JPH0541919B2 - - Google Patents
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- JPH0541919B2 JPH0541919B2 JP4549184A JP4549184A JPH0541919B2 JP H0541919 B2 JPH0541919 B2 JP H0541919B2 JP 4549184 A JP4549184 A JP 4549184A JP 4549184 A JP4549184 A JP 4549184A JP H0541919 B2 JPH0541919 B2 JP H0541919B2
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- Japan
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- phase
- magnetic field
- coil
- turns
- induction machine
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- Expired - Lifetime
Links
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 3
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Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は三極間に移動磁界を発生させる三極リ
ニア磁界形誘導機装置に関する。
ニア磁界形誘導機装置に関する。
アーク炉ないしはレードル(取鍋)等の底に取
付け、移動磁界によつて溶鋼を撹拌する場合、比
較的巾広く、しかも短かい移動磁界方向寸方のリ
ニア磁界形誘導機が用いられる。しかも巾方向寸
法制限も厳しいため、三相交流で励磁される三極
鉄心にコイルを巻装したいわゆる三極リニア形誘
導機がある。このタイプのリニア誘導機では各相
巻線のインピーダンスが不平衡となり、電源設計
製作上または運転制御上、比較的平衡負荷にはな
い問題が発生する。
付け、移動磁界によつて溶鋼を撹拌する場合、比
較的巾広く、しかも短かい移動磁界方向寸方のリ
ニア磁界形誘導機が用いられる。しかも巾方向寸
法制限も厳しいため、三相交流で励磁される三極
鉄心にコイルを巻装したいわゆる三極リニア形誘
導機がある。このタイプのリニア誘導機では各相
巻線のインピーダンスが不平衡となり、電源設計
製作上または運転制御上、比較的平衡負荷にはな
い問題が発生する。
第1図はアーク炉の底部に三極リニア磁界形誘
導機を取りつけた適用例を示し、第2図はその三
極リニア磁界形誘導機の構成を示す斜視図であ
る。
導機を取りつけた適用例を示し、第2図はその三
極リニア磁界形誘導機の構成を示す斜視図であ
る。
アーク炉1の底部は耐熱レンガ2等で構成さ
れ、200〜300mm厚さがある。その底下部に三極リ
ニア磁界形誘導機3が備えられ、アーク炉1内部
の溶鋼4を撹拌する。5本の歯部鉄心30u,3
0v,30w,30x,30yを有する櫛歯状鉄
心30の両端の歯部鉄心30x,30yを除いた
他の第1極歯部鉄心30vにはU相コイル31、
中央の第2極歯部鉄心30vにはV相コイル3
2、第3極歯部鉄心30wにはW相コイル33が
集中巻きで巻装されており、三相交流(相回転U
→V→W)励磁すると、移動磁界によつてアーク
炉内溶鋼を第1図の矢印方向に撹拌するが、同じ
巻回数の各相コイル31〜33は各々磁気的な関
係が異なるためインピーダンスが異なる。ある寸
法の三極リニア磁界形誘導機装置の場合、平衡し
た電圧の電源で運転すると、各相の電流は例えば
U相100Aの時V相74A、W相110Aの電流となり、
非常に大きい電流の不平衡となることが分つた。
尚、第2図において、34は締付ボルト、35は
楔、36は押え板である。このような機械に対す
る電源としては一般に数Hzの低周波電源が用いら
れるが、最近はサイリスタを用いた静止形可変周
波数電源が使われる。この電源の場合最大電流を
示す相の電流容量で製作される為、上記の場合、
各相平均電流に対する最大電流相(W相)の値は (1/0.9)/〔(1+1/1.35+1/0.9) ×1/3〕≒1.16 となる。つまり平衡負荷の場合に比べ約16%増の
電流容量を持つ必要がある。また電流制御上も、
