JPS61203848A - ブラシレス同期機の界磁回路接地検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明はブラシレス同期機の回転側に設けられた交流励
磁機の電機子コイル、該＊ｉ子コイルの出力の整流装置
並びに前記整流装置の出力により励磁される前記同期機
の界磁コイルからなるブラシレス同期機の界磁回路の接
地検出装置に関する。

この種の接地検出装置においてはできる限り簡単な部品
と構成とにより界磁回路の接地事故を確実に検出し得る
ことが望まれる。

（従来技術とその問題点） 一般にブラシレス同期機の界磁回路は励磁用電源と被励
磁界磁コイルとにより閉回路が構成されかつ接地されな
いから、前記界磁回路の一個所において接地事故が生じ
た場合にも特別に危険がなくまた異常を検出し難いが、
しかし前記の如く一個所が接地した状態で前記界磁回路
の別の個所が更に接地すると所謂二点接地となり、前記
接地した二点間が短絡されて大なる短絡電流が流れ、界
磁コイルの焼損など接地個所によっては重大事故に発展
する虞れがある。このような不祥事の発生を回避するた
めに一般的にブラシレス同期機の回転側に設けられる前
記界磁コイルでは、予じめ前記の一点接地を早期に検知
して短絡事故への発展を防止する手段が講じられる。

その場合第４図ないし第６図に示す如くブラシレス同期
機１９の界磁回路２０において、前記ブラシレス同期機
１９の回転子軸に直結駆動される交流励磁機１８の電機
子コイル３が前記同期機１９の回転に伴なって該同期機
１９の固定側に配置された前記交流励磁機１８の界磁コ
イル２により起電力を生じ、該起電力が整流素子のブリ
ッジ回路からなる回転整流装置４に供給され、該整流装
置４の出力により前記ブラシレス同期機１９の界磁コイ
ル１が励磁される如くになっている。

前記の如き構成からなるブラシレス同期機１９の界磁回
路２０における一点接地を検出する手段の一つは、第４
図に示す如く、ブラシレス同期機１９の回転側の適所に
設けられた例えばスリップリングの如き可動接触部２１
αに対し前記同期機１９の固定側にブラシ２１Ａを設け
、該ブラシｚｌｂを接地検出器２２を介して接地する如
くにするものである。この種の接地検出手段においては
若し前記界磁回路２０の何れか一個所で接地事故を生じ
ると、該接地点と前記接地検出器２２の接地点との間で
前記スリップリング２１αとブラシ２１ｂとを介して接
地電流が流れ前記接地検出器２２が作動するから直接に
接地を検出することができる。この種の接地検出手段は
構成が至って簡単であるにもかかわらず直接検出方式で
ある点で検出精度が良いという利点はあるが、一方にお
いて折角のブラシレス同期機に摩耗現象の伴なうスリッ
プリング２１αとブラシ２１Ａとを使用するという矛盾
があり、ブラシレス同期機におけるブラシの保守からの
解放という利点が失われ欠点を免れることができない。

また別の接地検出手段として第５図に示す如く前記交流
励磁機１８の電機子コイル３と一体に接地電力電源用補
助コイル２３を組込み、該補助コイル２３の一端を前記
同期機１９の界磁コイル１の一端に接続し、その他端を
電流制限用抵抗２５が直列に接続された発光ダイオード
２４を介して接地し、かつ前記ブラシレス同期機１９の
固定側に前記ダイオード２４の発光を受光する受光器２
６と接地検出器２７とを直列に接続して設けたものが知
られている。この場合は前記界磁回路２０の何れかの個
所に接地事故が生じると、該接地点と前記発光ダイオー
ド２４の接地点とを介し前記補助コイル２３の起電力に
よる電流が前記発光ダイオード２４を流れて該ダイオー
ド２４が発光するから、その光を固定側に設けられた受
光器２６で捕そくし接地検出器２７を作動させて間接的
に前記界磁回路の接地を検出する。この種の接地検出手
段は非接触式ではあるが前記ダイオード２４の光が一般
に微弱であるため受光器２６の受光部を前記発光ダイオ
ード２４の発光部に対し相互の光軸が一致する如くに近
接配置することが肝要であるが、前記発光ダイオード２
４の取付けられる前記ブラシレス同期機１９の回転子軸
が運転時には温度上昇による熱膨張を生じる結果、前記
発光ダイオード２４の固定される前記回転軸の軸端部が
著しく変位し、発光ダイオード２４の光軸と受光器２６
の光軸とが相互にずれて食違うために光の授−受に失敗
し、界磁回路２０に接地が生じていてもそれを検出し損
じる虞れが多分にある。更に発光ダイオード２４の発光
部の表面が経年汚損−して検出精度の低下が起り得るが
、それを防止するための清掃は当該発光ダイオード２４
が回転側に設けられているため容易でないなどの欠点を
伴なっている。

