JPH1169876A - 界磁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常の運転状態における損失が小さく、安価
で小型の効率が良い界磁制御装置の提供。 【解決手段】 界磁巻線１ｂに電流を与える電流回路２
ａと、電流回路２ａの出力端子間に接続され、前記電流
の逆流電流が生じたときに導通しその逆流電流を流す電
流バイパス回路２ｂ，２ｃとを備える構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機の界磁束を
形成する為に、界磁巻線に電流を与える界磁制御装置の
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来の界磁制御装置及びそれに
より界磁巻線に電流を与えられる同期電動機の構成例を
示すブロック図である。この界磁制御装置２００は、同
期電動機１の界磁巻線１ｂの両端子に端子Ｐ，Ｎにより
接続され、端子Ｐにサイリスタ３０，３２，３４のアノ
ードが接続され、サイリスタ３０，３２，３４のカソー
ドにそれぞれサイリスタ３１，３３，３５のアノードが
接続され、サイリスタ３１，３３，３５のカソードは端
子Ｐに接続されている。サイリスタ３０，３２，３４の
カソードには、それぞれ３相交流電圧のＴ相、Ｓ相、Ｒ
相の交流電圧が与えられ、サイリスタ３０〜３５の各ゲ
ートは、それぞれ点弧回路５に接続されている。サイリ
スタ３０〜３５は、界磁巻線１ｂを励磁する３相フルブ
リッジのサイリスタ変換器２ａを構成している。

【０００３】この界磁制御装置２００は、また、端子
Ｐ，Ｎ間に、サイリスタ変換器２ａを保護する為の抵抗
器２ｂが接続されている。同期電動機１の電機子巻線１
ａは、インバータ装置３から３相の周波数可変の可変電
圧が与えられ、インバータ装置３は、同期電動機１の負
荷要求に応じて同期電動機１の回転速度を調節する制御
装置４に接続されている。制御装置４は、点弧回路５に
も接続されている。尚、応答が速い制御が不要な界磁制
御装置では、抵抗器２ｂの代わりにダイオード２ｃを接
続しているものがあるが、本発明は、応答が速い制御が
必要な、ダイオード２ｃでは間に合わない界磁制御装置
に関するものである。

【０００４】以下に、このような構成の界磁制御装置２
００の動作を説明する。同期電動機１の電機子巻線１ａ
には、インバータ装置３から３相の周波数可変の可変電
圧が供給され、界磁巻線１ｂには、界磁制御装置２００
から可変の直流電流が供給されている。制御装置４は、
同期電動機１の負荷要求に応じて、インバータ装置３が
出力する電圧の値、その周波数及び界磁制御装置２００
が出力する電流の値を制御し、同期電動機１に必要な回
転速度とトルクとを与える制御を行う。

【０００５】界磁制御装置２００は、界磁巻線１ｂに安
定した界磁電流を供給するだけでなく、同期電動機１に
大きなトルクが必要になったとき、また、逆にトルクが
不要になったとき、電機子反作用を打ち消す為に、界磁
電流を急速に増減させたり、同期電動機１の高速回転域
において定出力運転を行う場合の界磁弱め制御を行う。
界磁制御装置２００は、制御装置４からの指令に従っ
て、点弧回路５がサイリスタ３０〜３５を点弧する時間
を調節することにより、出力電流値を制御する。製鉄用
圧延機等の低回転、大容量で高速のトルク出力応答を要
する電動機の場合は、界磁制御装置２００も高電圧が加
わり、大電流が流れ、急速な電流絞り込みの為の逆電圧
を出力することができる３相フルブリッジのサイリスタ
変換器２ａが使用される。

【０００６】抵抗器２ｂは、サイリスタ変換器２ａを保
護する為のものである。サイリスタ変換器２ａの出力電
圧ｖｆが図１０（ａ）に示すように変動するとき、界磁
巻線１ｂに流れる電流ｉｆは（ｂ）に示すように変動
し、抵抗器２ｂに流れる電流ｉｂは（ｃ）に示すように
変動する。ここで、時刻ｔ₀ から時刻ｔ₁ 迄は、界磁電
流一定で正常に制御している状態を示し、時刻ｔ₁ 以後
は、サイリスタ変換器２ａに、停電又は外部からの異常
な外乱等により、突然、電流が流れなくなった状態を示
している。

