JPH0318415B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、長時間にわたつて無停電で電力を負
荷に供給する電力供給方式に関するものである。

電力需要家の多くにあたつては、比較的一定の
電圧および周波数でしかも停電の無い交流電力を
供給することが要望され、実際、必要とされてい
る。病院、電子的データ処理施設、ラジオおよび
テレビジヨン放送局、警察無線施設、空港通信お
よび管制塔施設、および軍事的通信施設は、その
交流電力線に事故が発生したりまたはその電圧お
よび／または周波数がある比較的狭い限界内を越
えて上昇しまたは下降するときに深刻な影響を受
ける電力需要家の例である。これら電力需要家の
電気設備は、何等かの電力線事故が発生したとき
に、誤つて機能したり誤操作され、深刻な損失や
損害が生じることもあり、場合によつては人命が
損なわれる危険もある。

一般の商用電力供給系はかなり信頼度の高いも
のであると考えられているが、電気的変動および
事故の問題がある。商用電力供給線にあつては、
時間のより長い重大な故障および停電は、それほ
ど頻繁には起こらず、また長時間にわたる完全な
停電事故は極くたまにしか生じないが、短時間の
電気的サージ、デイツプ（電線のたるみ）、トラ
ンジエンおよびその他の故障は多数発生する。こ
のような電力系統事故の詳細は次の文献に出てい
る。

1975年５月10日発行の「Elctoronic Design」
第100〜107頁「Focus on Uninterruptible
Power Suppliesand Inverters」、雑誌「Mini−
Micro Systems」の1977年７月号の第38〜43頁
「Power Protection Equipment」、および
「Infosystems」の1979年８月号の第39，42，43，
46および47頁「There′s ａ Time and Place
for UPS」。

簡単に述べると、１年間に平均して、いずれの
電力線においても数ミリ秒しか続かない電圧サー
ジ、デイツプおよびトランジエントのような電気
的異常状態は数千回生じる。年間では、数サイク
ル継続し、しかも25％電圧低下を越えない電圧お
よび周波数低下状態は数百回生じ、15分程度以上
には継続しないが、電圧が75％以上低下する完全
な停電または重大な電力線故障は約10回程度まで
生じる。電力需要が過大な場合に、電力会社の操
作者により故意になされる停電または電圧低下を
除外して、平均してたぶん１年に１回または２回
程度の極くまれな間隔で、ハリケーン、大きなみ
ぞれおよび風の嵐の損害の結果、変電所および発
電所内または変電所および発電所へ波及する事
故、火災などにより数時間乃至数日継続する商用
電力線の停電も起こり得る。

電力線の故障、異常および約15分程度まで続く
短い停電を検知して負荷を分離または絶縁し、そ
れにより商用電力線の事故等とは無関係に、選択
された電圧および周波数で交流電力の安定した入
力をこれら負荷に供給できるようにすることが強
く要望される。このように負荷を電力線から分離
または絶縁するための装置は信頼度が高く、効率
が良く、コストが比較的低く、設置場所をさほど
必要とせず、しかも保守のさほど必要でないこと
が望まれ、電力線が完全に停電したときに20分程
度の期間にわたつて交流電力を供給できるように
する必要がある。このことは通常考えられる電力
線の問題点の全てを実用的に考慮することにな
る。エンジン付きの予備発電機を設けている重要
な施設にあつては、これらの機器をそのようなと
きに容易に起動させて、まれに起こる１時間とか
１日という長い停電の場合に電力を供給するよう
にすることができる。

はずみ車を用いて発電機を駆動する電動機への
電力供給線における短い時間の故障および異常を
克服するようにして、かかる電力線の故障に敏感
な負荷に停電および異常のない電位を供給するこ
とができるようにしたかなり複雑で高価な発電シ
ステムは知られている。しかし、通常はこのよう
な発電システムでは、電力をわずか数秒程度のあ
いだ或いは良くても１分以内の間だけ供給するに
すぎない。

先行技術の調査の結果、次のような特許および
刊行物が本発明に関連して本願人が最も適切であ
ると考えるものである。

１ 1971年９月28日発行のGaulによる米国特許
第3609426号「慣性により駆動される予備発電
機ユニツト」 この米国特許はいくつかの異なる実施例を開示
し、その各々において要旨は２つのはずみ車を持
つ予備発電機、即ち交流発電機を備え、第１のは
ずみ車をその交流発電機に固定的に接合し、第２
のはずみ車を電気的に制御される滑りクラツチに
結合する。２速度電動機を用いて先に述べた交流
発電機および第１のはずみ車を定常速度に駆動
し、次いでその電動機をその一層速い速度で回転
させて第２のはずみ車を第１のはずみ車の速度の
２倍となす。負荷への電力線中に停電が起こる
と、かかる予備交流発電機はその交流発電機およ
び第１のはずみ車の持つ運動エネルギを持つて負
荷への電力線に割り込んで入りその電力を交流電
位を発生するのに供給する。磁気滑りクラツチは
その電気制御により付勢されて速度の一層速い第
２のはずみ車より交流発電機を短時間のあいだ一
定速度で回転させつづけるのに十分なエネルギを
追加して供給し、それにより電圧を一定に保つ。
当該特許明細書中の第３段第30〜32において、特
許権者は第２のはずみ車により交流発電機を約５
〜10秒の間適切に機能させ続けることができる旨
を記載している。