また界磁回路接地検出の更に別の手段として第６図に示
す如く回転側の前記界磁回路２ｏにおいて前記ブラシレ
ス同期機１９の界磁コイル１の一端を接地検知装置２８
を介して接地しかつ該接地検知装置２８の出力を変調し
て発信する発信装置２９を前記接地検知装置２８に接続
する一方において、固定側に前記発信装置２９からの信
号を受信して復調する受信装置３０と該受信装置３０に
接続される接地検出器３１とを配置するとともに、固定
側の電源より回転側の前記接地検知装置２８並びに”前
記発信装置２９に給電するための例えば回転変圧器の如
き給電装置３２を設けてなる非接触式接地検出手段も知
られている。この種の接地検出手段は検出精度は高いが
構成が複雑で回転側にもまた固定側にも多くの部品配置
が必要で高価になるだけでなく、特に回転側に設けられ
る前記接地検知装置あるいは発信装置などの回転に伴な
う振動・応力などに対する信頼性に不安が残る上に、前
記接地検知装置２８を介して界磁回路２０が常時接地さ
れているため、前記回路２０において一点接地が生じて
も前記２個の接地点を介してたちまち短絡電流が生じし
かも永続するから、接地検出後直ちに該接地部分を補修
しなければ前記界磁回路２０が大事に至る虞れがあるな
ど種々の不利な点を有しているから、特殊大形機械の場
合はとも角、一般小形機械に採用することは技術的、経
済的に負担が大に過ぎるという欠点を有している。

（発明の目的） 本発明は従来のブラシレス同期機の界磁回路の接地検出
手段が有する前記の如き欠点に鑑み、構成部品が少くか
つ構成が簡単であΣにもかかわらず、前記界磁回路の接
地を容易にかつ確実に検出し得るとともに前記接地検出
時の短絡電流を即座にしゃ断し得る如くにして前記界磁
回路の保護に対する信頼度が著しく高くかつ有利なブラ
シレス同期機の界磁回路の接地検出装置を提供すること
を目的とする。

（発明の要点） 前記の目的を達成するために本発明では首記の接地検出
装置において、前記ブラシレス同期機の回転側にその一
端が前記界磁コイルの一端に接続され、またその他端が
ヒユーズを介して接地される接地電力電源用補助フィル
を設けるとともに、前記ブラシレス同期機の固定側に定
常運転時には前記ヒユーズの存在により相互間の通信媒
体による信号の授受が阻止され、前記ヒユーズが溶断し
てはじめて前記通信媒体による信号の授受が可能になる
如く送信手段と接地検出器に接続された受信手段とを配
置してなる如くにすることにより、・前記界磁回路の一
個所が接地すると前記接地電力電源用補助コイルの誘起
電圧による電流により前記ヒユーズが溶断する結果、前
記発信手段が発信する通信媒体による信号が前記受信手
段に到達し、該信号により前記接地検出器が作動して前
記界磁回路の接地を検出するものである。

（発明の実施例） 次に図面に表わされた実施例にもとづいて本発明の詳細
な説明する。

第１図においてブラシレス同期機１９の界磁回路２０は
、前記ブラシレス同期機１９の回転側に配置され固定側
に設けられた界磁コイル２により励磁される交流励磁機
１８の三相の電機子コイル３と、該電機子コイル３の出
力を整流して前記ブラシレス同期機１９の界磁コイル１
に給電する整流素子のブリッジ回路からなる回転整流装
置４並びに前記界磁コイル１とからなっている。

本発明に関わる接地検出装置を備えたブラシレス同期機
１９の前記界磁回路２０においては、前記交流励磁機１
８の電機子コイル３にダイオード７が並列に接続された
接地電力電源用補助コイル６が組込まれ、該補助コイル
６の一端は前記ブラシレス同期機１９の界磁コイル１の
一端に接続され１、また他端はヒユーズ５を介して接地
されている。その際前記ヒユーズ５は第２図に示す如く
前記同期機１９の回転子軸１４の軸端面に、前記回転子
軸１４の回転に伴なう遠心力あるいはその他の外力の影
響を受けて破損することのない如くに前記軸端面中央部
に、その一方の端子が直接回転子軸１４に接触し、また
他方の端子が適宜の絶縁物１５を介して直接には接触す
ることのない如くにそれぞれ前記軸端面に固定されると
ともに、前記ヒユーズ５の外側を完全に覆う如くに全閉
形保護覆い１１が設けられている。その場合前記ヒユー
ズ５の絶縁物１５を介して前記回転子１４の端面に固定
される側の端子は前記保護覆い１１を介して引き出され
たリード線により前記接地電力電源用補助コイル６の一
端に至る配線に接続されるとともに、更に第３図に示す
如く前記保護覆い１１の側面には相互を見通す線１３が
前記軸端面に固定されえ前記ヒユーズ５の軸に対して垂
直をなす方向で、かつそのレベルに等しい高さに位置す
る如き相互に対向する２個ののぞき穴１２α及び１２ｂ
が形成され、第２図及び第３図に示す如く該のぞき穴１
２α及び１２ｂをのぞき込む如くにのぞき穴１２ｃＬの
前方には光、電波などの適宜の通信媒体により信号を発
信する発信手段８が、またのぞき穴１ｚｂの前方には前
記通信媒体による信号を受信する受信手段９がそれぞれ
固定され、かつ該受信手段９に接地検出器１ｏが接続さ
れている。