【０００７】時刻ｔ₁ 以後は、時刻ｔ₁ 迄界磁巻線１ｂ
に流れていた界磁電流は、（ａ）に示すように、逆電圧
をサイリスタ変換器２ａの出力端子に生じさせる。この
逆電圧により、界磁電流は、（ｃ）に示すように、抵抗
器２ｂに転流する。ここで、抵抗器２ｂが接続されてい
ない場合、界磁電流が転流しない為、逆電圧が、（ａ）
に示す以上に異常に跳ね上がり、回路の最も耐電圧が低
い部分、通常はサイリスタ３０〜３５内部で絶縁破壊を
引き起こすことになる。

【０００８】抵抗器２ｂの抵抗値Ｒは、Ｒ×界磁電流＜
サイリスタの耐電圧、となるように設定しておくことに
より、サイリスタ３０〜３５を破壊しない逆電圧に抑制
することができる。時刻ｔ₁ 以後に、抵抗器２ｂに流れ
る電流は、界磁巻線１ｂのインダクタンス、界磁巻線１
ｂの抵抗値及び抵抗器２ｂの抵抗値により定まる時定数
に従って減衰する。上述した逆電圧を抑制する目的で、
抵抗器２ｂの代わりに、上述したようにダイオード２ｃ
を使用する方法もあるが、定常運転時にも逆電圧を０に
抑えてしまうので、電流絞り込みの為の逆電圧を維持す
ることができなくなる為、急速な電流変化を必要とする
用途には採用できない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の上述した界磁制
御装置２００は、抵抗器２ｂにより界磁電流のバイパス
回路を構成しているので、抵抗器２ｂには通常の運転状
態においても常時、電流が流れ、損失が発生する。その
為、常時、大きな電流が流れないように大きな抵抗値の
抵抗器２ｂが必要になり、特に、高速応答を必要とする
用途では、電流変化率を上げる為、界磁制御装置２００
は、通常必要とする電圧の２〜３倍の電圧を出力するの
で、数千ｋＷ級の大容量の電動機の場合、抵抗器２ｂに
おいて消費する電力は数百ｋＷにもなる。その為、その
冷却も困難となり、界磁制御装置２００全体の効率が下
がる等の問題があった。本発明は、上述したような事情
に鑑みてなされたものであり、通常の運転状態における
損失が小さく、安価で小型の効率が良い界磁制御装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る界磁制御
装置は、界磁巻線に電流を与える電流回路と、該電流回
路の出力端子間に接続され、前記電流の逆流電流が生じ
たときに導通し該逆流電流を流す電流バイパス回路とを
備えることを特徴とする。

【００１１】第２発明に係る界磁制御装置は、電流バイ
パス回路は、抵抗器と逆方向ダイオードとの直列回路で
あることを特徴とする。

【００１２】第３発明に係る界磁制御装置は、電流バイ
パス回路は、電流回路の出力端子間に接続されたサイリ
スタと、逆流電流を生じさせる逆方向電圧を検出し、検
出した逆方向電圧が所定値を超えたときに、前記サイリ
スタを点弧する点弧装置とを備えることを特徴とする。

【００１３】第４発明に係る界磁制御装置は、点弧装置
は、ブレークオーバーダイオードにより逆方向電圧を検
出することを特徴とする。

【００１４】第５発明に係る界磁制御装置は、サイリス
タと電流回路の出力端子間との配線は、その寄生インダ
クタンスを増加させるべく引き回された部分を有するこ
とを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を、その実施の形
態を示す図面に基づき説明する。 実施の形態１．図１は、第１，２発明に係る界磁制御装
置の実施の形態及びそれにより界磁巻線に電流を与えら
れる同期電動機の構成例を示すブロック図である。この
界磁制御装置２は、同期電動機１の界磁巻線１ｂの両端
子に端子Ｐ，Ｎにより接続され、端子Ｐにサイリスタ３
０，３２，３４のアノードが接続され、サイリスタ３
０，３２，３４のカソードにそれぞれサイリスタ３１，
３３，３５のアノードが接続され、サイリスタ３１，３
３，３５のカソードは端子Ｐに接続されている。

