JPS6277076A - ブラシレス同期電動機の励磁装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は電動発電機あるいはサイリスタ変換器を使用し
て緩起動または可変速運転されるブラシレス同期電動機
の励磁装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

サイリスタ変換器を使用して緩起動または可変速運転さ
れる従来の同期電動機の励磁装置に於ては、同期電動機
に直結されている誘導周波数変換形の励磁機は、その固
定子巻線として交流励磁巻線を有し、この交流励磁巻線
にサイリスタスイッチで位相制御された交流可変電圧を
印加し、励磁機を励磁制御するようにしている。

゛この方式では同期電動機の回転方向と逆方向に励磁機
の回転磁界を発生させる必要がある為、励磁電圧を一定
にしておくと、同期電動機の回転速度の上昇につれて、
励磁機の回転子に発生する２＜（圧が回転速度に比例し
て大きくなる。従って、励磁機の回転子に発生する電圧
を一定にする為に、固定子側の交流励磁巻線に印加され
る電圧を同期ｆＢ、動機の回転速度の上昇につれて低く
するように制御する必要がある。しかし、励磁機は巻線
形誘導機である為、同期電動機の励磁量によりスリップ
が異なる上、励磁機の固定子側は交流位相制御により励
磁されているので励磁制御が複雑である。

特に同期電動機を電源へ同期併入後、自動電圧調整装置
や自動力率調整装置等による制御が複雑となる。また、
励磁機は前述のように巻線形誘導機であるので、効率力
率が悪く同期電動機の励磁容量に比べて励磁機の容量が
非常に大きくなり、励磁機用の軸受を設けなければなら
なかったりして装置が大型になる等種々の問題を有して
いる。

〔発明の目的〕

本発明は、上述のような問題を解消するために成された
もので、その目的は装置の小形化および高速領域での可
変速運転時および同期併入運転時の励磁制御の容易化を
図ることが可能なブラシレス同期電動機の励磁装置を提
供することにある。

〔発明の概要〕

」二記目的を達成するために本発明では、′型動発電機
またはサイリスタ変換器を使用して緩起動または可変速
運転される同期電動機において、励磁機の励磁電源とし
て、交流可変電圧を供給するサイリスタスイッチと、ス
イッチング素子等を組合せて励磁装置から励磁機を交流
励磁、直流励磁調整し得るようにし、同期電動機の回転
速度が所定速度以上の高速回転領域では、励磁機を効率
のよい同期発電機として回転し、回転速度が略零から所
定速度までの低域回転領域では、励磁機を巻線形誘導機
として運転するよ゛うにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面に示す一実施例について説明する。

第１図は本発明によるブラシレス同期電動機（以下同期
電動機という）　の励磁装置の構成例を示すもので、同
期電動機１１に直結されている誘導周波数変換形の励磁
機１２は、その固定子巻線として直流励磁も兼ねる交流
励磁巻線１３を備えている。

また、この励磁機１２の回転子１５に発生した交流電圧
を回転整流器１６で整流し、この整流器出力により同期
電動機１１の界磁巻線１７を励磁するようにしている。

一方、１８は励磁電源装置で、励磁機１２の励磁電源と
して用いるように構成している。この励磁電源装置１８
は、サイリスタスイッチ１９と切替え用のスイッチング
素子２０ａ〜２０ｆ、　２１ａ〜２１ｃおよび接触器２
２とから構成され、サイリスタスイッチ１９には切替え
時のブロック用サイリスタ２３ａ〜２３ｃが設けられて
いる。このサイリスタスイッチ１９の交７溌出力である
可変電圧を励磁機１２の交流励磁巻ａ１３に接触器２２
を介して印加し、切替え用のスイッチング素子２０ａ〜
２０ｆ、　２１ａ〜２１ｃおよびブロック用サイリスタ
２３ａ〜２３ｃによりサイリスタスイッチを整流器に切
替え、この直流出力である直流電圧を励磁＠１２の交流
励磁巻線１３に印加するようにしている。

