JPS58165648A - 単相回転電気機械 - Google Patents
単相回転電気機械Info
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- JPS58165648A JPS58165648A JP4971282A JP4971282A JPS58165648A JP S58165648 A JPS58165648 A JP S58165648A JP 4971282 A JP4971282 A JP 4971282A JP 4971282 A JP4971282 A JP 4971282A JP S58165648 A JPS58165648 A JP S58165648A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Induction Machinery (AREA)
- Synchronous Machinery (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】
半導体整流器の発達で回転電気機械、特に交流発電機や
誘導機などが技術的発達をした。例えばスリツプリング
とブラシのない構造にするようなことも可能となった。
誘導機などが技術的発達をした。例えばスリツプリング
とブラシのない構造にするようなことも可能となった。
然し、そのような回転電気機械においてブラシなし構造
にするためにかえって構造を複雑にするようなこともあ
る。そのような場合に磁気回路を兼用させる試みは構造
の簡略化に役立つので今まで屡々提案されてきた。特許
第801992号は多相ブラシなし交流同期機において
、又特許第801991号は単相ブラシなし交流同期機
において同期機本体と励磁機との磁気回路を兼用させ簡
単な構造にしている。一方、本特許出願者の発明になる
昭和57年3月8日出願の特許願「誘導機制御装置」は
誘導機において二誘導機に対し磁気回路を兼用させて構
造の簡略化をはかったものである。
にするためにかえって構造を複雑にするようなこともあ
る。そのような場合に磁気回路を兼用させる試みは構造
の簡略化に役立つので今まで屡々提案されてきた。特許
第801992号は多相ブラシなし交流同期機において
、又特許第801991号は単相ブラシなし交流同期機
において同期機本体と励磁機との磁気回路を兼用させ簡
単な構造にしている。一方、本特許出願者の発明になる
昭和57年3月8日出願の特許願「誘導機制御装置」は
誘導機において二誘導機に対し磁気回路を兼用させて構
造の簡略化をはかったものである。
今迄述べたこれらの従来の磁気回路兼用方式では固定子
電機子巻線と変成器を電気接続させることによって固定
子電機子巻線に二種類の電流を通しそれにより磁気回路
の兼用を実現し得ている。
電機子巻線と変成器を電気接続させることによって固定
子電機子巻線に二種類の電流を通しそれにより磁気回路
の兼用を実現し得ている。
本発明はこのように磁気回路を二種類の回転電機部に兼
用させるに際し、固定子電機子巻線と変成器を電気接続
させ、固定子電機子巻線に二種類の電流を流すのである
が、特にそのような回転電機の単相機に関するものであ
る。多相機における場合と単相機の場合とでは類似の点
もあるが、全く根本的に異なる点がある。その点を特許
第801991号によって説明する。特許第80199
1号は特許第801992号と同様、電機子巻線と変成
器二次巻線を電気接続して閉回路を造り、電機子巻線の
中間点と変成器二次巻線の中間点を両端子として外部接
続線と電機接続するように配列している。然し、このよ
うな接続によると、電機子巻線そのものが単層巻となり
、コイルの構造が単純でなくなり、製作が難しい。本発
明ではこのような従来の方式の欠点をおぎない、単相の
回転電機において電機子巻線の製作を単純化しながら、
仰も二種の回転電機に対し一つの磁気回路を効率良く兼
用せしめることを目的とする。
用させるに際し、固定子電機子巻線と変成器を電気接続
させ、固定子電機子巻線に二種類の電流を流すのである
が、特にそのような回転電機の単相機に関するものであ
る。多相機における場合と単相機の場合とでは類似の点
もあるが、全く根本的に異なる点がある。その点を特許
第801991号によって説明する。特許第80199
1号は特許第801992号と同様、電機子巻線と変成
器二次巻線を電気接続して閉回路を造り、電機子巻線の
中間点と変成器二次巻線の中間点を両端子として外部接
続線と電機接続するように配列している。然し、このよ
うな接続によると、電機子巻線そのものが単層巻となり
、コイルの構造が単純でなくなり、製作が難しい。本発
明ではこのような従来の方式の欠点をおぎない、単相の
回転電機において電機子巻線の製作を単純化しながら、
仰も二種の回転電機に対し一つの磁気回路を効率良く兼
用せしめることを目的とする。
このような目的を達成せしめるため本発明では具体的な
電気接続図例の第1図及びその電気子巻線接続図例の第
2図に示すように、通常の三相二重星形接続の固定子電
機子巻線を持った回転電気機械の三相固定子電機子巻線 の二相を直列に接続したような電機子巻線接続すなわち
、ある一つの端子Cより隣接コイル群abedfg中一
