JPH0141945B2 - - Google Patents

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JPH0141945B2
JPH0141945B2 JP16691580A JP16691580A JPH0141945B2 JP H0141945 B2 JPH0141945 B2 JP H0141945B2 JP 16691580 A JP16691580 A JP 16691580A JP 16691580 A JP16691580 A JP 16691580A JP H0141945 B2 JPH0141945 B2 JP H0141945B2
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thyristor
angle
voltage
current
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JPS5791684A (en
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Takashi Mera
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022Synchronous motors
    • H02P25/03Synchronous motors with brushless excitation

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電動機とサイリスタ電力変換装置を
組合わせて成る無整流子電動機装置(以下、サイ
リスタモータ装置と称する)の等価負荷試験方法
および装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an equivalent load test method and apparatus for a non-commutator motor device (hereinafter referred to as a thyristor motor device) which is a combination of an electric motor and a thyristor power conversion device.

従来サイリスタモータ装置は、その製造後の出
荷に際し電動機およびサイリスタ電力変換装置
(以下、単に変換装置と称する)を夫々単独に試
験した後、これ等を組合わせてサイリスタモータ
装置としての特性試験を行なうようにしているの
が一般的である。そして、最近ではサイリスタモ
ータ装置の製作実績の増加や設計、製造技術の進
歩、或いは大型電子計算機による特性解析計算や
運転状態のシユミレーシヨン計算技術の進歩等に
より、設計計算値および個々の単独試験より得ら
れる特性値を用いて組合わせ状態における主要な
特性を把握することが可能になつてきている。し
かし、電動機本体の方形波電流に基づく漂遊負荷
損の増加、温度上昇の増大、機械振動や電磁騒音
の増大などはその解析が困難であり、何等かの方
法により実際の方形波電流を電動機に流して確認
試験を行なう必要がある。このため、従来におい
ては第1図に示すように、電動機THMとのその
出力に見合つた容量を有する負荷用発電機Gとの
機械的に直結して駆動し、その発電機Gの出力を
水抵抗LRH等の負荷装置で電力を消費させて、
電動機THMと変換装置THYに実際の負荷を負
わして、組合わせ状態での総合特性や方形波電流
に基づく温度上昇、振動、騒音を調べる、いわゆ
る組合わせ実負荷試験を行なつている。
Conventionally, when shipping a thyristor motor device after manufacture, the electric motor and thyristor power conversion device (hereinafter simply referred to as the conversion device) are individually tested, and then the characteristics of the thyristor motor device are tested by combining them. It is common to do so. Recently, due to an increase in the production results of thyristor motor devices, advances in design and manufacturing technology, and advances in characteristic analysis calculations using large-scale electronic computers and simulation calculation technology for operating conditions, the results obtained from design calculation values and individual individual tests have increased. It is becoming possible to understand the main characteristics in a combination state using the characteristic values obtained. However, it is difficult to analyze the increase in stray load loss, increase in temperature rise, increase in mechanical vibration and electromagnetic noise due to the square wave current in the motor body, and it is difficult to analyze the increase in stray load loss, increase in temperature rise, increase in mechanical vibration and electromagnetic noise, etc. It is necessary to run a confirmation test. For this reason, conventionally, as shown in Figure 1, the electric motor THM is directly connected mechanically to a load generator G having a capacity commensurate with its output, and the output of the generator G is converted into a By consuming power with a load device such as a resistor LRH,
We are conducting a so-called combined actual load test, which places an actual load on the electric motor THM and converter THY, and examines the overall characteristics of the combination, temperature rise based on square wave current, vibration, and noise.

従つて、その試験を行なうに際しては、上述し
たように、サイリスタモータ装置の出力および回
転速度に見合う負荷用発電機、負荷装置、電源装
置を必要とするが、サイリスタモータ装置の需要
の拡大や大容量化と共にそれ等の装置に要する費
用は莫大なものとなり、また試験のための電力消
費量も非常に大きなものとなつている。更に、サ
イリスタモータ装置の多様化とともに立軸形電動
機等も増加しつつあるが、これ等に対しては実際
に負荷用発電機を直結することが困難であるた
め、結局十分な試験を行なうことができない。
Therefore, when conducting the test, as mentioned above, a load generator, load device, and power supply device that match the output and rotational speed of the thyristor motor device are required. As the capacity increases, the cost required for such devices increases, and the power consumption for testing also becomes extremely large. Furthermore, with the diversification of thyristor motor devices, the number of vertical shaft electric motors is increasing, but it is difficult to actually connect a load generator directly to these, so it is not possible to conduct sufficient tests. Can not.

