JPS6318977A - 直流電動機のスタ−ト制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は直流電動機のスタート制御装置にかかり、特に
電源しゃ断時に発生するサージ電圧を抑制するための放
電抵抗器を有する直流質ｌ！Ｊ１ｍのスタート制御装置
に関１Ｊる。

（従来の技術） 商用電源で駆動される交流電動機のバックアップとして
直流電動機を有する設備においては、直流Ｔｉ動機の起
動時間に制約があるため起動時間の短縮を要求されるこ
とが多い。

このような場合の対策の１つとして直流電動様の界磁巻
線に常時電流を流しでおくいわゆる常時励磁方式が広く
採用されている。

第３図は分巻励磁方式の直流電動機を常時励磁方式によ
、り制御する場合のスタータユニットおよび電動機の回
路の一例を示したものである。図示しない直流電源装置
から直流（Ｐ、Ｎ＞電源をスタータユニット２０を介し
て直流電動機３０に受け、制御がおこなわれている。直
流電動１３０内の界磁巻線８には配線用しゃ断器（以Ｉ
”ＭＣＣＢと言う）１、熟肋継ｒｒｉｉ！３２を介して
界磁電流Ｉ。

が常時供給される。

交流電動機が電源故障あるいは電動機または被駆動橢に
故障が発生し、運転継続ができなかった場合にはだだら
に直流電動殿３０をバックアップ起動させる。しかしこ
の場合、直流電動機３０内の電礪子７に特別な抵抗を挿
入せずに′電磁接触器３を投入すると、逆起電力がＯの
ため定格電流の２０倍程度の過大“電流が流れて直流“
電源設備の容量不足や線路中の電圧降下が人となり並列
負荷に悪影響を与えることがある。

また電動は自身の局部的な過熱により損傷が発生する虞
れもあるため、電線子回路に直列に起動抵抗器４を挿入
して起動電流の最大値を許容値内に押えるように構成し
ている。速度が上昇すると、逆起電力が現われ、電流が
ある伯（通常は定格電流）以下になった場合起動を速や
かにするため、図示しないリレーを用いて自動的に電磁
接触器５および６を順次投入して抵抗を漸次小さくする
。

なお第３図に示す回路では起動抵抗区分数が２の場合の
構成が示されている。さてこのようなスタータユニット
２０において定期検査等のためにＭＣＣＢ１をしゃ断す
ると界磁回路の電源がしゃ断される。この時界磁巻ｔｉ
Ｑ８に蓄えられた電磁エネルギーにより１ノージ電圧が
発生し、この４ノージ電圧がスタータユニット２０の入
力端に接続された図示しない制御回路に印加され、この
制御回路中の表示灯の球切れをおこす原因となる。

この対策とし゛Ｃ界磁巻線８と並列にサージ電圧抑制用
の放電抵抗器９（以下単に放電抵抗器という）を接続す
るのが一般的である。

第４図はＭＣＣＢ　１のしゃ断時の等価回路を示したも
のであり、この第４図を用いてサージ電圧の発生と放電
抵抗器９によるサージ電圧抑制の原理について説明する
。界磁巻１８は第４図に示すインダクタンス１１と界磁
抵抗１２とで表わされ、ＭＣＣＢ　１をしゃ断する時の
現象は第４図のＲ−Ｌ回路において電源ＥをスイッチＳ
を用いて切り離す場合と等価である。スイッチＳを聞い
たのちはインダクタンス１１に蓄えられている電磁エネ
ルギーが基となって図中に矢印で示す方向に網電流ｉが
流れ続ける。この網電流ｉは Ｒ，Ｌ （ｔ≧０）　　　　　　・・・・・・・・・（１）ここ
で、Ｅ　：電源電圧 Ｒｆ　：界磁抵抗 Ｒ：放電抵抗 ［：インダクタンス で表わされる。この電流ｉにより放電抵抗器９の両端に
は Ｒｆ　　　　　　　　　　Ｌ ・・・・・・・・・（２） の電圧が発生し、□Ｅのピーク値を持つすｒ −ジ電圧が現われ、この電圧がそのまま制御回路に印加
されることになる。サージ゛電圧のピーク値は放雷抵抗
Ｒと界磁抵抗Ｒとの比ＲンＦで、で定［ まり、この値を小さく選定すればサージ電圧は抑制でき
る。

たとえば、サージ電圧を電源電圧以下に押えたい場合に
は、Ｒ≦Ｒｆを満足するようにＲの値を選定しておけば
良い。一方放電抵抗器９がない場合には制御回路のイン
ピーダンスを７とすると□Ｅのピークを持つサージ電圧
が制御回路ｆ に発生する。