三相のいずれかの相電流を代表値として制御され
るので負荷状態によつ変化する各相の電流不平衡
に対して精度良い電流制御が出来ない等の問題点
がある。
れ、200〜300mm厚さがある。その底下部に三極リ
ニア磁界形誘導機3が備えられ、アーク炉1内部
の溶鋼4を撹拌する。5本の歯部鉄心30u,3
0v,30w,30x,30yを有する櫛歯状鉄
心30の両端の歯部鉄心30x,30yを除いた
他の第1極歯部鉄心30vにはU相コイル31、
中央の第2極歯部鉄心30vにはV相コイル3
2、第3極歯部鉄心30wにはW相コイル33が
集中巻きで巻装されており、三相交流(相回転U
→V→W)励磁すると、移動磁界によつてアーク
炉内溶鋼を第1図の矢印方向に撹拌するが、同じ
巻回数の各相コイル31〜33は各々磁気的な関
係が異なるためインピーダンスが異なる。ある寸
法の三極リニア磁界形誘導機装置の場合、平衡し
た電圧の電源で運転すると、各相の電流は例えば
U相100Aの時V相74A、W相110Aの電流となり、
非常に大きい電流の不平衡となることが分つた。
尚、第2図において、34は締付ボルト、35は
楔、36は押え板である。このような機械に対す
る電源としては一般に数Hzの低周波電源が用いら
れるが、最近はサイリスタを用いた静止形可変周
波数電源が使われる。この電源の場合最大電流を
示す相の電流容量で製作される為、上記の場合、
各相平均電流に対する最大電流相(W相)の値は (1/0.9)/〔(1+1/1.35+1/0.9) ×1/3〕≒1.16 となる。つまり平衡負荷の場合に比べ約16%増の
電流容量を持つ必要がある。また電流制御上も、
三相のいずれかの相電流を代表値として制御され
るので負荷状態によつ変化する各相の電流不平衡
に対して精度良い電流制御が出来ない等の問題点
がある。
本発明は三極リニア磁界形誘導機の各相電流不
平衡を解消し、合理的で小形化され、しかも制御
精度の優れた電源装置で運転できることを可能に
した、三極リニア磁界形誘導機装置を提供するこ
とを目的とする。
平衡を解消し、合理的で小形化され、しかも制御
精度の優れた電源装置で運転できることを可能に
した、三極リニア磁界形誘導機装置を提供するこ
とを目的とする。
本発明においては、5本の歯部鉄心を有する櫛
歯状鉄心の端部を除いた3本の歯部鉄心にそれぞ
れコイルを集中巻し、3相可変周波数電源で交流
励磁して移動磁界を発生させる三極リニア磁界形
誘導機装置において、中央歯部鉄心に巻装される
コイル巻数を、両側歯部鉄心に巻装されるコイル
巻数の65〜80%としたことにより、電源よりみた
インピーダンスが、各相平衡し、したがつて各相
電流が略等しくなるようにするものである。これ
によつて電源設備容量が合理的に小形化されると
ともに、電流制御の精度も向上するので、小形で
性能の優れたリニア磁界形誘導機装置が実現でき
る。時に品質のバラツキが少ない鋼材を製造する
アーム炉溶鋼撹拌等には、その電磁力制御が高精
度でできるなど効果は多大である。
歯状鉄心の端部を除いた3本の歯部鉄心にそれぞ
れコイルを集中巻し、3相可変周波数電源で交流
励磁して移動磁界を発生させる三極リニア磁界形
誘導機装置において、中央歯部鉄心に巻装される
コイル巻数を、両側歯部鉄心に巻装されるコイル
巻数の65〜80%としたことにより、電源よりみた
インピーダンスが、各相平衡し、したがつて各相
電流が略等しくなるようにするものである。これ
によつて電源設備容量が合理的に小形化されると
ともに、電流制御の精度も向上するので、小形で
性能の優れたリニア磁界形誘導機装置が実現でき
る。時に品質のバラツキが少ない鋼材を製造する
アーム炉溶鋼撹拌等には、その電磁力制御が高精
度でできるなど効果は多大である。
以下、本発明の一実施例について第3図を参照
して説明する。尚第3図において第1図および第
2図と同一部分には同一符号を付して説明を省略
する。
して説明する。尚第3図において第1図および第
2図と同一部分には同一符号を付して説明を省略
する。
3極を構成する櫛歯状鉄心30の構成は第2図
と同じであるが、各歯部鉄心30u,30v,3
0wに集中巻で巻装されるコイルの巻数は、U
相、V相、W相で異なつている。ななわちU相コ
イル31が100ターンに対し、V相コイル32は
72ターン、W相コイル33は108ターンとしてい
る。各々の相のコイル31,32,33は星形接
続となるように結線され、3相の可変周波数電源
である可変周波可変電圧電源5から励磁できるよ
