JPS60128852A - ２重３相無整流子電動機 - Google Patents
２重３相無整流子電動機Info
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- JPS60128852A JPS60128852A JP58233936A JP23393683A JPS60128852A JP S60128852 A JPS60128852 A JP S60128852A JP 58233936 A JP58233936 A JP 58233936A JP 23393683 A JP23393683 A JP 23393683A JP S60128852 A JPS60128852 A JP S60128852A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の・技術分野］
本発明は２重３相無整流子電動機（以下サイリスタモー
タと称する）の改良に関する。
タと称する）の改良に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
一般にサイリスタ周波数変換器により交流電動機を駆動
するものはサイリスタモーターとして良く知られている
。第１図は、同期電動機を駆動する電流形の直流サイリ
ストモーターの一例を示す構成図である。第１図におい
て１は、商用文流電ｆｉＥＲ，Ｅｓ 、ＥＴから交流電
力を入力とし直流電圧を出力するコンバーターで、サイ
リスタＲＰ。
するものはサイリスタモーターとして良く知られている
。第１図は、同期電動機を駆動する電流形の直流サイリ
ストモーターの一例を示す構成図である。第１図におい
て１は、商用文流電ｆｉＥＲ，Ｅｓ 、ＥＴから交流電
力を入力とし直流電圧を出力するコンバーターで、サイ
リスタＲＰ。
ＲＮ、ＳＰ、ＳＮ、およびＴＰ、ＴＮ、を３相ブリツジ
接続した回路から構成されている。２は電流リップルを
平滑にする直流リアクトル、３は直流電流を入力とし交
流電流を出力とするインバーターで、サイリスタＵＰ、
ＵＮ、ＶＰ、ＶＮおよびＷＰ、ＷＮを３相ブリツジ接続
した回路から構成されている。４−はコンバーター１お
よびインバーター３により駆動される同期電動機で、３
相の電機予巻１１ｔＪ、Ｖ、Ｗ（総称して４Ａとする）
を有する。５は同期電動機上の回転子４Ｂの回転位置を
検出する位置検出器、６は位１検出器５の信号により同
期電動機上の回転速度を検出する速度検出器、７は同期
電動機上の回転速度を設定するための速度指令信号を出
すための速度基準設定器、８は速度基準設定器７よりの
速度指令信号と速度検出器６からの速度帰還信号とを比
較増幅する速度偏差増幅器、９はコンバーター１の交流
入力電流に比例した信号である電流帰還信号を検出する
電流検出器、１Ｏは速度偏差増幅器８の出力信号と前記
電流帰還とを比較増幅する電流偏差増幅器、１１は電流
偏差増幅器８の出力信号によってコンバーター１の点弧
位相を制御するα制御回路、１２は速度検出器６の出力
信号から後述するような位相関係にあるインバーター３
の点弧を行うβ制御回路である。
接続した回路から構成されている。２は電流リップルを
平滑にする直流リアクトル、３は直流電流を入力とし交
流電流を出力とするインバーターで、サイリスタＵＰ、
ＵＮ、ＶＰ、ＶＮおよびＷＰ、ＷＮを３相ブリツジ接続
した回路から構成されている。４−はコンバーター１お
よびインバーター３により駆動される同期電動機で、３
相の電機予巻１１ｔＪ、Ｖ、Ｗ（総称して４Ａとする）
を有する。５は同期電動機上の回転子４Ｂの回転位置を
検出する位置検出器、６は位１検出器５の信号により同
期電動機上の回転速度を検出する速度検出器、７は同期
電動機上の回転速度を設定するための速度指令信号を出
すための速度基準設定器、８は速度基準設定器７よりの
速度指令信号と速度検出器６からの速度帰還信号とを比
較増幅する速度偏差増幅器、９はコンバーター１の交流
入力電流に比例した信号である電流帰還信号を検出する
電流検出器、１Ｏは速度偏差増幅器８の出力信号と前記
電流帰還とを比較増幅する電流偏差増幅器、１１は電流
偏差増幅器８の出力信号によってコンバーター１の点弧
位相を制御するα制御回路、１２は速度検出器６の出力
信号から後述するような位相関係にあるインバーター３
の点弧を行うβ制御回路である。
以下、このように構成された直流サイリスタモーターの
動作を第２図を参照して説明するが、第２図（ａ ）は
交流電源ＥＲ，ＥＳ、ＥＴの電圧波形図、第２図（ｂ）
はコンバーター１のサイリスタの点弧タイミングを示す
図。第２図（０）はインバーター３の出力電圧波形図、
第２図（ｄ ）はインバーター３のサイリスタの点弧タ
イミングを示す図である。
動作を第２図を参照して説明するが、第２図（ａ ）は
交流電源ＥＲ，ＥＳ、ＥＴの電圧波形図、第２図（ｂ）
はコンバーター１のサイリスタの点弧タイミングを示す
図。第２図（０）はインバーター３の出力電圧波形図、
第２図（ｄ ）はインバーター３のサイリスタの点弧タ
イミングを示す図である。
コンバータ１の入力電流およびそれと比例関係にある同
期電動機Ａ−の電機子電流は、位置検出器５からの信号
を速度検出器６によって速度信号に変換し、この変換し
た速度信号とを帰還し、この速度帰還信号と速度基準設
定器７からの速度指令信号とを速度偏差増幅器８の入力
で比較する。このとき、速度偏差増幅器８の出力には速
