JPS5814151B2 - ムセイリユウシデンドウキノシドウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は無整流子電動機、とくに変圧器等飽和特性を
もったインダクタンス要素からなる機器と並列に接続さ
れる同期電動機を備えた無整流子電動機の始動方法に関
するものである。

周知のように制御整流素子（例えばサイリスク）で構成
された可変電圧、可変周波数電源装置と、この電源装置
により駆動される同期電動機とからなる無整流子電動機
には可変直流電圧電源から供給される直流をインバータ
により可変周波数の交流に変換して駆動するようにした
直流式と、商用周波数の交流をサイクロコンバー夕によ
り可変周波数の交流に変換して駆動する交流式とがある
。

以上のような直流式あるいは交流式の無整流子電動機を
始動させ、始動完了後は同期電動機として使用する場合
には、始動完了後上記の可変周波数電源装置を切り離し
、変圧器を介して直接商用電源に接続する方法が行なわ
れている。

第１図はこのような方法における従来の回路図の一例を
直流式無整流子電動機の場合について示したものである
。

図において１は交流電源、２はサイリスタ２ａにより構
成され、交流を可変電圧の直流に変換する整流装置、３
はサイリスタ３ａにより構成され、直流を可変周波数の
交流に変換するインバータ、４は直流に含まれる脈動分
を平滑化する直流リアクトル、５は整流装置２、インバ
ータ３及び直流リアクトル４からなる可変電圧、可変周
波数電源装置、６は上記電源装置５により駆動される同
期電動機、７は同期電動機６と並列に上記電源装置５に
２次側が接続され、１次側はしゃ断器８を介して交流電
源１に接続される電源変圧器、９は可変周波数電源装置
５を同期電動機６から切り離すしゃ断器、１０は同期電
動機６の回転軸に直結され、回転速度を検出するととも
に、回転子位置を検出する速度検出器および位置検出器
、１１は整流装置２及びインバータ３を制御する制御装
置、Ｒｓは制御装置１１に入力される制御信号である。

以上のように構成されており、同期電動機には始動時に
は低周波交流が供給され、加速とともに周波数を商用周
波数まで高め、同期化させたのち、しゃ断器９を開放し
、しゃ断器８を投入することにより、同期電動機６は変
圧器７を介して電源１に投入される。

従って、始動完了までの期間は無整流子電動機として動
作する。

ところで直流式の場合インバータ３を構成するサイリス
タ３ａの転流は同期電動機６の電機子巻線に誘起される
逆起電力によるため、始動時にはこの逆起電力が発生し
ておらず、また始動後も低速時には逆起電力が小さく、
サイリスタ３ａの転流を確実に行うのが困難なため、イ
ンバータ３に流入する電流を所定時間零にすることによ
り転流を確実に行わせる電流断続始動法が一般に行われ
ている。

一方、上述のように始動期間中は可変周波数電源装置５
には変圧器γが同期電動機６と並列に接続されているた
め、上述の逆起電力は変圧器γの２次巻線にも加えられ
る。

変圧器γは周知のように飽和特性をもったインダクタン
ス素子から構成されているため、低速時には周波数が低
いため、鉄心が飽和しやすい。

鉄心飽和によりインピーダンスが小さくなると電源装置
５から供給される電流は変圧器γ側に流入し、同期電動
機６が発電機として作用する恐れもあり、同期電動機６
の始動が困難となるばかりでなく、変圧器１を損傷する
恐れがあった。

この発明は上記の欠点を改善することを目的とするもの
で変圧器に流入する電流を制限し円滑な始動を行うよう
にした無整流子電動機の始動方法を提供するものである
。

以下この発明の一実施例を第２図、第３図により説明す
る。

なお第１図に相当する部分を単線図で示し第１図と同一
符号は同一又は相当部分を示す。

図において１２は同期電動機６の界磁電流調整回路、１
３は電機子電流及び界磁電流制御回路、１４は整流装置
２の電流制御回路、１５は電流補正回路、１６は速度制
御回路、１７はインバータ３０周波数制御回路である。

以上の様に構成された装置により始動時の低速度期間Ｔ
１ においては第３図ｄに示される様にインバータ３に
流入する電流■。

を断続させるとともに、第３図ｂ，ｃに示されるように
始動開始時においては、同期電動機６の界磁電流Ｉｍを
小さく電機子電流Ｉａを大きく供給し、速度Ｎの上昇に
従い、界磁電流Ｉｍを大きくするとともに、電機子電流
Ｉａを小さくなるように制（財）する。