２ 1967年４月18日発行のGrilloによる米国特許
第3315148号「交流発電機電力供給方式」 この特許は電動発電機ユニツトを開始し、それ
により商用電力線から電力を受取り、発電機を駆
動する電動機を運転させて電力線の故障および停
電に敏感な負荷、特にコンピユータに電力を供給
するようにし、それによりコンピユータを商用電
力線から分離する。約１秒程度までの電力線の故
障を処理するために（同特許明細書第１欄第30〜
36行参照）、この電動発電機ははずみ車を有し、
このはずみ車を磁気的に作動するクラツチにより
電動発電機に接続して発電機によりコンピユータ
に電位を供給し得るようにしている。電力線の故
障が１秒を越えると、同明細書第６欄第39〜46行
および第63〜65行に示されているように電気制御
部が付勢されてコンピユータのサイクルダウンを
行う。もし故障が１秒以内に排除されると、電力
線からの電力は回復し、電動発電機はまずある速
度に駆動され、次いで、電磁クラツチが付勢され
てはずみ車を全速度に駆動せしめる。

３ 1975年２月26日に発行のLindahl等による米
国特許第2783393号「緊急時の電力移送装置」 この特許には、商用電力線の故障時に予備ユニ
ツトに電力に緊急移送を行つて停電を許容するこ
とのできない負荷に給電するようにした４つの実
施例が開示されている。いずれの実施例において
も、重いはずみ車および回転コンバータと組合わ
された直流発電機−電動機ユニツトを用い、発電
機からの直流を受け取つてその直流を負荷に対す
る交流に変換する。はずみ車により十分なエネル
ギを直流発電機に供給して、商用電力線が停電し
たときにこの直流発電機により電圧を発生させ
て、補助デイーゼルエンジンが起動され得るよう
になり、そしてそのデイ−ゼルエンジンにより直
流電動機を駆動するるまでの数秒間にわたつて負
荷に交流電力を供給することができるようにす
る。公知のように、直流発電機および回転コンバ
ータは整流子およびブラシを含み、これら整流子
およびブラシは保守を必要とする。

４ 雑誌「ポピユラーサイエンス」の1980年８月
号の第86および87頁「空間中のはずみ車」 この論文には、排気された封止ケース外に配置
された磁気支持ブラシレス電動機およびはずみ車
が記載されており、電動機を高速度に付勢し、お
よび電力の必要なときにはずみ車および電動機を
エレクトロニクスにより作動させて電位を発生さ
せるようにする。

上述した３つの特許における装置では、多くの
構成部分、例えばスイツチ、調整器、磁気クラツ
チ、制御回路およびその他の電気的部材そしてい
くつかの装置においてはブラシおよび整流子に対
して、常に注意を払つて保守をすることが必要で
あるが、これら装置においては、商用電力線に応
動しての実際の停電に対処し得る能力は秒のオー
ダーであり、せいぜい良くても約20秒を越えるこ
とはない。これに対して、本発明では、比較的簡
単な構成でしかも比較的小さな交流誘導電動機お
よびはずみ車を用い、このはずみ車を高い周波数
の補助交流発電機に結合し、この補助交流発電機
を主交流発電機に接続し、この主交流発電機によ
り交流電力を停電や故障などの異常状態に敏感な
負荷に供給する。主交流発電機を駆動する電動機
に電力を供給する商用電力線に停電が起きたとき
に、補助交流発電機は電動機として機能し、他
方、交流誘導電動機は自動的に高い周波数の交流
発電機となる。本発明の電力供給方式は、特にブ
ラシまたは整流子を必要としないので、その寿命
が極めて長く、しかも保守はたとえ行うとしても
極くまれで良い。本発明の新規な電力供給方式に
よれば、電力を20分以上にわたつて負荷に供給す
ることができるので、極くまれな１時間または数
日におよぶ長い停電の場合を除けば、通常考えら
れる商用電力線の故障および停電に対処すること
ができる。

本発明を実施するにあたつては、封止室内の電
動機を1979年９月18日発行の米国特許第4168459
号および1970年７月21日発行の米国特許第
3521149号に開示されているようなローゼル
（Roesel）による定周波数、定電圧発電機として
ある場合には作動させるものとし、これら特許の
開示をここに取込むものとする。

以上の諸点に鑑みて、本発明の目的は、上述し
た従来の種々の欠点を解決し、長い時間の停電に
対処することができ、しかもその構成が簡単でか
つ保守をさほど必要としない電力供給方式を提供
することにある。

本発明においては、回転可能な交流発電機シス
テムを、デイツプ（電線のたるみ）、トランジエ
ント、その他の故障および頻度のより少ない全停
電などのような異常状態を受ける外部交流電力線
から交流電力を供給される回路に導入して、それ
により、常に停電なしに、交流電力を選択された
周波数内でおよび所望の電圧において異常状態に
敏感な負荷に供給する。この発電機システムは停
電に対して敏感な負荷を外部電力線における電気
的異常状態から遮蔽するように構成および配置さ
れた構成部分を有し、他方、回転可能な発電機
は、電力線の全停電が生じたときに長時間にわた
つて異常状態に対して敏感な負荷に全交流電力を
供給できるように作動可能なものとする。

