JPS6248300A - ブラシレス同期機の励磁電流検出装置 - Google Patents
ブラシレス同期機の励磁電流検出装置Info
- Publication number
- JPS6248300A JPS6248300A JP60185525A JP18552585A JPS6248300A JP S6248300 A JPS6248300 A JP S6248300A JP 60185525 A JP60185525 A JP 60185525A JP 18552585 A JP18552585 A JP 18552585A JP S6248300 A JPS6248300 A JP S6248300A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- synchronous machine
- field winding
- brushless synchronous
- output
- connection conductor
- Prior art date
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- Synchronous Machinery (AREA)
- Control Of Eletrric 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）
本発明はブラシレス同期機の界磁巻線に供給される励磁
電流を検出する励磁電流検出装置に関する。
電流を検出する励磁電流検出装置に関する。
最近、ブラシの保守点検の不要なブラシレス電動機やブ
ラシレス発電機が多用されるようになってきている。
ラシレス発電機が多用されるようになってきている。
第３図はかかる従来のブラシレス同期機の構成例を示す
ものである。第３図において、１は同期機の回転子で、
この回転子１は交流励１ａＩＩＥＸの電機子２．この電
機子２に交流接続導体３を介して接続されその出力を直
流に変換する回転整流器４、この回転整流器４に直流接
続導体５を介して接続されその直流出力により励磁され
る回転子界磁巻線７を備え、これらは図示しない回転軸
にそれぞれ取付けられている。なお、図中８は固定子巻
線、また９は交流励磁薇ＥＸの界磁巻線である。
ものである。第３図において、１は同期機の回転子で、
この回転子１は交流励１ａＩＩＥＸの電機子２．この電
機子２に交流接続導体３を介して接続されその出力を直
流に変換する回転整流器４、この回転整流器４に直流接
続導体５を介して接続されその直流出力により励磁され
る回転子界磁巻線７を備え、これらは図示しない回転軸
にそれぞれ取付けられている。なお、図中８は固定子巻
線、また９は交流励磁薇ＥＸの界磁巻線である。
ところで、このような構成のブラシレス同期機は回転子
１が回転体であるため、運転中の同期機の重要な電気要
素の一つである回転子界磁巻線７に供給される励磁電流
６が検出できないという問題がある。したがって、通常
は回転子１の回路を電気要素上ブラックボックスとして
取扱い、正常運転している時は固定予巻１ｉｉ１８の電
気量を検出して交流励磁機の界磁巻線９への励磁量を徐
々に調整・制御するようにしている。
１が回転体であるため、運転中の同期機の重要な電気要
素の一つである回転子界磁巻線７に供給される励磁電流
６が検出できないという問題がある。したがって、通常
は回転子１の回路を電気要素上ブラックボックスとして
取扱い、正常運転している時は固定予巻１ｉｉ１８の電
気量を検出して交流励磁機の界磁巻線９への励磁量を徐
々に調整・制御するようにしている。
一方、回転１！機には一般的に不測の事態に備えて保護
リレーなどが設けられており、異常運転時にはそのこと
を早期に発見して当該回転Ｎｍを電力系統から切離し、
他へ擾乱の影響を波及させないようにしている。
リレーなどが設けられており、異常運転時にはそのこと
を早期に発見して当該回転Ｎｍを電力系統から切離し、
他へ擾乱の影響を波及させないようにしている。
しかし、このような状況下にある場合、前述したように
ブラシレス同期機において回転界磁巻線の励１１電流が