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は基本的に負荷用発電機および負
荷装置を必要とせず、サイリスタモータ装置のみ
の組合わせ状態或いはより簡単な変換装置との組
合わせ状態にて電動機に実際の方形波電流を流す
ことを可能として実負荷状態と等価な試験を実現
することができる無整流子電動機装置の等価負荷
試験方法及び装置を得供することにある。
The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is basically to eliminate the need for a load generator and a load device, and to combine only a thyristor motor device or a simpler conversion device. An object of the present invention is to provide an equivalent load test method and device for a commutatorless motor device, which can realize a test equivalent to an actual load state by allowing an actual square wave current to flow through the motor in a combined state.

以下、示す図面を参照して本発明の一実施例に
ついて説明する。第2図は、本発明によるサイリ
スタモータ装置の等価負荷試験の概要構成例を示
すもので、はサイリスタモータ装置の被試験用
電動機で、1aはその電機子巻線、1bは同じく
界磁巻線である。2は上記界磁巻線に電力を供給
する電圧調整手段を備えた励磁用直流電源、3は
ブリツジ接続されたサイリスタより成るサイリス
タモータ装置のサイリスタ逆変換装置で、その入
力側を直流リアクトル4を介して主回路用直流電
源5に接続する。ここで、主回路用直流電源5は
電圧調整手段を備えている。また、3aは上記逆
変換装置3のサイリスタモータの点弧位相を制御
する位相制御回路で、速度制御基準電圧の設定器
(以下、速度基準器と称する)SRHより得られる
基準電圧と、電動機に直結された速度検出器6
より得られる信号を速度帰還信号電圧に変換する
回路3bにより変換された出力電圧とを比較した
信号によつてサイリスタの点弧位相を決め、電動
機に直結された位置検出器7の信号に従つて順番
にサイリスタを点弧するように構成する。なお、
第2図ではその図示を省略しているが、各部の電
気量、温度、回転速度、振動騒音等の測定に必要
な各計器類を適宜配置している。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows an example of a schematic configuration of an equivalent load test of a thyristor motor device according to the present invention. 1 is a motor to be tested of a thyristor motor device, 1a is its armature winding, and 1b is a field winding. It is a line. 2 is an excitation DC power source equipped with voltage adjustment means for supplying power to the field winding; 3 is a thyristor inversion device for a thyristor motor device consisting of bridge-connected thyristors; the input side thereof is connected to a DC reactor 4; It is connected to the main circuit DC power supply 5 through the main circuit. Here, the main circuit DC power supply 5 is equipped with voltage adjustment means. Further, 3a is a phase control circuit that controls the firing phase of the thyristor motor of the inverse converter 3, which controls the reference voltage obtained from the speed control reference voltage setter (hereinafter referred to as speed reference device) SRH and the motor 1. Speed detector 6 directly connected to
The firing phase of the thyristor is determined based on the signal obtained by comparing the signal obtained by the output voltage with the output voltage converted by the circuit 3b which converts the signal into the speed feedback signal voltage, and the firing phase of the thyristor is determined according to the signal from the position detector 7 directly connected to the motor. The thyristors are configured to fire in sequence. In addition,
Although not shown in FIG. 2, various instruments necessary for measuring the amount of electricity, temperature, rotational speed, vibration noise, etc. of each part are appropriately arranged.

次に、かかる構成の装置における等価負荷試験
方法について述べる。第2図においては、サイリ
スタモータの始動に関する回路要素は省略してあ
るが、例えば小形の始動用電動機によつたりまた
は逆変換装置3のサイリスタの転流タイミングに
合わせて、直流電源をON−OFFさせるいわゆる
断続始動など従来の方法により、少なくとも逆変
換装置3のサイリスタの電流を電動機の電機子巻
線1aを誘起する逆起電圧を利用して転流させる
ことの出来る速度(通常は電動機の基底速度の5
〜10%速度)以上に始動させる。
Next, an equivalent load test method for an apparatus having such a configuration will be described. Although circuit elements related to starting the thyristor motor are omitted in FIG. 2, for example, the DC power source can be turned on by a small starting motor or in accordance with the commutation timing of the thyristor of the inverter 3. By using conventional methods such as so-called intermittent starting to turn off the current, at least the current in the thyristor of the inverter 3 can be commutated using the back electromotive force induced in the armature winding 1a of the motor (usually at a speed that 5 of base velocity
~10% speed) or higher.

一般に、サイリスタモータ装置の電動機の特性
は、次の近似式で表わされることが知られてい
る。
Generally, it is known that the characteristics of the electric motor of a thyristor motor device are expressed by the following approximate expression.

