JPH01311880A - かご型誘導電動機の始動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はかご型誘導電動機の始動装置に係り、詳しくは
、交流発電機からの給電によって複数のかご型誘導電動
機や負荷が稼働するようになっている給電設備にあって
、かご型誘導電動機や異なる負荷が稼働している状態で
、他の電動機を始動させる場合に、ライン電圧の降下を
防止するに好適な始動装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ディーゼルエンジンなどの原動機により交流発電機を駆
動し、その電力をかご型誘導電動機や照明灯などの異な
る負荷に給電することができる自家発電設備が広く採用
されるようになってきている。このような発電設備では
、例えば５ＫＷ容量以下の小型電動機を始動させるとき
、始動電流があまり大きくならないので、電源電圧が大
きく降下することはない。したがって、開閉器で直接電
源につないで全電圧を印加する直入れ始動法を採っても
差し支えはない。しかし、それより容量の大きい誘導電
動機では、始動時に定格電流の６〜８倍の大きいピーク
電流が流れるごとになるので、第６図の破線で示すよう
に、始動時に主ラインの電圧を一時的に低下させる。主
ラインに幾つかの給電ラインが接続され、それぞれに電
動機が設けられている場合には、始動させた電動機によ
るライン電圧の一時的な低下で、稼働中の他の電動機の
回転数が急激に低下したりする。その結果、その影雪を
受ける電動機が、所定の回転数を維持ｊ〜なければなら
ない機械を作動させている場合に圓″、その機械の運転
に支障が出ることになる。

そのために、従来から、容量の大きい誘導電動機を始動
させるときには、始動時の印加電圧を抑制し、電動機の
回転速度が」−昇１７てから全電圧を加えて正規の運転
状態に入るようにしているのが一般的である。そのよう
な始動電圧の制御Ｇごは、単巻変圧器のタップを切り換
える始動補償法１．Ｙ接続後に△接続に切り換える星形
三角始動法、その他、コイドルファー始動法、リアクト
ル始動法などがある。このような始動法によれば、始動
電圧を段階的に昇圧できるので、一応、電動機の始動に
伴う主ラインの甚だしい電圧降下を防止することができ
る。

一方、原動機により駆動される交流発電機には自動電圧
調整器（一般にＡＶＲと称される）が設けられおり、そ
の発電機での発電電圧に変動が生じるのを、所定のライ
ン電圧すなわち定格電圧に調整することができるように
なっている。この自動電圧調整器は電動機の始動に起因
したライン電圧の降下がある場合でも、それに追従して
ライン電圧を所定の電圧に維持するように機能する。し
かし、電動機が直入れされたときに生じる一時的な著し
い電圧降下を調整するのは、第６図の二点鎖線で示すよ
うに、電圧降下があった後であるので、−上記したよう
な段階的に電圧を増加させる始動法を採用して、電動機
の始動に起因する主ラインの電圧降下を生じさせないよ
うにしている。

〔発明が解決しよ・うとする課題〕

上記した始動法を採用すれば、直入れ始動の場合に比べ
て主ラインの電圧降下を防止することができるが、その
ための設備が必要となること、しかも、その装置も大き
く設置費用も高いものとなる問題がある。一方、直入れ
始動法を採れば、始動による電圧降下を補うことができ
る程度に大きい容量の原動機を設置なければならず、定
格運転時の容量よりも過大な発電容量を有する設備とし
なければならない欠点がある。

ところで、自動電圧調整器の電圧調整機能は、−Ｌ述し
たように電動機の始り１時に生じるライン電圧の降下を
検知して始めて発揮される。すなわち、従前の発電電圧
の調整動作の一環として組み入れられる形となる。した
がって、自動電圧調整器が間能する前にライン電圧が低
下するのは避けられず、上記した段階的な始動法を採用
せざるを得ない問題がある。