検出できないと回転子側の異常を検出できず、また急激
な負荷変動時に必要な励磁電流に即応性の良い制御を適
切に行なうことができないため、電力系統に擾乱を与え
たり、脱調現象に至らしめる可能性がある。
ブラシレス同期機において回転界磁巻線の励１１電流が
検出できないと回転子側の異常を検出できず、また急激
な負荷変動時に必要な励磁電流に即応性の良い制御を適
切に行なうことができないため、電力系統に擾乱を与え
たり、脱調現象に至らしめる可能性がある。
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的はブラシレス同期機の回転界磁巻線に供給される
励ｉａ電流を容易に検出することができるブラシレス同
期機の励［流検出装置を提供しようとするものである。
の目的はブラシレス同期機の回転界磁巻線に供給される
励ｉａ電流を容易に検出することができるブラシレス同
期機の励［流検出装置を提供しようとするものである。
本発明はかかる目的を達成するため、回転Ｍ流器の出力
を界Ｉｌ！ｉ巻線に供給する直流接続導体に近接する静
止部に直流接続導体から発生する漏洩磁束を検出する検
出素子を設け、この検出素子の検出信号を演算＠置に入
力して界磁巻線に流れる励磁量、流を求めるようにしだ
ものである。
を界Ｉｌ！ｉ巻線に供給する直流接続導体に近接する静
止部に直流接続導体から発生する漏洩磁束を検出する検
出素子を設け、この検出素子の検出信号を演算＠置に入
力して界磁巻線に流れる励磁量、流を求めるようにしだ
ものである。
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図はブラシレス同期機に本発明による励磁電流検出
装置を設けた構成例を示すもので、ブラシレス同期機側
の構成は第３図と同一なので該当する部品には同一記号
を付してその説明を省略する。第１図において、回転整
流器４と界磁巻１７との間を接続する正、負極用の二本
の直流接続導体５は第２図に示すように回転軸１０の周
面部の互いに機械的に１８０°異なった対象位置に設け
られた軸方向に伸びる溝部分に電気的に絶縁を施して埋
設され、ボルトとカバーなどにより回転時に作用する遠
心力で移動しないように固定されている。したがって、
この二本の直流接続導体５は回転軸１０に対して１巻回
数のコイルを軸方向に巻付けたものと等価となるため、
直流接続導体５に励磁電流６が流れると回転軸１０は直
流接続導体５に対して直角方向に磁化され、この回転軸
１０からは励磁電流の大きさに見合った漏洩磁束が発生
することになる。このように二本の直流接続導体５が埋
設された回転軸１０に近接する位はの静止部に直流接続
導体５から発生する漏洩磁束と鎖交するように？ＩＩ数
個１本例では６ｍの検出コイル１１を設ける。この場合
、本例では第２図にも示すように３組の検出コイル１１
（１１ａ、１１ｂ、１１Ｃ）が三相巻線となるように
３等配となる空間位置に設けられている。また、静止部
に設けられた検出コイル１１に対応する位置の回転側は
出来るだけ漏洩磁束を有効に利用できるようにするため
、直流接続導体５を固定する部品として非磁性材料が用
いられ、検出コイル１１と直流接続導体５とのギャップ
が小さくなるように考慮されている。このように三相巻
線となるように設けられた検出コイル１１の一端を共通
に接続し、その他端を低入力インピーダンスを有する演
ｎ装置１２の入力端に接続し、この演算装置１２の出力
端に励磁Ｎ流を調整する自動調整器１３及び指示計器１
４を接続する。
装置を設けた構成例を示すもので、ブラシレス同期機側
の構成は第３図と同一なので該当する部品には同一記号
を付してその説明を省略する。第１図において、回転整
流器４と界磁巻１７との間を接続する正、負極用の二本
の直流接続導体５は第２図に示すように回転軸１０の周
面部の互いに機械的に１８０°異なった対象位置に設け
られた軸方向に伸びる溝部分に電気的に絶縁を施して埋
設され、ボルトとカバーなどにより回転時に作用する遠
心力で移動しないように固定されている。したがって、
この二本の直流接続導体５は回転軸１０に対して１巻回
