JPH0344516B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0344516B2 JPH0344516B2 JP59184662A JP18466284A JPH0344516B2 JP H0344516 B2 JPH0344516 B2 JP H0344516B2 JP 59184662 A JP59184662 A JP 59184662A JP 18466284 A JP18466284 A JP 18466284A JP H0344516 B2 JPH0344516 B2 JP H0344516B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- machine
- auxiliary winding
- winding
- circuit
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- Expired - Lifetime
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 42
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 14
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
- H02K13/14—Circuit arrangements for improvement of commutation, e.g. by use of unidirectionally conductive elements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Dc Machiner (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は直流機の整流補償装置の改良に係り、
特に、補極に補助巻線を備えた直流機の整流補償
装置の改良に関する。
特に、補極に補助巻線を備えた直流機の整流補償
装置の改良に関する。
直流機は整流性能の良否がその直流機の性能及
び寿命を左右すると言つても過言ではなく、従来
からこの整流性能を向上すべく多くの研究がなさ
れている。この整流性能の良否は、実機の無火花
帯を測定し、無火花帯の幅の広さをもつて判定し
ている。一方、直流機には回転数により無火花帯
の中心位置が移動する現象があり、この無火花帯
移動量が大きいと直流機を無火花整流で運転する
ことが不可能になる。
び寿命を左右すると言つても過言ではなく、従来
からこの整流性能を向上すべく多くの研究がなさ
れている。この整流性能の良否は、実機の無火花
帯を測定し、無火花帯の幅の広さをもつて判定し
ている。一方、直流機には回転数により無火花帯
の中心位置が移動する現象があり、この無火花帯
移動量が大きいと直流機を無火花整流で運転する
ことが不可能になる。
この対策として、従来、第３図ないし第６図に
示す整流補償方式が提案されている（たとえば実
開昭50−99408号参照）。第３図はその直流機の要
部展開図であり、継鉄１の内周側には主極２と補
極３が設けられている。主極２は主極鉄心４と主
極巻線５とにより形成され、固定子内部で回転す
る電機子９の電機子巻線６に主磁束を与える役目
をなし、補極３は補極鉄心７と補極巻線８とによ
り形成され、電機子巻線６内を流れる電流が反転
する整流現象時に、電機子巻線に整流起電力を発
生させるための磁束を与える。
示す整流補償方式が提案されている（たとえば実
開昭50−99408号参照）。第３図はその直流機の要
部展開図であり、継鉄１の内周側には主極２と補
極３が設けられている。主極２は主極鉄心４と主
極巻線５とにより形成され、固定子内部で回転す
る電機子９の電機子巻線６に主磁束を与える役目
をなし、補極３は補極鉄心７と補極巻線８とによ
り形成され、電機子巻線６内を流れる電流が反転
する整流現象時に、電機子巻線に整流起電力を発