本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は
、主ラインに複数のかご型誘導電動機や他の種の負荷が
設けられている場合に、容量の大きい電動機を直入れ始
動したときでも、簡単な装置の採用で、その主ラインの
大きな電圧降下を防止でき、あるいはその電圧降下を最
小にとどめ、発電設備や始動装置の小型化、低廉化を実
現することができるかご型誘導電動機の始動装置を提供
することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のかご型誘導電動機の始動装置は、原り１機によ
り駆動される交流発電機に自動電圧調整器が設けられ、
その交流発電機からの給電によって複数のかご型誘導電
動機が稼働するようになっている給電設備に適用される
。その特徴とするところは、第１図に示すように、 かご型誘導電動機４の給電ライン５に設けられる始動ス
イッチ６に、 かご型誘導電動＃Ｒ４に電力を供給する直入れ始動用の
給電用スイッチ部１０〔第３図参照〕と、 始動指令があるとき給電用スイッチ部１０の通電よりも
早く通電を開始し、自動電圧調整器３に昇圧動作を開始
させる昇圧指令用スイッチ部１１　〔第３図参照〕とを
設けている。

そして、その昇圧指令用スイッチ部１１の通電により、
自動電圧調整器３による主ライン７の調整電圧を所定ラ
イン電圧よりも高くするための補助指令信号を、主ライ
ン７の電圧降下の生じる以前に自動電圧調整器３に入力
する電圧調整指令器９を備えていることである。

〔作　　　用〕

原動機１が運転状態にあると、その動力で交流発電機２
が作動して発電される。自動電圧調整器３は主ライン７
の電圧を検知して、所定のライン電圧となるように交流
発電機２の励磁を調整する。

いま、主ライン７の電力を受けて幾つかのかご型誘導電
動機４が稼働している状態で、容量の太きいかご型誘導
電動機４Ｅを始動させるとする。その電動機４Ｅの始動
スイッチ６Ｅを入れると、まず、昇圧指令用スイッチ部
１１が通電され、その直後に給電用スイッチ部１０が通
電される。

その電動機４に給電されるに先立ち、昇圧指令用スイッ
チ部１１の通電により、主ライン７の電圧降下の生じる
以前に、電圧調整指令器９から自動電圧調整器３に、ラ
イン電圧を所定ライン電圧よりも高くするため、−時的
かつライン電圧が降下したとする擬似的な信号である昇
圧指令信号が発せられる。自動電圧調整器３は、主ライ
ン７の電圧を検知して所定のライン電圧が得られるよう
に発電電圧を調整しているが、昇圧指令信号を受けて一
時的に交流発電機２の励磁を強め、主ライン７の電圧を
所定電圧よりも昇圧させるような動作が自動電圧調整器
３で開始される。

その直後に給電用スイッチ部１０の通電でかご型誘導電
動機４Ｅに給電が開始され、ライン電圧が一時的に降下
する。しかし、ライン電圧が予め昇圧されているので、
始動による電圧降下は昇圧された電圧値からであり、主
ライン７の電圧の所定電圧からの低下はないかあっても
少なくなる。

したがって、既に稼働状態にある他の電動機４に印加さ
れている一次電圧が著しく低下することはなく、その電
動機４が駆動している機械などの回転数が低下したり停
止するといった事態は起こらない。始動された電動機４
Ｅが定格運転に入る時点では、既に自動電圧調整器３へ
の昇圧指令信号は停止されており、以後、自動電圧調整
器３は交流発電機２の発電電圧の変動を抑制する本来の
電圧調整機能に戻される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、かご型誘導電動機を直入れ始動しても
、予め昇圧されているライン電圧から降下するので、主
ラインの電圧は稼働状態にある他の電動機の稼働を阻害
しない程度の所定ライン電圧に維持される。その結果、
既に運転状態にある機械などの作動に悪影響を及ぼすよ
うなことはない。それ故、原動機の容量は定格運転に必
要な程度のものとしておき、始動時の電圧降下を見込ん
だ過大な容量のものを採用しなくてもよい。すなわち、
発電設備を新設するときには小型かつ小容量の発電装置
とすることができるし、既設の発電設備に給電能力の範
囲内で大きい容量の電動機を追加することも容易となる
。

〔実　施　例〕

以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は、ディーゼルエンジンなどの原動機１と、それ
によって駆動される三相交流発電機２と、その交流発電
機２に付設された自動電圧調整器（一般にＡＶＲと称さ
れる）３と、その交流発電機２からの給電によって例え
ば６つのかご型誘導電動機４Ａ〜４Ｆが稼働するように
なっている給電ならびに電動機駆動設備の全体図である
。