数のコイルを軸方向に巻付けたものと等価となるため、
直流接続導体５に励磁電流６が流れると回転軸１０は直
流接続導体５に対して直角方向に磁化され、この回転軸
１０からは励磁電流の大きさに見合った漏洩磁束が発生
することになる。このように二本の直流接続導体５が埋
設された回転軸１０に近接する位はの静止部に直流接続
導体５から発生する漏洩磁束と鎖交するように？ＩＩ数
個１本例では６ｍの検出コイル１１を設ける。この場合
、本例では第２図にも示すように３組の検出コイル１１
（１１ａ、１１ｂ、１１Ｃ）が三相巻線となるように
３等配となる空間位置に設けられている。また、静止部
に設けられた検出コイル１１に対応する位置の回転側は
出来るだけ漏洩磁束を有効に利用できるようにするため
、直流接続導体５を固定する部品として非磁性材料が用
いられ、検出コイル１１と直流接続導体５とのギャップ
が小さくなるように考慮されている。このように三相巻
線となるように設けられた検出コイル１１の一端を共通
に接続し、その他端を低入力インピーダンスを有する演
ｎ装置１２の入力端に接続し、この演算装置１２の出力
端に励磁Ｎ流を調整する自動調整器１３及び指示計器１
４を接続する。
次に上記のように構成された励磁電流検出装置の作用に
ついて述べる。
ついて述べる。
今、ブラシレス同期間が運転されているものとすれば、
その回転界磁巻線７には回転整流器４から直流接続導体
５を通して励磁電流６が供給され、これにより直流接続
導体５からは漏洩磁束が発生している。したがって、漏
洩磁束が発生すると回転子１０の回転により検出コイル
１１との鎖交磁束数が変化するため、検出コイル１１に
は交流起電力が誘起される。この検出コイル１１に交流
起電力が誘起すると、検出コイル１１は電気的に低イン
ピーダンスを有する演１８１１２を介して三相永久短絡
回路が形成されるようになっているので、前記交流起電
力により短絡電流が演算装置１２に流れる。この場合、
検出コイル１１からはその時の短絡電流と検出コイルの
巻回数により定まる磁束が直流接続導体５からのｍ洩磁
束に対する減磁反作用として発生する。したがって、漏
洩磁束密度は低下し、軸材固有の磁気飽和現象は発生し
ないので、直流接続導体５から発生する漏洩磁束は検出
コイル１１に生ずる起磁力と磁束の正比例ｍ域となり、
これにより直流接続導体を５′ａれる励！１電流６と短
絡電流との間に正比例の関係を持たせることができる。
その回転界磁巻線７には回転整流器４から直流接続導体
５を通して励磁電流６が供給され、これにより直流接続
導体５からは漏洩磁束が発生している。したがって、漏
洩磁束が発生すると回転子１０の回転により検出コイル
１１との鎖交磁束数が変化するため、検出コイル１１に
は交流起電力が誘起される。この検出コイル１１に交流
起電力が誘起すると、検出コイル１１は電気的に低イン
ピーダンスを有する演１８１１２を介して三相永久短絡
回路が形成されるようになっているので、前記交流起電
力により短絡電流が演算装置１２に流れる。この場合、
検出コイル１１からはその時の短絡電流と検出コイルの
巻回数により定まる磁束が直流接続導体５からのｍ洩磁
束に対する減磁反作用として発生する。したがって、漏
洩磁束密度は低下し、軸材固有の磁気飽和現象は発生し
ないので、直流接続導体５から発生する漏洩磁束は検出
コイル１１に生ずる起磁力と磁束の正比例ｍ域となり、
これにより直流接続導体を５′ａれる励！１電流６と短
絡電流との間に正比例の関係を持たせることができる。
ここで、検出コイル１１から演算装置１２に流れる短絡
電流が直流接続導体５に流れる励磁電流と正比例の関係
にあることを検討して見るに、全励磁電流をＩ、検出コ
イル１１に発生する電圧を０２回転軸１０の回転数をＮ
とすると、ｅ−に１ １−Ｎ （ｋｔ ：比例定数）
・−・−・（１）ｅによる検出コイル１１に流れる電
流ｉはｉ−ｅ／Ｚ ・・・・・・・・・（２）ただし、
Ｚは検出コイル１１のインピーダンスであり、周波数（
即ち、Ｎ）に比例する。つまり、Ｚ−ωＬ−（Ｎ／６０
）Ｌ である。
電流が直流接続導体５に流れる励磁電流と正比例の関係
にあることを検討して見るに、全励磁電流をＩ、検出コ
