JPS61273196A - 単相電動機制御装置の構造 - 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】 同期電動機は一定の同期速度で回転し、力率が良好であ
るなどの秀れた長所があるが、その反面励磁機を必要と
し、起動が困難であるなどの欠点がある。殊に、同期機
の容量が小さくなるにしたがつて、励磁機を必要とする
欠点は著しくなる。

したがつて動力用小形同期電動機、殊に分数馬力電動機
としては、直流励磁をおこなう同期電動機は殆んど使用
されていない。

本発明はこのような同期電動機の現状における欠点を除
く同期機構造の単相電動機制御装置の構造に関する発明
である。その中にあつて本発明は次の何れかの場合に関
係するものである。

（１）単相同期電動機の構造をブラシレス構造で而も励
磁機を省略した構造として運転駆動せしめるもの （２）上記（１）の構造を持ち、且つ始動時に電動機を
誘導電動機接続で大きい始動トルクを簡単に得るように
運転駆動せしめるもの （３）上記（１）の構造を持ち、且つ電動機の速度を確
実容易に制御し、運転駆動せしめるもの（４）上記（１
）の構造を保ちながら、而も力率を適当に調節しうるも
の 同期発電機をブラシレス構造とし、而も励磁機をなくす
るため、本発明者自身の発明として昭和５７年特許願第
４９７１２号や昭和５７年特許願第２１７６２５号があ
り、昭和６０年特許願第１５０４５号及び昭和６０年特
許願第２２３００号がある。これらの発明では同期機本
体を励磁機としても使うもので、同期機本体の固定子に
設けた電機子巻線に流す負荷電流によつて造られる磁極
の極数と、電機子巻線又は励磁巻線に流す励磁電流によ
つて造られる磁極の極数との関係を１対２又は２対１と
し、これに対応して回転子に励磁巻線部と界磁巻線部を
設けて、その磁極数をそれぞれ固定子の巻線の磁極数に
対応させる。このようにして同一磁極数の固定子巻線と
回転子巻線とを電磁的に結合させ、磁気回路を兼用した
回転電気機械を簡略にブラシレス構造に造りあげるので
ある。

然し、本発明は始めに述べたように同期電動機の場合を
対象にし、特に単相同期電動機を主に、同期機構造の単
相電動機を対象としたもので、同期発電機を対象とした
従来の上記の場合と若干内容を異にするものである。

例えば、単相同期電動機の構造をブラシレスにして而も
励磁機なし構造とし、これを簡略な構造にし上げること
は単相同期発電機に対して実施する場合と異なつた新し
い発明を必要とする。又単相同期電動機の構造をブラシ
レスにして而も励磁機なし構造とし、而も始動時に始動
トルクを簡単に出し、その際全体構造を簡略化すること
は極めて重要である。

以上のように考えた場合、本発明は同期機構造の単相電
動機をブラシレスとし、而も励磁機なし構造として、こ
れを具体的に使つてゆく場合に、（ａ）周波数変換装置
を用いて速度制御する場合と周波数変換装置を用いずに
単なる一定速度に保つ場合の如何に拘わらず、そのま始
動時の始動トルクを大きいトルクとして簡単な構成で得
ることを目的とし、又別に（ｂ）構造全体を出来る限り
簡単に造りあげ、安価とし、更に（ｃ）装置の力率を高
くすることにより系統全体の効率を高く保ちながら運動
駆動させることを目的とするものである。

以上述べた目的を達成せしめるため　本発明では具体的
な本発明実施接続図例である第１図に示されるように、
固定子電機子巻線１の構成を外部接続電線２４、２５と
接続する端子２から並列に巻線４と５を接続し、更に巻
線４と５に加えてそれぞれ巻線６と７を直列に接続して
別の外部接続端子３に到らしめる巻線接続とし、上記巻
線４と６及び５と７の直列接続回路を外部接続端子２と
３の間で並列接続ならしめ、上記外部接続端子２と３の
間に外部電源１５より電力を加える一方、巻線４と６及
び５と７の接続点９と１０の間に電力を加え、上記電機
子巻線１或いは４、５、６、７に同時に二種類の電流を
通すように配列するのである。