各電動機４に給電している個々の給電ライン５には、そ
のかご型誘導電動機４を始動させる始動スイッチ６が設
けられている。なお、本例では省略されているが、遮断
器、電磁接触器、サーマルリレーやその他に表示灯、信
号灯などが設けられる。

ちなみに、電動機４の停止は、始動スイッチ６をオフに
したり、別途設けられる停止用のスイッチを操作するこ
とにより行われる。

自動電圧調整器３は交流発電機２に通常側設されている
ものであり、種々の形式のものがあるが、いずれにして
も個々の給電ライン５に電力を供給する主ライン７の電
圧を検知し、その電圧変動に応じて交流発電機２の励磁
コイル２ａの励磁を変え、主ライン７を所定のライン電
圧、例えば定格電圧２００Ｖに保持するように機能する
。

主ライン７からは６つのかご型誘導電動機４に給電され
るようになっているが、通常、容量の小さい電動機には
その給電ライン５に通常形式の始動スイッチ６ａ、６ｂ
が設けられる。そして、電動機４を始動すると主ライン
７の電圧が著しく降下する可能性のある電動機４Ｃ〜４
Ｆの給電ライン５には、本発明に係る始動スイッチ６Ｃ
〜・６Ｆが設けられる。

本始動装置８は、第２図に示すように、各給電ライン５
に設げられた始動スイ・ノブ６と、始動指令があったと
き、自動電圧調整器３による調整電圧を所定電圧よりも
高くするための昇圧指令信号を発する電圧調整指令器９
とを備えている。始動スイッチ６は、かご型誘導電動機
４に電力を供給する第３図に示す直入れ始動用の給電用
スイッチ部ｌＯと、始動指令があるとき給電用スイッチ
部１０の通電よりも早く通電を開始する昇圧指令用スイ
ッチ部１１とからなる。

その始動スイッチ６は、押し操作されて例えば上下に変
位するロッド１２と、そのロッド１２に固定された実線
で示す上下に配置された２つの可動接点１０ａ、ｌｌａ
と、給電ライン５に接続されている固定接点１０ｂ、１
０ｂ、昇圧指令ライン１３に接続されている固定接点１
１ｂ、ｌｌｂとからなる。可動接点１０ａと固定接点１
０ｂとの距離りば、可動接点１１ａと固定接点１１ｂと
の距離ｌよりも長く設定されている。その結果、ノブ１
４を押すと、昇圧指令用スイッチ部１１は給電用スイッ
チ部１０より、例えば数ｍＳ程度早く通電状態となる。

なお、固定接点１１ｂ、１．１１）は例えば弾力性のあ
る導電ばね１５をそれぞれ伴っている。すなわち、ロッ
ド１２が揮されて昇圧指令用スイッチ部１１が通電した
後、給電用スイッチ部１０の通電のためロッド１２をさ
らに押し下げることができるように、固定接点１１ｂ。

１１ｂも変位することができるようになっている。

ちなみに、ロッド１２が押し下げられた後自己復帰する
が、給電用スイッチ部１０の通電は、別途設けられてい
る自己保持回路により維持される。

ところで、給電用スイッチ部１０と昇圧指令用スイッチ
部１１とは、その上下位置が逆になっても差し支えはな
い。そして、上記の距離Ｉ７とｌとの差は小さいので、
始動操作する人がノブ１４を押すのを途中で止めても、
昇圧指令用スイッチ部１１のみが通電することは殆どな
い。もし、そのような中途半端な操作があったとしても
、主ライン７の昇圧時間は最大例えば１〜数秒といった
時間であり、給電設備ならびに他の電動機４などの稼（
すＪに支障は出ない。このような始動スイッチ６に代え
て、図示しないが、昇圧指令用スイッチ部１１にスライ
ド抵抗器を採用することもできる。