【００１６】サイリスタ３０，３２，３４のカソードに
は、それぞれ３相交流電圧のＴ相、Ｓ相、Ｒ相の交流電
圧が与えられ、サイリスタ３０〜３５の各ゲートは、そ
れぞれ点弧回路５に接続されている。サイリスタ３０〜
３５は、界磁巻線１ｂを励磁する電流回路である３相フ
ルブリッジのサイリスタ変換器２ａを構成している。製
鉄用圧延機等の低回転、大容量で高速のトルク出力応答
を要する電動機の場合は、界磁制御装置２００も高電圧
が加わり、大電流が流れ、急速な電流絞り込みの為の逆
電圧を出力することができる３相フルブリッジのサイリ
スタ変換器２ａが使用される。

【００１７】この界磁制御装置２は、また、端子Ｐ，Ｎ
間に、サイリスタ変換器２ａを保護する為の電流バイパ
ス回路として、抵抗器２ｂと逆方向ダイオード２ｃとの
直列回路が接続されている。同期電動機１の電機子巻線
１ａは、インバータ装置３から３相の周波数可変の可変
電圧が与えられ、インバータ装置３は、同期電動機１の
負荷要求に応じて同期電動機１の回転速度を調節する制
御装置４に接続されている。制御装置４は、点弧回路５
にも接続されている。

【００１８】以下に、このような構成の界磁制御装置２
の動作を説明する。同期電動機１の電機子巻線１ａに
は、インバータ装置３から３相の周波数可変の可変電圧
が供給され、界磁巻線１ｂには、界磁制御装置２から可
変の直流電流が供給されている。制御装置４は、同期電
動機１の負荷要求に応じて、インバータ装置３が出力す
る電圧の値、その周波数及び界磁制御装置２が出力する
電流の値を制御し、同期電動機１に必要な回転速度とト
ルクとを与える制御を行う。

【００１９】界磁制御装置２は、界磁巻線１ｂに安定し
た界磁電流を供給するだけでなく、同期電動機１に大き
なトルクが必要になったとき、また、逆にトルクが不要
になったとき、電機子反作用を打ち消す為に、界磁電流
を急速に増減させたり、同期電動機１の高速回転域にお
いて定出力運転を行う場合の界磁弱め制御を行う。界磁
制御装置２は、制御装置４からの指令に従って、点弧回
路５がサイリスタ３０〜３５を点弧する時間を調節する
ことにより、出力電流値を制御する。

【００２０】抵抗器２ｂとダイオード２ｃとの直列回路
は、サイリスタ変換器２ａを保護する為のものである。
サイリスタ変換器２ａの出力電圧ｖｆが図２（ａ）に示
すように変動するとき、界磁巻線１ｂに流れる電流ｉｆ
は（ｂ）に示すように変動し、抵抗器２ｂとダイオード
２ｃとの直列回路に流れる電流ｉｂは（ｃ）に示すよう
に変動する。ここで、時刻ｔ₀ から時刻ｔ₁ 迄は、界磁
電流一定で正常に制御している状態を示し、時刻ｔ₁ 以
後は、サイリスタ変換器２ａに、停電又は外部からの異
常な外乱等により、突然、電流が流れなくなった状態を
示している。