回転速度が第３図ａに示される所定速度Ｎ１ に達した
のちは断続始動による転流から電機子巻線からの逆起電
力による転流に切換えるとともに、界磁電流Ｉｍならび
に電機子電流Ｉａの増減も停止させる。

以上のように制御することにより、始動開始時には界磁
電流Ｉｍが低いため、電機子巻線に誘起される逆起電力
が低く、並列に接続されている変圧器７に加えられる電
圧が低いため、変圧器７の鉄心が飽和することが防止さ
れる。

一方、同期電動機６が発生するトルクＴは、界磁束と電
機子電流Ｉａとの積に比例するため界磁電流Ｉｍの減少
に反比例して電機子電流Ｉａを大きく制御されるため、
出力トルクＴの低下をきたすことなく、速度Ｎの上昇に
従い界磁電流Ｉｍを増加させるとともに電機子電流Ｉａ
を低下するように制御されるので、第３図ｅに示される
ように出力トルクＴを一定にしながら加速することがで
きる。

また、速度Ｎの上昇とともに、インバータ３から供給さ
れる交流電圧の周波数が増加するので、逆起電力の周波
数も増加し、変圧器γの鉄心飽和が防止される。

なお、インバーク３に流入する電流■。の断続制却する
ためには、整流装置２をインバータ運転させて、出力電
流を零に絞り込むことによって行うが、第３図ｄに示さ
れるように始動開始時には上記出力電流は大きく速度上
昇とともに低減される。

また、始動開始時の出力電流が大きい期間には電流を零
に絞り込みに要する時間が長くなるので電流断続の周期
ならびに電流零の期間が長く電流の減少とともにそれ等
は短かくなるように制御される。

なお、上記実施例においては直流式無整流子電動機の始
動方法について説明したが、この発明はサイクロコンバ
ータを使用した交流式無整流子電動機の始動方法として
も有効である。

以上のように、この発明によるときは簡単な制御回路を
追加することにより並列に変圧器のような飽和特性をも
ったインダクタンス要素からなる機器が接続された場合
においても、支障なく円滑な始動を行なうことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の始動方法における回路図の一例、第２図
はこの発明を実施するための回路図の一例、第３図はこ
の発明による始動時の制御特性図である。 図において、同一符号は同一または相当部分を示し、２
ａ，３ａはサイリスク、５は可変電圧可変周波数電源装
置、６は同期電動機、γは電源変圧器、Ｉｍは界磁電流
、Ｉａは電機子電流である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定の周波数を有する第１の交流電力を制御信号に
   従い制御された周波数を有する第２の交流電力に変換す
   る電源装置と、前記電源装置の出力側に設けられた第１
   のスイッチを介して前記出力を導入する無整流子電動機
   の電機子と、所定の磁気飽和特性を有し前記第１の交流
   電力を第２のスイッチを介して導入した変圧器を前記電
   源装置と前記第１のスイッチの直列接続回路と並列接続
   となるように前記電機子に接続し、前記電機子から検出
   された回転信号及び前記第１の交流電力の信号を導入し
   、前記制御信号を発生する第１の制御装置と、導入した
   前記回転信号に従い前記無整流子電動機の界磁巻線に供
   給する界磁電流を制御する第２の制御装置とを備え、前
   記無整流子電動機を起動し所定の回転速度に達するまで
   の期間において前記第２のスイッチを開放し、第１のス
   イッチを閉入して前記電機子を前記第１の制御装置に接
   続して前記回転速度の上昇に従い前記電機子の電流を減
   少させると共に前記界磁電流を増大させて供給するよう
   に前記制御信号及び第２の制御装置を制御し、前記電機
   子が前記所定の回転速度を超えたときは前記電機子の電
   流及び界磁電流を所定値に保持するように前記制御信号
   及び第２の制御装置を制御し、前記電機子の前記回転速
   度が前記第１の交流電力の周波数に対応するものとなっ
   たときは前記第１及び第２のスイッチを切換え前記変圧
   器を介して前記電機子に前記第１の交流電力を供給する
   ように制御した無整流子電動機の始動方法。