JPS6122479Y2 - - Google Patents

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JPS6122479Y2
JPS6122479Y2 JP1977173025U JP17302577U JPS6122479Y2 JP S6122479 Y2 JPS6122479 Y2 JP S6122479Y2 JP 1977173025 U JP1977173025 U JP 1977173025U JP 17302577 U JP17302577 U JP 17302577U JP S6122479 Y2 JPS6122479 Y2 JP S6122479Y2
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field
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synchronous motor
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は界磁電圧の制御回路を有する同期電
動機の励磁装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to an excitation device for a synchronous motor having a field voltage control circuit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

同期電動機の始動時の同期引込みの能否には各
種トルクやGD2、すべり界磁電流などの他に、直
流励磁を与える瞬間における電機子による回転磁
界と磁極との相差角が大きな影響を与える。この
ため、最適の相差角において直流励磁を与える適
位相投入が同期引込みには必要である。
In addition to various torques, GD 2 , slip field current, etc., the ability of synchronous pull-in at the time of starting a synchronous motor is greatly influenced by the phase difference angle between the rotating magnetic field generated by the armature and the magnetic poles at the moment when DC excitation is applied. . For this reason, appropriate phase input that provides DC excitation at the optimal phase difference angle is necessary for synchronous pull-in.

第1図には界磁電圧の制御回路を有する同期電
動機に適位相投入回路を組込んだ同期電動機の励
磁装置が示されている。
FIG. 1 shows an excitation device for a synchronous motor in which a suitable phase input circuit is incorporated into a synchronous motor having a field voltage control circuit.

図中、1は同期電動機、2は同期電動機の界磁
巻線、3は同期電動機1の運転状態を調整するた
めに界磁電圧を制御する制御回路であつて、界磁
電圧を検出するフイードバツク回路4にとり出さ
れるフイードバツク電圧を基準電圧設定抵抗器5
に設定された基準電圧と比較して両者のつき合わ
せ信号によつて電圧制御ユニツト6、位相制御ア
ンプ7を介してサイリスタ整流装置8の出力を制
御して界磁電圧を制御している。
In the figure, 1 is a synchronous motor, 2 is a field winding of the synchronous motor, and 3 is a control circuit that controls the field voltage to adjust the operating state of the synchronous motor 1, and a feedback circuit that detects the field voltage. The feedback voltage taken out to the circuit 4 is set by the reference voltage setting resistor 5.
The field voltage is controlled by comparing the output of the thyristor rectifier 8 via the voltage control unit 6 and the phase control amplifier 7 based on a comparison signal between the two and a reference voltage set at .

9は適位相投入回路である。放電抵抗器用接触
器10を閉じて放電抵抗器11を通して界磁巻線
2を閉回路とした後、開閉器12を投入して同期
電動機1を誘導電動機として始動する。このと
き、界磁巻線2に発生する誘導電圧の周波数を、
放電抵抗器11の端子電圧を波形整形回路13で
整形して適位相検出回路14で検出し、予め設定
された適位相周波数と比較する。また、界磁巻線
2に直流励磁を与える場合、第2図に示すように
界磁巻線2の誘導電流と同一方向に直流励磁を与
えるような極性であることが必要である。このよ
うな極性の時、第3図に示すように回転子と固定
子の極性が吸引する方向となつて同期引込みが容
易となる。従つて適位相検出回路14では界磁巻
線2の誘導電圧の適位相周波数だけでなく同時に
極性をも検出する。この両者がいずれも条件を満
たしたとき、適位相検出回路14からは適位相投
入信号が出力され、この信号によつて位相制御ア
ンプ7を介してサイリスタ整流装置8はターンオ
ンされ、界磁巻線2には直流励磁が与えられ、同
期電動機の同期引込みが行なわれる。
9 is an appropriate phase input circuit. After closing the discharge resistor contactor 10 and making the field winding 2 a closed circuit through the discharge resistor 11, the switch 12 is turned on to start the synchronous motor 1 as an induction motor. At this time, the frequency of the induced voltage generated in the field winding 2 is
The terminal voltage of the discharge resistor 11 is shaped by a waveform shaping circuit 13, detected by an appropriate phase detection circuit 14, and compared with a preset appropriate phase frequency. Further, when DC excitation is applied to the field winding 2, the polarity must be such that the DC excitation is applied in the same direction as the induced current in the field winding 2, as shown in FIG. With such polarity, as shown in FIG. 3, the polarity of the rotor and stator is in the attracting direction, making synchronous retraction easier. Therefore, the proper phase detection circuit 14 detects not only the proper phase frequency of the induced voltage in the field winding 2 but also the polarity at the same time. When both of these conditions are satisfied, the appropriate phase detection circuit 14 outputs an appropriate phase input signal, and this signal turns on the thyristor rectifier 8 via the phase control amplifier 7, and the field winding DC excitation is applied to 2, and the synchronous motor is pulled in synchronously.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