ω=V/Kφcosβ… VaV/cosβ… I=T/Kφcosβ… ここに ω…電動機の回転速度 T…電動機の回転力 K… 〃 の定数 φ… 〃 の空隙磁束 Va… 〃 の端子電圧(基本波) I… 〃 の線路電流( 〃 ) V…電源の等価正弦波電圧=Vdc×π/3√6 Vdc…直流電源電圧 β…転流進み角 上記の特性式より、転流進み角βを大きくする
と式より電源電圧を一定にしていても、電動機
速度ωは上昇し、また式より電動機端子電圧
Vaに比べ電源電圧V(Vdc)は小さくて良く、
式より小さな回転力Tを得るために、大きな電流
Iを必要とすることがわかる。
ω=V/Kφcosβ… VaV/cosβ… I=T/Kφcosβ… Here, ω…Rotational speed of the motor T…Rotational force K of the motor… 〃 constant φ… 〃 Air gap magnetic flux Va… 〃 terminal voltage (fundamental wave ) Line current of I... 〃 ( ) V... Equivalent sine wave voltage of power supply = V dc ×π/3√6 V dc ... DC power supply voltage β... Commutation lead angle From the above characteristic formula, commutation lead angle β If you increase , the motor speed ω increases even if the power supply voltage is kept constant, and from the equation, the motor terminal voltage increases.
The power supply voltage V (V dc ) may be smaller than V a ,
It can be seen from the formula that a large current I is required to obtain a small rotational force T.

第2図の如く、電動機を無負荷、単独で運転
している状態では、電動機の発生する回転力は、
電動機自身の摩擦風損、並に鉄損の一部を供給す
るのみで良く、それは定格トルクの数%程度であ
る。従つて式より、線路電流を電動機の定格
電流に近くするには、転流進み角βを85゜〜90゜付
近にすれば良く、この時は、電動機の端子電圧
Vaを定格値にしていても電源電圧V(Vdc)は直
流リアクトル4や線路の抵抗降下を含めても、通
常の転流進み角(およそ40゜〜60゜)の時必要とす
る電源電圧の数%〜10%程度で良いことがわか
る。
As shown in Fig. 2, when the electric motor 1 is operated independently with no load, the rotational force generated by the electric motor is
It is sufficient to supply only a portion of the frictional windage loss and iron loss of the electric motor itself, which is approximately a few percent of the rated torque. Therefore, from the formula, in order to make the line current close to the rated current of the motor, the commutation lead angle β should be around 85° to 90°, and in this case, the terminal voltage of the motor
Even if V a is set to the rated value, the power supply voltage V (V dc ), including the resistance drop of the DC reactor 4 and the line, is the power supply required at a normal commutation advance angle (approximately 40° to 60°). It can be seen that a range of several percent to 10% of the voltage is sufficient.

以上の状態における電動機の電圧と電流の関係
は、第3図の如くなつており、電動機の2つの相
電位eu e〓が同一となる点(euに対し30゜)より、
β(≒90゜)だけ進んだ点にて、転流が開始され、
重り角uを経て、120゜通電する台形波状の瞬時線
路電流iuが流れており、その電流iuの基本波成分
Iuは点線の如く相電圧euよりほぼ90゜進んだものと
なつている。つまり、この状態は通常の同期電動
機において進み力率でほぼ零(0)付近の無効電
力運転に相当している。但し、直流電源からは有
効電力しか供給できないため、直流電圧は低くて
良いことがわかる。
The relationship between the voltage and current of the motor in the above state is as shown in Figure 3, and from the point where the two phase potentials of the motor e u e are the same (30° to e u ),
Commutation starts at the point where β (≒90°) has advanced.
An instantaneous trapezoidal waveform line current i u flowing at 120° is flowing through the weight angle u, and the fundamental wave component of the current i u is
As shown by the dotted line, I u leads the phase voltage e u by approximately 90°. In other words, this state corresponds to reactive power operation with a leading power factor of approximately zero (0) in a normal synchronous motor. However, since only active power can be supplied from a DC power source, it can be seen that the DC voltage may be low.

以上の説明から明らかな如く、電機子巻線1a
の端子電圧を所定の値に保つ様、励磁用直流電源
2の電圧を調整しながら直流電源5の出力電圧を
徐々に小さくすると、所定の回転速度に一定に保
つ様に位相制御回路3aによつて転流進み角βは
自動的に進められ、それに伴い線路電流が増加
される。この様に、電動機の定格電圧状態で定格
電流を流すことができるばかりではなく、任意の
速度、電圧、電流状態を自由に実現できる。
As is clear from the above explanation, armature winding 1a
When the output voltage of the DC power supply 5 is gradually decreased while adjusting the voltage of the excitation DC power supply 2 to keep the terminal voltage at a predetermined value, the phase control circuit 3a is used to keep the rotation speed constant at a predetermined rotation speed. Accordingly, the commutation advance angle β is automatically advanced, and the line current is increased accordingly. In this way, it is not only possible to flow the rated current at the rated voltage state of the motor, but also to freely realize any speed, voltage, and current state.