生させるための磁束を与える。
また、この補極鉄心７の先端側には補助巻線１
０が設けられており、この補助巻線１０は補極３
の磁束を調整する役目をする。すなわち第４図に
示すように、無火花帯位置は回転数の増加に従つ
て過整流側（補極磁束が過剰）に移動してしまう
ので、補極磁束を減少させる方向に補助巻線の起
磁力が調整され、負荷軸が無火花帯中心のＯ−Ｐ
線上に位置するようにするわけである。
０が設けられており、この補助巻線１０は補極３
の磁束を調整する役目をする。すなわち第４図に
示すように、無火花帯位置は回転数の増加に従つ
て過整流側（補極磁束が過剰）に移動してしまう
ので、補極磁束を減少させる方向に補助巻線の起
磁力が調整され、負荷軸が無火花帯中心のＯ−Ｐ
線上に位置するようにするわけである。
第５図はこの補助巻線の電流量を回転数と電機
子電流に応じて制御する一実施例であり、無火花
帯移動現象を補償する回路構成のブロツク図を示
す。第５図で、電機子電流IMはブラシ１１，整流
子１２を介して補極巻線８に流れる。一方、補助
巻線１０の電流iPは、電流検出器１３と回転数検
出器１４の出力を掛算器１５に入力し、掛算器１
５の出力をゲート信号発生器１６に入力し、この
ゲート信号発生器１６の出力により、外部直流電
源１７からの直流電流を、電流制御回路１８内の
半導体素子（GTOサイリスタ，パワートランジ
スタ等）のスイツチング周波数，通流率Ｔを制
御して供給する構成となつている。
子電流に応じて制御する一実施例であり、無火花
帯移動現象を補償する回路構成のブロツク図を示
す。第５図で、電機子電流IMはブラシ１１，整流
子１２を介して補極巻線８に流れる。一方、補助
巻線１０の電流iPは、電流検出器１３と回転数検
出器１４の出力を掛算器１５に入力し、掛算器１
５の出力をゲート信号発生器１６に入力し、この
ゲート信号発生器１６の出力により、外部直流電
源１７からの直流電流を、電流制御回路１８内の
半導体素子（GTOサイリスタ，パワートランジ
スタ等）のスイツチング周波数，通流率Ｔを制
御して供給する構成となつている。
これより、補助巻線１０の電流iPが回転数と電
機子電流の大きさに応じて増加するわけである
が、この電流iPが増加すると、補極起磁力が変化
し、負荷軸は第４図に示すように、無火花帯中心
のＯ−Ｐ線上に移動する。これで直流機は無火花
整流で運転され、通常運転時は特に問題ないので
あるが、しかし、この整流補償方式も起動−停止
が頻繁に繰返される直流機に適用すると、ブラシ
から大きな火花を発生し、ブラシが異常摩耗し、
かつ、整流子が荒損するという現象が生じた。
機子電流の大きさに応じて増加するわけである
が、この電流iPが増加すると、補極起磁力が変化
し、負荷軸は第４図に示すように、無火花帯中心
のＯ−Ｐ線上に移動する。これで直流機は無火花
整流で運転され、通常運転時は特に問題ないので
あるが、しかし、この整流補償方式も起動−停止
が頻繁に繰返される直流機に適用すると、ブラシ
から大きな火花を発生し、ブラシが異常摩耗し、
かつ、整流子が荒損するという現象が生じた。
この原因について種々検討した結果を、以下、
簡単に説明する。
簡単に説明する。
第６図はその電流制御回路（チヨツパ方式の場
合）の主回路構成を示すもので、図において、補
助巻線１０はGTOサイリスタ（以下、単にGTO
と略す）２２Ａがオンすると直流電流１７より電
流iP1が供給され、オフするとその、インダクタ
ンスのエネルギによりフライホイールダイオード
（以下、単にＦ・Ｄと略す）２３Ｂを通して電流
iP2が流れる。２３ＡはGTO２２Ａ用Ｆ・Ｄ、２
４はスナバ回路である。ここで、問題は常に補助
巻線１０がＦ・Ｄ２３Ｂで閉回路を形成し、か
つ、第３図に示したように補助巻線と同一磁路に
配置されていることにある。
合）の主回路構成を示すもので、図において、補
助巻線１０はGTOサイリスタ（以下、単にGTO
と略す）２２Ａがオンすると直流電流１７より電
流iP1が供給され、オフするとその、インダクタ
ンスのエネルギによりフライホイールダイオード
（以下、単にＦ・Ｄと略す）２３Ｂを通して電流