うに構成する。しかも歯部鉄心30u〜30yの
先端側に各相コイル31,32,33の上部をそ
ろえ、巻数が異なるコイル寸法の差は継鉄部30
zとの間の隙間をスペーサ37で調整する構成と
して組み立てる。コイルが納められる溝部38の
先端部は楔35を用いて、コイル31,32,3
3の固定を行なう。
と同じであるが、各歯部鉄心30u,30v,3
0wに集中巻で巻装されるコイルの巻数は、U
相、V相、W相で異なつている。ななわちU相コ
イル31が100ターンに対し、V相コイル32は
72ターン、W相コイル33は108ターンとしてい
る。各々の相のコイル31,32,33は星形接
続となるように結線され、3相の可変周波数電源
である可変周波可変電圧電源5から励磁できるよ
うに構成する。しかも歯部鉄心30u〜30yの
先端側に各相コイル31,32,33の上部をそ
ろえ、巻数が異なるコイル寸法の差は継鉄部30
zとの間の隙間をスペーサ37で調整する構成と
して組み立てる。コイルが納められる溝部38の
先端部は楔35を用いて、コイル31,32,3
3の固定を行なう。
次に作用について説明する。各相コイル31,
32,33の巻数は各相コイルのインピーダンス
の差によつて結成されている。すなわち移動磁界
方向に対して丁度中央にあるV相コイル32は中
央歯部鉄心30vから両側歯部鉄心30u,30
wへ鉄心上面の空間を介して通る磁路関係が両側
歯部鉄心30u,30wに巻装されるU相、W相
コイル31,33に比べ磁束が通り易く磁束鎖交
量が増加するのでインピーダンスも高くなる。し
たがつてU相、W相コイル31,33より巻回数
を減少させることによつてインピーダンスを低く
する。又W相コイル33は移動磁界方向の後側い
わゆる出力側にあたるので、いわゆる前側である
U相コイル31に比較して二次導体である溶鋼内
に流れ電流との結合が強く、したがつてインピー
ダンスが低くなるのでU相コイル31よりターン
数を増加させてインピーダンスの平衡を計つてい
る。
32,33の巻数は各相コイルのインピーダンス
の差によつて結成されている。すなわち移動磁界
方向に対して丁度中央にあるV相コイル32は中
央歯部鉄心30vから両側歯部鉄心30u,30
wへ鉄心上面の空間を介して通る磁路関係が両側
歯部鉄心30u,30wに巻装されるU相、W相
コイル31,33に比べ磁束が通り易く磁束鎖交
量が増加するのでインピーダンスも高くなる。し
たがつてU相、W相コイル31,33より巻回数
を減少させることによつてインピーダンスを低く
する。又W相コイル33は移動磁界方向の後側い
わゆる出力側にあたるので、いわゆる前側である
U相コイル31に比較して二次導体である溶鋼内
に流れ電流との結合が強く、したがつてインピー
ダンスが低くなるのでU相コイル31よりターン
数を増加させてインピーダンスの平衡を計つてい
る。
第3図に示す如く、一つの溝38内の左右に異
なつた相のコイルを巻装し、各相集中巻きで構成
する場合には、各々を比較的に自由なターン数に
選定することが容易である。一方分布巻き、重ね
巻きで構成される一般にリニア誘導機では各コイ
ルのターン数の不同は工作上、組立上不可能では
ないが、各溝内でのスペーサ調整やコイルエンド
部スペーサ調整等組立時間を増大させる要因を含
む。
なつた相のコイルを巻装し、各相集中巻きで構成
する場合には、各々を比較的に自由なターン数に
選定することが容易である。一方分布巻き、重ね
巻きで構成される一般にリニア誘導機では各コイ
ルのターン数の不同は工作上、組立上不可能では
ないが、各溝内でのスペーサ調整やコイルエンド
部スペーサ調整等組立時間を増大させる要因を含
む。
この点本実施例では各相コイルの数はそれぞれ
1個であつて少ないので溝内のスペーサ調整が少
なく、組立時間が短かい上、部品個数が少ないこ
とにより故障発生が少ない。
1個であつて少ないので溝内のスペーサ調整が少
なく、組立時間が短かい上、部品個数が少ないこ
とにより故障発生が少ない。
第3図に示す構成の三極リニア磁界形誘導機3
で、三相交流電源5に接続した場合、各相に流れ
る電流が平衡する。コイルのターン数が減少ある
いは増加した代りに、コイルに流れる電流は増加
あるいは減少するので、各相の歯部鉄心に励磁さ
れる起磁力に変化はなく、三極リニア磁界形誘導
機装置として鉄心前面の磁束分布の様子、大きさ
が、各相コイルターン数と同じで電流を変化させ
た場合と比べて同様であることは実験によつて確
認できた。
で、三相交流電源5に接続した場合、各相に流れ