度偏差信号が現われ、この偏差信号を基準として、同期
電動機Ａ−の電流に比例した電流検出器９の電流帰還信
号とを比較し、電流偏差増幅器１０を介してα位相制御
回路１１でコンバーター１の制御遅れ角（転流遅れ角）
αを移動させ同期電動Ｉｌ！４に与える電力を制御する
。
期電動機Ａ−の電機子電流は、位置検出器５からの信号
を速度検出器６によって速度信号に変換し、この変換し
た速度信号とを帰還し、この速度帰還信号と速度基準設
定器７からの速度指令信号とを速度偏差増幅器８の入力
で比較する。このとき、速度偏差増幅器８の出力には速
度偏差信号が現われ、この偏差信号を基準として、同期
電動機Ａ−の電流に比例した電流検出器９の電流帰還信
号とを比較し、電流偏差増幅器１０を介してα位相制御
回路１１でコンバーター１の制御遅れ角（転流遅れ角）
αを移動させ同期電動Ｉｌ！４に与える電力を制御する
。
一方、β位相制御回路１２は、速度検出器６の電流位相
指令信号を入力し、第２図（０）、（ｄ）に示すような
制御進み角（転流進み角）βのゲート信号を出力する。
指令信号を入力し、第２図（０）、（ｄ）に示すような
制御進み角（転流進み角）βのゲート信号を出力する。
したがって、インバータ３のサイリスタＬＩＰ、ＶＰ、
ＷＰ、ＵＮ、ＶＮ、ＷＮはこのゲート信号第２図（ｄ
）によって導通する。
ＷＰ、ＵＮ、ＶＮ、ＷＮはこのゲート信号第２図（ｄ
）によって導通する。
すなわち同期電動機Ａ−の電機子電流は、前記ゲート信
号と同位相で流れる。このように、電機子電流の大きさ
と位相を制御することによって可変速運転が可能となる
。
号と同位相で流れる。このように、電機子電流の大きさ
と位相を制御することによって可変速運転が可能となる
。
一般にポンプ・ファン等の機械的容量はこれが使用され
るプラントの非常時をべ・−スに設計されているものが
多く、同期電動機定格運転時には大きな余裕をもってい
ることが多く、正常時は、同期電動機の定格能力の５０
％程度の機械的出力にて運転することになる。このため
サイリスタモーターを駆動電動機として使用し、回転数
を同期電動機の定格回転数の７０％程度にて運転するよ
うな省力化設備が近年増加している。従来は商用電源で
運転される誘導電動機・同期電動機が多く、それらは信
頼性が高いので特別なバックアップは不要であったが、
サイリスタモー、ターは、前述の如く複雑な制御を行う
装置であり部品点数も多く、前記電動機に比べ故障の確
率が高く、バックアップ装置が必要となる。
るプラントの非常時をべ・−スに設計されているものが
多く、同期電動機定格運転時には大きな余裕をもってい
ることが多く、正常時は、同期電動機の定格能力の５０
％程度の機械的出力にて運転することになる。このため
サイリスタモーターを駆動電動機として使用し、回転数
を同期電動機の定格回転数の７０％程度にて運転するよ
うな省力化設備が近年増加している。従来は商用電源で
運転される誘導電動機・同期電動機が多く、それらは信
頼性が高いので特別なバックアップは不要であったが、
サイリスタモー、ターは、前述の如く複雑な制御を行う
装置であり部品点数も多く、前記電動機に比べ故障の確
率が高く、バックアップ装置が必要となる。
５−
一方、近年、駆動機側の要求から装置容量が大容量化し
、サイリスタ電力変換装置（コンバーターとインバータ
ー）もこれに伴い大容量化し、サイリスタ素子の直列接
続数や並列接続数が増加し部品点数も増え、その信頼性
からサイリスタ電力変換装置の多相化が実用化されてい
る。第３図が多相化サイリスタモーターの一例を示すブ
ロックダイヤグラムである。
、サイリスタ電力変換装置（コンバーターとインバータ
ー）もこれに伴い大容量化し、サイリスタ素子の直列接
続数や並列接続数が増加し部品点数も増え、その信頼性
からサイリスタ電力変換装置の多相化が実用化されてい
る。第３図が多相化サイリスタモーターの一例を示すブ
ロックダイヤグラムである。
同期電動機上は６０／Ｎ度（Ｎは２以上の自然数）の位
相差を持ったお互に絶縁された（独立した）Ｎ組の３相
巻線を有し、このＮ組の３相巻線にそれぞれ６０／Ｎ度
の位相差を有する６ステツプ１２０°通電の方形波電流
を通電させるような３相すイリスタブリッジ回路で構成
されるＮヶのインバーター３、コンバーター１および直
流リアクトル２を設ける。このような構成のものではコ
ンバーター１とインバーター３とからなる電力変換装置
が各々独立できるので、いくつかのコンバーター１、イ
ンバーター３が故障しても他の電力変換装置がバックア
ップとなり、同期電動機の運６− 転が継続できる。
相差を持ったお互に絶縁された（独立した）Ｎ組の３相
巻線を有し、このＮ組の３相巻線にそれぞれ６０／Ｎ度
の位相差を有する６ステツプ１２０°通電の方形波電流
を通電させるような３相すイリスタブリッジ回路で構成
されるＮヶのインバーター３、コンバーター１および直
流リアクトル２を設ける。このような構成のものではコ
ンバーター１とインバーター３とからなる電力変換装置
が各々独立できるので、いくつかのコンバーター１、イ
ンバーター３が故障しても他の電力変換装置がバックア
ップとなり、同期電動機の運６− 転が継続できる。
しかしながら、現在多相化サイリストモーターにて実用
化されているのは２組の３組巻線の場合である。すなわ
ち、同期電動１１４に３０’の位相差を持った３相電機
子巻線を２組設け、この２組の３組巻線にそれぞれ３０
