための静止形周波数変換器(3)を有することと、
k個の固定子スリットとm個の相の多相出力の場合に、固定子巻線バーのk/m番目毎の終端接続部又はインボリュート巻線部の各々が接続されて、多相固定子出力の一つの相を構成することによって、固定子は、固定子巻線バーが閉じたコイルを構成するように、固定子巻線バーの終端接続部又はインボリュート巻線部が橋絡されるとともに、マトリックスコンバータ(3)の入力が固定子巻線バーの終端接続部又はインボリュート巻線部と接続された多角形の固定子となっていることと、
を特徴とする装置。 - 所望の出力交流(7)の相の数(n)が3又は6であり、多相交流(6)の相の数(m)が8よりも大きい請求項1に記載の装置。
- 多相交流(6)の相の数(m)が3の倍数である請求項2に記載の装置。
- 多相交流(6)の相の数(m)が9、12、18、21又は24である請求項1から3までのいずれか一つに記載の装置。
- 各固定子スリット内には、一つ又は二つの固定子巻線バーが配置されていることを特徴とする請求項1から4までのいずれか一つに記載の装置。
- マトリックスコンバータ(3)において、発電機(1)のm個の相の多相交流(6)が、(m×n)マトリックスに配置された制御可能な多数の双方向スイッチ(4)を用いて、負荷のn個(n<m)の相の出力交流(7)に変換され、その結果m個の相の多相交流(6)の各々が、少なくとも一つの双方向スイッチ(4)を介して、n個の相の出力交流の各々と接続されることを特徴とする請求項1から5までのいずれか一つに記載の装置。
- 双方向スイッチ(4)が、選択的な手法でm個の入力をn個の出力と接続する制御システムによって制御され、入力電流の符号を決定する第一の手段と入力間の電圧の符号を決定する第二の手段とが配備されており、第一及び第二の手段が、この制御システムと能動的に接続されていることを特徴とする請求項6に記載の装置。
- 双方向スイッチ(4)が、信号回線を介して、制御システムと接続されており、これらの信号回線を介して、スイッチの切換状態に関する情報が制御システムに伝送されることを特徴とする請求項6又は7に記載の装置。
- 双方向スイッチ(4)が、逆向きで並列に接続されたサイリスタ又は相応に配置されたIGBT、IGCT又はGTOを有することを特徴とする請求項6から8までのいずれか一つに記載の装置。
- マトリックスコンバータ(3)の少なくとも一部が、発電機の固定子に統合されていることを特徴とする請求項1から9までのいずれか一つに記載の装置。
- 当該のマトリックスコンバータ(3)の固定子内に含まれる部分が、発電機の冷却に使用される冷却剤の流れの中に配置されていることを特徴とする請求項10に記載の装置。
- 多相交流(6)の相の数(m)が固定子スリットの数と一致することを特徴とする請求項1から11までのいずれか一つに記載の装置。
- マトリックスコンバータ(3)において、発電機(1)のm個の相の多相交流(6)が、(m×n)マトリックスに配置された制御可能な多数の双方向スイッチ(4)を介してこれらの相を交互に接続することによって、負荷のn個(n<m)の相(L1,...,L3)の出力交流に変換され、その際常に発電機(1)のn個の相が負荷と接続される一方、発電機(1)の(m−n)個の相が負荷と接続されない請求項1から12までのいずれか一つに記載の装置の動作方法において、
発電機(1)の選択的に接続された相(Gk)から発電機(1)の選択的に接続されない相(Gl)への切り換えが、次の条件を満たす場合にのみ行われ、
Ik*(Vk−Vl)*Kijkl<0
ここで、Ik及びVkは選択的に接続された相(Gk)の電流及び電圧であり、Vlは選択的に接続されない相(Gl)の電圧であり、Kijklは、各切換プロセスに関して発電機(1)の相(G1,...,Gm)間の相互インダクタンス及び負荷のインダクタンスに固有の定数であることを特徴とする方法。 - 星形結線された固定子をデルタ結線された多相固定子に改造するための方法において、
固定子が、固定子鉄心を有し、固定子鉄心の内部には円筒形の固定子内腔が配設されており、
固定子鉄心が、間隔を開けられた平行な多数の固定子スリットを有し、それらの固定子スリットは、固定子鉄心の長さに沿って軸方向に延びるとともに、固定子の中心の方に開いており、多数の固定子巻線バーが、それらの固定子スリット内に差し込まれており、
固定子巻線バーが閉じたコイルを構成するように、これらの固定子巻線バーの終端接続部又はインボリュート巻線部を橋絡する措置と、
これらの固定子巻線バーの終端接続部又はインボリュート巻線部を多相固定子の出力として使用する措置と、
を有することと、
固定子がk個の固定子スリットを有し、多相固定子の出力がm個の相を有し、これらの固定子巻線バーのk/m番目毎の終端接続部又はインボリュート巻線部の各々を接続して、多相固定子出力の一つの相を構成することと、
を特徴とする方法。 - 静止形周波数変換器又はマトリックスコンバータを構成する双方向スイッチのセットを固定子巻線バーの終端接続部又はインボリュート巻線部と直接接続することによって、その静止形周波数変換器又はマトリックスコンバータを固定子巻線バーの終端接続部又はインボリュート巻線部に直接接続することを特徴とする請求項14に記載の方法。
- コイルを接続端子と接続している環状リングを取り除くことと、
それ以前に環状リングと接続されていた固定子巻線バーの終端を溶着することと、
を特徴とする請求項14又は15に記載の方法。
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