本発明電力供給方式は、(1)選択された所望の電
圧で交流電位を負荷に供給することができ、しか
もその負荷に回転可能に接続された主交流発電機
と、(2)外部電力線が正常状態の間には高い周波数
の交流を発生することができる補助交流発電機と
を備え、これら双方の発電機は電力線が正常な状
態のもとでは所定の回転数領域内で回転可能なも
のとする。このような正常な電力線状態のもと
で、補助交流発電機より高い周波数の交流電位を
高速度電動機およびはずみ車ユニツトに供給し、
そのユニツトの速度を少なくとも6000RPMおよ
び好ましくは9000〜30000RPMの範囲とする。主
交流発電機により60Hzまたは50Hzの交流を発生す
るものとしたときには、その主交流発電機の速度
は通常は1200〜3200RPMの範囲内にあるが、高
速度電動機およびはずみ車はその回転数よりも数
倍高い速度で回転することになる。従つて、高速
度電動機およびはずみ車は比較的小さな重量でし
かも小さな体積のもとで一層大きな回転運動エネ
ルギを蓄積する。

外部電力線の完全な停電または大きな電圧低下
やその他の故障の発生時に、制御回路が作動して
高速度電動機を高い周波数の交流発電機として機
能させ、その回転運動エネルギを変換することに
より一定周波数の交流電位を発生させる。かかる
高い周波数の交流電位を補助交流発電機に供給
し、この補助交流発電機を自動的に同期電動機と
して作動させ、この同期電動機により所定回転数
領域内で主交流発電機を駆動し、もつて主交流発
電機より選択された周波数内でかつ所望の電圧に
おいて交流電位を異常状態に対して敏感な負荷に
供給する。また、異常交流状態の発生時には主制
御回路により発電機システムおよび負荷を外部電
力線から直ちに遮蔽する。

上述した高速度電動機およびはずみ車ユニツト
を、真空あるいは水素のような低密度ガスのよう
な風損の低い雰囲気を有する封止室に配置する。
高速度電動機はその機能を実行するために特別の
設計および構成を持つものとする。即ち、かかる
高速度電動機はスロツトを有する軟磁性体による
円筒鉄心を有する固定子を備え、その円筒鉄心に
は電力巻線を設け、この電力巻線に交流が供給さ
れるときに、電力巻線により回転子をヒステリシ
ス電動機の形態に回転せしめる。この回転子は軟
磁性体による界磁鉄心を有し、その円筒表面上に
磁化可能な永久磁石材料による層を設け、この層
を固定子中の円筒表面と間隔をおいて並置する。
固定子は励磁コイルを有する溝を備え、この励磁
コイルにより磁極片を取囲み、この磁極片を磁化
可能な永久磁石材料による層に対して適切に位置
させることにより、励磁コイルが特定周波数の交
流電位で励磁され回転子が回転するときに、永久
磁石材料による層が磁極片中の強いパルス状磁界
により磁化されてＮ極およびＳ極の磁極パターン
を形成するようにする。このように磁化された層
により固定子の電力巻線に、励磁コイルを励磁す
る交流の特定の周波数の交流電位を発生させる。

本発明の一実施例においては、主交流発電機お
よび補助交流発電機を外部交流電力線から電力を
供給される主駆動電動機により駆動する。駆動電
動機と外部電力線との間には主制御ユニツトを配
置し、この主制御ユニツトは回路遮蔽器、ヒユー
ズ、起動器および電子的センサおよび信号および
制御手段を備える保護手段を有する。主制御ユニ
ツトは駆動電動機の起動および停止を手動並びに
自動的に行うのみらならず、この駆動電動機を損
傷する虞のある外部交流電力線中の故障および事
故から当該駆動電動機を保護し、さらに高速度電
動機に制御信号を供給して外部交流電力線に上述
したような異常状態が生じたときにこの高速度電
動機を発電機として機能させる。外部電力線にお
ける小さなデイツプ、短い電圧サージおよび小さ
なトランジエントは、しばしば、駆動電動機によ
り容易に吸収されるので、発電機および異常状態
に対して敏感な負荷はこのような小さな異常状態
から完全に遮蔽されかつ絶縁される。外部電力線
に大きな故障および停電が生じると主制御回路は
直ちに上述した回路の外部交流電力線に対する接
続を遮蔽し、全システムをこのような外部電力線
の障害から分離しおよび絶縁する。主制御ユニツ
トはそれと同時に他の制御部にも信号を送り、選
択された高い周波数の交流を高速度電動機中の励
磁コイルに供給し、それによりこの高速度電動機
が直ちに高い周波数の発電機として機能しはじめ
るようになし、その高い周波数の発電機より補助
発電機に交流電位を供給してこの補助発電機が同
期電動機として動作するようになし、この同期電
動機により主交流発電機を所定の回転数領域にお
いて駆動し、それにより選択された周波数および
所望の電圧において交流電位を異常状態に対して
敏感な負荷に供給し続けるようにする。高速度電
動機およびはずみ車ユニツトに蓄えられた大量の
運動エネルギにより交流電位を補助発電機に対し
て何分もの間、例えば極めて容易に15分以上にわ
たつて供給する。