先に述べた如く、サイリスタモータ装置の電動
機としての試験の第1の目的である漂遊負荷損
は、線路電流を数点以上変化させて電動機への
入力を測定し、その増加分から、予め測定した巻
線抵抗と電流より銅損を差し引くことにより求め
ることができる。この漂遊負荷損の中には、転流
に伴いダンパーに流れる電流による低抗損、並に
電機子巻線に流れる方形波電流に含まれる各高調
波電流と過渡インピーダンスの積による空隙磁界
の変動で生ずる高調波鉄損が含まれているが、こ
れ等の大きさはほぼ電機子電流の大きさで決まる
ことは、理論的に明らかであり本試験方法とサイ
リスタモータとしての動作時の電流波形は、ほぼ
等しいことから、本試験法による測定の近似度は
かなり高いものと言うことができる。
As mentioned earlier, the stray load loss, which is the first objective of testing a thyristor motor device as an electric motor, can be measured in advance by changing the line current at several points or more and measuring the input to the motor, and from the increase. It can be determined by subtracting the copper loss from the winding resistance and current. This stray load loss includes low resistance loss due to the current flowing through the damper due to commutation, and fluctuations in the air gap magnetic field due to the product of each harmonic current included in the square wave current flowing through the armature winding and the transient impedance. However, it is theoretically clear that the magnitude of these losses is almost determined by the magnitude of the armature current, and this test method and the current waveform during operation as a thyristor motor are almost equal, so it can be said that the degree of approximation of measurement by this test method is quite high.

また、本試験においては損失分のみの測定であ
るので、実負荷試験時の如く、大きな有効出力
(電力)の測定から、小さな損失を分離する測定
方法より、測定精度が高い特徴がある。
In addition, since this test measures only the loss, the measurement accuracy is higher than that of a measurement method that separates small losses from measurements of large effective outputs (power), such as during actual load tests.

第2の目的である温度上昇は、電機子巻線に対
しては定格速度は定格電流を流した状態での温度
上昇試験を実施することにより、サイリスタモー
タ運転時とほぼ等価にできることは、一般の同期
機の零力率法による温度上昇試験より明らかであ
る。界磁巻線については、本試験方法において
は、転流進み角βがほぼ90度となることは先に述
べたが、この進み電流による電機子反作用の減磁
力は、通常のサイリスタモータ運転時の転流進み
角(β≒40゜〜60゜)ものよりsin90゜:sin(60゜〜
40゜)=1:(0.866〜0.643)、即ち約15〜35%大き
いので励磁電流も大きくなる。従つて通常の同期
機の零力率法と同様に電機子電圧Vaを定格より
下げて、電機子電流と界磁電流を定格値とする
が、この時の各巻線の温度上昇の差はわずかで、
実負荷状態を十分近似できることは良く知らてい
る。
As for the second objective, temperature rise, it is generally accepted that the rated speed of the armature winding can be made almost equivalent to that during thyristor motor operation by conducting a temperature rise test with the rated current flowing. This is clear from the temperature rise test using the zero power factor method of a synchronous machine. Regarding the field winding, it was mentioned earlier that in this test method, the commutation lead angle β is approximately 90 degrees, but the demagnetizing force of the armature reaction due to this lead current is equal to that during normal thyristor motor operation. The commutation advance angle (β≒40°~60°) is sin90°: sin (60°~
40°)=1:(0.866 to 0.643), that is, about 15 to 35% larger, so the excitation current also becomes larger. Therefore, as with the zero power factor method for ordinary synchronous machines, the armature voltage V a is lowered than the rated value and the armature current and field current are set to the rated values, but the difference in temperature rise of each winding at this time is Very little,
It is well known that the actual load condition can be sufficiently approximated.

第3の目的である方形波電流に基づくトルク脈
動に伴う電動機本体の振動、騒音の確認である
が、トルク脈動の大きさは、電機子電流、励磁
電流F、転流進み角βとした時、近似的には
×Fsinβに比例することが知られているが、本
試験法ではβ≒90であるため、sin90゜/sinβ=
1/sinβだけ大きな値となる。従つて電機子電流
または界磁電流Fのいずれか(又はその積)
をsinβだけ小さくして実負荷状態と等価なトルク
脈動を得て、各部の振動、騒音を測定する。実際
にはトルク脈動の厳密解により、電流を補正す
る。
The third purpose is to check the vibration and noise of the motor body due to torque pulsation based on square wave current.The magnitude of torque pulsation is calculated when the armature current, exciting current F , and commutation advance angle β are , is known to be approximately proportional to × F sinβ, but in this test method, β≒90, so sin90°/sinβ=
The value becomes larger by 1/sinβ. Therefore, either armature current or field current F (or their product)
is reduced by sinβ to obtain torque pulsation equivalent to the actual load condition, and the vibration and noise of each part are measured. In reality, the current is corrected using an exact solution for torque pulsation.

最後に、サイリスタモータとしての転流重なり
角uは、転流余裕角の(β−u)が運転の安定性
にとつて、重要な量であり、正確な値の推定が必
要であるが、本試験法によるuの測定値と、別途
同基期機としてのリアクタンス定数測定から求め
た転流リアクタンスXcを用い、cos(β−u)−
cosβ=21DC・Xc/√6Vaの関係より、実負荷時
の重なり角uを求めることができる、ここにIDC
は直流リアクトル4に流れる直流電流である。
Finally, for the commutation overlap angle u as a thyristor motor, the commutation margin angle (β-u) is an important amount for operational stability, and accurate estimation of the value is necessary. Using the measured value of u by this test method and the commutation reactance
From the relationship cosβ=21 DC・X c /√6Va, the overlap angle u under actual load can be found, where I DC
is the DC current flowing through the DC reactor 4.