第１図はこのように回転子巻線に就ては示さずに、固定
子電機子巻線を中心に示している。単相の同期電動機に
ついての電気接続図例であるが、電機子巻線１の中、負
荷電流を流すのは上記の巻線４、５、６、７であり、第
１図に対応して具体的な巻線配列図例の第２図及び第３
図によつてその状況が判る。第１図の巻線４、５、６、
７は第２図及び第３図において３６個の溝中に、その２
／３の溝すなわち２４個の溝に納められる。１〜３６と
示されたのは溝の番号であり、１個の溝中に１個の導線
巻線片を納める所謂単層巻である。このように負荷電流
を流す巻線４、５、６、７は全体の溝の中の２／３の溝
に納められ、あとの残り１／３の溝は空けられている。

そこで本発明の場合、第１図で示されるように、この空
けられた溝を利用して巻線８が納められる。この巻線８
は巻線４、５、６、７は互いに異なつた相を造る。すな
わち、巻線４、５、６、７は負荷電流を均等に流すので
、これらは一相を形成すると考えられ、これらとは互い
に異なつた相を造る巻線８は、巻線４、５、６、７との
間で不平衡二相を造ることになる。巻線８は固定子の溝
に納められ、第２図で判るように、巻線４、５、６、７
の中を流れる負荷電流が黒色矢印で示されるのに対し、
巻線８の中を流れる電流は中空矢印で示される。第１図
では巻線８は電動機の始動時に次のように電気接続され
る。すなわち開閉器１６と１７において、それぞれ、接
点１８及び１９を閉ぢ、巻線８とコンデンサー１２の直
列回路が巻線４−６、１０−１１の直列回路と共に端子
２と３の間に並列接続される。このようにすると、巻線
４−６、５−７が主回路巻線接続であるのに対し、巻線
８とコンデンサー１２の直列回路が補助回路になる。今
交流電源１５の電圧を基準にＶとして第４図にベクトル
図を画くと、この補助回路に流れる電流ＩＡはコンデン
サー１２の作用によつてＶよりも電気角ψＡ進み、一方
上記主回路巻線接続４−６、１０−１１の総合負荷電流
ＩＨはＶよりもψＭなる電気角遅れることになる。結局
交流電源１５から端子２と３の間に流す総合負荷電流は
第４図においてＩＡとＩＨのベクトル結合電流Ｉとなる
。このようにして上記主回路巻線接続４−６、１０−１
１に対するＩＭなる電流と補助巻線８へのＩＡなる電流
との間の電気角ψＭ＋ψＡによつて電動機の始動時に回
転磁界を発生せしめうることになる。

第２図では第１図の固定子電機子巻線４、５、６、７と
補助巻線８が溝中に配列されている様子が示され、固定
子電機子巻線４、５、６、７に対する第１図に示された
端子２、３、９、１０のほか、補助巻線８用の端子２２
、２３も第１図に対応して示されている。第２図はある
瞬間における電機子巻線４、５、６、７に流れる電流を
黒色矢印で、又補助巻線８に流れる電流を空白矢印で示
す。たゞし、こゝでは電動機の始動時における電流を示
すものとする。従つて開閉装置１６、１７は接点１８及
び１９の方に接続され、同時に短絡用スイツチ１１は閉
路されて接続端子９と１０の間を短絡する。第３図では
補助巻線８が必らずしも全体の溝の１／３を使うことな
く、溝全体の中、１／３以下に埋められる場合を示す。

第１図に示される固定子電機子巻線及び補助巻線に対し
て、回転子に設けられる回転子巻線２６と回転整流子２
７が第９図と第１１図に示される。これら回転子巻線の
配列は一例であるが、第９図は定常時の電流の瞬間状態
を示し、第１１図は始動時のある瞬時の電流状態を示す
。

第９図及び第１１図における回転子巻線２６では二重星
形接続に近い巻線接続となつている。回転子巻線２６の
外部接続端子Ｕ、Ｖ、Ｗと電機子巻線相互間を接続する
相互間接続端子ｕ１、ｕ２、ｖ１、ｖ２、ｗ１、ｗ２を
設ける。三相の巻線端子Ｕ、Ｖ、Ｗを頂点とし、各相は
それぞれ二重にｕ相、ｖ相、ｗ相を形成する巻線２８、
２９と３０、３１及び３２、３３から成る。上記回転子
巻線２６に対し、回転整流器２７は共に回転するように
配列され、グレーツ回路を形成する回転整流器２７の交
流側端子に対し回転子巻線２６の接続端子Ｕ、Ｖ、Ｗが
電気接続される。且つ回転整流器２７の直流側端子は二
重の星形に近い回転子巻線接続の二つの中性点３４と３
５に接続される。回転子巻線２６の作用を考える際に、
先づ具体的な巻線接続例の第１０図と第１２図により説
明する。第１０図と第１２図は何れも第９図や第１１図
の回転子巻線２６の溝中の配列を示したものである。図
の一番上部に示されている番号は１８溝ある溝の番号を
示したものである。又巻線は二層巻で実線は上口配列を
、又点線は下口配列を示す、第１０図と第１２図におけ
る端子符号Ｕ、Ｖ、Ｗ、ｕ１、ｕ２、ｖ１、ｖ２、ｗ１
、ｗ２はすべて第９図や第１１図における同符号に相対
応するものである。第９図や第１１図における二つの中
性点３４と３５に対して接続される巻線２６の順序は次
のようになる。