【００２１】時刻ｔ₁ 以後は、時刻ｔ₁ 迄界磁巻線１ｂ
に流れていた界磁電流は、（ａ）に示すように、逆電圧
をサイリスタ変換器２ａの出力端子に生じさせ、ダイオ
ード２ｃを導通させる。これにより、界磁電流は、
（ｃ）に示すように、抵抗器２ｂとダイオード２ｃとの
直列回路に転流する。ここで、抵抗器２ｂとダイオード
２ｃとの直列回路が接続されていない場合、界磁電流が
転流しない為、逆電圧が、（ａ）に示す以上に異常に跳
ね上がり、回路の最も耐電圧が低い部分、通常はサイリ
スタ３０〜３５内部で絶縁破壊を引き起こすことにな
る。

【００２２】抵抗器２ｂの抵抗値Ｒは、Ｒ×界磁電流＜
サイリスタの耐電圧、となるように設定しておくことに
より、サイリスタ３０〜３５を破壊しない逆電圧に抑制
することができる。時刻ｔ₁ 以後に、抵抗器２ｂとダイ
オード２ｃとの直列回路に流れる電流は、界磁巻線１ｂ
のインダクタンス、界磁巻線１ｂの抵抗値及び抵抗器２
ｂの抵抗値により定まる時定数に従って減衰する。異常
が発生した時刻ｔ₁ 以後の動作は、従来例として説明し
た図１０（ｃ）の場合と同様であり保護機能は変わらな
い。

【００２３】時刻ｔ₀ から時刻ｔ₁ 迄の通常運転時に
は、ダイオード２ｃは殆ど導通せず、抵抗器２ｂには、
端子Ｐから端子Ｎ方向（正方向）の電流は流れない。僅
かに、逆電圧の期間のみ断続的に、端子Ｎから端子Ｐ方
向の電流が流れる。従って、抵抗器２ｂにより浪費され
る電流は、サイリスタ変換器２ａの出力電圧により変化
するが、従来の１／２〜１／１０程度に減少する。以上
の結果、ダイオード２ｃには、従来の１／２〜１／１０
程度しか電流が流れないので損失が小さく、冷却する必
要もないので、安価で小型の効率が良い界磁制御装置を
実現することができる。

【００２４】実施の形態２．図３は、第１，３発明に係
る界磁制御装置の実施の形態及びそれにより界磁巻線に
電流を与えられる同期電動機の構成例を示すブロック図
である。この界磁制御装置２０は、端子Ｐ，Ｎ間に、サ
イリスタ変換器２ａを保護する為の電流バイパス回路と
して、サイリスタ２ｄとその点弧装置２ｅとが並列に接
続されている。サイリスタ２ｄのアノードは端子Ｎに、
カソードは端子Ｐにそれぞれ接続されている。

【００２５】図５は、点弧装置２ｅとサイリスタ２ｄと
の構成例を示したブロック図である。点弧装置２ｅは、
端子Ｐ，Ｎ間に、その分圧により、逆方向電圧を検出
し、サイリスタ２ｄのゲートドライブ電圧を得る抵抗器
２２，２１からなる分圧回路が接続され、端子Ｐと抵抗
器２２，２１の接続点Ｂとの間には、ノイズカットの為
のコンデンサ２３が接続されている。

【００２６】接続点Ｂとサイリスタ２ｄのゲートＧとの
間には、ゲートＧ方向を順方向とする例えば４個のダイ
オードの直列回路２４が接続されている。ダイオードの
直列回路２４は、サイリスタ２ｄの点弧電圧レベルを安
定させる為のものである。端子Ｐとサイリスタ２ｄのゲ
ートＧとの間には、ノイズカットの為のコンデンサ２６
と抵抗器２５とが並列に接続されている。その他の構成
は、実施の形態１で説明した界磁制御装置２の構成と同
様であるので、説明を省略する。

【００２７】以下に、このような構成の界磁制御装置２
０の動作を説明する。サイリスタ変換器２ａの出力電圧
ｖｆが図４（ａ）に示すように変動するとき、界磁巻線
１ｂに流れる電流ｉｆは（ｂ）に示すように変動し、サ
イリスタ２ｄに流れる電流ｉｂは（ｃ）に示すように変
動する。ここで、時刻ｔ₀ から時刻ｔ ₁ 迄は、界磁電流
一定で正常に制御している状態を示し、時刻ｔ₁ 以後
は、サイリスタ変換器２ａに、停電又は外部からの異常
な外乱等により、突然、電流が流れなくなった状態を示
している。