しかしながら、この始動時に界磁巻線2に発生
する誘導電圧は前述した制御回路3のフイードバ
ツク回路4のフイードバツク電圧としてとり出さ
れるので、制御回路3の働きのために適位相投入
回路9からの適位相投入信号によつてもサイリス
タ整流装置8がターンオンされず、同期引込みが
できない場合がある。すなわち、第4図に示すよ
うに同期電動機1の始動時に、回転磁界による界
磁巻線2に生ずる誘導電圧が、電圧検出手段15
たとえばダイオードブリツジ回路を介して分圧抵
抗器16で分圧されてフイードバツク電圧V1
して取り出され、このフイードバツク電圧V1
前述したように基準電圧設定抵抗器5に設定され
た基準電圧E3とつき合わされる。従つて、基準
電圧設定抵抗器5に設定された基準界磁電圧E3
がフイードバツク電圧V1より低い場合には、つ
き合わせ後の信号が電圧制御ユニツト6を構成す
る電圧制御アンプ17および電流制御アンプ1
8、と位相制御アンプ7を介してサイリスタ整流
装置8の出力電圧を減少させる方向に制御するこ
とになる。このため、このような状態でサイリス
タ整流装置8がターンオンされてもその出力電圧
E2は界磁巻線2に発生した誘導電圧に打ち勝つ
ことができないので、適位相投入回路9から適位
相投入信号が出力されてもサイリスタ整流装置8
はターンオンされず、適位相のタイミングがずれ
て同期引込みがスムーズに行なわれず、同期電動
機のハンチング現象を起こすことなどの欠点があ
る。
However, the induced voltage generated in the field winding 2 at the time of starting is taken out as the feedback voltage of the feedback circuit 4 of the control circuit 3 described above, so that the appropriate phase input circuit 9 outputs an appropriate voltage for the operation of the control circuit 3. The thyristor rectifier 8 may not be turned on even by the phase turn-on signal, and synchronous pull-in may not be possible. That is, as shown in FIG. 4, when the synchronous motor 1 is started, the induced voltage generated in the field winding 2 by the rotating magnetic field is detected by the voltage detection means 15.
For example, the voltage is divided by a voltage dividing resistor 16 via a diode bridge circuit and taken out as a feedback voltage V1 , and this feedback voltage V1 becomes the reference voltage E3 set in the reference voltage setting resistor 5 as described above. I am faced with. Therefore, the reference field voltage E 3 set in the reference voltage setting resistor 5
is lower than the feedback voltage V1 , the matched signal is transmitted to the voltage control amplifier 17 and current control amplifier 1 constituting the voltage control unit 6.
8, the output voltage of the thyristor rectifier 8 is controlled to decrease via the phase control amplifier 7. Therefore, even if the thyristor rectifier 8 is turned on in such a state, its output voltage
Since E2 cannot overcome the induced voltage generated in the field winding 2, the thyristor rectifier 8
is not turned on, the timing of the appropriate phase is shifted, synchronous pull-in is not performed smoothly, and there are drawbacks such as a hunting phenomenon of the synchronous motor.

この考案は上記の欠点を克服して設定界磁電圧
が低い場合でもハンチング現象を起こすことな
く、適位相投入できるようにした同期電動機の励
磁装置を提供することを目的とするものである。
The object of this invention is to overcome the above-mentioned drawbacks and to provide an excitation device for a synchronous motor that can input the appropriate phase without causing the hunting phenomenon even when the set field voltage is low.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本考案は、界磁巻線の電圧をフイードバツクし
て設定値と比較しその差電圧を電圧制御ユニツト
を介して位相制御アンプへ与えその出力により界
磁電圧を制御する界磁電圧制御回路と、始動時に
上記界磁巻線に生ずる誘導電圧の適位相および極
性を検出して上記界磁巻線を直流励磁する信号を
出力する適位相投入回路とを備え、この適位相投
入回路出力を位相制御アンプへ加えることによつ
て界磁直流励磁手段がターンオンする同期電動機
において、始動時には上記界磁電圧制御回路のフ
イードバツク電圧を上記の設定値より小さな値に
制限する手段を上記界磁電圧制御回路に設けるよ
うにしたことを特徴とする同期電動機の励磁装置
である。
The present invention comprises a field voltage control circuit that feeds back the voltage of the field winding, compares it with a set value, and applies the difference voltage to a phase control amplifier via a voltage control unit to control the field voltage by its output; It is equipped with an appropriate phase switching circuit that detects the appropriate phase and polarity of the induced voltage generated in the field winding at the time of starting, and outputs a signal for direct current excitation of the field winding, and the output of the appropriate phase switching circuit is controlled in phase. In a synchronous motor in which the field DC excitation means is turned on by applying it to an amplifier, means is provided in the field voltage control circuit to limit the feedback voltage of the field voltage control circuit to a value smaller than the set value at the time of starting. This is an excitation device for a synchronous motor, characterized in that it is provided with a synchronous motor.