°の位相差を持った１２０°通電の方形波電流を通電さ
せるような３相サイリスタブリツジで構成される２組の
コンバーター−１，１−２、インバータ３−１．３’−
２を設けたものがある。以下これについて第３図を用い
て説明を加える。第４図は２組の３組巻線の場合の１組
のインバーター内サイリスタＵＰ間の極間電圧波形であ
る。第４図中斜線部は他の１組の転流によるものである
。ここでサイリスタＵＰに加わる逆電圧期間（以下有効
バイアス期間）γは γ−３０°−ＩＩ ” ’（１’） β ：転流進み屑 Ｘｏ二転流インピーダンス Ｉｄ：直流電流 ■Ｍ：電動機端子電圧 であることがわかる。この期間はサイリスタが電流零と
なったのも再び制御能力を回復するまで数十〜数百μｓ
程度（ターンオフタイム）以上のサイリスタ素子で決ま
る逆バイアス期間が必要であることから、極端に小さく
することは転流失敗の可能性を大きくすることになる。
化されているのは２組の３組巻線の場合である。すなわ
ち、同期電動１１４に３０’の位相差を持った３相電機
子巻線を２組設け、この２組の３組巻線にそれぞれ３０
°の位相差を持った１２０°通電の方形波電流を通電さ
せるような３相サイリスタブリツジで構成される２組の
コンバーター−１，１−２、インバータ３−１．３’−
２を設けたものがある。以下これについて第３図を用い
て説明を加える。第４図は２組の３組巻線の場合の１組
のインバーター内サイリスタＵＰ間の極間電圧波形であ
る。第４図中斜線部は他の１組の転流によるものである
。ここでサイリスタＵＰに加わる逆電圧期間（以下有効
バイアス期間）γは γ−３０°−ＩＩ ” ’（１’） β ：転流進み屑 Ｘｏ二転流インピーダンス Ｉｄ：直流電流 ■Ｍ：電動機端子電圧 であることがわかる。この期間はサイリスタが電流零と
なったのも再び制御能力を回復するまで数十〜数百μｓ
程度（ターンオフタイム）以上のサイリスタ素子で決ま
る逆バイアス期間が必要であることから、極端に小さく
することは転流失敗の可能性を大きくすることになる。
ここで（１）式中３０’の意味について考えると、イン
バータ３−１のサリスタＵＰがオフ状態からインバータ
３−２のサイリスタＶＰ、ＷＰの転流が始まるまでの電
気角度である。すなわち６０°／Ｎ＝３０＠ （Ｎ＝２
）によって決まる値である。このことは、Ｎ２２の場合
、Ｎ＝２の時３０’であったものが６０／Ｎに減少し、
これに伴いγが小さくなり、ターンオフタイム以上の逆
バイアス期間γ′が確保できなくなる恐れがある。この
ようなことから、現在実用化されているものは２組の３
組巻線がほとんど １である。
バータ３−１のサリスタＵＰがオフ状態からインバータ
３−２のサイリスタＶＰ、ＷＰの転流が始まるまでの電
気角度である。すなわち６０°／Ｎ＝３０＠ （Ｎ＝２
）によって決まる値である。このことは、Ｎ２２の場合
、Ｎ＝２の時３０’であったものが６０／Ｎに減少し、
これに伴いγが小さくなり、ターンオフタイム以上の逆
バイアス期間γ′が確保できなくなる恐れがある。この
ようなことから、現在実用化されているものは２組の３
組巻線がほとんど １である。
二組の独立した電力変換装置例えばインバーター３−１
．３ｆ−２と巻線を有する多相化サイリタモニターでは
、万−一組のインバーター３−１が故障を生じた場合に
ても他の一組のインバーター３−２にて連続運転が可能
である。この場合、機械的出力を駆動機の機械的容量に
て運転することになり同期電動１ｆｉ４の定格能力の５
０％程度の機械的出力にてバックアップ運転することに
なる。
．３ｆ−２と巻線を有する多相化サイリタモニターでは
、万−一組のインバーター３−１が故障を生じた場合に
ても他の一組のインバーター３−２にて連続運転が可能
である。この場合、機械的出力を駆動機の機械的容量に
て運転することになり同期電動１ｆｉ４の定格能力の５
０％程度の機械的出力にてバックアップ運転することに
なる。
つまりプラント設備全体の能力は変えることなく、イン
バーター３を１組１００％余備として使用するのと全く
同様な効果が得られる。
バーター３を１組１００％余備として使用するのと全く
同様な効果が得られる。
ところが、同期電動機４工の機械的出力が５０％程度で
は回転数は定格回転数の７０％程度で運転することにな
り、又１組の電機子巻線４Ａには定格電機子電流を１０
０％流すことになる。この場合、通常の同期電動機上で
は、回転数が７０％程度に落ちることにより、冷却能力
が定格回転数運転時の約４０％程度に落ちる。この状態
にて１組の通常の巻線方法の電機子巻線４Ａに１００％
定格電機子電流を流そうとすれば、電機子巻線４Ａの温
度が上がり絶縁種別で規定される温度上昇を９− 越える場合があり、同期電動機上自身の機器寿命等を著
しく短くする恐れがある。又通常の巻線方法にて、上記
バックアップ運転を連続運転させるような電機子巻線を
設計しようとすれば電流密度で３０％程度下げる設計を
行う必要があるため同期電動機先ひいてはプラント全体
の設備の大きさを大きくせざるを得ない。
は回転数は定格回転数の７０％程度で運転することにな
り、又１組の電機子巻線４Ａには定格電機子電流を１０
０％流すことになる。この場合、通常の同期電動機上で
は、回転数が７０％程度に落ちることにより、冷却能力
が定格回転数運転時の約４０％程度に落ちる。この状態
にて１組の通常の巻線方法の電機子巻線４Ａに１００％
定格電機子電流を流そうとすれば、電機子巻線４Ａの温