つおきに存在するコイル群aefとbdgをそれぞれ直
列接続した二つの回路1と2を並列接続し、その末端の
二端子ABを設け、また別の一つの端子Dより隣接コイ
ル群hijkln中に一つおきに存在するコイル群hj
lとiknをそれぞれ直列接続した二つの回路3と4を
並列接続し、その末端の二端子をA′B′として上記A
とA′及びBとB′を接続して電機子巻線接続5とし、
ある固定子溝Gにおいては上記1、23、4の回路を造
る全コイル導体中にある二つのコイル導体を一つの溝G
に挿入するように配列し、上記CとDを両端子として外
部接続電線14と接続し、AとBの間及びCとDの間に
それぞれ変成器6の二次巻線8と一次巻線7を接続する
のである。
電気接続図例の第1図及びその電気子巻線接続図例の第
2図に示すように、通常の三相二重星形接続の固定子電
機子巻線を持った回転電気機械の三相固定子電機子巻線 の二相を直列に接続したような電機子巻線接続すなわち
、ある一つの端子Cより隣接コイル群abedfg中一
つおきに存在するコイル群aefとbdgをそれぞれ直
列接続した二つの回路1と2を並列接続し、その末端の
二端子ABを設け、また別の一つの端子Dより隣接コイ
ル群hijkln中に一つおきに存在するコイル群hj
lとiknをそれぞれ直列接続した二つの回路3と4を
並列接続し、その末端の二端子をA′B′として上記A
とA′及びBとB′を接続して電機子巻線接続5とし、
ある固定子溝Gにおいては上記1、23、4の回路を造
る全コイル導体中にある二つのコイル導体を一つの溝G
に挿入するように配列し、上記CとDを両端子として外
部接続電線14と接続し、AとBの間及びCとDの間に
それぞれ変成器6の二次巻線8と一次巻線7を接続する
のである。
第1図は本発明の中、単相のブラシなし同期発電機に関
する具体的な電気接続図である。電機子巻線1、2、3
、4の中には電流の種類が二種類流れることになる。そ
の一つは外部接続線14との間に流れるもので、ある瞬
間を考えると、実線矢印の方向で示すように端子Cから
端子Dの方向に向うもので、他の一つは変成器6の二次
巻線8と電機子巻線1、2、3、4の間の閉回路に流れ
、点線矢印で示される方向に向う。以上のことは電流が
交流であり、そのある瞬時について述べたものであり、
他の半サイクルでは矢印の方向が図示の反対の方向を向
く。第3図、第4図はこのように同一の巻線でも電流方
向が同一方向と相反する方向とで極数が2対1の関係で
変ることを示している。例えば第1図の巻線1と2の関
係で実線矢印のように同一方向へ電流を流すと、第3図
のように8極となるが、第1図の巻線1と2において点
線矢印のように反対方向へ電流を流すと、第4図のよう
に4極になると云うようなことになる。勿論その逆に第
1図の実線矢印の電流と第4図を対応させ、第1図の点
線矢印の電流と第3図を対応させることも出来る。
する具体的な電気接続図である。電機子巻線1、2、3
、4の中には電流の種類が二種類流れることになる。そ
の一つは外部接続線14との間に流れるもので、ある瞬
間を考えると、実線矢印の方向で示すように端子Cから
端子Dの方向に向うもので、他の一つは変成器6の二次
巻線8と電機子巻線1、2、3、4の間の閉回路に流れ
、点線矢印で示される方向に向う。以上のことは電流が
交流であり、そのある瞬時について述べたものであり、
他の半サイクルでは矢印の方向が図示の反対の方向を向
く。第3図、第4図はこのように同一の巻線でも電流方
向が同一方向と相反する方向とで極数が2対1の関係で
変ることを示している。例えば第1図の巻線1と2の関
係で実線矢印のように同一方向へ電流を流すと、第3図
のように8極となるが、第1図の巻線1と2において点
線矢印のように反対方向へ電流を流すと、第4図のよう
に4極になると云うようなことになる。勿論その逆に第
1図の実線矢印の電流と第4図を対応させ、第1図の点
線矢印の電流と第3図を対応させることも出来る。
第3図、第4図は判りやすくする説明図であるが、第1
図の固定子電機子巻線1、2、3、4に対応する配列例
を第2図に示す。第1図の実線矢印で示す方向を第2図
の巻線コイル導体上の矢印で示し、題1図の点線矢印で
示す方向を第2図の巻線コイル導体に沿った点線の矢印
で示す。第1図の実線矢印の電流により第2図では12
極となり、第1図の点線矢印の電流により第2図では6
極となることが判る。勿論その逆に6極と12極のよう
な1対2の関係とすることも出来る。
図の固定子電機子巻線1、2、3、4に対応する配列例
を第2図に示す。第1図の実線矢印で示す方向を第2図
の巻線コイル導体上の矢印で示し、題1図の点線矢印で
示す方向を第2図の巻線コイル導体に沿った点線の矢印
で示す。第1図の実線矢印の電流により第2図では12
極となり、第1図の点線矢印の電流により第2図では6
極となることが判る。勿論その逆に6極と12極のよう
な1対2の関係とすることも出来る。
このように考えると、第1図の場合、同期機電機子巻線
5は外部接続線14との間に電力を授受する電流に対し
てはその造る極数が変成器6の二次巻線8との間に電力
を授受する電流によって造られる極数の2倍又は1/2
となる。第2図の例では、前者は12極、後者は6極で
あり、第3図、第4図の例では前者は4極、後者は8極
である。