【００２８】時刻ｔ₁ 以後は、時刻ｔ₁ 迄界磁巻線１ｂ
に流れていた界磁電流は、（ａ）に示すように、逆電圧
をサイリスタ変換器２ａの出力端子に生じさせ、この逆
電圧による抵抗器２２，２１の接続点Ｂにおける電圧Ｖ
Ｂが、略ＶＢ＞０．６Ｖ×（直列回路２４のダイオード
の個数；４）＋サイリスタ２ｄのオンゲート電圧（０．
２Ｖ）になったとき、サイリスタ２ｄを導通させる。こ
れにより、界磁電流は、（ｃ）に示すように、サイリス
タ２ｄに転流する。ここで、サイリスタ２ｄが接続され
ていない場合、界磁電流が転流しない為、逆電圧が、
（ａ）に示す以上に異常に跳ね上がり、回路の最も耐電
圧が低い部分、通常はサイリスタ３０〜３５内部で絶縁
破壊を引き起こすことになる。

【００２９】直列回路２４のダイオードのオン電圧の温
度特性は安定しているので、逆電圧の検出レベルは安定
しており、異常時のサイリスタ２ｄによるバイパス動作
は確実に行われる。時刻ｔ₀ から時刻ｔ₁ 迄の通常運転
時には、サイリスタ２ｄは導通せず、サイリスタ２ｄに
は、端子Ｐから端子Ｎ方向（正方向）及び端子Ｎから端
子Ｐ方向（逆方向）共に電流は流れない。その他の動作
は、実施の形態１で説明した界磁制御装置２の動作と同
様であるので、説明を省略する。以上の結果、通常の運
転状態においては、サイリスタ２ｄには電流が略流れな
いので損失が小さく、冷却する必要もないので、安価で
小型の効率が良い界磁制御装置を実現することができ
る。

【００３０】実施の形態３．図６は、第４発明に係る界
磁制御装置の実施の形態の点弧装置とサイリスタとの構
成例を示したブロック図である。界磁制御装置及びそれ
により界磁巻線に電流を与えられる同期電動機の構成
は、実施の形態２で説明した図３のブロック図と同様で
あるので、説明を省略する。この点弧装置２ｅは、端子
Ｐ，Ｎ間に、抵抗器２２と所定の順方向電圧（ブレーク
オーバー電圧）により導通する、４層ダイオード等のブ
レークオーバーダイオード２１ａとの直列回路が接続さ
れている。抵抗器２２とブレークオーバーダイオード２
１ａのカソードとの接続点Ｃには、一方の端子が端子Ｐ
に接続されている、ノイズカットの為のコンデンサ２３
の他方の端子が接続されている。

【００３１】接続点Ｃとサイリスタ２ｄのゲートＧとの
間には、ゲートＧ方向を順方向とする例えば４個のダイ
オードの直列回路２４が接続されている。ダイオードの
直列回路２４は、サイリスタ２ｄの点弧電圧レベルを安
定させる為のものである。端子Ｐとサイリスタ２ｄのゲ
ートＧとの間には、ノイズカットの為のコンデンサ２６
と抵抗器２５とが並列に接続されている。

【００３２】以下に、このような構成の点弧装置とサイ
リスタとを備えた界磁制御装置（図３）の動作を説明す
る。図４（ａ）において、時刻ｔ₁ 以後は、時刻ｔ₁ 迄
界磁巻線１ｂに流れていた界磁電流は、逆電圧をサイリ
スタ変換器２ａの出力端子に生じさせ、この逆電圧がブ
レークオーバー電圧を超えたとき、ブレークオーバーダ
イオード２１ａが導通する。