度が上がり絶縁種別で規定される温度上昇を９− 越える場合があり、同期電動機上自身の機器寿命等を著
しく短くする恐れがある。又通常の巻線方法にて、上記
バックアップ運転を連続運転させるような電機子巻線を
設計しようとすれば電流密度で３０％程度下げる設計を
行う必要があるため同期電動機先ひいてはプラント全体
の設備の大きさを大きくせざるを得ない。
前記通常の巻線方法の電機子巻線として第５図および第
６図のようにしたものがある。第５図は４極、４８スロ
ツト、Ｙ結線された２重３相巻線を示すもので、第６図
は第５図のスロット内コイル配置図である。図中ｔＪ１
．Ｖ１．Ｗ１．Ｕ２゜Ｖ２．Ｗ２はいずれも相コイル口
出し、ＵＩＮ。
６図のようにしたものがある。第５図は４極、４８スロ
ツト、Ｙ結線された２重３相巻線を示すもので、第６図
は第５図のスロット内コイル配置図である。図中ｔＪ１
．Ｖ１．Ｗ１．Ｕ２゜Ｖ２．Ｗ２はいずれも相コイル口
出し、ＵＩＮ。
ＶｌＮ、ＷｌＮ、Ｕ２Ｎ、Ｖ２Ｎ、Ｗ２Ｎはいずれも相
中性魚目出しである。第６図のハツチングなしの０１口
、ΔはそれぞれＵ１相コイル、Ｗ１相コイル、■１相コ
イル、ハツチングありの０１口、ΔはそれぞれＵ２相コ
イル、Ｗ２相コイル。
中性魚目出しである。第６図のハツチングなしの０１口
、ΔはそれぞれＵ１相コイル、Ｗ１相コイル、■１相コ
イル、ハツチングありの０１口、ΔはそれぞれＵ２相コ
イル、Ｗ２相コイル。
Ｖ２相コイルを表わしている。
この図から明らかなように、同一スロットに同１０−
−組のコイルが例えば２．４．６・・・スロットに同時
に入ったり、異なる組のコイル例えば１．３゜５・・・
スロットに入ったりしている。このため、熱分布が不平
衡になり局部加熱が発生する。
に入ったり、異なる組のコイル例えば１．３゜５・・・
スロットに入ったりしている。このため、熱分布が不平
衡になり局部加熱が発生する。
［発明の目的］
本発明は１組の電力変換装置が故障して他の１組の電力
変換装置にてバックアップ運転を連続しても電機子巻線
内の熱分布の不平衡による局部加熱の発生を防止でき、
信頼性の＾い２重３相無整流子電動機を提供することを
特徴とする。
変換装置にてバックアップ運転を連続しても電機子巻線
内の熱分布の不平衡による局部加熱の発生を防止でき、
信頼性の＾い２重３相無整流子電動機を提供することを
特徴とする。
［発明の概要］
本発明は電機子巻線として、各極各相６０°の位相差を
有する巻線、３０°の位相差を持った巻線群に２分割し
、しかも短節率を５／６とすることによって、１組の巻
線だけに１００％定格電機子電流を流しても局部加熱を
防止できる２重３相無整流子電動機である。
有する巻線、３０°の位相差を持った巻線群に２分割し
、しかも短節率を５／６とすることによって、１組の巻
線だけに１００％定格電機子電流を流しても局部加熱を
防止できる２重３相無整流子電動機である。
［発明の実施例］
以下本発明の実施例について説明するが、本発明の特徴
は電機子巻線にあるので、この点についてのみ説明する
が、はじめに第７図に示す重ね巻（二層巻）の分布巻短
節巻巻線の接続図に前記短節率について説明する。
は電機子巻線にあるので、この点についてのみ説明する
が、はじめに第７図に示す重ね巻（二層巻）の分布巻短
節巻巻線の接続図に前記短節率について説明する。
一般にｌ相巻線とは、各相巻線が電気的に」埠度の位相
角で相離れているものを言うが、実際のステータ鉄心内
のコイル配置は電気的に各相巻線線となるが、このよう
な巻線配置である任意の相の巻線に対して必ずこれと１
８０度の位相差を有する巻線が存在する。電気的に１８
０度の位相差を有する巻線に対して逆方向に電流が流れ
るように結線すれば電気的にｍ相巻線となる。
角で相離れているものを言うが、実際のステータ鉄心内
のコイル配置は電気的に各相巻線線となるが、このよう
な巻線配置である任意の相の巻線に対して必ずこれと１
８０度の位相差を有する巻線が存在する。電気的に１８
０度の位相差を有する巻線に対して逆方向に電流が流れ
るように結線すれば電気的にｍ相巻線となる。
第７図は４極、全スロット数２４の三相巻線の例である
。４極２４スロツトであるから磁極ピッチτ（電気角で
１８０”）は、スロットピッチＮｐ全スロツ数（コイル
数）をＮｓ （＝相数ｍ×極数ｐｘ各極各相のスロット
数ｑ）とすれば、であるから、第７図の場合Ｎｐ＝６と
なる。又１スロツトピツチＮｔＦｌは電気角で であるから、１スロツトピツチＮａｐは電気角で３０°
に相当する。
。４極２４スロツトであるから磁極ピッチτ（電気角で
１８０”）は、スロットピッチＮｐ全スロツ数（コイル
数）をＮｓ （＝相数ｍ×極数ｐｘ各極各相のスロット
数ｑ）とすれば、であるから、第７図の場合Ｎｐ＝６と
なる。又１スロツトピツチＮｔＦｌは電気角で であるから、１スロツトピツチＮａｐは電気角で３０°
に相当する。
単位巻線の幅βτ（第８図）は上コイルの納められてい
るスロットを＃Ｎ１、下コイルの納められているスロッ
トを＃Ｎ２とすれば、電気角度でβτ＝ （＃Ｎ２−＃
Ｎｔ ） Ｎｌ Ｄ （５）で得られる。本例の場合、
＃Ｎｔ−１，＃Ｎ２ ＝６であるからβτ＝１５０°で
あるから短節巻である。ざらに短節率〈磁極ピッチに対
する比）βは にてめられ本例の場合β＝５／６である。
るスロットを＃Ｎ１、下コイルの納められているスロッ
トを＃Ｎ２とすれば、電気角度でβτ＝ （＃Ｎ２−＃
Ｎｔ ） Ｎｌ Ｄ （５）で得られる。本例の場合、