すなわち一方の中性点３４に対しては端子ｕ１、ｖ１及
びｗ１が接続されるのではなく、ｖ１の代りにｖ２が接
続されて、結局ｕ１とｖ２とｗ１が接続され、他方の中
性点３５に対しては端子ｕ２、ｖ２及びｗ２が接続され
るのではなく、ｖ２の代りにｖ１が接続されて、結局ｕ
２とｖ１とｗ２が接続される。これは三相星形が二組配
列される巻線接続の中、その一相が互いに逆の中性点に
接続されることになる。第９図における空白矢印で示さ
れた直流界磁電流は第１０図における空白矢印で示す直
流界磁電流で対応するが。この第１０図の例では２極の
界磁極が造られることになる。この２極界磁極の強さを
強くするために上記のような中性点への一相の逆接続を
おこなうのである。

第９図の回転子巻線２６中を流れる黒色矢印の電流も第
１２図の黒色矢印もある瞬間における励磁電流の方向を
示したものである。第１２図の例ではこの励磁電流によ
つて造られる磁極が４極磁極であることを示している。

以上のようた第１図、第２図、第３図、第４図と第９図
、第１０図、第１１図、第１２図を関連せしめて見る時
、次のようになる。固定子巻線と回転子巻線の間で磁極
を中介にして相互に誘導する場合、極数が互いに１対２
又は２対１を形成する磁極を考えると、同一極数の巻線
間では作用し合い、異つた極数の巻線間では作用し合わ
ないと云う関係がある。これによつて生じる現象を考え
ねばならない。そこで先づ単相同期電動機の始動時を考
える。前述のように補助巻線８とコンデンサー１・２の
直列回路が開閉器１６と１７の接続により端子２と３の
間に接続され、短路スイツチ１１の閉路により端子９と
１０の間に加わる外部からの印加電圧を０とする。短路
スイツチ１１の存在は必らずしも必須ではないが、端子
９と１０の間に加える外部からの電圧を０とする。その
ようにすれば、第２図の例で２極の回転磁界が固定子に
造られる。第１図において流れる電流は固定子電機子巻
線１の中を実線矢印によつて示す電流が流れ、点線矢印
の電流は流れない。この２極回転磁界に対応して回転子
巻線２６には第１１図の黒色矢印で示す電流が流れる。

第１１図に示す電流はある瞬間の電流であるが、この電
流は回転子巻線２６の中だけを流れるもので、回転子巻
線２６の外部へは流れ出ない。この電流によつて２極の
磁界を造るように配列される。この第１図の電機子巻線
配列と電流方向とそれによる磁極の極数関係を判りやす
く説明したのが第１４図である。第１図の電機子巻線１
の端子２、３、９、１０に対応して第１４図に同符号の
端子を対応させて、その端子間に巻線４、５、６、７を
それぞれ第１４図では１巻数の巻線として示した。第１
図の実線矢印と点線矢印の電流に対応して第１４図にも
同種の矢印によりそれぞれ負荷電流と励磁電流を示した
。このようにして電動機の始動時には固定子電機子巻線
１の端子９と１０の間の電圧０により点線矢印の電流は
流れず、従つて、これに対応した第９図の回転子巻線２
６中の４極電流すなわち第９図の黒色矢印の電流、つま
り励磁用電流は流れない。結局電動機の始動時には、第
１１図の黒色矢印のみ、すなわち今まで説明した例によ
ると第１図の黒色矢印の２極電機子巻線電流に対応した
第１１図の２極用電流のみ流れることになる。