【００３３】ブレークオーバーダイオード２１ａが導通
したとき、接続点Ｃにおける電圧ＶＣが、略ＶＣ＞０．
６Ｖ×（直列回路２４のダイオードの個数；４）＋サイ
リスタ２ｄのオンゲート電圧（０．２Ｖ）、となるよう
にブレークオーバー電圧を設定しておけば、サイリスタ
２ｄが導通する。これにより、界磁電流は、（ｃ）に示
すように、サイリスタ２ｄに転流する。ここで、サイリ
スタ２ｄが接続されていない場合、界磁電流が転流しな
い為、逆電圧が、（ａ）に示す以上に異常に跳ね上が
り、回路の最も耐電圧が低い部分、通常はサイリスタ３
０〜３５内部で絶縁破壊を引き起こすことになる。

【００３４】時刻ｔ₀ から時刻ｔ₁ 迄の通常運転時に
は、サイリスタ２ｄは導通せず、サイリスタ２ｄには、
端子Ｐから端子Ｎ方向（正方向）及び端子Ｎから端子Ｐ
方向（逆方向）共に電流は流れない。また、その期間、
逆電圧検出用の抵抗器２２にも電流は流れず発熱するこ
とがない。その他の動作は、実施の形態１で説明した界
磁制御装置２の動作と同様であるので、説明を省略す
る。

【００３５】ブレークオーバーダイオード２１ａの定格
電圧値（ブレークオーバー電圧値）は、サイリスタ変換
器２ａに使用しているサイリスタ３０〜３５の許容電圧
より低く設定すれば良い。この実施の形態では、ブレー
クオーバー電圧値は、サイリスタ２ｄのゲートオン電圧
より桁違いに大きいので、サイリスタ２ｄが導通する逆
電圧レベルは、ブレークオーバー電圧値のみにより定ま
る。従って、実施の形態２に比べて、動作電圧を調整す
る必要がない利点がある。

【００３６】以上の結果、通常の運転状態においては、
サイリスタ２ｄには電流が流れないので損失が小さく、
冷却する必要もなく、また、ブレークオーバーダイオー
ド２１ａにより逆方向電圧を検出するので、それを検出
する為に電流を流す必要がなく、その電流による発熱を
冷却する必要もないので、安価で小型の効率が良い界磁
制御装置を実現することができる。

【００３７】実施の形態４．図７は、第５発明に係る界
磁制御装置の実施の形態の実装構成例を説明する為の説
明図である。この実装構成例は、実施の形態２で説明し
た界磁制御装置２０を実装したものであり、バイパス用
のサイリスタ２ｄが、その一端が接続片２８に接するよ
うに配置され、サイリスタ２ｄの他端は、２列に配列さ
れたサイリスタ変換器２ａのサイリスタ３０〜３５の一
方の列に接している。サイリスタ変換器２ａの一方の列
は、サイリスタ２ｄの他端から、サイリスタを冷却する
ための冷却片２７、サイリスタ３４、冷却片２７、冷却
片２７、サイリスタ３２、冷却片２７、冷却片２７、サ
イリスタ３０、冷却片２７の順番に配列されている。

【００３８】サイリスタ変換器２ａの他方の列は、冷却
片２７、サイリスタ３５、冷却片２７、冷却片２７、サ
イリスタ３３、冷却片２７、冷却片２７、サイリスタ３
１、冷却片２７の順番に、また、サイリスタ３５，３
３，３１がそれぞれサイリスタ３４，３２，３０と横並
びになるように配列されている。３相交流のＲ相、Ｓ相
及びＴ相がそれぞれ入力される３つの端子及びそれらの
配線は、上述した一方の列と他方の列との中間に配置さ
れている。界磁制御装置２０の出力端子Ｐとサイリスタ
３４，３２，３０との配線、及び出力端子Ｎとサイリス
タ３５，３３，３１との配線は、それぞれ一方の列及び
他方の列の外側に配置されている。サイリスタ２ｄと出
力端子Ｎとの接続は、サイリスタ変換器２ａ内の他の配
線を経由しない直接配線によりなされている。