5は外部接続線14との間に電力を授受する電流に対し
てはその造る極数が変成器6の二次巻線8との間に電力
を授受する電流によって造られる極数の2倍又は1/2
となる。第2図の例では、前者は12極、後者は6極で
あり、第3図、第4図の例では前者は4極、後者は8極
である。
この同期機電機子巻線5が外部接続線14に電力を興え
る時、同期機は発電機であり、外部接続線14から電力
を供給される時、同期機は電動機である。電機子巻線5
が変成器6の二次巻線8から電力を受けて流す電流によ
って造られる極数すなわち第2図例では6極に対応して
第1図の回転励磁用巻線11を6極とし、この回転励磁
用巻線11から整流器13を経て回転界磁用巻線12に
接続される。この回転界磁巻線12の極数は電機子巻線
5が外部接続線14との間に電力授受して流す電流によ
って造られる極数と対応し、第2図の例では12極とな
る。このようにして回転子には回転界磁巻線12と回転
励磁巻線11とが同じ鉄心中の溝に入れられ、整流器1
3と共に回転せしめられる。電機子巻線5はこのように
して12極としても6極としても働くが、回転界磁巻線
12は12極として造られているため、12極として電
機子巻線5にも作用し、回転励磁用巻線11は6極とし
て造られているため、電機子巻線5の6極として働くも
のによって作用を受ける。一般に極数を異にし、その極
数関係が2対1の関係にある極数と巻線とが相対運動を
する時、その巻線には電圧を発生しない。つまり磁極は
巻線に作用しないことになる。例えば12極磁束に対し
て相対的に運動する電気機械の6極巻線には部分的には
ある方向の電圧が発生するが、それが全体的には相殺さ
れて6極巻線全体には電圧が発生しないと云う結果にな
る。同様に6極磁束分布極線に対して12極巻線には部
分的にある方向の電圧が発生するが、それも全体的には
相殺されて6極磁束分布に対して12極巻線全体には電
圧が発生しないことになる。そこでもし回転励磁用巻線
11が6極として造られているとするならば、この巻線
は12極磁束分布に対しては作用せず、6極磁束分布に
対してのみ使用し、回転界磁巻線12が12極として造
られているとするならば、これは6極磁束分布に対して
は作用せず、回転界磁巻線12にとっては6極磁束分布
がないのと同様の関係となる。従って回転励磁巻線11
は電機子巻線5の中に変成器6の二次巻線8から流れ入
る電流によって生じる磁束分布にのみ作用し、そこで励
磁機として働らくことになり、その回転励磁巻線11に
発生した電圧によって整流器13を経て回転界磁巻線1
2に電流が流れ、これを電機子巻線5との間に12極同
期機として働らく結果となるのである。変成器6の中の
電圧巻線8はリアクトル5と直列に接続されて発電機自
体から電力を受けるように電気的な接続がなされる。変
成器6の電流巻線9は電圧分と電流分を合成して負荷電
流の変化に拘わらず、負荷10へ供給される同期発電機
の電圧を一定とするのに役立つ。
る時、同期機は発電機であり、外部接続線14から電力
を供給される時、同期機は電動機である。電機子巻線5
が変成器6の二次巻線8から電力を受けて流す電流によ
って造られる極数すなわち第2図例では6極に対応して
第1図の回転励磁用巻線11を6極とし、この回転励磁
用巻線11から整流器13を経て回転界磁用巻線12に
接続される。この回転界磁巻線12の極数は電機子巻線
5が外部接続線14との間に電力授受して流す電流によ
って造られる極数と対応し、第2図の例では12極とな
る。このようにして回転子には回転界磁巻線12と回転
励磁巻線11とが同じ鉄心中の溝に入れられ、整流器1
3と共に回転せしめられる。電機子巻線5はこのように
して12極としても6極としても働くが、回転界磁巻線
12は12極として造られているため、12極として電
機子巻線5にも作用し、回転励磁用巻線11は6極とし
て造られているため、電機子巻線5の6極として働くも
のによって作用を受ける。一般に極数を異にし、その極
数関係が2対1の関係にある極数と巻線とが相対運動を
する時、その巻線には電圧を発生しない。つまり磁極は
巻線に作用しないことになる。例えば12極磁束に対し
て相対的に運動する電気機械の6極巻線には部分的には
ある方向の電圧が発生するが、それが全体的には相殺さ
れて6極巻線全体には電圧が発生しないと云う結果にな
る。同様に6極磁束分布極線に対して12極巻線には部
分的にある方向の電圧が発生するが、それも全体的には
相殺されて6極磁束分布に対して12極巻線全体には電
圧が発生しないことになる。そこでもし回転励磁用巻線
11が6極として造られているとするならば、この巻線
は12極磁束分布に対しては作用せず、6極磁束分布に
対してのみ使用し、回転界磁巻線12が12極として造
られているとするならば、これは6極磁束分布に対して
は作用せず、回転界磁巻線12にとっては6極磁束分布
がないのと同様の関係となる。従って回転励磁巻線11
は電機子巻線5の中に変成器6の二次巻線8から流れ入
る電流によって生じる磁束分布にのみ作用し、そこで励
磁機として働らくことになり、その回転励磁巻線11に
発生した電圧によって整流器13を経て回転界磁巻線1
2に電流が流れ、これを電機子巻線5との間に12極同
期機として働らく結果となるのである。変成器6の中の