以上のように電動機を始動して、定常状態になつた場合
、開閉装置１６及び１７の接続切り替えをおこない、そ
れぞれ開閉器の接点２０及び２１に接続し、補助巻線８
とコンデンサー１２の直列回路を制御素子付き整流装置
１３の交流側端子に接続する。この場合、制御素子付き
整流装置１３の直流側端子は電機子巻線１の中間端子９
と１０に接続され、電機子巻線１の中には点線矢印で示
すような励磁電流が流れることになる。第１図の点線矢
印の電流に対応して第３図の空白矢印の電流が示される
が、この電流により、この例では４極磁界が造られるこ
とが第３図より判る。このようにして定常時には第１図
の実線矢印の電流と点線矢印の電流が同時に電機子巻線
１の中を流れるが、これは第２図の黒色矢印と第３図の
空白矢印の電流が同時に流れたことになる。第１図の点
線矢印の電流つまり第３図の空白矢印の電流は４極磁界
を造り、この例では直流励磁電流であるため固定４極磁
界である。この４極磁界の中を回転子が回転して第９図
の黒色矢印の方向の電圧を発生し、又その方向の電流を
発生する。この回転子電流は第１２図の黒色矢印によつ
ても判るように、４極磁界を造る。回転子巻線２６の外
側端子Ｕ、Ｖ、Ｗからグレーツ回路構成の回転整流器２
７の交流側端子へこの交流電流を流して、回転整流器２
７の直流側端子から直流を出し、その空白矢印の直流電
流を二つの中性点３４と３５を通して回転子巻線２６の
中へ流すのである。このようにして回転子巻線２６の中
に流された空白矢印の直流電流は第１０図のようになり
、それによつてこの例では２極の界磁極を造ることにな
る。

第２図から判るように、この例では電機子巻線４、５、
６、７は２極機として固定子の中に配列これているため
、上記の回転子２極界磁と結合して全体２極機として働
らくことになる。又補助巻線８も２極機として第２図や
第３図に示すように配列されているため、上記の回転子
２極界磁と結合して補助巻線８に交流電圧を誘起するこ
とになるのである。

以上のように本発明の第１図の例で示す配列では次のよ
うな作用効果がある。すなわち先づ（１）ブラシレスで
且つ励磁機なしの単相同期機構造の電動機を得る。（２
）そのような構造の電動機を簡略な装置によつて完成し
うる。（３）第１図において制御素子付き整流器１３の
位相を制御装置１４で制御して、補助巻線８から電機子
巻線１へ与える励磁電流を調整しうるので、この電動機
の力率を調整しうることが判る。（４）ブラシレスで且
つ励磁機なしの単相同期機構造の電動機において、簡単
に始動しうるトルクを発生せしめうる。

要は第１図、第２図。第３図、第４図、第９図に続き、
第１０図、第１１図、第１２図、第１４図を通して今迄
説明してきたのは電機子巻線１の中を負荷電流と励磁電
流を同時に通すことによつて、同期機本体と励磁機と云
う二種類の回転電機の磁気回路と電気回路を兼用せしめ
ることが出来ることを証明した。前にも述べたように、
これは負荷電流を流した場合に造られる磁極の極数と、
励磁電流を流した場合に造られる磁極の極数との間の関
係が何れかが１で他方がその２倍の関係にあれば成立す
るのである。上に述べたのは磁気回路も電気回路も兼用
した場合を示したけれども、本発明の拡大のため、後に
は電気回路についての兼用については言及せず磁気回路
についての兼用のみにつき述べることにする。本発明は
このようにして造られた同期機構造の単相電動機制御装
置の構造に関するものである。尚第１図で補助巻線８が
定常時に励磁電流供給に使われるだけではなく、それが
始動時にも使われることは一つの特長であると考えられ
る。

