JPS6152640B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無整流子電動機の位置検出器に関す
る。

無整流子電動機において、位置信号の検出は、
電機子巻線と界磁磁極の機械的相対位置を近接ス
イツチ、磁気センサ、光電式カツプラ等の機械的
位置検出器を用いて行うのが一般的であり、最も
多く利用されているが、これら機械的位置検出器
は、電機子反作用による界磁磁束への影響を補償
するのが困難で過負荷耐量、力率に著しく制約を
受ける。このため、他の方法として、無整流子電
動機の誘起電圧を利用し回転子位置を検出するこ
とが考えられるが、誘起電圧の波形は電源転流、
負荷転流によつて歪みを受け、この歪み波形信号
を位置信号として利用するべく正常な正弦波形信
号へ変換するには回路構成上相当の困難を伴う。

本発明は上記に鑑み電機子反作用の影響を考え
なくてよい誘起電圧を検出して位置信号を得る方
法に係り、同期電動機、同期発電機のカツプラを
無整流子電動機電源回路に並列接続し、当同期発
電機の出力電圧として電源回路の誘起電圧と周波
数、位相の等しい電圧波形を得る新規の位置信号
検出器を提供するものである。

すなわち、本発明は無整流子電動機本体の極数
と同数の極数を持つ殆んど無負荷の状態で運転さ
れる小容量の同期電動機、それに直結された同じ
極数の同期発電機、かつ両者の位相をも一致させ
た、“誘起電圧検出用回転装置”を備えたもの
で、無整流子電動機の電源回路に上記同期電動機
を並列接続し無整流子電動機の電源電圧即ち誘起
電圧を駆動源として、従つて同期電動機、同期発
電機の回転数は無整流子電動機の回転数と一致
し、同期発電機の出力電圧周波数は電源回路誘起
電圧の周波数と等しく、またその位相も同期電動
機、発電機の位相を合致せしめたことの故等しく
なる。すなわち、無整流子電動機の誘起電圧は、
電動機電源回路に接続の同期電動機、当電動機と
機械的に直結された同期発電機を介し、同一周波
数、位相のかつ歪のない正弦波形の電圧に変換さ
れることとなる。

以下、本発明の詳細を図示する実施例に基づき
具体的に説明する。

本発明は直流、交流いずれの方式の無整流子電
動機にも適用できるが、説明の便宜のため図示の
例は交流無整流子電動機に関する。交流無整流子
電動機はサイクロコンバータをようし、商用周波
の交流電源から直接所望の周波数、電圧の交流電
源を得て電動機を駆動するもので、速度制御用の
α制御係とトルクを生じ回転を継続させるβ制御
系をサイクロコンバータのサイリスタを点弧する
段階でαβ合成論理回路として合成し、α，βの
双方の信号を満足する点弧信号を形成、上記サイ
リスタへ加える。すなわち、α制御系は、速度指
令を与える速度指令器１、電動機速度を検出する
速度検出器２、速度指令と速度信号とを比較、偏
差を求め、かつ増幅、調整を行う速度調節器３、
この速度調節器３の出力を電流指令とする、電流
検出器４、電流調節器５、移相器６からなる電流
マイナループ、から構成され、移相器６出力のα
信号を、速度偏差を零とすべく電動機電圧が適宜
値に設定されるよう調整する。一方、β制御系
は、電機子磁束と界磁磁束の相対位置を検出する
位置検出器と、サイリスタ負荷転流のタイミング
を決めるβ信号を上記位置検出器からの位置信号
を組合せて得るβ論理回路７から成り、更に全体
の制御系は上記α制御系のα信号とこのβ信号を
合成、最終的にサイクロコンバータサイリスタの
点弧信号を決定するαβ合成論理回路８を備えて
構成される。なお、１０は18個のサイリスタから
成るサイクロコンバータである。

本発明は上記β制御系における位置検出器の構
成に係り、無整流子電動機THMの電源回路に本
体電動機THMと同一極数の同期電動機１１を直
接あるいは変圧器１２を介して（耐圧上の理由に
よる）接続し、かつこの同期電動機１１と同じく
極数及び機械的位相を合致せしめた同期発電機１
３を当同期電動機１１に直結し、更に同期発電機
１３からの発電出力電圧を基準値と比較して、位
相角を得位置信号に変換するコンパレータ１４、
を備えるものである。すなわち、同期電動機１１
は無整流子電動機THMと並列に接続され、また
極数も等しいので、本体電動機THMと同一回転
数で回転することとなり、従つて直結されている
同一極数、位相の同期発電機１３に発生する交流
電圧は、同期電動機１１の入力電圧言い換えれば
無整流子電動機THMの誘起電圧と周波数、位相
がともに等しい波形となる。すなわち、電源回路
の本体電動機THM誘起電圧は、電源転流、負荷
転流の故に多くのリツプルを含み、例えば第２図
のイに示すような歪み波形であるが、本発明に係
る同期発電機１３出力に得られる交流電圧は同図
ロに示す同一周波数、位相のかつリツプルのない
きれいな正弦波形となる。

以上述べたように本発明は無整流子電動機にお
いて負荷転流タイミングを司るβ制御系の構成要
素である位置検出器を、電動機電源回路に同期電
動機、発電機のカツプラを並列接続して構成し歪
み波形である誘起電圧と同一周波数、位相の正弦
波形電圧を同期発電機出力として得るもので、電
動機誘起電圧と電子回路との絶縁は自動的に行わ
れ、かつ誘起電圧を検出するこの種従来方式にあ
つて最難点であつた歪み波形の問題を解決し得
る、という優れた特長を有する。

なお、上記説明では、同期電動機と同期発電機
の直結構造のものについて述べたが、同期電動機
を２重巻線とし一方の巻線を電動機、他方の巻線
を発電機として使用することも考えられ、上記実
施例と同一の作用、効果が得られるのであり、そ
の場合、一方の巻線を無整流子電動機電源回路へ
接続し、他方の巻線をコンパレータ入力側へ接続
すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のブロツク線図、第２図
は本発明実施例に係る位置検出器の入、出力電圧
波形である。 １１……同期電動機、１２……変圧器、１３…
…同期発電機、１４……コンパレータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無整流子電動機において、電動機本体の極数
   と同数の極数を持つ同期電動機、この同期電動機
   に直結され同じく極数及び位相を等しくする同期
   発電機、上記同期電動機を無整流子電動機の電源
   回路に変圧器を介し、あるいは直接に並列接続
   し、上記同期発電機より得られた無整流子電動機
   誘起電圧と周波数、位相の等しい出力電圧を基準
   値と比較、位置信号を得るコンパレータ、を備え
   たことを特徴とする無整流子電動機。 ２ 無整流子電動機において、電動機本体の極数
   と同数の極数を有し、かつ電機子巻線を２重巻線
   とした同期電動機、この同期電動機の一方の電機
   子巻線を無整流子電動機の電源回路に変圧器を介
   し、あるいは直接に接続するとともに他方の電機
   子巻線に発生する無整流子電動機誘起電圧と周波
   数、位相の等しい出力電圧を基準値と比較、位置
   信号を得るコンパレータ、を備えたことを特徴と
   する無整流子電動機。