外部電力線に交流電力が回復されると、主制御
ユニツトは励磁コイル用の制御ユニツトに信号を
送出してこの励磁コイルに交流を供給するのを中
止し、電動機が最早高い周波数の交流を発生しな
いようにする。それと同時に、回路遮蔽器により
回路を再び接続して外部交流電力が再び駆動電動
機に供給され、その駆動電動機が発電機システム
を駆動する機能を果すようにする。従つて、停電
に対して敏感な負荷には、外部交流電力線にどの
ような障害が起ころうともその障害とは無関係に
所望の交流電力を停電することなく供給すること
ができる。

本発明の他の実施例においては、外部交流電力
線を同様の主制御ユニツトに接続し、外部交流電
力線が正常な状態にある限りは、その制御ユニツ
トからの導線によりライン交流電位を異常状態に
対して敏感な負荷および直接に主交流発電機に供
給する。外部電力線からの交流電力をまず最初に
外部電力線に介在させた分離および調節用の変成
器に供給し、次いでこの変成器より交流を異常状
態に対して敏感な負荷に供給して、この負荷を電
力線中の小さな電気的異常状態から遮蔽するよう
にする。駆動電動機は設けることなく、外部電力
線からの交流を直接に主交流発電機に供給し、こ
の主交流発電機を、既知の形態で、電動機とし
て、作動させることにより、この電動機およびそ
れに接続された補助発電機が所定の回転数領域内
における全速度に到達するまでこれら両者を加速
する。このようにして駆動される補助発電機によ
り交流電位を発生し、その交流電位を封止室内の
高速度電動機およびはずみ車ユニツトに供給し、
その高速度電動機を加速する。高速度電動機およ
びはずみ車がその全速度に到達すると、補助発電
機からの交流の周波数は高速度電動機の固定子中
の磁極数に関連しているので、高速度電動機およ
びはずみ車の全速度はかかる交流の周波数と同期
し、高速度電動機ユニツトの摩擦および風損によ
る損失を補償する小さな量の電力を除けば、補助
交流発電機からさらに電力を供給する必要はな
い。同様に、主交流電動機および補助交流電動機
がその全速度に到達した後は、摩擦および風損に
よる損失を補償する以外にはライン交流電力を更
に必要とせず、２つの発電機および高速度電動機
ユニツトは回路に対して浮動するようになる。

外部交流電力線に大きな故障、電力の停電が起
こると、主制御ユニツトにより外部電力線回路を
かかるシステムから直ちに遮断する。それまで無
負荷状態で全速度で回転し続けていた主交流発電
機は直ちに発電機として機能するようになり、そ
の発電機により選択された周波数および電圧の全
交流電力を分離および調節用変成器を介して異常
状態に対して敏感な負荷に供給するのを開始し、
それにより負荷に供給される交流電力が中断され
ないようにする。それと同時に、主制御ユニツト
から励磁コイル用の制御回路に信号を送り、高い
周波数の交流電流を励磁コイルに供給して、この
励磁コイルにより永久磁石材料による層を磁化
し、そして電動機の固定子電力巻線中には電動機
およびはずみ車の回転数よりも低い回転数におい
て高い周波数の交流電位を発生し、この高い周波
数の交流電位を補助発電機に供給し、この補助発
電機が自動的に同期電動機として機能し、その同
期電動機により所定の回転数で主交流発電機を駆
動するようにする。高速度電動機およびはずみ車
の回転運動エネルギにより交流電力を主交流発電
機に供給してこの主交流発電機より全電力を極め
て長時間にわたつて負荷に供給し続けるようにす
る。

本発明における発電機および高速度電動機−は
ずみ車ユニツトは異常状態に対して敏感な負荷を
外部交流電力線全ての小さな異常状態から遮蔽お
よび分離するのみならず、外部電力線に全停電が
生じたときに、数時間または数日続くような比較
的まれな停電の場合を除いて、全電力をその負荷
に供給するものである。これは比較的小さな小型
の装置により達成される。本発明電力供給方式に
よれば、外部電力線の停電が15〜20分間以上続く
ときに異常状態に対して敏感な負荷が損失または
損傷なしにサイクルダウンできるのに十分な時間
を与えることできる。補助発電機およびエンジン
を緊急作動用に設ける場合には、本発明によりそ
のエンジンを起動して作動させ、それによりこの
緊急時の電力源から負荷に交流電力を供給するこ
とができ、従つて１時間または１日という長い商
用電源の停電であつても負荷の作動に影響を及ぼ
すことはない。

以上に図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

第１図および第２図を参照するに、本発明の第
１実施例において、電動発電機ユニツト１０は電
動機１２を有し、その電動機１２を主交流発電機
１４に接続して、この主交流発電機を駆動する。
電力線１６は交流電力を適切な主制御ユニツト１
８から電動発電機ユニツト１０へ供給する。この
主制御ユニツト１８は回路遮断器、電動機指導装
置、ヒユーズ、および信号送出および電子制御装
置のための保護および検出手段を有する。更に、
主制御ユニツト１８には、例えば、商用電源等か
ら３相60Hz交流電力を供給する外部交流電力線２
０と接続可能とする。電動機１２は例えば
1800RPMで作動する同期交流電動機とするのが
好適であるが、全負荷時に１％以内のスリツプで
作動する交流誘導電動機を用いることもできる。
電動機１４は、1800RPMでの所定電圧の60Hz交
流を発生する慣例の４極発電機とすることもで
き、この交流を線２２を介して異常状態に敏感な
負荷２４に供給する。