尚、上記では説明しなかつたが、直流電圧VDC
を十分大きくすれば転流進み角βは十分小さく
(β≒15〜30)出来、これに伴い電流も小さく
なり、一般の同期機に近い状態にできるので、鉄
損および機械損の測定も可能である。言うまでも
なく、他の小容量の電動機を直結して、鉄損、機
械損を測定してもよい。
Although it was not explained above, the direct current voltage V DC
If is made sufficiently large, the commutation advance angle β can be made sufficiently small (β≒15 to 30), and the current will also be reduced accordingly, making it possible to achieve a state similar to that of a general synchronous machine, making it possible to measure iron loss and mechanical loss. It is. Needless to say, iron loss and mechanical loss may be measured by directly connecting other small capacity electric motors.

第4図は、本発明による等価負荷試験の第2の
実施例構成を示すもので、従来のサイリスタモー
タ装置に等価負荷試験装置のための機能を付加し
たものである。第4図において、第2図と同一部
分には、同一符号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。図におい
て、5は前記直流電源をサイリスタ順変換装置化
したものであり、通常のサイリスタモータシステ
ムでは、必ず準備される。5aは順変換装置5の
サイリスタの位相制御回路、5bは同じく速度制
御回路である。また、2は前記励磁用電源をサイ
リスタ変換装置化したもので、2aはその位相制
御回路である。3aは前述した如く逆変換装置3
の位相制御回路であり、その構成としては装置転
流進み角βを決定して点弧パルスを発生する回路
a-1、重なり角uおよび実際の電圧、電流の位
相を検出する回路3a-2、余裕角(β−u=)γ
を設定する回路3a-3より成る。更に、この回路
a-3の余裕角γを設定する部分においては、通
常のサイリスタモータ運転時の余裕角γのための
基準電圧eiと等価負荷試験時の余裕角γのための
基準電圧epを夫々発生させる回路を設けてあり、
これらをスイツチSにて選択切替えすることがで
きる様にしている。
FIG. 4 shows the configuration of a second embodiment of an equivalent load test according to the present invention, in which a function for an equivalent load test device is added to a conventional thyristor motor device. In FIG. 4, parts that are the same as those in FIG. 2 are given the same reference numerals, and their explanation will be omitted, and only the different parts will be described here. In the figure, numeral 5 represents a thyristor conversion device for the DC power source, which is always provided in a normal thyristor motor system. 5a is a phase control circuit for the thyristor of the forward converter 5, and 5b is a speed control circuit. Further, 2 is a thyristor conversion device of the excitation power source, and 2a is a phase control circuit thereof. 3a is the inverse conversion device 3 as mentioned above.
This is a phase control circuit, and its configuration includes a circuit 3a -1 that determines the device commutation advance angle β and generates an ignition pulse, and a circuit 3a that detects the overlap angle u and the actual voltage and current phase. -2 , margin angle (β-u=)γ
It consists of circuit 3 a-3 that sets Furthermore, in the part of circuit 3 a-3 that sets the margin angle γ, the reference voltage e i for the margin angle γ during normal thyristor motor operation and the reference voltage for the margin angle γ during the equivalent load test are used. A circuit is provided to generate e p , respectively.
These can be selected and switched using a switch S.

かかる様に構成された装置において、通常のサ
イリスタモータ運転時には、スイツチSは、基準
電圧ei側に切替えられ、回路3a-3にてそれに見合
う余裕角γが設定され、回路3a-1にて回路3a-2
で検出した重なり角uと加え合わせて転流進み角
βを回路3a-1にて決定して、逆変換装置3のサ
イリスタの点弧位相を制御している。また、等価
負荷試験装置を行なう際には、切替スイツチSは
電圧ep側に切替えられ、同様に転流進み角βを決
定するが、この場合βが90゜近くなる様にし且つ
微調整ができる様基準電圧epは調整可能としてい
る。
In the device configured as described above, during normal thyristor motor operation, the switch S is switched to the reference voltage e i side, a margin angle γ corresponding to the reference voltage e i is set in circuit 3 a-3 , and circuit 3 a-1 At circuit 3 a-2
The commutation advance angle β is determined by adding the overlap angle u detected in the circuit 3 a-1 , and the firing phase of the thyristor of the inverter 3 is controlled. In addition, when performing an equivalent load test device, the changeover switch S is switched to the voltage e p side and the commutation advance angle β is determined in the same way, but in this case β should be close to 90° and fine adjustment should be made. The reference voltage e p is made adjustable so that it is possible to do so.