一般にＺはＲｆの１０〜２０倍程度の程度あり、電源電
圧Ｅの１０〜２０倍程度の程度ジ電圧が発生し、制御回
路に接続される表示灯の球切れの原因となる。

（発明が解決しようとする問題点） サージ電圧の抑制の目的で設買された放電抵抗器９には
常時励磁中（ＭＣＣＢＩがオンしている間）、Ｅ／Ｒの
値を持つ電流が流れ、Ｅ２／Ｒの電力をむだに消費して
いる。またこの消費電力により放電抵抗器９が発熱づる
ためこれを収納するキユービクルの内部温度が上昇する
ことなる。

本発明はこのような従来の制御装置の欠点を除去するた
めになされたもので、常時放電抵抗器により消費される
電力を無くし、本来の目的−Ｃある電源しゃ断時のみに
放電抵抗器を通電させ、この時発生する奄ナージ電圧を
抑制することのできる直流電動機の制御装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、常時励磁方式により駆動される直流電動様の
スタート制御装置において、サージ電圧抑制用放電抵抗
器と少なくとも１個のダイオ゛−ドとを直列接続し、前
記直流電動機の界磁巻線に供給される直流電流に対し前
記ダイオードが逆方向特性になる向きに前記界磁巻線に
並列接続したことを特徴としている。

（作　用） 放電抵抗器に直列に接続されたダイオードの作用により
、常時励磁中の放電抵抗器を流れる゛電流は阻止されむ
だな電力消費は押えられる。

また放電抵抗器の発熱によるキユービクル内の温度上昇
もなくなる。一方電源しゃ断時に界磁巻線に蓄えられて
いる電磁エネルギーによる網電流に対してはダイオード
がそれぞれ流す方向に作用し、等制約には従来の第４図
に示す回路と同一の構成となるため１ｆ−ジ電圧の抑制
効果はダイオードがない場合とまったく変らない。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面に阜づいて詳縄に説明する。

第１図は本発明の一実施例にかかる直流電動機のスター
ト制御装置の回路図を、第２図は電源しゃ断時の等価回
路をそれぞれ示したものである。

スクータユニット２０の主回路はＭＣＣＢ　１　、熱動
継電器２、電磁接触器３．５，６、起動抵抗器４、サー
ジ電圧抑制用放°胃抵抗器９およびダイオード１０から
構成される。

放電抵抗器つとダイオード１０とは直列に接続され、界
磁巻！！８に並列接続となるように接続される。この場
合ダイオード１０を接続する向きは、界磁巻線８に供給
される直流電流に対しダイオード１０が逆方向特性にな
る向きである。づなわらダイオード１０のカソード側が
電源のＰ側となるように接続される。

ダイオード１０の作用により常時励磁中（゛澄檄子回路
のしゃ断器）は放電抵抗器９への通電は阻止される。一
方ＭＣＣＢ　１のしｆ＋断による電源しゃ断時には界磁
巻線８に蓄えられた電磁エネルギーを放電抵抗器９およ
び界磁巻線８によって消費させ、この時発生する丈−ジ
電圧を制御回路に接続される表示灯の球切れがおきない
レベルに抑制する。

なお本実施例においては、ダイオード１０を１つだけ設
置した場合を示したが、複数個直列または並列に設置す
ることもできる。また放電抵抗器９とダイオード１０と
をスタータユニット２０内に設置しているが、これらは
直流電動機３０の側に設置してもよい。

〔発明の効果〕

以上実施例に基づいて詳細に説明したように本発明にお
いては、放電抵抗器とダイオードとを直列接続したちを
界磁巻線と並列に接続して常時励磁中におけるｔＩｌ電
抵抗器でのむだな電力消費をなくしている。これにより
省エネルギー効果を実現できるとともに、放電抵抗器で
の常時の発熱をなくし、放電抵抗器の収納キユービクル
の信頼性を向上させることができる。

また放電抵抗器を小型化り゛ることが可能となり初期投
資を抑える効果もありこの種のスタータユニットを採用
する場合には非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す回路図、第２は
同実論例の動作を説明するための等価回路図、第３図は
従来の直流電動久のスタート制御装置の回路図、第４図
は同制御装置の動作を説明するための等価回路図である
。 １・・・配線用しゃ断器、７・・・電義子、８・・・界
磁巻線、９・・・放電抵抗器、１０・・・ダイオード。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 四　　　　　Ｋ 躬　１　図 手続　ネ１１　正　書　く方式） 昭和６１年１０月す日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６１年　特許願　第１６０１３９号２、発四の名称 直流電動機のスタート制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （３０７）　　株式会社東芝 ４、代　理　人　（郵便番号１００） 昭和６１年９月３日 （発送日　昭和６１年９月３０日） ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄。 ７、補正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　常時励磁方式により駆動される直流電動機のスタート
   制御装置において、サージ電圧抑制用放電抵抗器と少な
   くとも１個のダイオードとを直列接続し、前記直流電動
   機の界磁巻線に供給される直流電流に対し前記ダイオー
   ドが逆方向の特性になる向きに前記界磁巻線に並列接続
   したことを特徴とする直流電動機のスタート制御装置。