＃Ｎｔ−１，＃Ｎ２ ＝６であるからβτ＝１５０°で
あるから短節巻である。ざらに短節率〈磁極ピッチに対
する比）βは にてめられ本例の場合β＝５／６である。
各極各相のスロット数ｑは２である。又各相巻線の配置
は第８図の如く６０６の位相差を有しそれと１８０°の
位相差を有する巻線を逆方向に電流を流すような結線で
ある。
は第８図の如く６０６の位相差を有しそれと１８０°の
位相差を有する巻線を逆方向に電流を流すような結線で
ある。
本発明の場合、各極各相のスロット数（コイル数）ｑは
、２分割されこれら２組の電機子巻線がおのおの２組の
電力変換装置に接続されるのであ１３− るから、ｑ＝２ｎ（ｎは１以上の自然数）の偶数でなけ
ればバックアップ運転時の各電機子巻線の電流分担のア
ンバランスが生じてしまうことになる。第９図は本発明
の一実施例で４極２４５ｌａｔの３０’位相差を有する
２組の電機子巻線の接続図である。
、２分割されこれら２組の電機子巻線がおのおの２組の
電力変換装置に接続されるのであ１３− るから、ｑ＝２ｎ（ｎは１以上の自然数）の偶数でなけ
ればバックアップ運転時の各電機子巻線の電流分担のア
ンバランスが生じてしまうことになる。第９図は本発明
の一実施例で４極２４５ｌａｔの３０’位相差を有する
２組の電機子巻線の接続図である。
各巻線は短節率５／６となるよう組み立てられている。
図中Ｕ１は変換器１へ接続される巻線のＵ相、Ｖｌは変
換器１へ接続される巻線のＶ相。
換器１へ接続される巻線のＶ相。
Ｗｌは変換器１へ接続される巻線のＷ相、Ｕ２は変換器
２へ接続される巻線のＵ相、Ｖ２は変換器２へ接続され
る巻線のＶ相、Ｗ２は変換器２へ接吻される巻線のＷ相
である。ここで各相巻線Ｕ１とＵ２．Ｖ２とＶｌおよび
Ｗ２とＷｌを合成した巻線群はそれぞれ電気角で６０度
の位相角を有している。したがって各相巻線群を２分割
すれば、電気的に３０°位相差を持った巻線群が２組形
成されることになる。第１０図は、本発明の一実施例第
９図のスロット内での巻線の配置と各巻線の相と各巻線
に接続される変換器を示している。こ１４− のような構成においてスロット内の巻線の配置は例えば
第２図のインバーター３−１に接続される巻線と第２図
のインバーター３−２に接続される巻線がおのおの１巻
線ずつ配置されることになる。
２へ接続される巻線のＵ相、Ｖ２は変換器２へ接続され
る巻線のＶ相、Ｗ２は変換器２へ接吻される巻線のＷ相
である。ここで各相巻線Ｕ１とＵ２．Ｖ２とＶｌおよび
Ｗ２とＷｌを合成した巻線群はそれぞれ電気角で６０度
の位相角を有している。したがって各相巻線群を２分割
すれば、電気的に３０°位相差を持った巻線群が２組形
成されることになる。第１０図は、本発明の一実施例第
９図のスロット内での巻線の配置と各巻線の相と各巻線
に接続される変換器を示している。こ１４− のような構成においてスロット内の巻線の配置は例えば
第２図のインバーター３−１に接続される巻線と第２図
のインバーター３−２に接続される巻線がおのおの１巻
線ずつ配置されることになる。
以下、このように構成された２重３相無整流子電動機の
作用について説明する。第９図、第１０図から明らかな
ように同一スロット内に、インバーター３−１に接続さ
れる巻線とインバーター３−２に接続される巻線がおの
おの１巻線ずつ配置されているので、インバーター３−
１から供給される電機子電流の銅損による熱発生と、イ
ンバーター３−２から供給される電機子電流の銅損によ
る熱発生が、それぞれ全スロットの上下に均等に分割さ
れ最適な冷却条件を形成している。従って、万一変換器
の１組がなんらかの理由で故障し、他の１組の変換器で
バックアップ運転する場合、バックアップ運転する変換
器に接続される巻線だけに電機子電流の銅損による熱が
発生する。この場合にでも、全スロットに均等に分割さ
れる。
作用について説明する。第９図、第１０図から明らかな
ように同一スロット内に、インバーター３−１に接続さ
れる巻線とインバーター３−２に接続される巻線がおの
おの１巻線ずつ配置されているので、インバーター３−
１から供給される電機子電流の銅損による熱発生と、イ
ンバーター３−２から供給される電機子電流の銅損によ
る熱発生が、それぞれ全スロットの上下に均等に分割さ
れ最適な冷却条件を形成している。従って、万一変換器
の１組がなんらかの理由で故障し、他の１組の変換器で
バックアップ運転する場合、バックアップ運転する変換
器に接続される巻線だけに電機子電流の銅損による熱が
発生する。この場合にでも、全スロットに均等に分割さ
れる。
以上説明したように、同期電動機の定格能力の５０％程
度の機械的出力にてバックアップ運転するようなプラン
ト設備全体の能力は変えずに変換器１組を１００％余備
として使用する運転の場合は、回転数が７０％程度に落
ち冷却能力が定格回転数の約４０％に落ちるが、前述し
た電機子巻線を備えているので、巻線の１組に１００％
定格電機子電流を流してもその熱発生を全スロット内均
等とできることから本状態での同期電動機の運転を安定
に継続可能となる。
度の機械的出力にてバックアップ運転するようなプラン
ト設備全体の能力は変えずに変換器１組を１００％余備
として使用する運転の場合は、回転数が７０％程度に落
ち冷却能力が定格回転数の約４０％に落ちるが、前述し
た電機子巻線を備えているので、巻線の１組に１００％
定格電機子電流を流してもその熱発生を全スロット内均
等とできることから本状態での同期電動機の運転を安定