この様に、本構成のものにおいては転流進み角
βを優先して決定するため、前述した特性式に従
い、5a,5bの各回路で回転速度が速度基準器
SRHの設定値に保つ様に、順変換装置5のサイ
リスタの点弧位相を変えて直流電圧Vdcを制御
し、結果的に線路電流が増減する。一方、回路
2aにおいては回路3bより得られる速度信号
と、電機子電圧の帰還信号とを用いて、予め定め
られた回転速度と電機子電圧の関係を保つ様に励
磁電源用サイリスタ変換器2の位相が制御され
る。なお、等価負荷テスト時には、回転速度と電
機子電圧の関係を調整することができる様に調整
器VRを設けることがある。
In this way, in this configuration, since the commutation advance angle β is determined with priority, the rotational speed in each circuit 5a and 5b is determined by the speed standard according to the above-mentioned characteristic formula.
The firing phase of the thyristor of the forward converter 5 is changed to control the DC voltage V dc so as to maintain the SRH at the set value, and as a result, the line current increases or decreases. On the other hand, in the circuit 2a, the speed signal obtained from the circuit 3b and the feedback signal of the armature voltage are used to control the excitation power supply thyristor converter 2 so as to maintain a predetermined relationship between the rotational speed and the armature voltage. Phase is controlled. Note that during the equivalent load test, a regulator VR may be provided so that the relationship between rotational speed and armature voltage can be adjusted.

上述したように、本構成のものは、従来のサイ
リスタモータ装置に転流余裕角γを大きくする設
定回路を設け、転流進み角βが90゜付近になる様
に調整可能にして、電動機単体で実負荷状態と同
等の方形波電流を流すことができる様にしたもの
で、前述のものと同様に等価負荷試験を行なうこ
とができることは明らかである。
As mentioned above, this configuration is equipped with a setting circuit for increasing the commutation margin angle γ in the conventional thyristor motor device, so that the commutation advance angle β can be adjusted to around 90°, and the motor can be used as a single motor. It is clear that it is possible to conduct an equivalent load test in the same way as the one described above by making it possible to flow a square wave current equivalent to that in the actual load state.

このように、電動機とサイリスタ変換装置3
を組合わせて成る無整流子電動機装置の負荷試験
を行なうに際し、上述した如き装置構成とし、被
試験用の上記電動機の軸出力が零若しくは略零
に近い状態で上記電動機の電機子巻線1aに電
力を供給するサイリスタ逆変換装置3の転流進み
角βを通常のサイリスタモータ運転時のそれより
も大幅に90゜(電気角)付近まで進めて電動機力率
を略零にしその電機子電流を増加させて運転を行
ない、上記被試験電動機の界磁電流、電機子電
流を主パラメータとして電動機の入出力特性・
温度上昇・振動騒音等を測定してこの測定値より
無整流子電動機装置としての実負荷状態での諸特
性を推定するようにして行なうようにしたもので
ある。
In this way, the electric motor 1 and the thyristor converter 3
When carrying out a load test on a non-commutated motor device consisting of a combination of The commutation advance angle β of the thyristor inverter 3 that supplies power to the line 1a is advanced to around 90° (electrical angle), which is much greater than that during normal thyristor motor operation, so that the motor power factor becomes approximately zero, and the electric motor The input/output characteristics of the motor 1 are determined by increasing the child current and using the field current and armature current of the motor 1 under test as the main parameters.
This is done by measuring temperature rise, vibration noise, etc., and estimating various characteristics of the commutatorless motor device under actual load conditions from the measured values.

従つて、かかる等価負荷試験方法によれば、次
のような効果が得られるものである。
Therefore, according to this equivalent load test method, the following effects can be obtained.

(1) 従来のように、負荷用発電機および負荷装置
を必要としない。よつて、新たに試験用負荷設
備を用意することなく任意の定格(回転速度、
出力電圧)のものを製作することが可能とな
る。
(1) Unlike conventional methods, a load generator and load device are not required. Therefore, any rating (rotation speed,
output voltage).

(2) 試験時には、損失分のみの電力を供給するよ
うにすれば良いため、試験電力を大幅に節約す
ることができる。
(2) During testing, it is only necessary to supply power for the amount of loss, so testing power can be significantly saved.

(3) 負荷用発電機が接続できないような立軸機に
ついてもその試験を行なうことができる。
(3) Vertical shaft machines that cannot be connected to a load generator can also be tested.

(4) 逆変換装置3としては電動機の端子電圧と
線路電流に見合つたものが必要であるが、直流
電源電圧は定格時の数%〜10%程度で良いた
め、従来の直流機の試験のための直流電源を使
用することができる。また、万一新たに設備す
る場合でもサイリスタモータ装置の定格の数%
〜10%程度のもので良く極めて安価なものとな
る。
(4) The inverter 3 needs to be compatible with the terminal voltage and line current of the motor 1 , but since the DC power supply voltage only needs to be a few percent to 10% of the rated voltage, conventional DC machine tests are not possible. DC power supply can be used for. In addition, even if new equipment is installed, a few percent of the rating of the thyristor motor device will be used.
~10%, which is good and extremely cheap.