〔作 用〕[Effect]

始動時に、同期電動機1の界磁巻線2に発生す
る誘起電圧が、設定された基準界磁電圧E3より
大きいときは、 フイードバツク回路4から検出された前記誘起
電圧をリミツト回路20を介してそのツエーナー
作用により、基準界磁電圧E3より小さく制限
し、 界磁巻線2への励磁直流電流を制御する。
When the induced voltage generated in the field winding 2 of the synchronous motor 1 is larger than the set reference field voltage E3 at the time of starting, the induced voltage detected from the feedback circuit 4 is transmitted through the limit circuit 20. Due to the Zener action, the excitation DC current to the field winding 2 is controlled by limiting it to a value lower than the reference field voltage E3 .

〔実施例〕〔Example〕

以下、この考案を第5図に示す一実施例にもと
づいて説明する。なおこの考案の各構成部分が前
述した構成部分と同一のものについては同一の符
号を付して説明する。
This invention will be explained below based on an embodiment shown in FIG. It should be noted that each component of this invention that is the same as the component described above will be described with the same reference numerals.

この一実施例においても、1の同期電動機、2
の同期電動機の界磁巻線、3の界磁電圧を制御す
る制御回路、9の適位相投入回路をそれぞれ備え
る。しかして、適位相投入回路9は前述と同様に
同期電動機1の始動時に界磁巻線2に生ずる誘導
電圧の適位相と極性を検出して適位相投入信号を
出力するものである。制御回路3は回転磁界によ
る界磁巻線2に生ずる誘起電圧があらかじめ設定
された界磁電圧値になつたときに同期引込みがさ
れるように誘起電圧を電圧検出手段15、分圧抵
抗器16を介してフイードバツク電圧V1として
取り出すフイードバツク回路4と、この分圧抵抗
器16と電圧制御ユニツト6との間に組み込まれ
切り換えスイツチ19(その常開接点19aがオ
ンされたとき常閉接点19bをオフするようにし
てある)によつて切り換えられるリミツト回路2
0、基準電圧設定抵抗器5、電圧制御ユニツト
6、位相制御アンプ7、サイリスタ整流装置8に
よつて構成されている。上記リミツト回路20は
フイードバツク電圧V1を基準電圧設定抵抗器5
に設定された基準電圧E3より小さな値にするよ
うに設定されている。
In this embodiment as well, one synchronous motor, two
It is equipped with a field winding of a synchronous motor, a control circuit for controlling the field voltage (3), and an appropriate phase input circuit (9). As described above, the proper phase closing circuit 9 detects the proper phase and polarity of the induced voltage generated in the field winding 2 when the synchronous motor 1 is started, and outputs a proper phase closing signal. The control circuit 3 detects the induced voltage using a voltage detection means 15 and a voltage dividing resistor 16 so that the induced voltage generated in the field winding 2 due to the rotating magnetic field reaches a preset field voltage value, so that synchronous pull-in is performed. A feedback circuit 4 is installed between the voltage dividing resistor 16 and the voltage control unit 6, and a changeover switch 19 (when its normally open contact 19a is turned on, its normally closed contact 19b is limit circuit 2 which is switched by
0, a reference voltage setting resistor 5, a voltage control unit 6, a phase control amplifier 7, and a thyristor rectifier 8. The above limit circuit 20 connects the feedback voltage V1 to the reference voltage setting resistor 5.
It is set to a value smaller than the reference voltage E3 set in .

次に、上記の実施例の動作について説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be explained.