イル１１に発生する電圧を０２回転軸１０の回転数をＮ
とすると、ｅ−に１ １−Ｎ （ｋｔ ：比例定数）
・−・−・（１）ｅによる検出コイル１１に流れる電
流ｉはｉ−ｅ／Ｚ ・・・・・・・・・（２）ただし、
Ｚは検出コイル１１のインピーダンスであり、周波数（
即ち、Ｎ）に比例する。つまり、Ｚ−ωＬ−（Ｎ／６０
）Ｌ である。
故に、
１−ｋＩ Ｉ−Ｎ／ωＬ−Ｋｌ （Ｋ：定数）・・・
・・・・・・（３） なお、検出コイル１１の電圧は磁束が一定ならば回転軸
１０の回転数に比例するので、励磁電流のみの関数とは
ならないが、同期機の場合にはほとんど系統に併入され
た状態で使用されるため、その回転数は一定と考えられ
る。
・・・・・・（３） なお、検出コイル１１の電圧は磁束が一定ならば回転軸
１０の回転数に比例するので、励磁電流のみの関数とは
ならないが、同期機の場合にはほとんど系統に併入され
た状態で使用されるため、その回転数は一定と考えられ
る。
このように検出コイル１１から短絡電流が演算装置１１
２に流れると、この演算装置１２では上記く３）式に基
いて励磁′Ｒ流を求め、これを自動調整８１３および指
示計器１４に出力する。
２に流れると、この演算装置１２では上記く３）式に基
いて励磁′Ｒ流を求め、これを自動調整８１３および指
示計器１４に出力する。
したがって、指示計器１４に励磁電流の値を表示させる
ことができ、また自ｖＪＵ！４整器１３により演算袋Ｗ
１１２で求められた励１ａｌ流をもとに回転界磁巻線７
の界磁ωを自動的に予定値に調整することが可能となる
ので、ブラシレス同期機の運転に対してその信頼性を大
幅に向上させることができる。
ことができ、また自ｖＪＵ！４整器１３により演算袋Ｗ
１１２で求められた励１ａｌ流をもとに回転界磁巻線７
の界磁ωを自動的に予定値に調整することが可能となる
ので、ブラシレス同期機の運転に対してその信頼性を大
幅に向上させることができる。
さらに、演算＠置１２の出力を別途に付加された保護リ
レーに与えることにより、従来では出来なかった回転子
の電気的な事故を検出することが可能となり、ブラシレ
ス同期機の信頼性をより一層向上させることができる。
レーに与えることにより、従来では出来なかった回転子
の電気的な事故を検出することが可能となり、ブラシレ
ス同期機の信頼性をより一層向上させることができる。
なお、上記実施例では直流接続導体５を回転軸１０に埋
設して検出コイル１１を三相巻線となるように設けたが
、この直流接続導体５が回転軸１０の周面に取付けられ
ている場合には漏洩磁束が少なく、飽和現象も少ないの
で、この場合には検出コイル１１を単相巻線として設け
、その誘起起電力を非線形特性を持たせた演算装置に入
力することにより励りａ電流に対応した出力を取出すこ
とができる。
設して検出コイル１１を三相巻線となるように設けたが
、この直流接続導体５が回転軸１０の周面に取付けられ
ている場合には漏洩磁束が少なく、飽和現象も少ないの
で、この場合には検出コイル１１を単相巻線として設け
、その誘起起電力を非線形特性を持たせた演算装置に入
力することにより励りａ電流に対応した出力を取出すこ
とができる。
また、上記実施例では直流接続導体５からの漏洩磁束を
検出コイルにより検出するようにしたが、これに代えて
ホール素子を使用してもよい。
検出コイルにより検出するようにしたが、これに代えて
ホール素子を使用してもよい。
（発明の効果）
以上述べたように本発明によれば、回転整流器の出力を
界磁巻線に供給する直流接続導体に近接する静止部に直
流接続導体から発生する漏洩磁束を検出する検出素子を
設け、この検出素子の検出信号を演算ｇｔＭに入力して
界磁巻線に流れる励磁Ｍ流を求めるようにしたので、ブ
ラシレス同期機の回転界磁巻線に供給される励磁電流を
容易に検出することができるブラシレス同期層の励磁電
流検出装置を提供することができる。
界磁巻線に供給する直流接続導体に近接する静止部に直
流接続導体から発生する漏洩磁束を検出する検出素子を
設け、この検出素子の検出信号を演算ｇｔＭに入力して
界磁巻線に流れる励磁Ｍ流を求めるようにしたので、ブ