電圧巻線8はリアクトル5と直列に接続されて発電機自
体から電力を受けるように電気的な接続がなされる。変
成器6の電流巻線9は電圧分と電流分を合成して負荷電
流の変化に拘わらず、負荷10へ供給される同期発電機
の電圧を一定とするのに役立つ。
以上の単相同期発電機の作用効果の特長を特許第801
991号と比較しながら考えると、次のように云える。
991号と比較しながら考えると、次のように云える。
(1)第2図の電機子巻線配列から判るように二層巻き
で単純な同一形のコイルを全般的に使えて、巻線構成が
簡単である。
で単純な同一形のコイルを全般的に使えて、巻線構成が
簡単である。
(2)特許第801991号では同芯巻であるのに対し
、本発明では第2図から判るように、分布巻きで円周の
溝を前面に使え、巻線の配置効率が良い。
、本発明では第2図から判るように、分布巻きで円周の
溝を前面に使え、巻線の配置効率が良い。
以上の二つの特長を持ちながら簡単に単相同期機でブラ
シレスにしうることが今迄説明した方式の特長と云える
。
シレスにしうることが今迄説明した方式の特長と云える
。
次に、単相誘導機に本発明を適用した場合をその具体的
電気接続図例の第5図によって説明する。元来誘導機の
制御で二次励磁制御がある。これは篭形誘導機の制御に
使う自励式の逆変換装置と違って簡単確実な動作をする
他動式逆変換装置を使える利点があるからその利用面が
多い。然し、巻線形誘導機にはスリツプリングとブラシ
があり、保守と安全性の確保のため、これらをなくすこ
とが望ましい。例えば本出願人の既に提出した発明の昭
和45年特許願第62944号に示す縦続接続巻線形誘
導機ではブラシなし構造が得られる。然し構造的には二
つの巻線形誘導機の結合となり、細長い形となり、構造
上不経済でもあり、また複雑でもある。特に本発明は単
相誘導機に関するものであるから、簡単な構造のもので
なければならない。
電気接続図例の第5図によって説明する。元来誘導機の
制御で二次励磁制御がある。これは篭形誘導機の制御に
使う自励式の逆変換装置と違って簡単確実な動作をする
他動式逆変換装置を使える利点があるからその利用面が
多い。然し、巻線形誘導機にはスリツプリングとブラシ
があり、保守と安全性の確保のため、これらをなくすこ
とが望ましい。例えば本出願人の既に提出した発明の昭
和45年特許願第62944号に示す縦続接続巻線形誘
導機ではブラシなし構造が得られる。然し構造的には二
つの巻線形誘導機の結合となり、細長い形となり、構造
上不経済でもあり、また複雑でもある。特に本発明は単
相誘導機に関するものであるから、簡単な構造のもので
なければならない。
単相誘導機に本発明を適用した場合、その具体的な電機
接続図例を第5図ではその固定子電機子巻線5は第1図
で示したのと同様、1、2、3、4より成り、その電気
接続は一つの端子Cより別の端子Dに到る間で第1図の
場合と同様、第2図に示すように、端子Cより隣接コイ
ル群abedfg中一つおきに有在するコイル群aef
とbdgをそれぞれ直列接続した二つの回路1と2を並
列接続し、その末端の二端子ABを設け、また別の一つ
の端子Dより隣接コイル群hijkln中一つおきに有
在するコイル群hjlとiknをそれぞれ直列接続した
二つの回路3と4を並列接続し、その末端の二端子をA
′B′として、上記AとA′及びBとB′を接続して電
機子巻線接続5とし、ある固定子溝Gにおいては上記1
、2、3、4の回路を造る全コイル導体中のある二つの
コイル導体を一つの溝Gに挿入するように配列し、Cと
Dを両端子として外部接続電線14と接続し、AとBの
間及びCとDの間にそれぞれ変成器6の二次巻線8と一
次巻線7を接続するのである。第5図では変成器6の一
次巻線7と外部接続電線14の間を周波数変換装置24
を経て電気接続し、端子CDと外部接続電線14の間を
直接電気接続しているが、これとは逆に端子CDと外部
接続電線14の間に周波数変換装置24を設け、変成器
6の一次巻線7と外部接続電線14の間を直接接続して
も良い。この直接的接続とは周波数変換装置24を通さ
ずに接続すると云う意味であり、他のもの例えば変圧器
などを通して接続しても直接的接続と云う。
接続図例を第5図ではその固定子電機子巻線5は第1図
で示したのと同様、1、2、3、4より成り、その電気
接続は一つの端子Cより別の端子Dに到る間で第1図の
場合と同様、第2図に示すように、端子Cより隣接コイ
ル群abedfg中一つおきに有在するコイル群aef
とbdgをそれぞれ直列接続した二つの回路1と2を並
列接続し、その末端の二端子ABを設け、また別の一つ
の端子Dより隣接コイル群hijkln中一つおきに有
在するコイル群hjlとiknをそれぞれ直列接続した
二つの回路3と4を並列接続し、その末端の二端子をA
′B′として、上記AとA′及びBとB′を接続して電
機子巻線接続5とし、ある固定子溝Gにおいては上記1
、2、3、4の回路を造る全コイル導体中のある二つの
コイル導体を一つの溝Gに挿入するように配列し、Cと
Dを両端子として外部接続電線14と接続し、AとBの
間及びCとDの間にそれぞれ変成器6の二次巻線8と一
次巻線7を接続するのである。第5図では変成器6の一
次巻線7と外部接続電線14の間を周波数変換装置24