高周波数補助発電機３０を望ましくは直接軸駆
動により電動機１２に接続する。この高周波数補
助発電機３０は軟磁性体による回転子３２を有
し、この回転子３２は円形表面を有し、その表面
に、Ｎ極およびＳ極の磁極パターンに磁化された
永久磁石材料３４による表面層３４を設ける。回
転子３２を固定子３６で取囲み、この固定子３６
は溝が形成された軟磁性体による鉄心を有し、そ
の溝に電力巻線を設け、回転子３２の全速度にお
いて、線１６の交流の周波数の少なくとも３倍、
好ましくは５〜20倍の高い周波数の多相交流を発
生する。補助発電機３０により発生した高い周波
数の交流電位を線３８を介して電気制御ユニツト
４０に供給し、このユニツト４０から導線４２に
より封止室４４に供給することができる。かかる
封止室４４は重い基台４６およびカバー４８を有
し、そのカバー４８の中には水素やその他の低密
度ガスあるいは、例えば、水銀柱１ミリメートル
の絶対圧の真空のような風損の低い雰囲気を設け
る。金属封止部材４９に適当な気密封止ガラスを
設けて導線４２がケーシング４８の壁を通過して
高い周波数の交流を封止室４４内の電動機５０の
固定子電機子に供給できるようにする。電動機５
０は回転可能な軸５２を有し、この軸５２を基台
４６に形成した窪み４６に配置された下側ベアリ
ング５４および基台４６に強固にけられた上方に
突出する剛固な重い円筒５８内に保持された上側
ベアリング５５に取付けるものとする。軸５２の
上端にははずみ車デイスク６０を載置し、このデ
イスク６０から円筒上界磁殻６２を下方に突出さ
せる珪素鋼板の積層体のような軟磁性体による鉄
心６４を剛固に締結する。この鉄心６４の円筒形
状の内側表面上にはバリウムフエライトまたはス
トロンチウムフエライトあるいはこれらの混合物
のような磁化可能な永久磁石材料による層６６を
固着して、円筒状開口を形成する。円筒状電機子
鉄心７０を上方に突出する重い円筒５８の外側表
面上に確実に配設する。この鉄心７０もまた巻線
を収容する溝を有し、３％珪素鋼板の積層体のよ
うな軟磁性鋼板により形成する。円筒状電機子鉄
心７０の外側は永久磁石材料による層６６に対し
て相補的に並置され、かつ両者の間に小さなクリ
アランスをもつ円筒形状とする。電力巻線７２を
鉄心７０の内の選択された溝内に配置する。

他の溝には磁極片の回りに励磁コイル７４を配
置して選択された交流電流が励磁コイル７４を通
過するときに、強い磁界が得られて、界磁殻６２
が回転するときに層６６にＮ極およびＳ極の磁極
パターンが誘起されるようにすることができる。

励磁コイル７４への交流電流は壁４８の気密封
止部材を通る導線７６により電子的制御ユニツト
７８から供給される。この電子的制御ユニツト７
８は線３８に結合された線８０により給電されて
補助発電機からの高い周波数の交流電力の内のい
くらかを受取る。

かかる制御ユニツト７８は米国特許第4168459
号の第７図に示すように構成できる。かかる特許
の第７図における電圧調整器４６８Ａはセンサ８
４から線８６により供給される電気信号により制
御される完全にオンまたは完全にオフの電子スイ
ツチで置き換えることができる。ここで、電力線
２０に故障が生じ、線２０からセンサ８４に至る
線８６Ａによりその旨を表わす信号をセンサ８４
に供給するときに、このセンサ８４により制御ユ
ニツト７８をトリガーして、制御ユニツト７８よ
り励磁コイル７４に交流電流を供給するようにす
る。固定子７０の作動中にこの固定子７０に発生
する熱を円筒５８により重い基台４６に導く。作
動中に回転子内に発生する熱を殻６２によりはず
み車６０に導き、封止室４４が排気される時に、
かかる熱をはずみ車６０の表面から封止室４４の
壁に放射する。封止室４４内に水素ガスの雰囲気
を存在させると、そのガスにより熱が回転子から
ケーシング４８に効率よく伝達され次いで周囲に
伝達される。

はずみ車６０の材料および構造を適切に定め
て、そのはずみ車が非常に早い速度で回転する時
に現われる大きな遠心力に安全に耐え得るように
する。はずみ車は鍛造鋼板により構成することが
でき、このはずみ車には外側のフランジの付いた
リム部分６１を支持するようにテーパの付いた拡
大されたハブを有する。

真空で作動させるためには、ベアリング５４お
よび５５を二硫化モリブデン、二硫化タンタルま
たは二硫化ニオブあるいはこれら金属のセレン化
合物またはテルル化合物のような固体潤滑剤、あ
るいは従来知られているある種の蒸気圧の低い液
体潤滑剤で潤滑させる。