る電流が平衡する。コイルのターン数が減少ある
いは増加した代りに、コイルに流れる電流は増加
あるいは減少するので、各相の歯部鉄心に励磁さ
れる起磁力に変化はなく、三極リニア磁界形誘導
機装置として鉄心前面の磁束分布の様子、大きさ
が、各相コイルターン数と同じで電流を変化させ
た場合と比べて同様であることは実験によつて確
認できた。
電源5は前述の如く、サイリスタ等で構成され
る可変周波、可変電圧の電源であるので、負荷電
流が平衡することは各素子、部品等の利用率が平
衡し、各々の持つ能力の限界まで使用できること
になる。つまり電源装置の小形化が可能となり、
三極リニア磁界形誘導機装置としての合理化、低
廉化、コンパクト化が可能となる。
る可変周波、可変電圧の電源であるので、負荷電
流が平衡することは各素子、部品等の利用率が平
衡し、各々の持つ能力の限界まで使用できること
になる。つまり電源装置の小形化が可能となり、
三極リニア磁界形誘導機装置としての合理化、低
廉化、コンパクト化が可能となる。
第3図の実施例におてはコイルの巻回数をU相
を100とした時V相72、W相108と説明したが、鉄
心の形状あるいはコイル形状により変化すること
は当然である。例えば移動磁界方向鉄心巾(第2
図a寸法)がそれと直角方向の積厚(bとする)
に比べ比較的大きくなると各相インピーダンスの
差が前述値より縮まり、逆の場合は広がることは
実験により確認している。すなわちa/bの比と
相電流が平衡するU相コイル31巻回数に対する
V相コイル32巻回数の比V/Uの関係は第4図
実線の通りである。又、各種a/bの値について
励磁電気容量KVAと鉄心前面の磁束密度Bの関
係(B/KVA)を調査した結果第4図の破線の
如くなりa/bが0.75〜1.25位が電気容量に対し
て有効に電磁力を働かしうることが分つた。この
時、相電流が平衡するU相コイル31に対するV
相コイル32巻数比は0.65〜0.8である。W相コ
イル33に対するV相コイル32巻数比も略同様
である。
を100とした時V相72、W相108と説明したが、鉄
心の形状あるいはコイル形状により変化すること
は当然である。例えば移動磁界方向鉄心巾(第2
図a寸法)がそれと直角方向の積厚(bとする)
に比べ比較的大きくなると各相インピーダンスの
差が前述値より縮まり、逆の場合は広がることは
実験により確認している。すなわちa/bの比と
相電流が平衡するU相コイル31巻回数に対する
V相コイル32巻回数の比V/Uの関係は第4図
実線の通りである。又、各種a/bの値について
励磁電気容量KVAと鉄心前面の磁束密度Bの関
係(B/KVA)を調査した結果第4図の破線の
如くなりa/bが0.75〜1.25位が電気容量に対し
て有効に電磁力を働かしうることが分つた。この
時、相電流が平衡するU相コイル31に対するV
相コイル32巻数比は0.65〜0.8である。W相コ
イル33に対するV相コイル32巻数比も略同様
である。
以上説明したように本発明によれば、コイルの
巻回数を各相のコイルで比較的自由な値に選択で
き、平衡した電流を流して有効な電磁力を得られ
る三極リニア磁界形誘導機構成するとともに、電
源も平衡負荷電流を供給できるので、その効果と
して、電源装置が最も有効にその機能が発揮でき
る合理的なのとなる。すなわち設備容量をフルに
活用でき、換言すれば電源設備を小形にすること
ができる三極リニア磁界形誘導機装置が得られ
る。
巻回数を各相のコイルで比較的自由な値に選択で
き、平衡した電流を流して有効な電磁力を得られ
る三極リニア磁界形誘導機構成するとともに、電
源も平衡負荷電流を供給できるので、その効果と
して、電源装置が最も有効にその機能が発揮でき
る合理的なのとなる。すなわち設備容量をフルに
活用でき、換言すれば電源設備を小形にすること
ができる三極リニア磁界形誘導機装置が得られ
る。
他の効果としては電源制御等の場合、その制御
精度が向上し、したがつて出力として期待される
磁束密度、電磁力が高い精度で制御できることは
この三極リニア磁界形誘導機を用いた例えばアー
ク炉用電磁撹拌において、そのシステムで製造さ
れる鋼の品質の均一性を生み、いわゆる品質上バ
ラツキの少ない高品質の鋼材が製造できるように
なる。又、リニアモータのような場合に応用すれ
ば正確な加速度、速度で運転でき、システム全体
の制御精度が向上することになる。
精度が向上し、したがつて出力として期待される
磁束密度、電磁力が高い精度で制御できることは