今迄説明してきた単相の電動機に対して、固定子は単相
電機子巻線接続であるのに、回転子の巻線を三相接続と
しているのは何故かと云うことになる。本発明の回転子
巻線に対しては特に三相巻線を使わねばならないと云う
限定をするのではないが、三相巻線、三相巻線を含めて
多相巻線とすることによつて一つの作用効果の特長を持
つことが出来る。これはもし単相同期機構造の電動機に
おいて回転子も単相巻線とすると、高調波電圧を誘導す
ることになる。単相同期機は電機子巻線軸方向にその振
幅だけ変化する交番磁界を形成する。この交番磁界は、
その振幅の最大値をΦａｍとすると、Φａｍ／２なる振
幅を持ち、互いに反対方向に同期角速度ｗ１で回転する
二つの磁界に分けて考えることが出来る。回転子と同一
方向に回転するものを正相分回転磁界、逆方向に回転す
るものを逆相分回転磁界と云う。正相分回転磁界Φａｆ
は常に磁極と一定関係位置にあるので、三相同期機の場
合の電機子反作用と同じになる。問題なのは逆相分回転
磁界Φ■ｂで、同期速度の２倍の速度で界磁巻線を切る
ので、界磁巻線には２倍周波数の交流起電力を誘導する
。従つて、界磁巻線には直流に重畳して２ｆ［Ｈｚ］の
電流が流れる。たゞしｆ［Ｈｚ］は単相機の誘導起電力
の周波数である。一般に界磁巻線は単相巻線になつてい
るから、この２ｆの電流による起磁力は、界磁巻線軸に
対して互いに反対方向に２ｗ１で回転する回転磁界をつ
くり、回転子はｗ１で回転しているため、結局固定子に
対し３ｗ１の回転磁界となり、電機子巻線に３ｆの高調
波起電力を誘導する。もし電機子に、３ｆつまり第３調
波電流が流れると、上記と同様の理由で、界磁巻線に４
ｆ、電機子に５ｆの電圧を誘導する。このようにして電
機子には３、５、７‐‐‐の高調波電圧を誘導し、電圧
波形をひずませる。

これに対し本発明では回転子巻線を第９図や第１２図の
ように平衡多相（三相や二相）の分布巻線として用い、
回転子巻線を界磁巻線及び励磁巻線としている。直流励
磁電流に重畳して２ｆの平衡三相電流が流れるが、これ
による起磁力は一方向の回転磁界しかつくられないから
、結局逆相分回転磁界と同方向に、回転子に対して２ｗ
１、電機子に対して２ｗ１−ｗ１＝ｗ１の同期速度で回
転する磁界だけとなり、電機子には基本波の起電力を誘
導するだけで高調波は発生しない。従つて端子電圧は負
荷のいかんにかゝわらず正弦波形を保つことが出来、交
流母線に高調波の悪い影響を与えることはない。

次に本発明の第１図の例から発した変形について述べる
。第５図は第１図の電気接続図と殆んど同じであるが、
両者の相異は定常状態において第１図が直流励磁方式で
あるのに、第５図は交流励磁方式を採用していることで
ある。すなわち定常時、開閉器１７は接点２１と接続す
ることにより補助巻線８とコンデンサー１２の直列回路
を電機子巻線１の中間端子９、１０に接続するが、その
回路には制御素子付き逆並列接続整流器３６が接続され
、補助巻線８から電機子巻線１へ交流励磁電流が供給さ
れることになる。制御素子付き整流器３６の制御素子回
路を制御装置で制御し、位相制御して補助巻線８から電
機子巻線１への交流励磁電流を制御するのである。

第５図ではこの交流励磁電流を制御するのに対し、第６
図では交流励磁電流を制御しない簡単な回路が示される
。この場合には補助巻線８とコンデンサー１２の直列回
路は定常運転時、直接電機子巻線１の中間端子９、１０
の開に接続され、補助巻線８から励磁電流を電機子巻線
１へ与えることになるが、回路は簡単ながら、与える交
流励磁電流はこの場合調整し得ない。第７図は第６図を
更に簡略化せしめて、補助巻線８と直列接続させるコン
デンサー１２を第７図では省略している。第７図の場合
、始動時のベクトル図が第８図に示される。始動時、電
機子巻線４−６、５−７と並列に補助巻線８が電源１５
に接続されるが、電源電圧を基準としてＶとすると、こ
れに対し補助巻線８の中を流れる電流ＩＡはＶに対して
ψＡなる電気角遅れ、電機子巻線４−６、５−７にはＩ
Ｍなる電流が流れる。このＩＭはＶに対しψＨなる角度
電気的に遅れることになる。そこでＩＡとＩＨの位相差
によつて不完全ながら回転磁界ができて始動トルクを発
生することになる。このようなことのためには補助巻線
８は電機子巻線４、５、６、７よりずつと細い線を用い
て抵抗を高くし、巻数を少なくしてリアクタンスを減ら
してある。