その場合には、ロッド１２のストロークを長くしておき
、ロッド１２の一部に可動接点を備えたアームを水平に
伸ばし、その先端がロッド１２と平行に配置された抵抗
器を移動することにより抵抗値が変化し、第４図に示し
たようないずれかの指令信号が出力されるようにすれば
よい。

電圧調整指令器９は、昇圧指令用スイッチ部１１の通電
により、自動電圧調整器３による調整電圧を所定の２０
０■のライン電圧よりも高くするための昇圧指令信号、
すなわち、主ライン７の定格電圧を１０〜１５％高める
ための自動電圧調整器３への補助指令信号を、主ライン
７の電圧降下の生じる以前に自動電圧調整器３に入力す
るものである。

したがって、始動スイッチ６を入れる際に自動電圧調整
器３で予め一時的にライン電圧を昇圧させ、その始動ス
イッチ６の給電用スイッチ部１０の通電により直入れ始
動される電動機４の始動時の電圧降下で、主ライン７の
電圧が所定電圧より低下するのを抑制できるようになっ
ている。

これは、第４図の実線で示すように、一定電圧Ｖｏの信
号を一定時間例えば１秒間発するパルス発生器が採用さ
れる。しかし、第２図に示したように、ボリューム調整
により指令電圧Ｖおよび持続時間ｔａを変更設定するこ
とができるようにする場合には、指令電圧設定器１６や
時間設定器１７が、パルス発生器９に付設される。その
ような構成のときには、電動機４０〜４Ｆの規模による
ライン電圧の降下を予測もしくは始動テストにより確認
し、主ライン７における電圧降下を防止できる程度に事
後的に調整することができる。なお、図示しないが昇圧
指令用スイッチ部１１を限時接点としておくときには、
時間設定器１７は必要でないし、常に一定の指令電圧で
よければ電圧調整指令器９も必要でなり。上記の構成中
に電圧調整指令器として実質的に機能するものがあれば
よい。

また、パルス発生器の代わりに函数発生器を採用しても
よい。その場合には第５図に示すいずれの波形の指令信
号とすることもできる。いずれの昇圧指令信号によって
も、自動電圧調整器３による主ライン７の昇圧は、所定
の２００　Ｖのライン電圧の例えば１１０〜１１５％と
され、最も大きい電圧降下を引き起す電動機４を始動さ
せた場合にも、主ライン７の電圧が他の既に稼働してい
る電動機４などに悪影響を与えない程度となるように選
定される。

このような構成の始動装置８によれば、以下のような作
動によって、その主ライン７の電圧降下が抑制される。

第２図の例において説明すると、まず、指令電圧設定器
１６および時間設定器１７のボリューム調整で、パルス
発生器である電圧調整指令器９から自動電圧調整器３に
出力される指令信号、すなわち前記したように、主ライ
ン７の定格電圧を１０〜１５％高めるための自動電圧調
整器３への補助指令信号が決定される。その場合、直入
れ始動すると始動電流が大きくなって主ライン７の電圧
を著しく降下させるほどに影響力の強い電動機４の電圧
降下を補うことができる程度の信号が選定される。

ディーゼルエンジン１が運転され、その動力で交流発電
機２が発電を開始すると、自動電圧調整器３は主ライン
７の電圧を検知し、所定のライン電圧となるように交流
発電機２の励磁を調整する。

いま、主ライン７の電力で既に４つの電動機４Ａ〜４Ｄ
が稼働している状態で、容量の大きいかご型誘導電動機
４Ｅの始動スイッチ６Ｅを入れる。

第３図に示すように、最初に可動接点１１ａが固定接点
１１ｂ、Ｉｌｂに接触し、昇圧指令用スイッチ部１１が
通電される。そのときには、可動接点１０ａが固定接点
１０ｂ、１０ｂに未だ接触していないので、短い時間で
はあるが、給電用スイッチ部１０は通電状態にない。給
電用スイッチ部１０が通電されると生じる電圧降下の前
に、電圧調整指令器９から自動電圧調整器３に、ライン
電圧を所定電圧よりも高くするための上記のようにして
設定された昇圧指令信号が発せられる。すなわち、電圧
調整指令器９には、電圧降下の擬似信号が主ライン７の
電圧降下前に入力される。自動電圧調整器３は、主ライ
ン７の電圧を検知して所定のライン電圧が得られるよう
に調整動作しているが、その昇圧指令信号を受けて一時
的に交流発電機２の界磁の励磁を強め、第６図の実線で
示すように、主ライン７の電圧を定格電圧よりも予め一
時的に昇圧させる動作を開始させる。この先送り動作を
するのは、自動電圧調整器３ならびに励磁回路には誘導
回路としての時間遅れが生じるためであり、その遅れに
起因して所望の調整動作が間に合わなくなるのを防止す
るためである。