前記の如くにして構成された界磁回路接地検出装置にお
いては、前記ブラシレス同期機１９の定常運転時即ち前
記界磁回路２０の何れの個所にも接地事故が生起しない
場合には前記ヒユーズ５が健全であるから、前記ののぞ
き穴１２αと１２Ａとを見通す線が前記ヒユーズ５に遮
ぎられて前記発信手段８と受信手段９との間に如何なる
信号の授受も行なわれず、したがって前記接地検出器１
゜は作動しない。

しかし何らかの原因により前記界磁回路２ｏの一個所が
接地すると該接地個所と回転子軸１４の端面における前
記ヒユーズ５の接地端子とを介して前記接地電力電源用
補助コイル６の誘起電、圧により短絡電流が生じヒユー
ズ５が溶断する。ヒユーズ５が溶断すると前記のぞき穴
１２αと１２Ａとを見通す線１３を遮ぎる障害物が消滅
したことになるから、前記発信手段８と受信手段９との
間に前記通信媒体による信号の授受が行なわれる結果、
前記受信手段９を介して前記接地検出器１０が作動し前
記界磁回路２ｏの前記接地事故が確実に検出される。

なお本発明に関わる界磁回路接地検出装置においては、
前記界磁回路２０の一個所が接地した際、接地電力電源
用補助コイル６の誘起電圧による短絡電流に前記補助コ
イル６に直列に接続された前記ヒユーズ５が溶断して前
記接地を検出する如くにしているから、前記ヒユーズ５
の溶断と同時に前記短絡電流も遮断されて該短絡電流の
持続にもとづく前記界磁回路２ｏの局部過熱あるいは配
線溶断などの二次的被害を未然に防止し得るため、必ず
しも前記接地事故の検出と同時に前記同期機の運転を停
止し直ちに前記接地個所の捕修を行なう必要はなく、場
合によっては前記一点接地のまま当該同期機に要求され
る運転責務の状況に応じて適宜補修時期を選定し得る利
点がある。

（発明の効果） 本発明は以上に説明した如く、ブラシレス同期機の回転
側に設けられた交流励磁機の電機子コイル、該電機子コ
イルの出力の整流装置、並びに前記整流装置の出力によ
り励磁される前記同期機の界磁コイルからなるブラシレ
ス同期機の界磁回路の接地検出装置において、前記ブラ
シレス同期機の回転側に、その一端が前記界磁コイルの
一端に接続され、またその他端がヒユーズを介して接地
される接地電力電源用補助コイルを設けるとともに、前
記ブラシレス同期機の固定側に定常運転時には前記ヒユ
ーズの存在により相互間の通信媒体による信号の授受が
阻止され、前記ヒユーズが溶断してはじめて前記通信媒
体による信号の授受が可能になる如くに送信手段と接地
検出器に接続された受信手段とを配置してなる如くにす
ることにより、回転側に配置された構造が簡単で経年変
化に、乏しく保守の必要性の少ない部品と、固定側に配
置されて回転側に生ずる種々の力の影響を受は難くかつ
光、電波など適宜の通信媒体を利用して信号の授受を行
ない得る発受信手段とから構成される前記界磁回路接地
装置は耐久性と信頼性に優れている上に、前記界磁回路
の一点接地に原因する回転側の接地検知回路の短絡電流
は前記ヒユーズの溶断により即座に遮断されるから、接
地検出後直ちに前記接地個所を修復する必要はなく、前
記同期機の運転上の責務に応じて修復時期を選定し得る
など経済的にも著しく有利になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に関わるブラシレス同Ｗ［の界磁回路接
地検出装置の実施例を示す結線図、第２図及び第３図は
前記界磁回路の接地信号の授受機構を示す一実施例の縦
断面及びＡ−Ａ横断面の概略図、゛第４図ないし第６図
は従来の各種の前記界磁回路接地検出装置の結線図を表
わす。 ｌ：ブラシレス同期機の界磁コイル、３：交流励磁機の
電機子コイル、４：回転整流装置、５：ヒユーズ、６：
接地電力電源用補助フィル、８：発信手段、９：受信手
段、１０：接地検出器、１８：交流励磁機、１９：ブラ
シレス同期機、２０：ブラシレス同期機の界磁回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）ブラシレス同期機の回転側に設けられた交流励磁機
   の電機子コイル、該電機子コイルの出力の整流装置、並
   びに前記整流装置の出力により励磁される前記同期機の
   界磁コイルからなるブラシレス同期機の界磁回路の接地
   検出装置において、前記同期機の回転側に、その一端が
   前記界磁コイルの一端に接続され、またその他端がヒュ
   ーズを介して接地される接地電力電源用補助コイルを設
   けるとともに、前記同期機の固定側に定常運転時には前
   記ヒューズの存在により相互間の通信媒体による信号の
   授受が阻止され、前記ヒューズが溶断してはじめて前記
   通信媒体による信号の授受が可能になる如くに送信手段
   と接地検出器に接続された受信手段とを配置してなるこ
   とを特徴とするブラシレス同期機の界磁回路接地検出装
   置。