KR900003405Y1 - 직류전동기의 제어장치

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직류전동기의 제어장치

제1도는 이 고안의 한실시예를 표시한 구성도.

제2도 내지 제4도는 각각 약계자율(弱界磁率) 90%F, 75%F, 60%F에 있어서, 불꽃호수(SPARK 號數)를 표시하는 설명도.

제5도는 직류전동기의 정류벡터도를 표시하는 설명도.

제6도는 맥류 운전되는 종래의 전계자에 있어서 직류전동기의 제어장치를 표시하는 구성도,

제7도는 제6도의 약계자에 있어서의 구성도,

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 계자코일 12 : 약계자저항

13 : 인덕턴스

이 고안은 직류전동기의 정류성능을 향상시키기 위한 직류전동기의 제어장치에 관한 것이다.

고맥류로 운전되는 전동기는, 제5도 및 제6도에 표시한 바와같이 직류운전되는 경우에 비하여 보극자속ψi(1)의 전기자전류Ia(2)에 대한 지연이나, 주극코일(3)이 정류중의 전기자코일(4)에 미치는 변합기기 전력의 여향에 의해 전류가 악화한다.

그런데, 통상 주극코일(3)을 적당한 저항(5)으로 분로함으로써 잔류불꽃전압 eo(6)을 작게 억제할 수 있으므로 양호한 정류를 얻을 수 있다.

그러나, 차량용 직류전동기는 전계자에서 약계자까지의 넓은 범위로 제어되므로 전조건에서 정류성능의 향상을 도모하기가 곤란하다.

또, 제5도에 있어서, 7은 리액턴스 전압 er, 8은 변압기기전력 et, 9는의 합성전압 es, 10은 보극자속에 의한 보상기전력 ec, 11은 주극자속이다.

제6도에 있어서, ,r1은 저항(5)의 저항치, rf는 주극코일(3)의 저항치, Lf는 주극코일(3)의 인덕턴스, I₁은 분로전류, IfF는 전자계에 있어서 주극코일(3)의 전류이다.

약계자회로로 하였을 때, 회로의 임피단스 ZWF를 전계자의 경우의 ZFF와 같도록 회로구성을 할 수 있으면, 전계자와 약계자의 정류벡터도가 일치하게 된다.

임피단스의 절대치 │Z│와 편각 øW의 양쪽을 일치시키는 것은 대단히 어렵지만, 어느 한쪽을 일치시키는 것은 가능하다.

그리고 대폭적으로 약계자를 채용하지 않는 것이라면 절대치│Z│는 일치되어 있지 않아도 큰 영향이 없으며 편각을 일치시키면 된다는 것이 시험에서 확인되었다.

그러나, 종래의 것에 있어서는, 제7도에 표시한 것과 같이 편각øW는, (1)식과 같이 약계자율이 결정되면, 약계자저항 r₂의 값이 결정되어 버리므로, 편각 øW를 적절한 값으로 결정할 수 없기 때문에 정류가 자주 악화하는 경향있다.

또 제 7도에 있어서, r2는 약계자시에 주극코일(3)과 병렬로 접속되는 저항(12)의 저항치, I₂는 저항(12)의 전류, I₁₁는 저항(5)의 전류, Ifw는 약계자에 있어서 주극코일(3)에 흐르는 전류이다.

종래의 것은 약계자에 있어서 회로의 임피던스의 방향을 적절한 것으로서 설정할 수 없고, 정류가 악화하기 때문에 정류성능의 향상을 도모할 수 없는 문제점이 있었다.

이 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 약계자회로의 임피던스의 방향을 회로에 적절한 것으로 설정할 수 있고, 전류성능이 양호한 직류기를 얻는데 그 목적이 있다.

이 고안은 약계자회로의 약계자저항과 직렬로 임피던스를 삽입하고, 약계자사이의 임피던스의 방향을 회로에 적합하게 할 수 있도록 한 것이다.

이 고안에 있어서, 약계자 제어에서의 직류전동기의 정류성능은, 인덕턴스 L₂에 의하여 회로의 임피던스의 방향을 불꽃발생이 곤란한 방향으로 설정하여 정류적으로 문제가 없는 것이 된다.

이하 도면에 따라 설명한다.

제1도에 있어서, 13은 저항(12)과 직렬로 접속한 인덕턴스 L₂이다.

제1도의 회로에서 회로의 임피던스의 편각øW₂는 (2)식에서 구할 수 있다.

단, W=2π·f f : 주파수이다.

그리고, 제6도의 종래회로의 임피던스의 편각 F는 (3)식이 된다.

따라서, øW₂≒øF로 하려면, 식(2)의 인덕턴스 L₂를 øW₂≒øF가 되도록 선정하면 된다.

이 L₂에 의하여 정류의 벡타도가 제6도와 동등한 형이 되고, 잔류불꽃 전압eo를 작게 억제할 수 있으므로 양호한 정류가 얻어진다.

제1도의 회로에서, L₂를 변화시켰을때 약계자율 90%F, 75%F, 60%F에 있어서 시험결과와 계산결과를 제2도 내지 제4도에 표시한다.

각도는 횡축에 인덕턴스 L_2,종축에 정류불꽃호수(호)와 편각의 차이()를 표시한 것이다.

0표시가 불꽃호수, 일점쇄선이 편각의 차이에 계산치이다.

제2도내지 제4도에서 편각의 차이가 적을 때 øW₂≒øF는 불꽃호수도 1호(무불꽃)가 되고, 편각과 불꽃호수가 서로 관련이 있다는 것을 확인하였다.

이 발명에 의하면, 직류전동기에 약계자 운전시 약계자 저항과 직력로 인덕턴스를 삽입함으로써 양호한 정류상태를 얻을 수 있다.

계자코일(3)과 병렬로 약계자저항(12)을 접속시켜 약계자제어를 하는 것에 있어서, 전계자 및 약계자에서의 주극자속의 편각(øF)이 거의 같도록 상기 약계자저항(12)과 직렬로 인덕턴스(13)를 삽입한 것을 특징으로 하는 직류전동기의 제어장치.