【００３９】この実装例では、バイパス用のサイリスタ
２ｄの追加に伴う構造材の追加を極力抑制している。サ
イリスタ２ｄに電流が流れるのは２〜３秒程度であるか
ら、冷却する必要はなく、サイリスタ２ｄには冷却片２
７ではなく接続片２８を使用する。サイリスタ２ｄと出
力端子Ｎとの接続を、サイリスタ変換器２ａ内の他の配
線を経由しない直接配線により行っているのは、これに
より、寄生インダクタンスを増加させるべく直接配線を
引き回し、サイリスタ２ｄ作動時の電流を抑制する為の
リアクトルを追加することなく、サイリスタ２ｄの破壊
を防止する為である。以上の結果、サイリスタ２ｄ作動
時の電流変化を抑制する為のリアクトルを追加する必要
がない界磁制御装置を実現できる。

【００４０】実施の形態５．図８は、第５発明に係る界
磁制御装置の実施の形態の他の実装構成例を説明する為
の説明図である。この実装構成例は、実施の形態２で説
明した界磁制御装置２０を実装したものであり、バイパ
ス用のサイリスタ２ｄが、その一端が接続片２８に接す
るように配置され、サイリスタ２ｄの他端は、１列に配
列されたサイリスタ変換器２ａのサイリスタ３０〜３５
群の一端に接している。

【００４１】サイリスタ変換器２ａの列は、サイリスタ
２ｄの他端から、サイリスタを冷却するための冷却片２
７、サイリスタ３４、冷却片２７、サイリスタ３５、冷
却片２７、サイリスタ３３、冷却片２７、サイリスタ３
２、冷却片２７、サイリスタ３０、冷却片２７、サイリ
スタ３１、冷却片２７の順番に配列されている。サイリ
スタ２ｄと出力端子Ｎとの接続は、サイリスタ変換器２
ａ内の他の配線を経由しない直接配線によりなされてい
る。

【００４２】この実装例では、バイパス用のサイリスタ
２ｄの追加に伴う構造材の追加を極力抑制し、また、ス
タック構造を１列にすることにより、冷却片２７の個数
を減らしている。サイリスタ２ｄに電流が流れるのは２
〜３秒程度であるから、冷却する必要はなく、サイリス
タ２ｄには冷却片２７ではなく接続片２８を使用する。

【００４３】サイリスタ２ｄと出力端子Ｎとの接続を、
サイリスタ変換器２ａ内の他の配線を経由しない直接配
線により行っているのは、実施の形態４と同様、これに
より、寄生インダクタンスを増加させるべく直接配線を
引き回し、サイリスタ２ｄ作動時の電流を抑制する為の
リアクトルを追加することなく、サイリスタ２ｄの破壊
を防止する為である。以上の結果、サイリスタ２ｄ作動
時の電流変化を抑制する為のリアクトルを追加する必要
がない界磁制御装置を実現できる。

【００４４】尚、実施の形態４，５の他、サイリスタ３
０〜３５のそれぞれの向きを変えることにより、また、
バイパス用のサイリスタ２ｄの配置を変えることによ
り、幾通りもの配列方法が考えられるが、サイリスタ２
ｄと出力端子Ｎとの接続は、サイリスタ変換器２ａ内の
他の配線を経由せずに、寄生インダクタンスを増加させ
るべく引き回した直接配線により行う。

【００４５】

【発明の効果】第１発明に係る界磁制御装置によれば、
電流回路が界磁巻線に電流を与え、電流バイパス回路
が、その電流の逆流電流が生じたときに導通しその逆流
電流を流す。これにより、停電など異常が生じて、界磁
制御装置が電流を流せなくなっても、界磁制御装置及び
界磁巻線には、異常な電圧が発生せず、故障が拡大する
ことはない。

【００４６】第２発明に係る界磁制御装置によれば、電
流バイパス回路が、抵抗器と逆方向ダイオードとの直列
回路であるので、通常の運転状態においては、電流バイ
パス回路には電流が略流れない。その為、損失が小さ
く、冷却する必要もないので、安価で小型の効率が良い
界磁制御装置を実現することができる。