封止室４４はパイプ５３を通して所望の低圧、
例えば水銀柱の１ミクロンに排気することがで
き、それにより電動機５０およびはずみ車６０が
全速度で回転するときに風損を減少させることが
できる。かかるパイプ５３の一端には真空に対し
て気密な弁５１を設けることができ、あるいはか
かるパイプ５３の一端を半田あるいは溶接で封止
することもできる。水素あるいはその他の低密度
ガスを封止室４４内において用いるときには、こ
の封止室４４をまず最初に低圧に排気し、次い
で、水素ガスをパイプ５３により所望圧力にまで
導入する。封止室４４には気体圧力計を設け、そ
のリード線等をガラスと金属の気密封止部材によ
り壁を通して通過させるようにすることができ
る。ガラスと金属との封止部材４９をも設けて電
気導線が壁を通して封止室４４に入ることができ
るようにしてもよい。

高速度交流電動機およびそれに関連するはずみ
車により回転運動エネルギの大部分を比較的小さ
な空間内に蓄積することができる。従つて直径が
24インチ（60.96cm）の鋼製はずみ車であつて、
その外側リムの厚さが１インチ（2.54cm）、幅が
３インチ（7.62cm）であり、はずみ車ウエブがリ
ムにおいて約２インチ（5.08cm）から徐々に増大
して深さ４インチ（10.16cm）のハブに至るよう
になしたときには、そのはずみ車により速度
18000RPMのときに全体で約５キロワツト時のエ
ネルギを蓄積することができる。回転速度を
18000RPMから12000RPMにすると、かかるはず
み車はこのエネルギの約55％を放出する。このよ
うな寸法のはずみ車および高速度電動機５０を収
容すためには、封止室４４の直径を約26インチ
（66.04cm）となし、高さを約18インチ（45.72cm）
とすることができる。

図示の本発明による装置の動作を開始させるた
めの１つのシーケンスにおいては、回路遮断器お
よび電動機起動器１８を作動させて電力線１６に
至る回路を閉じ、そして同期電動機１２を付勢し
て主および補助交流発電機１４および２０を通常
の全速度にまで駆動する。制御部４０を適切に設
定して、最初には高速度電動機５０に電気エネル
ギが供給されないようにする。わずかな時間の
後、電動機１２により発電機１４および３０を全
速度にまで駆動し、その主発電機の出力は、例え
ば、60Hzの交流であり、その交流を負荷２４に供
給する。補助発電機３０は４極ユニツトとするこ
とができ、回転数1800RPMのときに600Hzの交流
を発生する。このとき、制御ユニツト４０は600
Hzの交流が導線３８から線４２を介して封止室４
４内の電動機５０に流れ得るようにする。交流電
力の電動機５０への流れを適切に制御して電動機
５０をゆつくりと加速し、それによりオーバヒー
トを阻止するようにすることもできる。電動機５
０およびはずみ車６０には慣性があるので、これ
ら電動機およびはずみ車がそれらの全速度、例え
ば、18000RPMに到達するまでに15分〜１時間程
度の時間を必要とすることもある。一旦全速度に
到達すると、この全速度は発電機３０からの高い
周波数の交流と同期しており、電動機５０は回路
上に浮動状態となり、しかも風損およびその他の
損失は低いので、補助発電機３０から電動機５０
へエネルギの補給はほとんど必要とされない。

商用電力線２０に停電が発生して、電動機１２
に電力の流れが無くなると、制御ユニツト１８に
おける回路遮断器およびそれに関連する制御部が
作動して電動機１２に至る回路を遮断する。電動
機１２は最早電力を供給して発電機１２および３
０の回転子を例えば1800RPMで駆動することは
できないので発電機の回転子の運動エネルギのみ
が交流電位出力を発生し続けるのに供される。こ
のようにすると、発電機１４および３０の回転子
の速度は変換されるエネルギの量に比例して低下
する。主交流発電機は約１秒の間のみ所定回転数
領域において作動を継続して負荷２０の許容でき
る周波数および電圧において主交流を発生する。

発電機１４が４極交流発電機であるときには、
1800RPMの速度において、この発電機１４は特
定の電圧で60Hzの交流電位を発生する。回転速度
が10％低下すると、この発電機は54Hzの交流を発
生し、電圧もまた10％低下する。電圧および周波
数がこのような量だけ低下した交流で作動する負
荷はほとんどない。しかし、コンピユータのよう
な異常状態の影響を受け易い多くの負荷にあつて
はわずか0.5％の周波数変動しか許容できず、従
つて周波数が電圧よりも一層重要であることがよ
くある。いずれにせよ、発電機の回転質量の回転
運動エネルギは、特に異常状態に敏感な負荷の全
てに対して許容できる電圧および周波数の交流電
位を発生するのに約１秒程度しか役に立たない。
たとえ極めて重いはずみ車を用いても、実用的な
発電機は、異常状態に敏感な負荷の代表的なもの
に対して許容できる電圧および周波数の交流電位
を約１〜10秒程度しか発生することはできない。

高速度電動機５０およびそのはずみ車６０に蓄
えられる運動エネルギの量は非常に大きいので、
補助発電機３０は長時間にわたつて主交流発電機
１４に対する駆動電動機として機能し、この主交
流発電機１４をその実効回転数領域において回転
させ続けることができる。比較的小さな交流誘導
電動機およびはずみ車を高速度で回転させること
により主交流発電機１４を実効回転数領域におい
て１〜20分間にわたつて回転させ続けることは極
めて容易に可能である。２つ以上の高速度交流誘
導電動機およびはずみ車ユニツトを一組の主およ
び補助交流発電機とともに用いることにより、主
交流発電機から交流電力の実効的出力が得られる
時間をそれに合わせて長くすることができる。