(5) 第2の実施例のものにおいては、製品として
製作する変換装置を使用するため、単に電源の
みを準備するだけで良い。更に、かかる構成の
ものにおいては、必ずしも製造工場での組合わ
せは必要なく、最終使用場所に電動機を設置し
た後に負荷機と直結する前の調整運転時に実施
することも可能であり、総合的な工期を大幅に
短縮することが可能となる。
(5) In the second embodiment, since a conversion device manufactured as a product is used, only a power source needs to be prepared. Furthermore, with such a configuration, it is not necessarily necessary to perform the combination at the manufacturing factory, and it is possible to carry out the adjustment operation after installing the motor at the final use site and before directly connecting it to the load machine. It becomes possible to significantly shorten the construction period.

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments.

以上の説明においては、速度検出器6と位置検
出器7を別々のものとしたものであるが、位置検
出器7の信号より速度信号を得ることも可能であ
る。また、本試験方法においては、転流進み角β
が90゜付近と非常に大きく、転流のための電圧
(転流直後サイリスタにかかる逆電圧)が大きく、
重り角uは十分小さく、余裕角γは十分大きい。
よつて、逆変換装置3と電動機の電機子巻線1a
との間に、変圧器を介在させるようにしても、そ
の洩れリアクタンスによる転流余裕角の増加はわ
ずかであるため、サイリスタの転流失敗をひき起
したり、方法波電流の波形が大幅に異なることは
ない。一方、この変圧器を介在させることによ
り、電動機の電圧と逆変換装置3の電圧を異な
つたものとすることができ、高価な高圧逆変換器
を準備することなく、安価な逆変換装置により高
圧電動機の試験を行なうことが可能となる。更
に、変圧器の巻線に中間タツプを設けたり、変圧
比の異なる数種の変圧器を用いることにより、
種々の電圧の電動機の試験を行なうことが可能と
なる。
In the above description, the speed detector 6 and the position detector 7 are separated, but it is also possible to obtain the speed signal from the signal of the position detector 7. In addition, in this test method, the commutation advance angle β
is very large, around 90°, and the voltage for commutation (reverse voltage applied to the thyristor immediately after commutation) is large.
The weight angle u is sufficiently small, and the margin angle γ is sufficiently large.
Therefore, the inverter 3 and the armature winding 1a of the motor
Even if a transformer is interposed between the transformer and the transformer, the leakage reactance of the transformer will only slightly increase the commutation margin angle. Nothing is different. On the other hand, by interposing this transformer, the voltage of the motor 1 and the voltage of the inverter 3 can be made different, and an inexpensive inverter can be used without preparing an expensive high voltage inverter. It becomes possible to test high voltage motors. Furthermore, by providing intermediate taps in the transformer windings and using several types of transformers with different transformation ratios,
It becomes possible to test motors with various voltages.

その他、本発明はその要旨を変更しない範囲
で、種々に変形して実施することができるもので
ある。
In addition, the present invention can be modified and implemented in various ways without changing the gist thereof.