iP2が流れる。２３ＡはGTO２２Ａ用Ｆ・Ｄ、２
４はスナバ回路である。ここで、問題は常に補助
巻線１０がＦ・Ｄ２３Ｂで閉回路を形成し、か
つ、第３図に示したように補助巻線と同一磁路に
配置されていることにある。
すなわち、起動−停止が頻繁に繰返される直流
機は、電機子電流が過渡的に上昇，減少し、補極
巻線８にも電機子電流が流れているので、補極磁
束も過渡的に変化する。このため、補助巻線１０
は磁束変化に伴う電圧を誘起する。起動及び定常
運転モードの時は、電流制御回路１８が動作し、
所要の電流iPが補助巻線１０に流れる。しかし、
停止モード時には、電機子電流が過渡的に減少す
るため、現状の電流供給量の指令より指令値が小
さくなるので、GTO２２Ａはオフする。そして、
補助巻線１０は磁束変化に伴う電圧を誘起してい
るので、この誘起電圧により、Ｆ・Ｄ２３Ｂを通
して電流iP2が継続される。この結果、慣性で回
転している電機子のブラシで短絡されている電流
コイルは、補助巻線１０による磁束で電圧を誘起
し、ブラシ１１を通して短絡電流が流れることに
なる。特に、電機子電流の減少率が大きく、回転
数が高い場合は大きな短絡電流が流れ、ブラシか
ら大きな火花を発生し、ブラシの異常摩耗や整流
子が荒損するという欠点が生じることが判明し
た。
機は、電機子電流が過渡的に上昇，減少し、補極
巻線８にも電機子電流が流れているので、補極磁
束も過渡的に変化する。このため、補助巻線１０
は磁束変化に伴う電圧を誘起する。起動及び定常
運転モードの時は、電流制御回路１８が動作し、
所要の電流iPが補助巻線１０に流れる。しかし、
停止モード時には、電機子電流が過渡的に減少す
るため、現状の電流供給量の指令より指令値が小
さくなるので、GTO２２Ａはオフする。そして、
補助巻線１０は磁束変化に伴う電圧を誘起してい
るので、この誘起電圧により、Ｆ・Ｄ２３Ｂを通
して電流iP2が継続される。この結果、慣性で回
転している電機子のブラシで短絡されている電流
コイルは、補助巻線１０による磁束で電圧を誘起
し、ブラシ１１を通して短絡電流が流れることに
なる。特に、電機子電流の減少率が大きく、回転
数が高い場合は大きな短絡電流が流れ、ブラシか
ら大きな火花を発生し、ブラシの異常摩耗や整流
子が荒損するという欠点が生じることが判明し
た。
本発明の目的は、起動−停止が頻繁に繰返され
る直流機に適用しても火花発生がなく、良好な整
流補償を行ない得る直流機の整流補償装置を提供
するにある。
る直流機に適用しても火花発生がなく、良好な整
流補償を行ない得る直流機の整流補償装置を提供
するにある。
すなわち本発明は、補極巻線に並設されている
補助巻線と外部電源との間に、電機子電流の急減
時に開放する半導体素子を設けるとともに、補助
巻線にダイオードとコンデンサを介して閉回路を
形成する回路を設けるようになし初期の目的を達
成するようにしたものである。
補助巻線と外部電源との間に、電機子電流の急減
時に開放する半導体素子を設けるとともに、補助
巻線にダイオードとコンデンサを介して閉回路を
形成する回路を設けるようになし初期の目的を達
成するようにしたものである。
第１図は本発明の電流制御回路（チヨツパ方式
の場合）の主回路構成（但し、スナバ回路は省略
した）を示す。第１図において、主回路には、新
たに、GTO22BとＦ・D23Dを挿入し、かつ停止
モード時に動作するＦ・Ｄ２３Ｃと電源側にコン
デンサ２５を設けたものである。チヨツパ作動時
に、GTO２２Ｂがオン状態でGTO２２Ａをオン
状態であると、補助巻線１０には直流電源１７か
ら電流iP1が供給されそして、GTO２２Ａのみオ
フ状態になると補助巻線のインダクタンスのエネ
ルギにより補助巻線にはGTO２２Ｂ−Ｆ・Ｄ２
３Ｂを通して電流iP2が流れるが、問題の停止モ
ード時においてはGTO２２Ａ，２２Ｂが共にオ
フ状態となるように形成されているので、補助巻
線にはＦ・Ｄ２３Ｃ−コンデンサ２５−Ｆ・Ｄ２
３Ｂを通して電流iP3が流れるようになる。この
電流iP3はLRC回路で構成してあるために小さな