ここで、接触器２２は同期電動機１１の回転速度が略零
の静止時から所定速度までの低速回転領域で閉路し、ブ
ロック用サイリスタ２３ａ〜２：３ｃは、低速回転領域
でサイリスタスイッチ１９の直列側素子２４ａ〜２４ｃ
と同期をとり導通又は阻止される。回転速度が所定速度
以上の回転領域では、ブロック用サイリスタ２３ａ〜２
３ｃは阻止し、切替え用スイッチング素子２０ａ〜２０
ｆおよび２１ａ〜２１ｃは導通される。

第２図は、回転速度が略零から所定速度までのスイッチ
ング素子の導通・阻止状態を示す。実線部が動作する素
子および機器を示す。

第３図は、回転速度が所定速度以上の高速回転領域での
スイッチング素子の導通・阻止状態を示す。この時、励
磁機１２の交流励磁巻線１３は星形結線から、２相短絡
され、この短絡された端子と他の１相に直流励磁が印加
されるようにスイッチング素子２１ａ〜２１ｃにより切
替えられる。

上述したように本構成の同期電動機の励磁装置において
は、同期電動機１１の回転速度が略零から所定速度まで
の低速回転領域では、サイリスタスイッチによる励磁制
御方式の巻線形誘導機の励磁機として運転し、また高速
回転領域では直流励磁方式の同期発電機の励磁機として
運転するようにしたので、励磁機１２の運転効果が向上
し励磁機の小形化を図ることができる。

また、緩始動を行なう同期＠動機において、同期併入後
の励磁制御が従来のものと同様の直流励磁制御となり、
制御が容易である上完全ブラシレス化を図ることができ
る。

尚、本発明はブラシレス同期電動機の励磁機の固定子巻
線として、交流励磁巻線および直流励磁巻線を備えた誘
導周波数変換形励磁機として、励磁の瞬断なく切換える
ことができる事を特徴とするブラシレス同期電動機の励
磁装置とする事も出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、誘導周波数変換形
の励磁機の固定子側の交流励磁巻線をスイッチング素子
などにより切替えて、１ｌＩｌ！零から所定速度迄の低
速度領域では励磁機の交流励磁巻線に交流可変電圧を印
加し、所定速度から同期速度速の高速回転領域では直流
可変電圧を印加して励磁調整するようにしたので、装置
の小形化および同期俳人運転時の励磁制御の容易化を図
ることが可能な信頼性の高いブラシレス同期電動機の励
磁装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図及び第
３図は切替え例を示した構成図である。 １１・・同期電＠機　　　　　１２・・・誘導周波数変
換形励磁機１３・・・交流励磁巻線　　　　１４・・・
サイリスタスイッチ１５・・回転子　　　　　　　１６
・・・回転整流器１７・・界磁巻線　　　　　　１８・
・・励磁電源装置１９・・・サイリスタスイッチ ２０ａ〜２Ｏｆ・・・切替え用スイッチング素子２１ａ
〜２］ｃ・・・切替え用スイッチング素子２２・・・コ
ンタクタ　　　　　２３ａ〜２３ｃ・・・ブロック用サ
イリスタ２４ａ〜２４ｃ・・・直列側素子　　２５ａ〜
２５ｃ・並列側素子代理人　弁理士　　洞　近　憲　佑 同　　三俣弘文 第１図 第２図 ２１乙 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動発電機又はサイリスタ変換器を使用して緩起動また
   は可変速運転されるブラシレス同期電動機において、前
   記ブラシレス同期電動機に直結され固定子巻線として交
   流励磁巻線を備えた誘導周波数変換形の励磁機と、この
   励磁機の前記固定子巻線に交流可変電圧を供給する交流
   位相制御のサイリスタスイッチと、このサイリスタスイ
   ッチの一部を使用し交流から直流に整流する整流回路を
   構成する為の切替え用スイッチング素子とを備え、前記
   ブラシレス同期電動機の回転速度が零から所定速度まで
   の低速回転領域で交流可変電圧を励磁機の固定子巻線に
   供給するサイリスタスイッチを構成し、且つ前記ブラシ
   レス同期電動機の回転速度が前記所定速度から同期速度
   までの高速回転領域で交流から直流に整流する整流回路
   を構成するスイッチング素子とを具備して成ることを特
   徴とするブラシレス同期電動機の励磁装置。