第１５図は電源１５より周波数変換装置３９を通して電
機子巻線４−６、５−７へ電力を与える場合を示す。周
波数変換装置３９はコンバーターとリアクトル、インバ
ーターの直列回路から成る場合やサイクロコンデーター
から成る場合があり、電機子巻線１に与えられる負荷電
流の周波数が変化するけれども、一方交流電源１５から
周波数変換装置３９を通さず、直接これとは並列的に一
定周波数の交流励磁電流を電機子巻線１の中間端子９、
１０を経て、電機子巻線１に与える。このようにして、
電機子巻線１に与える二種類の電流の一方の周波数を交
流一定又は直流とし、他方の周波数を変化させた場合も
本発明が成立することは一つの特長である。つまり同一
巻線中に入れる二種の電流により造られる磁極数が同一
の場合だけ相互に作用し合い、磁極数の関係が相互に１
対２、或いは２対１の関係を保つ巻線間では電磁的に作
用し合わないのである。

第１５図では補助巻線８とコンデンサー１２の直列回路
は開閉器１７により始動時のみ電機子巻線４−６、５−
７の回路と接続され、定常時にはこの電機子巻線４−６
、５−７の回路から外される。第１５図では定常時は電
源１５から変成器３８を通し、電機子巻線１の中間端子
９、１０を経て交流励磁電流が電機子巻線１に与えられ
る。交流励磁電流を調整するために逆並列制御素子付き
整流器３６が変成器３８の二次巻線回路４０に挿入され
る。３７はその整流器３６の制御素子の制御装置である
。変成器３８の一次巻線は電圧巻線４１と電流巻線４２
から成り、ベクトル結合されてその結合電圧が二次巻線
４０で受けられる。そのため、場合によつては電圧巻線
４１の回路にりアクチブ素子つまりコンデンサーやリア
クトルが挿入されることがある。第１５図の逆並列制御
素子付き整流器３６の代りに第１６図の整流器１３を用
いることも可能である。整流器１３の制御素子回路の制
御は制御装置１４によつておこなう。

これにより電機子巻線１は直流励磁電流が与えられる。

第１３図は第１４図と同様、電機子巻線１を構成する巻
線４、５、６、７の接続により、その中を流れる電流の
方向で、第１４図とは磁極数関係を逆にすることが出来
ることを示している。すなわち第１図の実線矢印の電流
に対応した第１３図の実線矢印の電流によつて４極が造
られ、点線矢印の電流によつて２極の磁極が造られる。

これは第１４図における関係と逆になつている。

第１７図の場合、開閉器１６は接点１８の方を閉じ、開
閉器１７は接点１９を閉じて始動する。

これにより補助巻線８とコンデンサー１２の直列回路が
電源１５に対し、電機子巻線４−６、５−７と共に並列
接続される。定常状態では開閉器１６は接点２０に、又
開閉器１７は接点２１に閉じる共に、開閉器４３が閉じ
る。これによつて補助巻線８からコンデンサー１２へ電
力供給すると共電機子巻線１へ直流励磁電流を供給する
ことになる。

最後に本発明の適用例である第１８図を示す。

第１８図は本発明が必らずしも固定子電機子巻線に二種
類の電流を流す場合だけに限らないことを示している。

むしろ磁気回路を兼用する場合全体に拡大されることを
示す。

第１８図では固定子に負荷電流を適す電機子巻線部１を
設け、又回転子に界磁巻線部を設け、又交流電源１５か
ら周波数変換装置３９を経て、上記電機子巻線部１へ電
力を供給するように配列し、そのような交流電源１５か
ら固定子電機子巻線部１への回路とは並列的に交流電源
１５から整流器４５を通して上記固定子に装備された励
磁巻線部４４に励磁電力を供給するように電気接続し、
電機子巻線部１の鎖交する磁気回路と励磁巻線部４４の
鎖交する磁気回路を兼用する配列とし、その励磁電流を
励磁巻線部に流すことにより造られる磁極の極数と上記
電機子巻線部１に負荷電流を流して造られる磁極の極数
との関係を、その何れか一方を１とし、他方をその２倍
とする関係となる巻線配列とし、その励磁巻線部４４に
励磁巻線部４４に励磁電流を流して造られる磁極を、こ
れと同一極数の回転子励磁巻線部が切つて回転子の励磁
巻線部に電流を流し、界磁極を造るように配列するので
ある。第１８図では整流器４５と交流電源１５の間にコ
ンデンサー４６を接続する例が示される。固定子の励磁
巻線部４４を短路するスイツチ１１は第１図の短路スイ
ツチ１１と同様の作用をすることが判る。第１８図は回
転子について示されていないが、回転子の状態やその他
については今迄述べてきた種々の例と同様であるので重
ねて述べない。今迄述べてきたことは第１８図について
も適用しうる。