電流となる。すなわち停止モード時における補助
巻線の発生磁束を小さくすることができる。
の場合）の主回路構成（但し、スナバ回路は省略
した）を示す。第１図において、主回路には、新
たに、GTO22BとＦ・D23Dを挿入し、かつ停止
モード時に動作するＦ・Ｄ２３Ｃと電源側にコン
デンサ２５を設けたものである。チヨツパ作動時
に、GTO２２Ｂがオン状態でGTO２２Ａをオン
状態であると、補助巻線１０には直流電源１７か
ら電流iP1が供給されそして、GTO２２Ａのみオ
フ状態になると補助巻線のインダクタンスのエネ
ルギにより補助巻線にはGTO２２Ｂ−Ｆ・Ｄ２
３Ｂを通して電流iP2が流れるが、問題の停止モ
ード時においてはGTO２２Ａ，２２Ｂが共にオ
フ状態となるように形成されているので、補助巻
線にはＦ・Ｄ２３Ｃ−コンデンサ２５−Ｆ・Ｄ２
３Ｂを通して電流iP3が流れるようになる。この
電流iP3はLRC回路で構成してあるために小さな
電流となる。すなわち停止モード時における補助
巻線の発生磁束を小さくすることができる。
第２図は本発明の整流補償装置の回路ブロツク
の一実施例を示す。２６は微分回路、２７は比較
回路、２８は回転判定回路である。電機子電流IM
は、補助巻線１０の電流iPは従来と同様に流れ
る。これに対し、電機子電流IMが急減した場合、
電流検出器１３からの出力を微分回路２６に入力
し、微分回路２６の負の出力（電機子電流の急減
時は負となる）がある値以上になつたか否かを比
較回路２７で比較し、電機子が回転中であるか否
かを回転判定回路２８で判定し、その出力を比較
回路２７に入力しているので、比較回路２７は電
機子が回転中に電機子電流がある限度以上に急減
した時、信号をゲート信号発生器１６に出力す
る。ゲート信号発生器１６はこの信号をうけて前
述したGTO２２Ａ，２２Ｂをオフする。この結
果、補助巻線１０は電機子電流の急減時に磁束変
化に伴う電圧を誘起するが、コンデンサ２５と
Ｆ・Ｄ２３Ｂ，２３Ｃを介して閉回路を形成して
いるため、小さな電流しか流れない。従つて、整
流コイルはたとえ起動−停止が頻繁に繰返されて
も補助巻線による磁束によつて大きな電圧を発生
せず、大きな短絡電流が流れないので、ブラシか
らの火花発生をなくすことができる。
の一実施例を示す。２６は微分回路、２７は比較
回路、２８は回転判定回路である。電機子電流IM
は、補助巻線１０の電流iPは従来と同様に流れ
る。これに対し、電機子電流IMが急減した場合、
電流検出器１３からの出力を微分回路２６に入力
し、微分回路２６の負の出力（電機子電流の急減
時は負となる）がある値以上になつたか否かを比
較回路２７で比較し、電機子が回転中であるか否
かを回転判定回路２８で判定し、その出力を比較
回路２７に入力しているので、比較回路２７は電
機子が回転中に電機子電流がある限度以上に急減
した時、信号をゲート信号発生器１６に出力す
る。ゲート信号発生器１６はこの信号をうけて前
述したGTO２２Ａ，２２Ｂをオフする。この結
果、補助巻線１０は電機子電流の急減時に磁束変
化に伴う電圧を誘起するが、コンデンサ２５と
Ｆ・Ｄ２３Ｂ，２３Ｃを介して閉回路を形成して
いるため、小さな電流しか流れない。従つて、整
流コイルはたとえ起動−停止が頻繁に繰返されて
も補助巻線による磁束によつて大きな電圧を発生
せず、大きな短絡電流が流れないので、ブラシか
らの火花発生をなくすことができる。
尚、電機子電流が急減したか否かの判定に、微
分回路を用いて行なつたが、直流機主回路の停止
モードに入る信号を用いてもよく、特に限定する
ものではない。
分回路を用いて行なつたが、直流機主回路の停止
モードに入る信号を用いてもよく、特に限定する
ものではない。
本発明によれば、補助巻線と外部電源との間
に、電機子電流の急減時に開放する半導体素子を
設けるとともに、補助巻線にダイオードとコンデ
ンサを介して閉回路を形成する回路を設けるよう
になしたから、補助巻線には電機子電流の急減時
に磁束変化に伴う電圧は誘起するが、小さな電流
しか流れない。従つて、整流コイルはたとえば起
動−停止が頻繁に繰返されても補助巻線による磁