に継続可能となる。
なお、以上説明した実施例は４極２４スロツトの電機子
巻線について説明したが、それ以外の２組の３相電子巻
線を備えた電動機についても同様に行える。
巻線について説明したが、それ以外の２組の３相電子巻
線を備えた電動機についても同様に行える。
第１１図は４極、４８スロツトで短節−が５／６の電機
子巻線を示すもので、ｔＪｌ、Ｖｌ、Ｖｌ。
子巻線を示すもので、ｔＪｌ、Ｖｌ、Ｖｌ。
Ｕ２．Ｖ２．Ｗ２は相コイル口出し、ＬｌｌＮ。
Ｖ１Ｎ’、ＷｌＮ、ｔＪ２Ｎ、Ｖ２Ｎ、Ｗ２Ｎは中性点
口出しである。第１２図は第１４図のスロット １内コ
イル配置図で、ハツチングなしのＯ１△９口はそれぞれ
ｔＪｌ、Ｖｌ、Ｗ１相コイル、ハツチングありのＯ１△
２口はそれぞれＬ１２．Ｖ２．Ｗ２相コイルである。
口出しである。第１２図は第１４図のスロット １内コ
イル配置図で、ハツチングなしのＯ１△９口はそれぞれ
ｔＪｌ、Ｖｌ、Ｗ１相コイル、ハツチングありのＯ１△
２口はそれぞれＬ１２．Ｖ２．Ｗ２相コイルである。
さらに第３図のようにコンバーターを直列的に接続した
ものに限らず全体的に並列的に接続するようにしてもよ
い。
ものに限らず全体的に並列的に接続するようにしてもよ
い。
また巻線方法も以下のいずれの方法でも短節率を５／６
にすることができる。
にすることができる。
（１）重ね巻、波巻
重ね巻は第１３図のように、導体＃１と異なる極の導体
＃２を接続したら引き返して＃１と同じ極のつぎの導体
＃３に接続し以下順次＃４．＃５゜・・・と進んでいく
巻き方である゛。波巻は第１４図のように＃２の導体か
ら引き返さず先へ進み、つぎの極の＃３と接続し、以下
同様に＃４・・・と進んでいく巻き方である。
＃２を接続したら引き返して＃１と同じ極のつぎの導体
＃３に接続し以下順次＃４．＃５゜・・・と進んでいく
巻き方である゛。波巻は第１４図のように＃２の導体か
ら引き返さず先へ進み、つぎの極の＃３と接続し、以下
同様に＃４・・・と進んでいく巻き方である。
（２二層巻
１個のスロットにコイル辺が２個人るものを二層巻とい
う。二層巻では第１５図（ａ）、（ｂ）のようにコイル
は二つのコイル辺を有しているが、これをスロットに納
める場合、一方のコイル辺を１７− スロットの上半分に（上コイルと称す）他方のコイルを
下半分に（下コイル）入れる。
う。二層巻では第１５図（ａ）、（ｂ）のようにコイル
は二つのコイル辺を有しているが、これをスロットに納
める場合、一方のコイル辺を１７− スロットの上半分に（上コイルと称す）他方のコイルを
下半分に（下コイル）入れる。
（ａ 集中巻と分布巻
１極１相のスロット数が１のものを集中巻、１を越える
ものを分布巻という。
ものを分布巻という。
（４）全節巻と短節巻
コイルピッチが極間隔に等しいものを全節巻、極間隔よ
り小さいものを短節巻という。
り小さいものを短節巻という。
前記重ね巻・二層巻は同じ型巻コイルを作っておけばつ
ぎつぎにスロットに納めて巻線が完了でき量産に適する
。前記短節巻は、ピッチを適当に選べは、電圧波形を良
好に、又コイル端の長さを短く漏洩リアクタンスを小に
することができる。
ぎつぎにスロットに納めて巻線が完了でき量産に適する
。前記短節巻は、ピッチを適当に選べは、電圧波形を良
好に、又コイル端の長さを短く漏洩リアクタンスを小に
することができる。
［発明の効果］
本発明によれば１組の電力変換装面が故障して他の１組
の電力の変換装置でバックアップ運転する際に、電機子
巻線内の熱分布の不平衡による局部加熱の発生を防止で
き、簡素で信頼性の＾い２重３相無整流子電動機を提供
できる。
の電力の変換装置でバックアップ運転する際に、電機子
巻線内の熱分布の不平衡による局部加熱の発生を防止で
き、簡素で信頼性の＾い２重３相無整流子電動機を提供
できる。
１８−
第１図は、無整流子電動機の概略構成を示す図、第２図
（ａ）〜（ｄ）は同電動機の動作を説明するためのタイ
ムチャート、第３図は多相化無整流子電動機の概略構成
を示す図、第４図は第１図の電動機逆起電圧とＲＰ間印
加電圧を表わす図、第５図および第６図は従来の２重３
相無整流子電動機の電機子巻線の一例を示す接続図およ
びスロット内コイル配置図、第７図および第８図は短節
率を説明するための３相巻線の接続図および位相説明図
、第９図および第１０図は本発明による２重３相無整流
子電動機の一実施例の電機子巻線の接続図およびスロッ
ト内コイル配置図、第１１図および第１２図は本発明に
よる２重３相無整流子電動機の他の実施例の電機子巻線
の接続図および配置図、第１３図、第１４図および第１
５図（ａ）。 （ｂ）はそれぞれ重ね巻、波巻および二層者の電機子巻
線を説明するための図である。 １．１−１．１−２．・・・１−Ｎ・・・コンバーター
、２・・・直流リアクトル、３．３−１．３−２．・・
・・・・、３−Ｎ・・・インバーター、Ｌ・・・同期電
動機、４Ａ・・・電機子巻線、４Ｂ・・・回転子、５川
位置検出器、６・・・速度検出器、７・・・速度基準設
定器、８・・・速度偏差増幅器、９・・・電流検出器、
１０・・・電流偏差増幅器、１１・・・α制御回路、１
２・・・βｉ１１．１１１回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
（ａ）〜（ｄ）は同電動機の動作を説明するためのタイ
ムチャート、第３図は多相化無整流子電動機の概略構成
を示す図、第４図は第１図の電動機逆起電圧とＲＰ間印