を経て電気接続し、端子CDと外部接続電線14の間を
直接電気接続しているが、これとは逆に端子CDと外部
接続電線14の間に周波数変換装置24を設け、変成器
6の一次巻線7と外部接続電線14の間を直接接続して
も良い。この直接的接続とは周波数変換装置24を通さ
ずに接続すると云う意味であり、他のもの例えば変圧器
などを通して接続しても直接的接続と云う。
又第5図では端子AとA′との間を開閉装置17で短絡
可能なコンデンサー16を経て接続しているが、これは
端子BとB′の間に設けても良い。又設けなくても良い
。このコンデンサー16は電機子巻線1と3の間を流れ
る電流と電機子巻線2と4の間を流れる電流の間に約9
0°の遅れを生じさせて、始動時に回転磁界を送るため
に設けられる。周波数変換装置24は第5図においては
制御素子28付きの半導体整流器27から成る逆変換装
置21と制御素子30付きの半導体整流器29から成る
順変換装置22との間をリアクトル23を経て接続した
ものである。逆変換装置21はその半導体整流器27の
制御素子28に接続される制御装置25によって制御さ
れる。制御装置25は同期信号をとるため、変成器6の
一次巻線7の端子に接続される。同様に制御装置26は
交流外部接続電線14に接続される。コンデンサー31
は変成器6の一次巻線7の端子に接続されるが、これは
周波数変換装置24より変成器6へ■えるべき電力の力
率を良くし、且つその交流波形中の高調■分を吸収し、
制御装置25に興える同期信号を基本波になるべく近く
し、逆変換装置21を正確に運転させるためのものであ
る。この場合の逆変換装置21は他励式となるし、順変
換装置22と共に、自然転流の変換装置となる。21を
順変換装置、22を逆変換装置とすることもできる。
可能なコンデンサー16を経て接続しているが、これは
端子BとB′の間に設けても良い。又設けなくても良い
。このコンデンサー16は電機子巻線1と3の間を流れ
る電流と電機子巻線2と4の間を流れる電流の間に約9
0°の遅れを生じさせて、始動時に回転磁界を送るため
に設けられる。周波数変換装置24は第5図においては
制御素子28付きの半導体整流器27から成る逆変換装
置21と制御素子30付きの半導体整流器29から成る
順変換装置22との間をリアクトル23を経て接続した
ものである。逆変換装置21はその半導体整流器27の
制御素子28に接続される制御装置25によって制御さ
れる。制御装置25は同期信号をとるため、変成器6の
一次巻線7の端子に接続される。同様に制御装置26は
交流外部接続電線14に接続される。コンデンサー31
は変成器6の一次巻線7の端子に接続されるが、これは
周波数変換装置24より変成器6へ■えるべき電力の力
率を良くし、且つその交流波形中の高調■分を吸収し、
制御装置25に興える同期信号を基本波になるべく近く
し、逆変換装置21を正確に運転させるためのものであ
る。この場合の逆変換装置21は他励式となるし、順変
換装置22と共に、自然転流の変換装置となる。21を
順変換装置、22を逆変換装置とすることもできる。
今第5図の作動を考える。交流外部接続電線14を交流
母線とすると、この交流母線14から誘導機5‐20の
固定電機子巻線5にその両端子CDを通して電力が興え
られる。交流母線14から固定電機子巻線5へ電力を興
える時、ある瞬間の電流の流れは第1図の実線矢印と点
線矢印の方向と同様であるとする。すなわち交流母線1
4から固定電機子巻線5へ電力を興えて流す電流の方向
は第1図の実線矢印の方向であり、ある瞬間には端子C
からDの方向へ向うものとする。この固定子に設けられ
た電機子巻線5に対して誘導機の回転子20では相互に
逆相接続された回転子巻線18と19が設けられる。こ
の回転子巻線18と19とはその接続をそれぞれ例えば
12極と6極のように2対1の極数となるように接続さ
れる。そして固定子の電機子巻線5における実線矢印の
電流(第1図に示される)、つまり交流母線から興えら
れた電流によって造られる磁界の磁極数を12極とする
と、その12極に対応して12極の回転子巻線18に起
電力を発生する。この起電力によって回転子巻線19に
流される電流によって造られる磁極は6極であり、この
磁極に対応して固定子電機子巻線5に点線矢印(第1図
に示す)のような方向の起電力を発生する。その起電力
によって変成器6の二次巻線8の中に点線矢印(第1図
に示す)の方向の電流が流れ、これに対応して変成器6
の一次巻線7に起電力が発生することになる。
母線とすると、この交流母線14から誘導機5‐20の
固定電機子巻線5にその両端子CDを通して電力が興え
られる。交流母線14から固定電機子巻線5へ電力を興
える時、ある瞬間の電流の流れは第1図の実線矢印と点
線矢印の方向と同様であるとする。すなわち交流母線1
4から固定電機子巻線5へ電力を興えて流す電流の方向
は第1図の実線矢印の方向であり、ある瞬間には端子C
からDの方向へ向うものとする。この固定子に設けられ
た電機子巻線5に対して誘導機の回転子20では相互に
逆相接続された回転子巻線18と19が設けられる。こ
の回転子巻線18と19とはその接続をそれぞれ例えば
12極と6極のように2対1の極数となるように接続さ
れる。そして固定子の電機子巻線5における実線矢印の
電流(第1図に示される)、つまり交流母線から興えら
れた電流によって造られる磁界の磁極数を12極とする
と、その12極に対応して12極の回転子巻線18に起
電力を発生する。この起電力によって回転子巻線19に
流される電流によって造られる磁極は6極であり、この
磁極に対応して固定子電機子巻線5に点線矢印(第1図
に示す)のような方向の起電力を発生する。その起電力
によって変成器6の二次巻線8の中に点線矢印(第1図
に示す)の方向の電流が流れ、これに対応して変成器6
の一次巻線7に起電力が発生することになる。
以上は固定子巻線と回転子巻線との間には互いに同じ極
数の間には作用し合い、互いに異なる極数の間には作用
し合わないと云う関係があることによる。
数の間には作用し合い、互いに異なる極数の間には作用
し合わないと云う関係があることによる。
本発明の一例として第5図で周波数変換装置24を逆変
換装置21と順変換装置22の組合せの場合を考える。
換装置21と順変換装置22の組合せの場合を考える。
その場合には交流母線14から誘導機1の固定子電機子
巻線5に電圧を加える時、前記のように変成器6の一次
巻線7の端子に交流電圧が現われるが、逆変換装置21
は他励式となって容易に電力を変成器6の一次巻線7か
ら二次巻線8を通し、誘導機の固定子電機子巻線5に興
える。その電力の流れは第1図の点線矢印方向に対向し
てその逆向きとなる。これに対応して回転子巻線19よ
り18を経て電機子巻線5の実線矢印(第1図に示す)
に対向し、その逆向きとなる電力が興えられることにな
る。このようにして電力の流れは交流母線14から周波
数変換装置24・変成器6を経て誘導機5‐20に興え
られ、仕事をしてその余りが端子CDから交流母線14
に返還されることになる。この場合、誘導機の中では固
定子電機子巻線5と回転子巻線19の間及び回転子巻線
20と固定子電機子巻線5との間の何れもその滑りが1
よりも大きい領域の制御に対応する。これらの制御は昭
和45年特許願第62944号の発明に対応する。勿論
今述べたのとは全く逆に順変換装置21と逆変換装置2
2の組合せにより滑りが1より小さい通常の組合せも考
えうる。
巻線5に電圧を加える時、前記のように変成器6の一次
巻線7の端子に交流電圧が現われるが、逆変換装置21
は他励式となって容易に電力を変成器6の一次巻線7か
ら二次巻線8を通し、誘導機の固定子電機子巻線5に興
える。その電力の流れは第1図の点線矢印方向に対向し
てその逆向きとなる。これに対応して回転子巻線19よ
り18を経て電機子巻線5の実線矢印(第1図に示す)
に対向し、その逆向きとなる電力が興えられることにな
る。このようにして電力の流れは交流母線14から周波
数変換装置24・変成器6を経て誘導機5‐20に興え
られ、仕事をしてその余りが端子CDから交流母線14
に返還されることになる。この場合、誘導機の中では固
定子電機子巻線5と回転子巻線19の間及び回転子巻線
20と固定子電機子巻線5との間の何れもその滑りが1
よりも大きい領域の制御に対応する。これらの制御は昭
和45年特許願第62944号の発明に対応する。勿論
今述べたのとは全く逆に順変換装置21と逆変換装置2
2の組合せにより滑りが1より小さい通常の組合せも考
えうる。
第5図の接続においてその外部接続をこれと逆にするこ
とも出来る。すなわち、変成器6の一次巻線7と交流母
線14とを直接的電気接続し、誘導機の固定子電機子巻
線5の端子CDとの間を周波数変換装置24を通して交
流母線14と電気接続しうる。
とも出来る。すなわち、変成器6の一次巻線7と交流母
線14とを直接的電気接続し、誘導機の固定子電機子巻
線5の端子CDとの間を周波数変換装置24を通して交
流母線14と電気接続しうる。
次に第5図に若干の変更を含む実施例として誘導発電機
の例がある。それは第5図において交流母線14より誘
導機の固定子電機子巻線5の端子CDへ交流励磁電力を
供給できるように電気接続し、周波数変換装置24の入
力端子と変成器6の出力巻線7との間を電気接続すると
共に上記周波数変換装置24の出力端子と交流母線24
との間を電気接続し、回転子巻線18と19を含む回転
子と原動機によって駆動するように配列し、交流母線1
4から励磁電力を受けて電機子巻線5がそれによって造
る磁界の極数と交流母線14から電機子巻線5へ入り込
む交流励磁電力の周波数との関連して定まる磁界の回転
速度に対し、その磁界の変化よりも早く、上記原動機に
よって回転子を回転駆動し、上記周波数変換装置24の
出力端子から得られる交流を上記交流母線14を経て上
記電機子巻線5に励磁電流として興えるようにした回路
を造り、逆にこの電機子巻線5の端子CDから上記交流
母線14へ交流電力を興えるようにするのである。この
場合、周波数変換装置24は順変換装置21と逆変換装
置22の組合せより成る。この逆変換装置22の出力周
波数を制御する装置が逆変換装置22とその制御装置2
6に関連して設けられる。すなわち自励式逆変換装置と
なる。
の例がある。それは第5図において交流母線14より誘
導機の固定子電機子巻線5の端子CDへ交流励磁電力を
供給できるように電気接続し、周波数変換装置24の入
力端子と変成器6の出力巻線7との間を電気接続すると
共に上記周波数変換装置24の出力端子と交流母線24
との間を電気接続し、回転子巻線18と19を含む回転
子と原動機によって駆動するように配列し、交流母線1
4から励磁電力を受けて電機子巻線5がそれによって造
る磁界の極数と交流母線14から電機子巻線5へ入り込
む交流励磁電力の周波数との関連して定まる磁界の回転
速度に対し、その磁界の変化よりも早く、上記原動機に
よって回転子を回転駆動し、上記周波数変換装置24の
出力端子から得られる交流を上記交流母線14を経て上
記電機子巻線5に励磁電流として興えるようにした回路
を造り、逆にこの電機子巻線5の端子CDから上記交流
母線14へ交流電力を興えるようにするのである。この
場合、周波数変換装置24は順変換装置21と逆変換装
置22の組合せより成る。この逆変換装置22の出力周
波数を制御する装置が逆変換装置22とその制御装置2
6に関連して設けられる。すなわち自励式逆変換装置と
なる。
第5図において、第一の誘導機部すなわち電機子巻線5
とそれに流れる交流母線14からの供給電流つまり第1
図の実線矢印の電流によって造られる磁極と同一極数の
巻線18との間で造られる誘導機部のすべりをS1とす
る。また回転子巻線18に発生する起電力によって回転
子巻線19に流れる電流により造られる磁界と対応する
電機子巻線19に流れる電流つまり第1図の点線矢印電
流との作用を生ぜしめる第二の誘導機部の滑りをS2と
する。第一の誘導機部のS1は0よりも小さい領域で駆
動せしめられ、その模様は昭和56年特許願第7711
3号のそれに対応する。第二の誘導機部の滑りS2の模
様も昭和56年特許願第77113号のそれに対応する
。以上の装置で周波数変換装置24は必らずしも順逆変
換装置の組合せに限らず、サイクロコンバーターも考え
られる。
とそれに流れる交流母線14からの供給電流つまり第1
図の実線矢印の電流によって造られる磁極と同一極数の
巻線18との間で造られる誘導機部のすべりをS1とす
る。また回転子巻線18に発生する起電力によって回転
子巻線19に流れる電流により造られる磁界と対応する
電機子巻線19に流れる電流つまり第1図の点線矢印電
流との作用を生ぜしめる第二の誘導機部の滑りをS2と
する。第一の誘導機部のS1は0よりも小さい領域で駆
動せしめられ、その模様は昭和56年特許願第7711
3号のそれに対応する。第二の誘導機部の滑りS2の模
様も昭和56年特許願第77113号のそれに対応する
。以上の装置で周波数変換装置24は必らずしも順逆変
換装置の組合せに限らず、サイクロコンバーターも考え
られる。
今までの説明では互いに逆相接続される回転子巻線18
と19が相互に異種の巻線であり、その中を流れる電流
によって造られる極数は互いに2対1又は1対2の関係
にあるものであった。然しそのような回転子巻線18と
19の組合せと同一効果を一種類の巻線で得ることも可
能である。その例を次に示す。
と19が相互に異種の巻線であり、その中を流れる電流
によって造られる極数は互いに2対1又は1対2の関係
にあるものであった。然しそのような回転子巻線18と
19の組合せと同一効果を一種類の巻線で得ることも可
能である。その例を次に示す。
Q2の数の導体を持った篭形回転子を2p極の磁界の中
で駆動させると、n=p±Q2の主高調波を生じること
がよく知られている。nが負であると回転子に関し、2
p極の磁界に対しこの主高調波は反対方向に回転する。
で駆動させると、n=p±Q2の主高調波を生じること
がよく知られている。nが負であると回転子に関し、2
p極の磁界に対しこの主高調波は反対方向に回転する。
このことはこのような回転機において2q極を持つ第二
の磁界により満足されねばならない必要条件である。従
ってもし、p±Q2=q或いはQ2=p+qを満足させ
るならば単一の回転子導体で回転子巻線18と19の組
合せを実現させうる。このような篭形回転子の考えが巻
線形回転子にも適用しうる。巻線形回転子のQ2相巻線
は篭形誘導機のQ2導体と等価的である。従って更に一
般的に云うと個々の極数の和の半分に等しいのが回転子
相の数である。回転子溝数がp+qの整数倍であること
が望まれる。第6図はこのような誘導機の回転子巻線の
一例を示したものであり、第2図の固定子巻線に対応す
る。
の磁界により満足されねばならない必要条件である。従
ってもし、p±Q2=q或いはQ2=p+qを満足させ
るならば単一の回転子導体で回転子巻線18と19の組
合せを実現させうる。このような篭形回転子の考えが巻
線形回転子にも適用しうる。巻線形回転子のQ2相巻線
は篭形誘導機のQ2導体と等価的である。従って更に一
般的に云うと個々の極数の和の半分に等しいのが回転子
相の数である。回転子溝数がp+qの整数倍であること
が望まれる。第6図はこのような誘導機の回転子巻線の
一例を示したものであり、第2図の固定子巻線に対応す
る。
第6図の上側に示された番号は溝番号、下側の番号はコ
イル番号を示す。この場合、p+q=6+3,p=6,
q=3である。以上のように回転子は篭形でも巻線形で
も良いことが判る。
イル番号を示す。この場合、p+q=6+3,p=6,
q=3である。以上のように回転子は篭形でも巻線形で
も良いことが判る。
以上第5図に関連して本発明では単相誘導機で二次励磁