以上説明したように本発明によれば、基本的に
負荷用発電機および負荷装置を必要とせず、サイ
リスタモータ装置のみの組合わせ状態或いはより
簡単な変換装置との組合わせ状態にて電動機に実
際の方形波電流を流すことを可能として実負荷状
態と等価な試験を実現することができる信頼性の
高い無整流子電動機装置の等価負荷試験方法及び
装置が提供できる。
As explained above, according to the present invention, there is basically no need for a load generator or a load device, and the electric motor can be actually operated by combining only the thyristor motor device or by combining it with a simpler converter. It is possible to provide a highly reliable equivalent load test method and apparatus for a commutatorless motor device, which allows a square wave current to flow and realizes a test equivalent to an actual load state.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、従来のサイリスタモータ装置の実負
荷試験の概要を示す図、第2図は本発明による等
価負荷試験の一実施例を示す図、第3図はサイリ
スタモータの電圧、電流の関係を示す図、第4図
は本発明による等価負荷試験の他の実施例を示す
図である。 ……サイリスタモータ装置用電動機、2……
励磁用電源、3……サイリスタモータ装置用逆変
換装置、4……サイリスタモータ装置用直流リア
クトル、5……サイリスタモータ装置用順変換装
置もしくは直流電源、6……回転速度計出器、7
……位置検出器。添字a,b……は上記各要素の
部分を示す。
Fig. 1 is a diagram showing an outline of an actual load test of a conventional thyristor motor device, Fig. 2 is a diagram showing an example of an equivalent load test according to the present invention, and Fig. 3 is a diagram showing the relationship between voltage and current of a thyristor motor. FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the equivalent load test according to the present invention. 1 ...Electric motor for thyristor motor device, 2...
Excitation power supply, 3... Reverse conversion device for thyristor motor device, 4... DC reactor for thyristor motor device, 5... Forward conversion device or DC power supply for thyristor motor device, 6... Rotation speed meter, 7
...Position detector. Subscripts a, b... indicate the parts of each of the above elements.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電動機とサイリスタ電力変換装置を組合わせ
て成る無整流子電動機装置の負荷試験を行なうに
際し、被試験用の前記電動機の軸出力が零若しく
は略零に近い状態で前記電動機の電機子巻線に電
力を供給するサイリスタ逆変換装置の転流進み角
βを90゜(電気角)付近まで進めて電動機力率を略
零にしその電機子電流を増加させて運転を行な
い、前記被試験電動機の界磁電流、電機子電流を
主パラメータとして電動機の入出力特性・温度上
昇・振動騒音等を測定してこの測定値より無整流
子電動機装置としての実負荷状態での諸特性を推
定するようにして行なう無整流子電動機装置の等
価負荷試験方法。 2 電動機と順、逆のサイリスタ電力変換装置を
組合わせて成る無整流子電動機装置において、被
試験用の前記電動機に電力を供給するサイリスタ
変換器と、前記電動機の速度帰還信号とその電機
子電圧帰還信号に基づいて前記サイリスタ変換器
の位相を制御する第1の位相制御回路と、速度基
準信号と前記速度帰還信号より得られる速度制御
信号に基づいて前記サイリスタ順電力変換装置の
位相を制御する第2の位相制御回路と、通常運転
時の余裕角のための基準電圧及び等価負荷試験時
の転流進み角が略90゜(電気角)付近となる余裕角
のための基準電圧を夫々発生する回路を有しその
基準電圧に見合つた余裕角が切換え設定される余
裕角設定部・前記電動機の電機子電圧、電流の位
相より重なり角を検出する重なり角検出部・前記
余裕角設定部にて設定される余裕角と重なり角検
出部にて検出される重なり角とから転流進み角を
決定される重なり角とから転流進み角を決定する
転流進み角設定部より成りこの転流進み角に基づ
いて前記サイリスタ逆電力変換装置の位相を制御
する第3の位相制御回路とを備えたことを特徴と
する無整流子電動機装置の等価負荷試験装置。 3 サイリスタ逆電力変換装置側を電動機の定格
電圧、電流に見合つたものとしサイリスタ順電力
変換側の電圧を小さくするようにしたものである
特許請求の範囲第2項記載の無整流子電動機装置
の等価負荷試験装置。 4 サイリスタ逆変換装置と電動機との間に変圧
器を介在させるようにしたものである特許請求の
範囲第2項記載の無整流子電動機装置の等価負荷
試験装置。
[Scope of Claims] 1. When carrying out a load test on a non-commutated motor device comprising a combination of an electric motor and a thyristor power conversion device, the motor under test is operated in a state where the shaft output of the motor under test is zero or approximately zero. The commutation advance angle β of the thyristor inversion device that supplies power to the armature winding of the motor is advanced to around 90° (electrical angle), the motor power factor is brought to approximately zero, and the armature current is increased to perform operation, The input/output characteristics, temperature rise, vibration noise, etc. of the motor are measured using the field current and armature current of the motor under test as the main parameters, and the various characteristics of the non-commutated motor device under actual load are determined from the measured values. An equivalent load test method for commutatorless motor equipment that estimates . 2. In a non-commutator motor device consisting of a combination of a motor and forward and reverse thyristor power converters, a thyristor converter that supplies power to the motor under test, a speed feedback signal of the motor and its armature voltage a first phase control circuit that controls the phase of the thyristor converter based on a feedback signal; and a first phase control circuit that controls the phase of the thyristor forward power conversion device based on a speed control signal obtained from a speed reference signal and the speed feedback signal. The second phase control circuit generates a reference voltage for the margin angle during normal operation and a reference voltage for the margin angle at which the commutation advance angle during the equivalent load test is approximately 90° (electrical angle). A margin angle setting section which has a circuit to switch and set a margin angle commensurate with the reference voltage; an overlap angle detection section which detects an overlap angle from the phase of the armature voltage and current of the motor; and the margin angle setting section. The commutation lead angle setting part determines the commutation lead angle from the overlap angle which determines the commutation lead angle from the margin angle set by the overlap angle detected by the overlap angle detection part. An equivalent load test device for a non-commutator motor device, comprising: a third phase control circuit that controls the phase of the thyristor inverse power conversion device based on a lead angle. 3. The commutatorless motor device according to claim 2, wherein the thyristor reverse power conversion device side is made to match the rated voltage and current of the motor, and the voltage on the thyristor forward power conversion side is reduced. Equivalent load test equipment. 4. An equivalent load test device for a commutatorless motor device according to claim 2, wherein a transformer is interposed between the thyristor inversion device and the motor.
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