昇圧指令用スイッチ部１１の通電の数ｍＳ後に可動接点
１０ａが固定接点１０ｂ、１０ｂに接触するので、その
給電用スイッチ部１０の通電で電動機４に一次電圧の印
加が開始され、大きい始動電流が流れてライン電圧を一
時的に降下させようとする。しかし、ライン電圧がその
直前に所定電圧より昇圧されているので、その始動によ
る電圧降下はその高い電圧値からとなり、主ライン７の
電圧はほぼ所定電圧に留まる。したがって、既に稼働状
態にある電動機４八〜４Ｄに印加されている一次電圧が
著しく低下することはなく、それらの電動機４Ａ〜４Ｄ
が駆動している機械などの回転数を低下させることはな
い。始動された電動機４Ｅが定格運転に入る時点では、
既に自動電圧調整器３への昇圧指令信号は停止されてお
り、以後、自動電圧調整器３ば交流発電機２の発電電圧
の変動を抑制する本来の主ラインの定格電圧を調整する
電圧調整機能に戻る。

さらに、電動機４Ｆを始動するときも、上述と同様にし
てライン電圧は所定のライン電圧より大きく降下するこ
とがなく、稼働している電動機や異なる種類の負荷の運
転を阻書したり、照明灯が設けられている場合にそれが
フリ、カーを起こすことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のかご型誘４電動機の始動装置を含む発
電並びに駆動設備の概略系統図、第２図は始動装置の系
統図の一例、第３図は始動スイッチの一実施例の断面概
略図、第４図はパルス発生器から自動電圧調整器に出力
される指令電圧信号の波形図、第５図は函数発生器によ
る異なる指令信号波形図、第６図は主ラインにおける電
圧変動の説明図である。 １・−［動ｔＭ（ディーゼルエンジン）、２−交流発電
機、３−自動電圧調整器（ＡＶＲ）　、４．４Ａ〜４Ｆ
−かご型誘導電動機、５−給電ライン、６．６０〜６Ｆ
−始動スイツチ、７−主ライン、８−始動装置、９−電
圧調整指令器（パルス発生器、函数発生器）、１０−・
給電用スイッチ部、１１・・昇圧指令用スイッチ部。 特許出願人　　　　東洋機電株式会社 代理人　弁理士　吉村勝俊（ほか１名）第４図 第５図 ＋ｔａ＋　　　　　　　　　お１ｍ（ｔ）第６図 時闇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原動機により駆動される交流発電機に自動電圧調
   整器が設けられ、その交流発電機からの給電によって複
   数のかご型誘導電動機が稼働するようになっている給電
   設備において、 かご型誘導電動機の給電ラインに設けられる始動スイッ
   チには、 かご型誘導電動機に電力を供給する直入れ始動用の給電
   用スイッチ部と、 始動指令があるとき上記給電用スイッチ部の通電よりも
   早く通電を開始し、前記自動電圧調整器に昇圧動作を開
   始させる昇圧指令用スイッチ部とが設けられ、 その昇圧指令用スイッチ部の通電により、自動電圧調整
   器による主ラインの調整電圧を所定ライン電圧よりも高
   くするための補助指令信号を、主ラインの電圧降下の生
   じる以前に自動電圧調整器に入力する電圧調整指令器が
   設けられ、 始動スイッチを入れる際に予め一時的にライン電圧を昇
   圧させ、その始動スイッチにより直入れ始動されるかご
   型誘導電動機の始動時の電圧降下で、主ラインの電圧が
   所定ライン電圧より低下するのを抑制できるようにした
   ことを特徴とするかご型誘導電動機の始動装置。