工場や事務所等に対する商用電源が停電する
と、その照明および電気を必要とするその他の装
置もまた停電することを理解すべきである。商用
電力線の停電中にわたつて高い周波数の交流を補
助発電機３０に供給する回路３８を用いて蛍光灯
やその他のガス放電灯に電気を供給して操作者の
視界を維持することができるようにするとともに
その他の必要な支援装置にも電気を供給するのに
用いることができる。

高速度電動機５０およびはずみ車６０は簡単な
構成のものとなし、保守またはその他の特別の手
入れを必要としないものとする。これら高速の電
動機５０およびはずみ車は排気された封止室４４
内で極めて長い時間にわたり出力を生じることな
く急速に回転し、しかもそれらの全回転速度を維
持するのに電力をほとんど必要としない。

現在は、外部電力線に停電が生じた時に約５分
までの間停電等に敏感な電子式データプロセツサ
に交流電力の流れを停電なしに供給するために、
固体素子、インバータ、スイツチ、変成器等を用
いた比較的複雑な電子システムを採用してきた。
かかる電子システムは種々の故障、サージおよび
事故に迅速に反応して、ラインサージおよび故障
を抑制するとともに、外部電力線の停電が完全な
場合には蓄電池のスタツクから電子システムに電
力を供給する。これらデータプロセツサ負荷に５
分間のライン停電に対して完全に給電するために
も多量の蓄電池を必要としこれら蓄電池を別個の
部屋に収納しなければならない。しかし、このよ
うに５分間にわたつて蓄電池が消耗した後は、蓄
電池スタツクは完全に再充電されるまでに約４〜
８時間も必要とする。これに対して、本発明の回
転電動機−発電機および高速度電動機はずみ車シ
ステムによれば外部電力線の故障時に５分間以上
にわたつて電子式データプロセツシングシステム
に完全に給電することができ、外部電力の復旧時
に高速度電動機およびはずみ車を約15〜30分の時
間内に全速度にまで再び駆動することができる。
従つて、本発明は短時間のうちに生じる第２の電
力線停電に対しても対処することができるのに対
して、蓄電池システムは数時間にわたつて対処さ
せることができない。本発明における回転部品が
蓄電池および電子システムに対して有利である点
は外にもいくつかある。

次に本発明の実施例について述べる。

第１図に示すように電動発電機ユニツトは７−
１／２キロワツトの60Hz交流を発生する発電機１４
を備え、電動機１２は1800RPMで作動する20馬
力の同期電動機となし、高い周波数の発電機−電
動機ユニツト３０により600Hzの交流を発生させ、
その出力を約８キロワツトとする。封止室４４内
の高速度電動機５０は定格10馬力の容量を持ち外
部電力線２０からの電力が停電したときに１〜15
分程度の時間中ユニツト３０に600Hzの交流を供
給する発電機として約８キロワツトの電力を発生
することができる。電動機５０は、発電機３０か
ら600Hzの交流が供給されときに、静止状態から
1800RPMに加速するのに１時間までかかる。そ
れを同時に発電機１４により負荷２４に電力を供
給する。

しかし、最初に電動機１２を付勢することによ
りユニツト１０を冷たい状態でスタートさせてそ
のユニツトを1800RPMまで駆動し、しかも60Hz
の交流が発電機１４より負荷に供給されないとき
には、電動機の全出力を用いて高周波数発電機３
０に給電し、それによりこの発電機３０より600
Hzの交流を高速度電動機５０に供給する。次い
で、電動機５０を約30分で全速度の1800RPMま
で駆動することができる。電動機５０がこのよう
に駆動されると、発電機１４は付勢されて60Hzの
交流を負荷２４に供給することができる。

電動発電機ユニツト１０が正常に動作している
間に外部電力線２０に停電が生じると、センサ８
４は直ちに線８６を介して制御ユニツト７８に信
号に送り、600Hzの交流を励磁コイル７４に供給
し、そして、電動機５０は直ちに600Hzの交流を
発生し、この交流を線４２および３８を介して発
電機３０に供給し、この発電機３０の速度が
1800RPMよりやや低下するときにこの発電機３
０を1800RPMで回転させ続けるようにする。従
つて、発電機１４は電力線２０における停電以前
に発生していたのと同じ電圧で60Hzの交流を発生
し続け、そして負荷は発電機１４よりこの負荷に
供給される交流中の顕著な変化の影響を受けな
い。それと同時に、電力線２０における電力の停
電の発生時に、電動機制御ユニツトは直ちに電力
線１６に至る回路を遮断し、それにより電動機を
電力線２０から分離する。

外部電力線２０における電力が５分間の時間に
わたつて停電すると仮定すると、この時間中に電
動機５０およびはずみ車６０は発電機１４から約
0.62キロワツト時の出力を得、それに加えてユニ
ツト５０，３０および１４における電気損および
機械損に見合うだけの回転運動エネルギを供給し
続ける。かかる損失は0.30キロワツト時以下にな
る。全体で約0.92キロワツト時のエネルギを供給
するためには、1800RPMにおいて全体で約４キ
ロワツト時のエネルギを蓄積している電動機５０
およびはずみ車６０はその速度が1800RPMから
15800RPMに低下する。