束によつて大きな電圧を発生せず、ブラシが異常
摩耗したり、整流子が荒損したりすることがな
い。
に、電機子電流の急減時に開放する半導体素子を
設けるとともに、補助巻線にダイオードとコンデ
ンサを介して閉回路を形成する回路を設けるよう
になしたから、補助巻線には電機子電流の急減時
に磁束変化に伴う電圧は誘起するが、小さな電流
しか流れない。従つて、整流コイルはたとえば起
動−停止が頻繁に繰返されても補助巻線による磁
束によつて大きな電圧を発生せず、ブラシが異常
摩耗したり、整流子が荒損したりすることがな
い。
第１図は本発明の整流補償装置の主回路構成
図、第２図は第１図の回路ブロツク図、第３図は
直流機の要部展開図、第４図は回転数に対する無
火花帯移動現象の説明図、第５図は従来の整流補
償装置の回路ブロツク図、第６図は第５図の主回
路構成図である。 １０…補助巻線、１７…直流電源、１８…電流
制御回路、２２…GTOサイリスタ、２３…ダイ
オード、２５…コンデンサ。
図、第２図は第１図の回路ブロツク図、第３図は
直流機の要部展開図、第４図は回転数に対する無
火花帯移動現象の説明図、第５図は従来の整流補
償装置の回路ブロツク図、第６図は第５図の主回
路構成図である。 １０…補助巻線、１７…直流電源、１８…電流
制御回路、２２…GTOサイリスタ、２３…ダイ
オード、２５…コンデンサ。
Claims (1)
- １ 固定子に主極と補極を有し、直流電流をブラ
シと整流子を介して回転子の電機子巻線に供給す
る直流機で、前記補極に巻回した補助巻線に前記
電機子巻線に流れる電流の大きさ及び前記直流機
の回転数に応じて外部直流電源から電流を供給
し、前記補極の励磁量を調整して整流補償を行う
直流機の整流補償装置において、前記電機子巻線
に流れる電流が急減したことを検知し、その検知
信号を発生する電流急減検知手段と、前記電流急
減検知手段から検知信号が発生したときに前記外
部電源から前記補助巻線に電流を供給するのを遮
断する手段と、前記電流急減検知手段から検知信
号が発生したときに前記補助巻線に蓄積した電気
エネルギーを一時蓄える手段とを備えたことを特
徴とする直流機の整流補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59184662A JPS6166587A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 直流機の整流補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59184662A JPS6166587A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 直流機の整流補償装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166587A JPS6166587A (ja) | 1986-04-05 |
| JPH0344516B2 true JPH0344516B2 (ja) | 1991-07-08 |
Family
ID=16157153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59184662A Granted JPS6166587A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 直流機の整流補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6166587A (ja) |
-
1984
- 1984-09-05 JP JP59184662A patent/JPS6166587A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6166587A (ja) | 1986-04-05 |
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