ラシレス同期機の回転界磁巻線に供給される励磁電流を
容易に検出することができるブラシレス同期層の励磁電
流検出装置を提供することができる。
第１図は本発明によるブラシレス同期機の励磁電流検出
装置の一実施例を示す回路構成図、第２図は同実施例に
おける直流接続導体と検出コイルの配置構成の説明図、
第３図は従来のブラシレス同期橢の回路構成図である。 １・・・・・・回転子、２・・・・・・交流励磁機の電
機子、３・・・・・・交流接続、導体、４・・・・・・
回転整流器、５・・・・・・直流接続導体、６・・・・
・・励磁電流、７・・・・・・回転界磁巻線、８・・・
・・・固定子巻線、９・・・・・・交流励Ｉｔ１機の界
磁巻線、１０・・・・・・回転軸、１１・・・・・・検
出コイル、１２・・・・・・演算装置、１３・・・・・
・自助調整器、１４・・・・・・指示計器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
装置の一実施例を示す回路構成図、第２図は同実施例に
おける直流接続導体と検出コイルの配置構成の説明図、
第３図は従来のブラシレス同期橢の回路構成図である。 １・・・・・・回転子、２・・・・・・交流励磁機の電
機子、３・・・・・・交流接続、導体、４・・・・・・
回転整流器、５・・・・・・直流接続導体、６・・・・
・・励磁電流、７・・・・・・回転界磁巻線、８・・・
・・・固定子巻線、９・・・・・・交流励Ｉｔ１機の界
磁巻線、１０・・・・・・回転軸、１１・・・・・・検
出コイル、１２・・・・・・演算装置、１３・・・・・
・自助調整器、１４・・・・・・指示計器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
Claims (2)
- （１）交流励磁機の出力を回転整流器により直流に変換
して界磁巻線に供給するようにしたブラシレス同期機に
おいて、前記回転整流器の出力を前記界磁巻線に供給す
る直流接続導体に近接する静止部に設けられ且つ前記直
流接続導体から発生する漏洩磁束を検出する検出素子と
、この検出素子の検出信号が入力されその検出信号に基
いて前記界磁巻線に流れる励磁電流を求める演算装置と
を具備したことを特徴とするブラシレス同期機の励磁電
流検出装置。 - （２）回転整流器の出力を界磁巻線に供給する直流接続
導体は非磁性材料により回転軸に支持させたものである
特許請求の範囲第１項に記載のブラシレス同期機の励磁
電流検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60185525A JPS6248300A (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | ブラシレス同期機の励磁電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60185525A JPS6248300A (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | ブラシレス同期機の励磁電流検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6248300A true JPS6248300A (ja) | 1987-03-02 |
Family
ID=16172321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60185525A Pending JPS6248300A (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | ブラシレス同期機の励磁電流検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6248300A (ja) |
-
1985
- 1985-08-23 JP JP60185525A patent/JPS6248300A/ja active Pending
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