同期電動機1の始動時には切り換えスイツチ1
9を操作してフイードバツク電圧V1をリミツト
するようにしておく。同期電動機1を誘導電動機
としてまず始動し、この時回転磁界による界磁巻
線2に発生する誘導電圧が電圧検出手段15を介
して検出され分圧抵抗器16で分圧される。この
フイードバツク電圧V1はリミツト回路20によ
つて基準界磁電圧E3より小さな値V2にされる。
このため、つき合わせ後の信号は電圧制御アンプ
17、電流制御アンプ18、位相制御アンプ7を
介してサイリスタ整流回路8の出力電圧E2を増
大させる方向に働く。従つて、界磁巻線2に生じ
た誘導電圧から適位相および極性を検出して適位
相投入回路9から適位相投入信号が出力されると
サイリスタ整流装置8はターンオンして界磁巻線
2に直流励磁が与えられる。このようにして同期
引込みが行われる。
When starting synchronous motor 1, selector switch 1
9 to limit the feedback voltage V1 . The synchronous motor 1 is first started as an induction motor, and at this time the induced voltage generated in the field winding 2 due to the rotating magnetic field is detected via the voltage detection means 15 and divided by the voltage dividing resistor 16. This feedback voltage V 1 is made by a limit circuit 20 to a value V 2 smaller than the reference field voltage E 3 .
Therefore, the matched signal acts in the direction of increasing the output voltage E 2 of the thyristor rectifier circuit 8 via the voltage control amplifier 17, the current control amplifier 18, and the phase control amplifier 7. Therefore, when the proper phase and polarity are detected from the induced voltage generated in the field winding 2 and the proper phase closing signal is output from the proper phase closing circuit 9, the thyristor rectifier 8 is turned on and the field winding 2 is turned on. DC excitation is applied to. In this way, synchronous pull-in is performed.

適位相投入後は切り換えスイツチ19を切り換
えてリミツト回路20を介さないようにすると、
フイードバツク電圧V1と基準界磁電圧E3とのつ
き合わせ信号によつて同期電動機の運転中界磁電
圧が自動制御される。
After turning on the appropriate phase, change the changeover switch 19 so that it does not go through the limit circuit 20.
The field voltage is automatically controlled during operation of the synchronous motor by a matching signal between the feedback voltage V 1 and the reference field voltage E 3 .

〔考案の効果〕[Effect of idea]

この考案は以上のように構成されているので、
設定界磁電圧が低い場合でもハンチング現象を起
こすことなく任意の界磁電圧(界磁電流)におい
て適位相投入を行なうことができる。
This idea is structured as above,
Even if the set field voltage is low, hunting does not occur and appropriate phase input can be performed at any field voltage (field current).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は電圧制御回路および適位相投入回路を
並設した同期電動機の励磁装置の単結図、第2図
は適位相時の界磁電流の方向を示す図、第3図は
同期引込み時の回転子と固定子の極性を示す説明
図、第4図は従来の同期電動機の励磁装置の回路
図、第5図はこの考案の一実施例を示す回路図で
ある。 2……界磁巻線、3……制御回路、8……サイ
リスタ整流装置、9……適位相投入回路、20…
…リミツト回路。
Figure 1 is a single connection diagram of a synchronous motor excitation device with a voltage control circuit and a suitable phase input circuit installed in parallel, Figure 2 is a diagram showing the direction of field current at the appropriate phase, and Figure 3 is at synchronous pull-in. FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional excitation device for a synchronous motor, and FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of this invention. 2... Field winding, 3... Control circuit, 8... Thyristor rectifier, 9... Appropriate phase input circuit, 20...
...Limit circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 界磁巻線の電圧をフイードバツクして設定値と
比較しその差電圧を電圧制御ユニツトを介して位
相制御アンプへ与えその出力により界磁電圧を制
御する界磁電圧制御回路と、始動時に上記界磁巻
線に生ずる誘導電圧の適位相および極性を検出し
て上記界磁巻線を直流励磁する信号を出力する適
位相投入回路とを備え、この適位相投入回路出力
を位相制御アンプへ加えることによつて界磁直流
励磁手段がターンオンする同期電動機において、
始動時には上記界磁電圧制御回路のフイードバツ
ク電圧を上記の設定値より小さな値に制限する手
段を上記界磁電圧制御回路に設けるようにしたこ
とを特徴とする同期電動機の励磁装置。
A field voltage control circuit feeds back the field winding voltage, compares it with a set value, and applies the difference voltage to a phase control amplifier via a voltage control unit to control the field voltage using its output. and an appropriate phase input circuit that detects the appropriate phase and polarity of the induced voltage generated in the magnetic winding and outputs a signal for direct current excitation of the field winding, and applies the output of this appropriate phase input circuit to a phase control amplifier. In a synchronous motor in which the field DC excitation means is turned on by
An excitation device for a synchronous motor, characterized in that the field voltage control circuit is provided with means for limiting the feedback voltage of the field voltage control circuit to a value smaller than the set value at the time of starting.
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