JPH06153475A - ブラシレス同期電動機及びその運転方法 - Google Patents
ブラシレス同期電動機及びその運転方法Info
- Publication number
- JPH06153475A JPH06153475A JP29466992A JP29466992A JPH06153475A JP H06153475 A JPH06153475 A JP H06153475A JP 29466992 A JP29466992 A JP 29466992A JP 29466992 A JP29466992 A JP 29466992A JP H06153475 A JPH06153475 A JP H06153475A
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- brushless synchronous
- winding
- signal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ブラシレス同期電動機の回転整流器部に用い
る放電抵抗を小形化し、高速回転機に対応でき、かつ高
信頼性を保つようにすること。 【構成】 回転子側に、交流励磁機電機子巻線10Ｂに誘
起した交流電圧を直流電圧に変換して主機界磁巻線７を
励磁する電力変換手段２と、起動時に上記主機界磁巻線
に並列接続される放電抵抗５を備えたブラシレス同期電
動機において、回転子側と固定子側との間で非接触で磁
気的に結合して信号を伝達する信号伝達手段14，15と、
上記放電抵抗が所定温度を越えるとき上記信号伝達手段
を介して固定子側に異常信号を送出する温度検出手段1
2，13を設けたもの。
る放電抵抗を小形化し、高速回転機に対応でき、かつ高
信頼性を保つようにすること。 【構成】 回転子側に、交流励磁機電機子巻線10Ｂに誘
起した交流電圧を直流電圧に変換して主機界磁巻線７を
励磁する電力変換手段２と、起動時に上記主機界磁巻線
に並列接続される放電抵抗５を備えたブラシレス同期電
動機において、回転子側と固定子側との間で非接触で磁
気的に結合して信号を伝達する信号伝達手段14，15と、
上記放電抵抗が所定温度を越えるとき上記信号伝達手段
を介して固定子側に異常信号を送出する温度検出手段1
2，13を設けたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレス同期電動機
に係り、特に界磁巻線に並列接続される放電抵抗を備え
たブラシレス同期電動機及びその運転方法に関する。
に係り、特に界磁巻線に並列接続される放電抵抗を備え
たブラシレス同期電動機及びその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体素子の発達により、回転子
側に設置された交流励磁機によって発電された交流を回
転子側に設置された回転整流器により整流し、主機界磁
巻線を直流励磁するブラシレス同期電動機を採用される
例が多くなっている。この種の従来のブラシレス同期電
動機の要部構成を図６に示す。
側に設置された交流励磁機によって発電された交流を回
転子側に設置された回転整流器により整流し、主機界磁
巻線を直流励磁するブラシレス同期電動機を採用される
例が多くなっている。この種の従来のブラシレス同期電
動機の要部構成を図６に示す。
【０００３】回転整流器部１はブラシレス同期電動機の
回転子側に設置され、サイリスタ２Ａとダイオード２Ｂ
でブリッジ接続された電力変換器２と、サイリスタ３、
ダイオード４、放電抵抗５、適位相投入回路６を備えて
いる。サイリスタ３は起動時に適位相投入回路６からの
信号により導通状態となり、ダイオード４と共に放電抵
抗５を界磁巻線７に並列接続する。これにより起動時に
固定子側の電機子巻線８と回転子側の界磁巻線７との変
圧器作用により誘起する交流の高電圧を抑制し回転整流
部１を構成する素子を過電圧から保護している。また、
放電抵抗５の接続は同期速度付近のトルクを増加させる
作用を有する。
回転子側に設置され、サイリスタ２Ａとダイオード２Ｂ
でブリッジ接続された電力変換器２と、サイリスタ３、
ダイオード４、放電抵抗５、適位相投入回路６を備えて
いる。サイリスタ３は起動時に適位相投入回路６からの
信号により導通状態となり、ダイオード４と共に放電抵
抗５を界磁巻線７に並列接続する。これにより起動時に
固定子側の電機子巻線８と回転子側の界磁巻線７との変
圧器作用により誘起する交流の高電圧を抑制し回転整流
部１を構成する素子を過電圧から保護している。また、
放電抵抗５の接続は同期速度付近のトルクを増加させる
作用を有する。
【０００４】ブラシレス同期電動機が起動して同期速度
近くになり同期投入位相が許容範囲内に達すると適位相
投入回路６はサイリスタ３を非導通とし、電力変換器２
の運転を開始させる。これにより交流励磁機の固定子側
励磁巻線10Ａの励磁磁束により回転子側電機子巻線10Ｂ
に誘起する交流電圧は電力変換器２によって直流電圧に
変換され界磁巻線７を直流励磁して同期運転に入る。
近くになり同期投入位相が許容範囲内に達すると適位相
投入回路６はサイリスタ３を非導通とし、電力変換器２
の運転を開始させる。これにより交流励磁機の固定子側
励磁巻線10Ａの励磁磁束により回転子側電機子巻線10Ｂ
に誘起する交流電圧は電力変換器２によって直流電圧に
変換され界磁巻線７を直流励磁して同期運転に入る。
【０００５】ブラシレス同期電動機は近年、始動時同期
引き入れに伴う電源の擾乱を防止し、かつ同期引き入れ
タイミングの調整を容易に行う上述の適位相投入回路を
適用する例が多くなってきている。放電抵抗５は、同期
引き入れ後は前述したようにサイリスタ３を非導通とす
ることにより主機界磁巻線７から切り放され電力損失を
低減するようにしている。
引き入れに伴う電源の擾乱を防止し、かつ同期引き入れ
タイミングの調整を容易に行う上述の適位相投入回路を
適用する例が多くなってきている。放電抵抗５は、同期
引き入れ後は前述したようにサイリスタ３を非導通とす
ることにより主機界磁巻線７から切り放され電力損失を
低減するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記放電抵抗は、同期
電動機始動時は界磁回路に誘起する交流を放電し、同期
引き入れ後、切り放される様に設計されているが、切り
放し回路の誤動作の可能性が皆無ではないことから、同
期引き入れ後も通電された場合を考慮した容量を有する
設計として安全を図っていた。
電動機始動時は界磁回路に誘起する交流を放電し、同期
引き入れ後、切り放される様に設計されているが、切り
放し回路の誤動作の可能性が皆無ではないことから、同
期引き入れ後も通電された場合を考慮した容量を有する
設計として安全を図っていた。
【０００７】通常の場合、始動時に放電される熱量と、
同期引き入れ後、通電された場合の熱量を比較すると、
後者が大きい場合が多く、このような場合、放電抵抗が
大容量となって大形化する傾向があった。ことに高速機
の場合、大形化した放電抵抗を搭載するために、軸方向
長さが延びる事は、機械全体の大形化につながり、また
軸方向長さが延びる事によるバランス調整が困難となる
欠点があった。本発明は、以上の点に鑑みなされたもの
であり、同期電動機の放電抵抗をコンパクト化し、かつ
信頼性の高いシステムを供給することを目的とする。
同期引き入れ後、通電された場合の熱量を比較すると、
後者が大きい場合が多く、このような場合、放電抵抗が
大容量となって大形化する傾向があった。ことに高速機
の場合、大形化した放電抵抗を搭載するために、軸方向
長さが延びる事は、機械全体の大形化につながり、また
軸方向長さが延びる事によるバランス調整が困難となる
欠点があった。本発明は、以上の点に鑑みなされたもの
であり、同期電動機の放電抵抗をコンパクト化し、かつ
信頼性の高いシステムを供給することを目的とする。
【０００８】
（１）回転子側に、交流励磁機電機子巻線に誘起した交
流電圧を直流電圧に変換して主機界磁巻線を励磁する電
力変換手段と、起動時に上記主機界磁巻線に並列接続さ
れる放電抵抗を備えたブラシレス同期電動機において、
回転子側と固定子側との間で非接触で磁気的に結合して
信号を伝達する信号伝達手段と、上記放電抵抗が所定温
度を越えるとき上記信号伝達手段を介して固定子側に異
常信号を送出する温度検出手段を設ける。 （２）上記構成のブラシレス同期電動機の運転中に前記
異常信号が検出されたとき運転を停止させる。
流電圧を直流電圧に変換して主機界磁巻線を励磁する電
力変換手段と、起動時に上記主機界磁巻線に並列接続さ
れる放電抵抗を備えたブラシレス同期電動機において、
回転子側と固定子側との間で非接触で磁気的に結合して
信号を伝達する信号伝達手段と、上記放電抵抗が所定温
度を越えるとき上記信号伝達手段を介して固定子側に異
常信号を送出する温度検出手段を設ける。 （２）上記構成のブラシレス同期電動機の運転中に前記
異常信号が検出されたとき運転を停止させる。
【０００９】
（１）前記放電抵抗が所定温度を越えると前記温度検出
手段が動作して前記信号伝達手段を介して固定子側へ異
常信号を出力する。 （２）上記異常信号が出力されたときブラシレス同期電
動機の運転を中止させ、放電抵抗の温度上昇を抑制す
る。
手段が動作して前記信号伝達手段を介して固定子側へ異
常信号を出力する。 （２）上記異常信号が出力されたときブラシレス同期電
動機の運転を中止させ、放電抵抗の温度上昇を抑制す
る。
【００１０】
【実施例】本発明によるブラシレス同期電動機の一実施
例を図１に示す。図１において、図６の従来装置と重複
する部分は同一符号で示し説明は省略する。
例を図１に示す。図１において、図６の従来装置と重複
する部分は同一符号で示し説明は省略する。
【００１１】本実施例の回転整流器部11には、放電抵抗
５が所定温度を越えたとき動作するクリクソン等の温度
検出素子12と、この温度検出素子12の動作によって導通
するサイリスタ13と、固定子側巻線16と回転子側巻線17
を有する回転変圧器と、サイリスタ13により直流励磁さ
れる回転子側励磁巻線14と、回転整流器部11が回転して
いるとき、回転子側励磁巻線14の励磁磁束を検出する固
定子側検出巻線15を備えている。ダイオード18はフィル
ターとして作用するものである。
５が所定温度を越えたとき動作するクリクソン等の温度
検出素子12と、この温度検出素子12の動作によって導通
するサイリスタ13と、固定子側巻線16と回転子側巻線17
を有する回転変圧器と、サイリスタ13により直流励磁さ
れる回転子側励磁巻線14と、回転整流器部11が回転して
いるとき、回転子側励磁巻線14の励磁磁束を検出する固
定子側検出巻線15を備えている。ダイオード18はフィル
ターとして作用するものである。
【００１２】上記構成において、適位相投入回路６が正
常に動作すれば、同期引き入れ後は放電抵抗５はサイリ
スタ３の非導通により、電気的に切り放され、発熱しな
い。しかし、何らかの原因で同期引き入れ後もサイリス
タ３が通電し放電抵抗が過熱され所定温度を越えた場
合、放電抵抗に埋め込まれた温度検出素子12が動作し、
サイリスタ13のゲートに電流が供給され、サイリスタ13
が導通状態とする。一方、回転変圧器の固定子側巻線16
と回転子側巻線17を介して制御用の交流電圧が入力さ
れ、サイリスタ13のオンにより回転子側励磁巻線14が直
流励磁される。
常に動作すれば、同期引き入れ後は放電抵抗５はサイリ
スタ３の非導通により、電気的に切り放され、発熱しな
い。しかし、何らかの原因で同期引き入れ後もサイリス
タ３が通電し放電抵抗が過熱され所定温度を越えた場
合、放電抵抗に埋め込まれた温度検出素子12が動作し、
サイリスタ13のゲートに電流が供給され、サイリスタ13
が導通状態とする。一方、回転変圧器の固定子側巻線16
と回転子側巻線17を介して制御用の交流電圧が入力さ
れ、サイリスタ13のオンにより回転子側励磁巻線14が直
流励磁される。
【００１３】回転子側励磁巻線14と固定子側検出巻線15
の具体的構造は、図２に示すように、回転軸20の一部に
リング状のブラケット21を設け、その外周上に半径方向
に支持板22を介してボルト23で回転子側励磁巻線14を取
り付け突極磁極を構成する。固定子側検出巻線15はＥ字
状の固定子鉄心24に取り付け、ブラケット21と空隙を介
して対向配設する。
の具体的構造は、図２に示すように、回転軸20の一部に
リング状のブラケット21を設け、その外周上に半径方向
に支持板22を介してボルト23で回転子側励磁巻線14を取
り付け突極磁極を構成する。固定子側検出巻線15はＥ字
状の固定子鉄心24に取り付け、ブラケット21と空隙を介
して対向配設する。
【００１４】なお、図２において、（Ａ）は軸側面図、
（Ｂ）はブラケット21の中央軸断面図を示したものであ
る。上記構成において、同期運転中に回転子側励磁巻線
14が直流励磁されると、固定子側検出巻線15には図３に
示すパルス状の電圧ｖs が異常信号として検出され、回
転子が１回転する毎に検出される。この異常信号ｖsの
周期Ｔは回転速度で定まり、波高値Ｖp は回転子励磁巻
線14による励磁磁束と回転速度で定まる。回転速度は同
期速度で一定とすることができるので、一定の周期Ｔの
パルス電圧の波高値Ｖp を検出することで異常信号を検
出することができる。図４は、本発明のブラシレス同期
電動機の運転方法を説明するための図で、同期電動機の
駆動システムの要部構成を示したものである。
（Ｂ）はブラケット21の中央軸断面図を示したものであ
る。上記構成において、同期運転中に回転子側励磁巻線
14が直流励磁されると、固定子側検出巻線15には図３に
示すパルス状の電圧ｖs が異常信号として検出され、回
転子が１回転する毎に検出される。この異常信号ｖsの
周期Ｔは回転速度で定まり、波高値Ｖp は回転子励磁巻
線14による励磁磁束と回転速度で定まる。回転速度は同
期速度で一定とすることができるので、一定の周期Ｔの
パルス電圧の波高値Ｖp を検出することで異常信号を検
出することができる。図４は、本発明のブラシレス同期
電動機の運転方法を説明するための図で、同期電動機の
駆動システムの要部構成を示したものである。
【００１５】放電抵抗５が所定温度を越え、前述のよう
に固定子側検出巻線15に異常信号ｖs が発生すると制御
部31はこれを検出して、トリップ回路32を介してしゃ断
器３０を開放し、同時に表示部33に異常が発生したこと
を表示し警報を行う。
に固定子側検出巻線15に異常信号ｖs が発生すると制御
部31はこれを検出して、トリップ回路32を介してしゃ断
器３０を開放し、同時に表示部33に異常が発生したこと
を表示し警報を行う。
【００１６】図１の実施例によれば、回転変圧器の電圧
を変え、回転子側巻線14による励磁磁束を調節すること
ができるので、同期速度に応じて励磁磁束を決定するこ
とが可能になる。回転変圧器を用いない場合の本発明の
他の実施例を図５に示す。
を変え、回転子側巻線14による励磁磁束を調節すること
ができるので、同期速度に応じて励磁磁束を決定するこ
とが可能になる。回転変圧器を用いない場合の本発明の
他の実施例を図５に示す。
【００１７】この実施例は、同期投入後、電力変換器２
の運転により出力される主励磁回路の直流電圧を利用す
る構成としている。すなわち、サイリスタ13がオンした
とき、直列抵抗19を介して回転子側励磁巻線14に直流電
流を供給している。この実施例によれば、同期速度に応
じて直列抵抗19の抵抗値を変え回転子側励磁巻線14によ
る励磁磁束を調節して異常信号ｖs の波高値Ｖp を所望
の値とすることができ、回転変圧器を省略することがで
きる。
の運転により出力される主励磁回路の直流電圧を利用す
る構成としている。すなわち、サイリスタ13がオンした
とき、直列抵抗19を介して回転子側励磁巻線14に直流電
流を供給している。この実施例によれば、同期速度に応
じて直列抵抗19の抵抗値を変え回転子側励磁巻線14によ
る励磁磁束を調節して異常信号ｖs の波高値Ｖp を所望
の値とすることができ、回転変圧器を省略することがで
きる。
【００１８】
【発明の効果】本発明のブラシレス同期電動機によれ
ば、回転子側に設けた温度検出器の検出信号を固定子側
に取り出すことが可能となり、放電抵抗が焼損に至らな
い許容限度の検出温度に設定することにより、回転整流
器部の異常を固定子側で検出することが可能になる。
ば、回転子側に設けた温度検出器の検出信号を固定子側
に取り出すことが可能となり、放電抵抗が焼損に至らな
い許容限度の検出温度に設定することにより、回転整流
器部の異常を固定子側で検出することが可能になる。
【００１９】また、本発明のブラシレス同期電動機の運
転方法によれば、異常が検出されたとき、警報、表示を
行うと共にブラシレス同期電動機の運転を中止させるの
で、放電抵抗の焼損を防止し、事故の拡大を防止するこ
とができ、信頼性の高い運転を行うことができる。ま
た、放電抵抗の容量を異常時を考慮しないで決定するこ
とができるので小容量とすることができ、小形化するこ
とが可能となり、高速回転のブラシレス同期電動機への
適用が可能となる。
転方法によれば、異常が検出されたとき、警報、表示を
行うと共にブラシレス同期電動機の運転を中止させるの
で、放電抵抗の焼損を防止し、事故の拡大を防止するこ
とができ、信頼性の高い運転を行うことができる。ま
た、放電抵抗の容量を異常時を考慮しないで決定するこ
とができるので小容量とすることができ、小形化するこ
とが可能となり、高速回転のブラシレス同期電動機への
適用が可能となる。
【図１】本発明のブラシレス同期電動機の一実施例を示
す要部構成図。
す要部構成図。
【図２】上記実施例で用いる信号伝達機構の具体例を示
す構成図。
す構成図。
【図３】上記実施例における異常信号ｖs を示す波形
図。
図。
【図４】本発明のブラシレス同期電動機の運転方法を説
明するための同期電動機駆動システムの構成図。
明するための同期電動機駆動システムの構成図。
【図５】本発明のブラシレス同期電動機の他の実施例を
示す要部構成図。
示す要部構成図。
【図６】従来のブラシレス同期電動機の要部構成図。
２…電力変換器 ３，13…サイリスタ ４，18…ダイオード ５…放電抵抗 ６…適位相投入回路 ７…主機界磁巻線 ８…主機電機子巻線 10Ａ…励磁機の固定子側励磁巻線 10Ｂ…励磁機の回転子側電機子巻線 11…回転整流器部 12…温度検出器 14…回転子側励磁巻線 15…固定子側検出巻線 16…回転変圧器の固定子側巻線 17…回転変圧器の回転子側巻線 19…抵抗 20…回転軸 21…ブラケット 22…支持板 23…ボルト 24…検出器の固定子鉄心 30…しゃ断器 31…制御部 32…トリップ回路 33…表示部