以上の本発明についての作用効果をまとめると次のよう
になる。

（１）単相の同期機構造を持つ電動機においてブラシレ
ス構造とし、而も励磁機を省略した構造として運転駆動
せしめうる。

（２）単相の同期電動機の構造をブラシレスで励磁機な
し構造に保ちながら、始動時に電動機を誘導機接続で大
きい始動トルクを簡単に得るように運転駆動せしめうる
。

（３）単相の同期機構造の電動機の構造をブラシレスで
励磁機なし構造に保ちながら電動機の速度を確実容易に
制御し、運転駆動せしめうる。

（４）単相の同期機構造の電動機の構造をブラシレスで
励磁機なし構造に保ちながら、電動機の力率を調整しう
る。

（５）単相の同期機構造の電動機の構造をブラシレスで
励磁機なし構造に保ちながら、誘導起電力を正弦波に保
ち、高調波電圧を発生することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的電気接続図例であり、固定子部
分の関連図で、回転子部分は画かれていない。第２図は
本発明の具体的電気接続図例の第１図における電機子巻
線と補助巻線の溝中の配列図例である。第３図も本発明
の装置中に用いられる電機子巻線と補助巻線の溝中の配
列図例である。 第４図は第１図の電気接続による電動機始動時のベクト
ル図である。第５図は第１図と異なる本発明の電気接続
図例である。第６図も本発明の他の具体的電気接続図例
である。第７図も本発明の具体的電気接続図の他の例で
ある。第８図は第７図の装置における電動機の始動時の
ベクトル図である。第９図は本発明の具体的接続例とし
て使う回転子接続の例。第１０図は第９図の回転子巻線
の巻線配列図例であり、界磁電流の方向を示す。 第１１図は第９図の回転子接続において始動時に流れる
電流の方向を示す。第１２図は第１０図と同様、本発明
に用いうる具体的な回転子巻線の配列図例であり、その
中を流れる励磁電流の方向を示す。第１３図及び第１４
図は何れも本発明の固定子電機子巻線の接続を説明する
図面である。第１５図は本発明の具体的電気接続図例の
一つである。第１６図は第１５図の接続図中、部分的に
代えうる部分接続図例である。第１７図は本発明の具体
的電気接続図例の一つである。第１８図も本発明の具体
的電気接続図例の一つである。 次に図の主要な部分をあらわす符号としては次に示すよ
うなものがある。 １：固定子電機子巻線、　２、３：電機子巻線の外側端
子、　４、５、６、７：固定子電機子巻線を構成する部
分巻線、　８：固定子に設けられる補助巻線、　９、１
０：電機子巻線の中間端子、　１１：短絡用スイツチ、
　１２：コンデンサー、　１３：整流器、　１４：制御
装置、　１５：交流電源装置、　１６、１７：開閉器、
　１８：１９、２０、２１：開閉器１６、１７の接点、
２２、２３：補助巻線８の端子、　２４、２５：外部接
続電線、　２６：回転子巻線、　２７：回転整流器、　
２８：２９、３０、３１、３２、３３：回転子巻線２６
を構成する部分巻線、　３４、３５：中性点、　３６：
逆並列制御素子付き整流器、　３７：制御装置、　３８
：変成器、　３９：周波数変換装置、　４０：変成器の
二次巻線、４１：変成器の電圧巻線、　４２：変成器の
電流巻線、　４３：開閉器、　４４：励磁巻線部、４５
：整流器、　４６：コンデンサー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定子電機子巻線の構成を外部接続電線と接続する端子
   ２から並列に巻線４と５を接続し、更に巻線４と５に加
   えてそれぞれ巻線６と７を直列に接続して別の外部接続
   端子３に到らしめる巻線接続とし、上記巻線４と６を直
   列に、又巻５と７を直列とし、上記巻線４と６及び５と
   ７の直列接続回路を外部接続端子２と３の間で並列接続
   ならしめ、上記外部接続端子２と３の間に外部電より電
   力を加える一方、巻線４と６及び５と７の接続点間に、
   すなわち９と１０の間に電力を加え、上記電機子巻線に
   同時に二種類の電流を通すように配列した同期機構造の
   単相電動機制御装置の構造