加電圧を表わす図、第５図および第６図は従来の２重３
相無整流子電動機の電機子巻線の一例を示す接続図およ
びスロット内コイル配置図、第７図および第８図は短節
率を説明するための３相巻線の接続図および位相説明図
、第９図および第１０図は本発明による２重３相無整流
子電動機の一実施例の電機子巻線の接続図およびスロッ
ト内コイル配置図、第１１図および第１２図は本発明に
よる２重３相無整流子電動機の他の実施例の電機子巻線
の接続図および配置図、第１３図、第１４図および第１
５図（ａ）。 （ｂ）はそれぞれ重ね巻、波巻および二層者の電機子巻
線を説明するための図である。 １．１−１．１−２．・・・１−Ｎ・・・コンバーター
、２・・・直流リアクトル、３．３−１．３−２．・・
・・・・、３−Ｎ・・・インバーター、Ｌ・・・同期電
動機、４Ａ・・・電機子巻線、４Ｂ・・・回転子、５川
位置検出器、６・・・速度検出器、７・・・速度基準設
定器、８・・・速度偏差増幅器、９・・・電流検出器、
１０・・・電流偏差増幅器、１１・・・α制御回路、１
２・・・βｉ１１．１１１回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 互に絶縁され電気的位相差が順次３０度となるよう配列
した各々独立した２組の３相電機子巻線とこの３相電機
子巻線にそれぞれ３０度の位相差を持った１２０度通電
の方形波電流を通電可能な２組の電力変換装置を備えた
２重３相無整流子電動機において、前記３相電機子巻線
のスロットピッチをＮｐ１上コイルの納められているス
ロット番号を＃Ｎ１、下コイルの納められているスロッ
ト番号を＃Ｎ２としたとき短節率 Ｎｐ を５／６としたことを特徴とする２重３相無整流子電動
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58233936A JPS60128852A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | ２重３相無整流子電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58233936A JPS60128852A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | ２重３相無整流子電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60128852A true JPS60128852A (ja) | 1985-07-09 |
| JPH0472461B2 JPH0472461B2 (ja) | 1992-11-18 |
Family
ID=16962931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58233936A Granted JPS60128852A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | ２重３相無整流子電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60128852A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007325447A (ja) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 多相電動機 |
| JP2009247196A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-10-22 | Hitachi Ltd | 回転電機 |
| JP2010130821A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Hitachi Ltd | 回転電機の巻線構造及びその回転電機の駆動システム |
| CN102931748A (zh) * | 2009-02-02 | 2013-02-13 | 株式会社日立制作所 | 旋转电机 |
| WO2014192130A1 (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-04 | 三菱電機株式会社 | 多重多相巻線交流回転電機および電動パワーステアリング装置 |
| JP2015154609A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-08-24 | 本田技研工業株式会社 | 回転電機ユニット |
| WO2016002340A1 (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | モータ制御装置および該モータ駆動回路を用いた電動パワーステアリングシステム。 |
| WO2016132450A1 (ja) * | 2015-02-17 | 2016-08-25 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石式三相二重化モータおよび電動パワーステアリング装置 |
-
1983
- 1983-12-12 JP JP58233936A patent/JPS60128852A/ja active Granted