【００４７】第３発明に係る界磁制御装置によれば、点
弧装置が、検出した逆方向電圧が所定値を超えたとき
に、サイリスタを点弧する。点弧されたサイリスタは逆
流電流を流す。これにより、通常の運転状態において
は、正方向逆方向共、サイリスタには電流が流れない。
その為、損失が小さく、冷却する必要もないので、安価
で小型の効率が良い界磁制御装置を実現することができ
る。

【００４８】第４発明に係る界磁制御装置によれば、点
弧装置は、ブレークオーバーダイオードにより逆方向電
圧を検出するので、逆方向電圧を検出する為に電流を流
す必要がなく、その電流による発熱を冷却する必要がな
い。

【００４９】第５発明に係る界磁制御装置によれば、サ
イリスタと電流回路の出力端子間との配線は、その寄生
インダクタンスを増加させるべく引き回された部分を有
するので、サイリスタ作動時の電流変化を抑制する為の
リアクトルを追加する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る界磁制御装置の実施の形態及び
それにより界磁巻線に電流を与えられる同期電動機の構
成例を示すブロック図である。

【図２】 図１に示した界磁制御装置及び界磁巻線の動
作を示す波形図である。

【図３】 本発明に係る界磁制御装置の実施の形態及び
それにより界磁巻線に電流を与えられる同期電動機の構
成例を示すブロック図である。

【図４】 図３に示した界磁制御装置及び界磁巻線の動
作を示す波形図である。

【図５】 本発明に係る界磁制御装置の点弧装置とサイ
リスタとの構成例を示したブロック図である。

【図６】 本発明に係る界磁制御装置の点弧装置とサイ
リスタとの構成例を示したブロック図である。

【図７】 本発明に係る界磁制御装置の実施の形態の実
装構成例を説明する為の説明図である。

【図８】 本発明に係る界磁制御装置の実施の形態の実
装構成例を説明する為の説明図である。

【図９】 従来の界磁制御装置及びそれにより界磁巻線
に電流を与えられる同期電動機の構成例を示すブロック
図である。

【図１０】 図９に示した界磁制御装置及び界磁巻線の
動作を示す波形図である。

【符号の説明】

１ 同期電動機、１ａ 電機子巻線、１ｂ 界磁巻線、
２，２０，２００ 界磁制御装置、２ａ サイリスタ変
換器（電流回路）、２ｂ，２１，２２，２５ 抵抗器
（電流バイパス回路）、２ｃ ダイオード（電流バイパ
ス回路）、２ｄ サイリスタ（電流バイパス回路）、２
ｅ 点弧装置（電流バイパス回路）、４ 制御装置、５
点弧回路、２１ａ ブレークオーバーダイオード（電
流バイパス回路）、２３，２６ コンデンサ（電流バイ
パス回路）、２４ ダイオードの直列回路、２７ 冷却
片、２８ 接続片、３０〜３５ サイリスタ（電流回
路）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 界磁巻線に電流を与える電流回路と、該
   電流回路の出力端子間に接続され、前記電流の逆流電流
   が生じたときに導通し該逆流電流を流す電流バイパス回
   路とを備えることを特徴とする電動機の界磁制御装置。
2. 【請求項２】 電流バイパス回路は、抵抗器と逆方向ダ
   イオードとの直列回路である請求項１記載の界磁制御装
   置。
3. 【請求項３】 電流バイパス回路は、電流回路の出力端
   子間に接続されたサイリスタと、逆流電流を生じさせる
   逆方向電圧を検出し、検出した逆方向電圧が所定値を超
   えたときに、前記サイリスタを点弧する点弧装置とを備
   える請求項１記載の界磁制御装置。
4. 【請求項４】 点弧装置は、ブレークオーバーダイオー
   ドにより逆方向電圧を検出する請求項３記載の界磁制御
   装置。
5. 【請求項５】 サイリスタと電流回路の出力端子間との
   配線は、その寄生インダクタンスを増加させるべく引き
   回された部分を有する請求項３又は４記載の界磁制御装
   置。