この三極リニア磁界形誘導機を用いた例えばアー
ク炉用電磁撹拌において、そのシステムで製造さ
れる鋼の品質の均一性を生み、いわゆる品質上バ
ラツキの少ない高品質の鋼材が製造できるように
なる。又、リニアモータのような場合に応用すれ
ば正確な加速度、速度で運転でき、システム全体
の制御精度が向上することになる。
第1図はアーク炉に取付けた三極リニア磁界形
誘導機を示す一部断面立面図、第2図は従来およ
び本発明の一実施例に共通な部分を示す三極リニ
ア磁界形誘導機の斜視図、第3図は本発明の三極
リニア磁界形誘導機装置の一実施例を示す一部断
面立面図、第4図は鉄心巾aと鉄心積厚bの比に
対する電気的特性を示す曲線図である。 3……三極リニア磁界形誘導機、30……櫛歯
形鉄心、30u,30v,30w,30x,30
y……歯部鉄心、31……U相コイル、32……
V相コイル、33……W相コイル、5……可変周
波数電源である可変周波可変電圧電源。
誘導機を示す一部断面立面図、第2図は従来およ
び本発明の一実施例に共通な部分を示す三極リニ
ア磁界形誘導機の斜視図、第3図は本発明の三極
リニア磁界形誘導機装置の一実施例を示す一部断
面立面図、第4図は鉄心巾aと鉄心積厚bの比に
対する電気的特性を示す曲線図である。 3……三極リニア磁界形誘導機、30……櫛歯
形鉄心、30u,30v,30w,30x,30
y……歯部鉄心、31……U相コイル、32……
V相コイル、33……W相コイル、5……可変周
波数電源である可変周波可変電圧電源。
Claims (1)
- 1 5本の歯部鉄心を有する櫛歯状鉄心の端部を
除いた3本の歯部鉄心にそれぞれコイルを集中巻
し、3相可変周波数電源で交流励磁して移動磁界
を発生させる三極リニア磁界形誘導機装置におい
て、中央歯部鉄心に巻装されるコイル巻数を、両
側歯部鉄心に巻装されるコイル巻数の65〜80%と
したことを特徴とする三極リニア磁界形誘導機装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4549184A JPS60191188A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 三極リニア磁界形誘導機装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4549184A JPS60191188A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 三極リニア磁界形誘導機装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60191188A JPS60191188A (ja) | 1985-09-28 |
JPH0541919B2 true JPH0541919B2 (ja) | 1993-06-24 |
Family
ID=12720867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4549184A Granted JPS60191188A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 三極リニア磁界形誘導機装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60191188A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5420117B2 (ja) * | 2010-09-14 | 2014-02-19 | エー ビー ビー リサーチ リミテッド | 電気アーク炉内電磁撹拌用装置および方法 |
EP2792755B1 (en) * | 2013-04-16 | 2015-06-10 | ABB Technology Ltd | A method and a control system for controlling a melting and refining process |
-
1984
- 1984-03-12 JP JP4549184A patent/JPS60191188A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60191188A (ja) | 1985-09-28 |
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