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007325447A (ja) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 多相電動機 |
| JP2009247196A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-10-22 | Hitachi Ltd | 回転電機 |
| US8829754B2 (en) | 2008-03-11 | 2014-09-09 | Hitachi, Ltd. | Electric rotating machine |
| JP2010130821A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Hitachi Ltd | 回転電機の巻線構造及びその回転電機の駆動システム |
| CN102931748A (zh) * | 2009-02-02 | 2013-02-13 | 株式会社日立制作所 | 旋转电机 |
| CN105247763A (zh) * | 2013-05-31 | 2016-01-13 | 三菱电机株式会社 | 多重多相绕组交流旋转电机及电动助力转向装置 |
| US10418866B2 (en) | 2013-05-31 | 2019-09-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Multiple-polyphase AC dynamo-electric machine and electric power steering device |
| WO2014192130A1 (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-04 | 三菱電機株式会社 | 多重多相巻線交流回転電機および電動パワーステアリング装置 |
| JP5932147B2 (ja) * | 2013-05-31 | 2016-06-08 | 三菱電機株式会社 | 多重多相巻線交流回転電機および電動パワーステアリング装置 |
| US20160172918A1 (en) * | 2013-05-31 | 2016-06-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Multiple-polyphase ac dynamo-electric machine and electric power steering device |
| JP2015154609A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-08-24 | 本田技研工業株式会社 | 回転電機ユニット |
| CN106464192A (zh) * | 2014-06-30 | 2017-02-22 | 日立汽车系统株式会社 | 电动机控制装置和使用该电动机驱动电路的电动动力转向系统 |
| US10374531B2 (en) | 2014-06-30 | 2019-08-06 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Motor control device and electric power steering system using said motor drive circuit |
| WO2016002340A1 (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | モータ制御装置および該モータ駆動回路を用いた電動パワーステアリングシステム。 |
| WO2016132450A1 (ja) * | 2015-02-17 | 2016-08-25 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石式三相二重化モータおよび電動パワーステアリング装置 |
| JPWO2016132450A1 (ja) * | 2015-02-17 | 2017-06-08 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石式三相二重化モータおよび電動パワーステアリング装置 |
| CN107251410A (zh) * | 2015-02-17 | 2017-10-13 | 三菱电机株式会社 | 永磁体型双三相电动机及电动助力转向装置 |
| CN107251410B (zh) * | 2015-02-17 | 2020-01-17 | 三菱电机株式会社 | 永磁体型双三相电动机及电动助力转向装置 |
| US10840832B2 (en) | 2015-02-17 | 2020-11-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Permanent-magnet three-phase duplex motor and electric power steering apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0472461B2 (ja) | 1992-11-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |