JPS5944999A - 同期電動機の運転装置 - 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】 この発明は、一つの負荷にそれぞれ歯ＬＫを介して接続
される複数台の電動機の運転装置に関し、特に複数台の
電動機の中の一方の誘導同期電動機の界磁巻線の励磁に
係るものである。

従来のセメントミル駆動用ツインドライブシステムを例
示して説１月する。第１図は２台の誘導同期電動機にて
ミルを駆動する場合の概念図を示し、第２図は誘導的＋
１ＪＪ　’電動機の励（Ｉａ装置の回路図を示す。第１
図、第２図において、（１）はミルであり、その外周の
一部に歯車が収けられている。（２）　（３）はミル（
１）の歯車とかみ合う小歯車、（４バフ）は南東を介し
てミル（１）をｇｌＩｄＪするｇ醇同期′屯動機である
。

一方の電動機（４）の１占１定子外周の一部に歯車が設
けられており、この歯車に小歯車（５）がかみ合つ−Ｃ
いる。（６）ｌ’ｉ小歯車（５）をス枢動するターニン
グ装置１ｔで、ブレーキを有している。このターニング
装置（６）と小歯車（５）及び電動機（４）固定子の歯
車とで固定子伝動装置が構成されており、電動機（４）
の固疋子を必要な角度だけ回動できるようになっている
。（８）は３＋目交流電源、（１０）は電動機（４）の
回転子に設けうれたデルタ形３相巻線であり、各相巻線
（１１）　（１２）（１３）はそれぞれ独立している。

（９）は６蘭のリングからなるスリップリング、（２０
）ばＲ（＝目巻＃　（１１）に接続されたダンパ回路、
（２１）（２３）はコンタクタ、（２２）は始動抵抗４
、（２４）は低抵抗の抵抗器、（３０）（４０）はそれ
ぞれＳト目巻線（１２）、Ｔ相巻線（１３）にそれぞれ
接続された励磁回路であり、回路（３０）の３０番台、
回路（４０）の４０番台のものが回路（２０）の２０番
台のものに対応して設けられている。更に回路（３０）
　（４０）にそれぞれ直流電源（３５）　（４５）が接
続されている。回転子巻線（１０）ばＲ相（１１）がダ
ンパ巻線、Ｓ相（１２）及びＴ相（１３）が励磁巻線と
なっている。

ｆ！訃、電動機（７）の回転子巻線及び励磁装置も上記
の電動機（４）と同様に構成されている。

次に前作について第１図、第２図によって説明する。２
台の誘導同期電動機（４）　（７）は同一の′４源（８
）に接続されている。第２図ですべてのコンタクタを開
いた状態で、コンタクタ（２１）　（３１）　（４１）
　ｋ閉じ′屯＃機（４）の自己始動を開始し、始動抵抗
器（２２）　（３２）　（４２）の調整により加速する
。同期速度近傍に達シたら、コンタクタ（２３）　（３
３）　（４３）を閉じコンタクタ（２１）　（３１）　
（４１）を１ｍｆＩＩ　＜。この結果、励磁回路（３０
）　（４０）の直流電源（３５）　Ｃ４５）から回転子
巻線（１２）（１３）にそれぞれ直流電流が供給され負
荷が加った状態で電動機（４）が同期運転に入る。この
場合、回路（２０）ｌ−ｔダンパ回路として作用する。

同１筆にして電動機（７）も同期運転に入り、ミル（１
）が歯Ｉ　Ｌ２）　（３）を介して両型動機（４）（７
）から定格速度で駆りのされる。

きて、定格が同一（同−設計ビＪ谷）の２台の誘導同期
電動機（４）　（７）が同一電源に接続され同じ条件テ
ミル（１）に接続されて同一の負荷を取っている場合、
その固定子（電機子）の３千日巻線が作る回転磁界の中
心と、回転子巻線（界磁巻線）が作る磁界の中心とが作
る角度（内部相差角）は２台とも同じであり、また、回
転磁界の中心は機械的にも両者で同一となるため、界磁
巻線が作る磁界の中心、即ち、磁極も全く同じ機械的位
置で回転することになる。従って両型動機（４）（７）
が同一の負荷を同一条件で分担することＫなる。

しかし、実際にはミル（１）の歯車と小歯用Ｌ２）　（
３）との歯の当りの状態が、据付や摩耗等によって小歯
用（２）と（３）　（！−で異なり、両型動機（４）　
（７）の回転子位置が運転初期にずれていたり運転途中
でずれてきたりすることがある。この結果、両型動機の
内部相差角にずれが生じて負荷分担が異なり、一方の電
動機の負荷が増加し他方の電動機のＮ荷が減少すること
が起こる。このため電動機の故障のみならず歯車等の損
傷を引起こす。

従って、これを防ぐためには何らかの方法で両型動機の
内部相差角を合せてやる必ＨＡ！がある。このため、第
１図に示すものはターニング装置（６）等の固定子転動
装置により一方の′電動機（４）の固定子を転動させ、
回転磁界の中心ＩＪ餡を震えることによって両型動機（
４）　（７）の内部相差角を合せるという方式をとって
いる。

従来の運転装置は以上のように構成されているので、固
定子転動装置の構造が複雑で高１１１ｆｔになり、保守
がむつかしく、また、電ｆＪＪ機固定子等の寸法が大き
くなって電動機のトルクが大きいものけ製作が困難であ
るという欠点があった。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するだ
めになされたもので、複数台の電りＣ１機のうち、ニか
１則の誘導同期゛嘔！曲機の多雨界１献＠魂の少なくと
も一つの巻線に流す励磁電流の方向及び大きさを制御し
て界磁巻線が作る磁界の中心を夏化させることにより、
誘導同期′市１ＭＪ機の内部１１差角を、１ＡＩ整し、
歯車の尚りの不同昏に起因する複数台の゛電動機の内部
相差角のずれを容易（／（修正することができるように
した電動機の運転装置を提供することを目的としている
。

以Ｆ、この発明の一実施例を図に柄づいて説明する。第
３図、第４図において、（４ンは従来例のものと同様の
誘導同期電動機であり、励磁装置も第２図のものと同様
であるが、固定子のターニング装置は設けられ°Ｃいな
い。（１５）はもう一方の誘導同期電動機であり、その
励磁装置を第４図に示す。

（１０）は従来のものき同様の３相界磁巻線、（１４）
は低圧３相又流電源、（２０）　（３０）　（４０）け
そｈぞれＲ＋・Ｉ］巻線（１１）、Ｓ相巻線（１２）及
びＴ　４’ｌ：１巻線（１：りに接続された励磁回路、
（２６）　（３６）　（４６）にじゃ断器、（２７）（
２８）は励磁回路（２０）に逆並列に接続されたサイリ
スク、（３７）　（４７）は励磁回路（３０）　（４０
）にそれぞれ接続されたサイリスクである。上述の励磁
回路は回路（２０）の２０＃台、回路（３０）の３０番
台、回路（４０）の４０＃台のものがそれぞれ対応して
設けられている。

なお、従来例と同じ符号のもので説明を省いたものは従
来例のものと同様である。

次に動作について第３図、第４図によって説明する。誘
導同期電動機（４）の始ｌのは従来例のものと同様であ
る。誘導同期電動機（１５）の始動を説明する。第４図
において、しゃ断器（２（ｉ）　（３（ｉ　）　（４６
）を開いておいてコンクフタ（２１）　（３１）　（４
］）を閉じて始動させ、電動機（１５）が定格速度近傍
に達したら、しゃ断器（３６）　（４６）を閉じコンタ
クタ（３１）　（４１）を開き、サイリスク（３７）　
（４７）のゲートを点弧してＳ（目巻線（１２）及びＴ
相巻線（１３）に直流を流してＳ４目、Ｔ相巻線を励磁
する。

Ｒ相巻線（１１）は定格速度近傍に達しても、そのまま
の状態、即ち、電源（１４）に接続されず、電流を始動
抵抗器（２２）を通すようにしてダンパ回路の捷まにし
ておく。以上のようにして電動機（１５）が電動機（４
）と共に負荷が加わった状態で四Ｊυ」速度に達し同期
電動機として運転される。

次に誘導同期電動機（１５）の内部（目差角を変化させ
る方法について説明する。通常は上述のように界磁巻線
（１０）の２相分の巻線（１２）　（１３）のみが励磁
され、他の１相の巻線（１１）はダンパ回路として運転
される。

運転中、電動機（４）の電力の値を図示しない検出器に
よって検出し、この検出器からの信づによって図示しな
い制御装置が動作し励磁回路（２０）の→ノ゛イリスタ
（２７）　（２８）のいずれか一方のダートが点弧され
てサイリスクが導通ずる。これによって電動機（１５）
の磁極中心位置が電動機（４）の磁極中心位置と同じ位
置にくるように、電動機（１５）の界磁巻線（１１）に
流れる直流電流の方向及び大きさが制御され、界磁巻線
（１１）が作る磁界の中心が変化して電動機（１５）の
内部ｆ目差角がある範囲、自由に変化し、電動機（４）
が有する内部相差角に一致させることができる。

もちろん、この場合、Ｒ相巻線（１１）を励磁する必較
がある時は、しゃ断器（２６）を閉じコンクフタ（２１
）を開くようにする。

第５図は誘導同期電！１ｌＩＩ機（１５）の界磁巻線（
１０）が作る合成磁束の方向が、励磁電流の方向と大き
さを変えることによって一定範囲の角度変化する原理を
ベクトル図で示したものである。

第４図でＳ相巻線（１２）にり方向に、Ｔ相巻線（１３
）に二方向に直流電流を流せば、Ｓ（目巻線に生ずる磁
束（ベクトルで示す）は第５じ３１におけるＡ、Ｔｆ目
巻線に生ずる磁束はＢとなって、両所の合成磁束はＥと
なり、このベクトルと１！１定子の回転磁界の中心（例
えば、これをベクトルＡの方向とする）との差の角度（
即ち、内部相、′Ｔ二角）がφとなる。直１＊電流ｋ　
１ｓｌＪ　＋却してＳ（目、Ｔｉ１ｌ傍線の０庇束を変
化させれば、両者の合成磁束の方向と大きさけ４角形Ｏ
ＡルＢの領域内に存７Ｅｌることになる。

この状態で更にＲ＋目巻Ｊ　（１］、）にア方向に直流
電流を流せば、Ｓ相と”ｒ相巻、尿の合成１厳束ＥとＲ
相巻線の磁束Ｃとの合成磁束は、大きさがＦとなり方向
がペルトルＡと一致する。各相巻線に流す電流を制御し
て各（目の磁束をｔｌ呻すれば、これら３巻線で作られ
る合成磁束の方向及び大きさは３角形０Ｆｆｆｉの領域
内に形成される。

ここで、Ｒ相巻線（１１）の′直流を上記と逆のイ方向
に流し、Ｒ，Ｓ、Ｔの３を目巻線の電流の大きさを父え
れば、３相巻諷で作る合１反磁束は３角形ＯＥＧの領域
内に形成される。

このようにして３を目巻線のうち、２］目巻線のｊ励磁
電流の方向は一定にして訃き、残る１相巻裸の励１銭電
流の方向を正又は逆のいずれかの方向に流すと共に、各
巻線の励磁′直流の大きさを変化させることによって誘
導同期電動機の内部相差角を質えうるが、荷に合成１直
束の大きさを第５図の点Ｏを中心々しだ円Ｈの円弧上に
位置するように変化させれば、力率が変わることなく、
第６図に示すように電気角で６０°の範囲にてビタ部柑
差角を変化させることができる。なお、合成磁束の大き
さは円Ｈの円弧上に位１にｔするときが最大値であるか
ら、これより小さくして斜線で示す領域内に自由に調整
できる。このようにして誘導量ル］′市動＠　（１５）
の内部（・目差角を翼えて、もう一方の誘導量ル］′屯
動機（４）の内部相差角に一致させ、両′市動機の負荷
分担を均等にすることができる。

なお、通常は両市動機の電力の１１Ｋが等しくなるよう
に１１部を目差角を若干補正するようにする。

第７図はこの発明の他の実施例を示すもので、（１６）
は電動機（４）のＩＩｑＩｌ喘に取付けられた励磁位置
検出器であＩＩ）　、ｆ；３図の実施例で・電動機（４
）の電力の値を検出するのに代えて、この検出器（１６
）によって電動機（４）の回転Ｑ’１１１の角度、即ち
、回転子の磁極位置を検出して内部（目差角を友１ヒ碕
ぜる。なお、この場合も更に両市動機の電力値を」Ｌ較
して内部＋１］差角を補正する方が両市動機の負荷分担
をより均等にすることができる。

なお、上記第３図又は第６図の実施１＋１１で他方の電
動機（４）を誘導同期電動機とせずに同ｊυ」電動機と
してもよい。

以上のようにこの発明によれば、一つの負荷とａ数台の
塵１≧Ｕを接続するｍ屯の当りが据付や長期の運転によ
つＣ変っても、複数台の＞＋１動機の負荷分担を補正し
て均等にすることが１６度よくｄ易に行えるようになり
、′電動機や歯（１（寺の撰１易のおそれがなく、固定
子伝動装置のような複雑な装置のいりない尚信幀性で応
答性の原いものかイ夷Ｉられる。また、大トルクの電動
イ幾用のものの製作も容易となる。

【図面の簡単な説明】

＠１図は従来のツインドライブシステムヲ示ス概念図、
第２図は第１図の誘専問！υ」電動機の励磁装置を示す
回路図、第３図はこの発＋、ＩＪの一実施例によるツイ
ンドライブシステムを示す概念図、第４図は第３図の誘
ノネ同期電動機の励磁装置ヒｔをボす回路図、ｖＪ５図
及び第６図は第４図の誘専同朗ｉ［を動機の界磁巻線が
作る磁束の方向及び大きさが要る原理を示す図、第７図
はこの発１．４１−１の他の実施例を示す図である。 図中、（１）はミル、（２）　（３）は小歯屯、（４）
（１５）は誘導同期電動機、（１０）　（ｌ−１：界１
１べ巻線、（１６）は励磁位１１Ｈ検出器、（２０）　
（３０）　（４０）は励磁回路、（２７）　（２８）　
（：＋７）　（４７）はサイリスクである。 なお、図中同一符号は同−又−（１」当部′ｌＪを；ｌ
り−ｉン代理人４野　１８−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 負荷側軸に歯車を有する複数台の電動機によって上記歯
   車に噛み合う被動歯車を有する一つの負荷を駆動させる
   ようにした電動機の運転装置ζ゛ｔにおいて、上記電動
   機のうち、一方側を誘導同期″屯動機とし、他方側を誘
   導同期電動機又Ｃ２１同勘１１Ｌ！切機とし、上記一方
   の誘導同期電動機ノ機の名（１］励磁巻線の少なくとも
   一つと直列に、交流電源に接続された逆並列サイリスク
   からなる直流電源を接続し、上記他方側の誘導同期電動
   機又は同期′市動機の電力もしくは磁極位置を検出器に
   て検出し、その検出信号によって上記逆並列サイリスク
   を点弧制御し、上記一方の誘導同期電動機の励磁巻線の
   少なく七も一つに流れる直流電流の方向ならびに大きさ
   を調整しつるようにしたことを特徴とする電動機の運転
   装置。