Claims (2)
- 【請求項１】 回転子側に、交流励磁機電機子巻線に誘
起した交流電圧を直流電圧に変換して主機界磁巻線を励
磁する電力変換手段と、起動時に上記主機界磁巻線に並
列接続される放電抵抗を備えたブラシレス同期電動機に
おいて、回転子側と固定子側との間で非接触で磁気的に
結合して信号を伝達する信号伝達手段と、上記放電抵抗
が所定温度を越えるとき上記信号伝達手段を介して固定
子側に異常信号を送出する温度検出手段を設けたことを
特徴とするブラシレス同期電動機。 - 【請求項２】 請求項１記載のブラシレス同期電動機の
運転中に前記異常信号が検出されたとき運転を中止する
ことを特徴とするブラシレス同期電動機の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29466992A JPH06153475A (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | ブラシレス同期電動機及びその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29466992A JPH06153475A (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | ブラシレス同期電動機及びその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06153475A true JPH06153475A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=17810779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29466992A Pending JPH06153475A (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | ブラシレス同期電動機及びその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06153475A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2460515A (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-09 | Gen Electric | Detecting an exciter fault in a brushless generator |
| GB2481101A (en) * | 2010-05-27 | 2011-12-14 | Gen Electric | Detecting a diode fault in a brushless generator exciter |
| US10075112B2 (en) | 2016-02-25 | 2018-09-11 | Hitachi, Ltd. | Field winding type synchronous machine |
-
1992
- 1992-11-04 JP JP29466992A patent/JPH06153475A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2460515A (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-09 | Gen Electric | Detecting an exciter fault in a brushless generator |
| GB2481101A (en) * | 2010-05-27 | 2011-12-14 | Gen Electric | Detecting a diode fault in a brushless generator exciter |
| US10075112B2 (en) | 2016-02-25 | 2018-09-11 | Hitachi, Ltd. | Field winding type synchronous machine |
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