JPH048385Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は直流機の誘起電圧測定回路に関し、直
流式電気動力計において、動力の計測を機械的秤
やロードセル等を用いて直接検出する代わりに電
気的入出力から演算によつて求める方式がある
が、この方式に用いて特に有用なものである。

直流式電気動力計の回路を第１図に示す。同図
において、Ｖは端子電圧、Ｉは電流、R_aは電機
子回路の抵抗、Ｅは内部誘起電圧の平均値、L_M
は機械損、L_Cは鉄損、P_Iは軸入力、P_Oは軸出力、
Ｎは回転速度、V_Bはブラシトロツプである。こ
のうち端子電圧Ｖ、電流Ｉ及び回転速度Ｎは計器
で精度良く計測することができ、また機械損L_M
及び鉄損L_Cも回転速度Ｎ及び端子電圧Ｖから比
較的正確に補正して求めることができる。軸入力
P_I（吸収時）及び軸出力P_O（駆動時）は夫々次の
(1)，(2)式のように表わせる。

P_I＝VI＋L_M＋L_C ……(1) P_O＝VI−（I²R_a＋L_M ＋L_C＋V_BＩ） ……(2) したがつて軸入力P_Iは電気的出力である端子電
圧Ｖと電流Ｉの積から(1)式により比較的正確に算
出できる。一方、軸出力P_Oは(2)式から理解され
るようにI²R_aを含んでおり、しかも抵抗R_aは温
度により変化するので、計測時に正確な電機子の
温度が分かつている必要があるが、従来は推定し
た電機子温度を用いているのでどうしても誤差を
生起してしまうという問題がある。

かかる問題点は次のようにすることで解決でき
る。即ち、前記(2)式を変形すると(3)式のようにな
る。

P_O＝（Ｖ−IR_a−V_B）Ｉ−（L_M＋L_C） ＝E_I−（L_M＋L_C） ……(3) この(3)式からも理解される通り、内部誘起電圧
の平均値Ｅを測定できれば温度の影響を受ける抵
抗R_aを含まなくて良いのでその分精度が向上す
る。

ところがこの場合には次の様な新たな問題が生
起される。直流機の電機子に設けたサーチコイル
若しくはホール素子等のセンサでその内部誘起電
圧を測定するとその瞬時値ｅの波形は第２図に示
すようになる。この波形のうちＡ部分は補極磁束
によるもの、またＢ部分は主磁束によるものであ
る。一方、このとき求めたい内部誘起電圧の平均
値Ｅは、主磁束による瞬時値ｅ（Ｂ部分）を積分
し、それを磁極ピツチτで割つたものである。即
ち瞬時値ｅを単純に積分しそれを磁極ピツチτで
割つた場合には瞬時値ｅのＡ部分に起因する誤差
を生起してしまう。

本考案は、上述の諸々の問題点に鑑み、駆動軸
の出力を内部誘起電圧の平均値と電流の積から求
める場合においてより精度を向上せしめ得る電流
機の誘起電圧測定回路を提供することを目的とす
る。かかる目的を達成する本考案は、回転速度に
基づき補極磁束による内部誘起電圧を発生してい
る時間を検出し、この内部誘起電圧の瞬時値の零
点から前記時間を経過した後に前記瞬時値を積分
する積分器をトリガするようにした点をその技術
思想の基礎とするものである。

以下本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明
する。第４図に示すように、瞬時値検出回路１は
電機子に設けたサーチコイル若しくはホール素子
等のセンサを有し内部誘起電圧の瞬時値ｅを検出
するものである。したがつてこの瞬時値検出回路
１の出力信号は第２図に示すような波形となつて
いる。この瞬時値ｅを表わす信号は次の絶対値検
出回路２でその絶対値をとられ、第３図に示すよ
うな波形となる。この第２図及び第３図に示すよ
うな波形の瞬時値ｅのＢ部分のみを積分しそれを
磁極ピツチτで割つた値が内部誘起電圧の平均値
Ｅの値を正確に表わしている。そこで、前記瞬時
値ｅのＡ部分は積分しないようにすれば良い。第
３図においてＡ部分は零点Ｏから始まりこの零点
より僅かに高い点O¹で終つている。一方、零点
Ｏ−点O¹の時間t_aは回転速度が定まれば定数とな
る。即ち、予め磁場解析を行なうことによつて、
その直流機に固有の回転速度と前記時間t_aの関係
は求まる。時間検出回路３は回転速度に基づき補
極磁束による内部誘起電圧が発生する時間t_aを検
出している。一方、瞬時値ｅの零点Ｏは零点検出
回路４で検出している。トリガ回路５は前記時間
検出回路３及び零点検出回路４の出力信号を入力
して零点Ｏから時間t_aの経過後、即ち点O¹に積分
器６をトリガするトリガパルスを発生する。かく
て積分器６は瞬時値ｅのＢ部分のみを積分する。
一回毎の積分値は加算器７でｎ回加算され、この
値が割算器８により磁極ピツチτで除算される。
この結果出力９として瞬時値ｅのＢ部分の積分値
のみに基づく精確な平均値Ｅが求まる。

以上実施例とともに具体的に説明したように、
本考案により得られた内部誘起電圧の値を(3)式に
代入すれば電機子温度に影響されない正確な軸出
力を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は直流式電気動力計を示す回路図、第２
図はその内部誘起電圧の瞬時値の波形を示す波形
図、第３図はその絶対値の波形を示す波形図、第
４図は本考案の実施例を示すブロツク線図であ
る。 図面中、１は瞬時値検出回路、２は絶対値検出
回路、３は時間検出回路、４は零点検出回路、５
はトリガ回路、６は積分器、７は加算器、８は割
算器、Ｉは電流、Ｅは内部誘起電圧の平均値、ｅ
は内部誘起電圧の瞬時値、t_aは時間、Ｏは零点で
ある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 駆動軸の出力を内部誘起電圧の平均値と電流の
   積から求める直流機の誘起電圧測定回路におい
   て、電機子側に設けたサーチコイル若しくはホー
   ル素子等のセンサを有し内部誘起電圧の瞬時値を
   検出する瞬時値検出回路と、前記瞬時値の絶対値
   を検出する絶対値検出回路と、前記瞬時値の零点
   を検出する零点検出回路と、回転速度より補極磁
   束による内部誘起電圧が発生する時間を検出する
   時間検出回路と、前記零点検出回路が検出した零
   点から前記時間検出回路が検出した時間後に積分
   器をトリガしこれをｎ回くりかえすトリガ回路
   と、積分器の出力をｎ回加算する加算器と、この
   加算器の出力をｎと磁極ピツチの積で割算する割
   算器とを有することを特徴とする直流機の誘起電
   圧測定回路。