制御を簡単にブラシなし構造でおこなえる作用効果の特
長があることが判った。
制御を簡単にブラシなし構造でおこなえる作用効果の特
長があることが判った。
以上をまとめて本発明では単相の回転電機において電機
子巻線の製作を単純化しながら、■も一つの磁気回路を
二種に兼用させ、ブラシなし回転電機を得ると云う作用
効果の特長を得ることになる。
子巻線の製作を単純化しながら、■も一つの磁気回路を
二種に兼用させ、ブラシなし回転電機を得ると云う作用
効果の特長を得ることになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の具体的な電気接続図である。
第2図は第1図の固定子電機子巻線に対応する配列例で
ある。第3図及び第4図は同一の巻線でもそこに流す電
流方向が異なればその造る磁極数が異なることを示す説
明図である。第5図は本発明の具体的な電気接続図であ
る。第6図は本発明に用いられうる回転子巻線の接続図
例である。 尚図面に用いられた符合は下記のようなものを示す。 1,2,3,4:固定子電機子巻線 5:固定子電機子巻線6:変成器 7:変成器一次巻線8:変成器二次巻線9:変成器電流
巻線10:負荷 11:回転励磁用巻線12:回転界磁用巻線13:整流
器14:外部接続線 15:リアクトル16:コンデンサー 17:短絡用開閉器18:回転子巻線 19:回転子巻線20:回転子 21:変換装置22:変換装置 23:リアクトル24:周波数変換装 置25:制御装置26:制御装置 27:制御素子付き整流器 28:制御素子29:制御素子付き整流器30:制御素
子31:コンデンサ ー 特許出願人 柴田福■
ある。第3図及び第4図は同一の巻線でもそこに流す電
流方向が異なればその造る磁極数が異なることを示す説
明図である。第5図は本発明の具体的な電気接続図であ
る。第6図は本発明に用いられうる回転子巻線の接続図
例である。 尚図面に用いられた符合は下記のようなものを示す。 1,2,3,4:固定子電機子巻線 5:固定子電機子巻線6:変成器 7:変成器一次巻線8:変成器二次巻線9:変成器電流
巻線10:負荷 11:回転励磁用巻線12:回転界磁用巻線13:整流
器14:外部接続線 15:リアクトル16:コンデンサー 17:短絡用開閉器18:回転子巻線 19:回転子巻線20:回転子 21:変換装置22:変換装置 23:リアクトル24:周波数変換装 置25:制御装置26:制御装置 27:制御素子付き整流器 28:制御素子29:制御素子付き整流器30:制御素
子31:コンデンサ ー 特許出願人 柴田福■
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 通常三相二重星形接続の固定子電機子巻線を持った回転
電気機械の三相固定子電機子巻線中の二相を直列に接続
したような電機子巻線接続すなわち、一つの端子Cより
隣接コイル群中一つおきに存在するコイル群をそれぞれ
直列接続した二つの回路1と2を並列接続し、その末端
の二端子ABを設け、これとは別の一つの端子Dより隣
接コイル群中一つおきに存在するコイル群をそれぞれ直
列接続した二つの回路3と4を並列接続し、その末端の
二端子をAとA′、及び BとB′を接続して電機子巻線接続とし、且つある固定
子溝においては上記1,2,3,4の回路を造る全コイ
ル導体中のある二つのコイル導体を一つの溝に挿入する
ように配列し、上記CとDを両端子として外部接続電線
と接続し、AとBの間及びCとDの間にそれぞれ変成器
の二次巻線と一次巻線を接続した単相回転電気機械
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4971282A JPS58165648A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 単相回転電気機械 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4971282A JPS58165648A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 単相回転電気機械 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58165648A true JPS58165648A (ja) | 1983-09-30 |
Family
ID=12838793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4971282A Pending JPS58165648A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 単相回転電気機械 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58165648A (ja) |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP4971282A patent/JPS58165648A/ja active Pending
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