かかる５分の停電の後、電力線２０における電
力が復旧されると、センサ８４はこれに応動して
制御ユニツト７８に信号を送出し、電動発電機ユ
ニツト５０により励磁コイルに対する600Hzの交
流の周波数を高めまたは低下させ、それにより同
期電動機１２の回転子の位置に対する電力線交流
における位相関係を正しいものとなし、以つて電
力線２０における交流電力が線１６により電動機
１２に再接続されるときにサージが現われないよ
うにする。このように位相関係が正しく定まる
と、制御ユニツト１８により線１６を電力線２０
に再接続して電動機１２を付勢しそれと同時に制
御ユニツト７８にはセンサ８４より信号を送出し
て、この制御ユニツト７８から励磁コイルに600
Hzの交流を供給するのを停止する。次いで、ユニ
ツト５０は発電機として機能するのを停止し、
600Hzの交流電力は高周波数発電機３０からユニ
ツト５０に供給されてこのユニツト５０は再びヒ
ステリシス電動機として機能する。電動機５０は
15800RPMから着実に加速し始め、約15分以内に
再び全速度18000RPMに到達する。

電動機５０およびはずみ車６０は、それらが全
速度18000RPMに到達していると否とに拘らず、
外部電力線２０に更に生じる如何なる停電に対し
ても、如何なるときにも直ちに適合し得るもので
あることが理解される。いくつかの電力線の停電
が、交流電力が電力線２０に現れる短期間の間と
交互にかつ順次に発生することもしばしばある。
電力線２０における交流の変動とは無関係に、発
電機１４により60Hzの交流が負荷２４に安定して
供給され、従つて、負荷２４に常に停電の影響を
受けない。

一般的な適用にあつては、多くの場合に、主交
流発電機の出力周波数は60Hzまたは50Hzであり、
補助発電機の出力周波数はこれよりも５〜20倍高
いものとなし、それにより高速度電動機が高速度
で回転させられるようになして、小さな質量でも
大量の回転運動エネルギを蓄積できるようにす
る。電動機の回転速度を所望の高い速度に保つた
めには、補助発電機からの交流電位の周波数と高
速度電動機における磁極の個数との間には一定の
相関関係を持たなければならない。以下に示す実
施例にはこのような相関関係の一例を示すもので
ある。

適用する場合に応じては、異常状態に敏感な負
荷に主発電機より400Hzの交流電位を供給するこ
とが必要となる。電動発電機システムの好適例は
６つの磁極を有し外部交流電力線から60Hzの交流
を供給される主駆動電動機を備え、この主駆動電
動機は1200RPMで回転して40個の磁極を有する
主交流発電機を駆動して400Hzの交流出力を得る。
補助発電機は60個に磁極を有することができ、そ
してこの補助発電機は1200RPMで駆動されると
きに600Hzの交流を高速度電動機−はずみ車ユニ
ツトに供給する。このユニツトの全速度は
18000RPMである。

第３図は発電機に対する個別の駆動電動機を設
けていない本発明の他の実施例を示す。この実施
例において電力線が正常な状態にある間は、外部
交流電源からの交流電力を異常状態に対して敏感
な負荷に直接に供給し、従つて駆動電動機を作動
させ続けるのに外部電力線からの交流電力を用い
ず、あるいは主交流発電機から交流電力を発生し
て常に負荷に供給することをしない。従つて、全
交流電力の10％から30％にまでおよぶ可能性のあ
る電動機および発電機の全負荷における損失を実
用上除去することができる。

主交流発電機１１４は途中に介挿された回路遮
断器１１５を通してこの発電機１１４に接続され
た導線１１６を通して交流電力を供給される。導
線１１６をユニツト１１８に接続し、この制御ユ
ニツト１１８には外部交流電源に接続された交流
主回路１２０から給電する。かかる外部交流電源
は例えば商用電源線であり、先に述べた様なしば
しば生じる大きなまたは小さな故障、事故および
停電の影響を受けるものである。主制御ユニツト
１１８は、電力系統からの電力の投入および遮断
を行い、雷サージや電力線におけるトランジエン
ト等の場合に電気装置を保護し、しかも電力線に
異常状態が生じたときにいくつかの他の制御装置
を作動させるための信号を送出するのに必要な回
路遮断器、ヒユーズ、リレー、電子的センサおよ
び信号送出ならびに制御部分を有する。

導線１２２を導線１１６から分岐して、この導
線１１６により電力線からの交流電力を途中に介
挿した回路遮断器１２３から更に分離および調整
用変成器１２４に供給する。この変成器１２４は
小さなデイツプ、サージ、トランジエント等の影
響の無い交流電位を線１２６より異常状態に対し
て敏感な負荷１２８に供給する機能を有する。従
つて、電力線の状態が正常な間は、極めて一様で
安定した交流電位が負荷１２８に供給される。

休止または冷たい状態からスタートさせるにあ
たり、通常は遮断器１２３を回路しておき、負荷
１２８に電力が供給されないようにする。主制御
ユニツト１１８は電力線１２０からの交流が導線
１１６に通過するように回路を閉成する動作を行
う。更に遮断器１１５を閉じて交流電位により発
電機１１４を付勢しこの発電機１１４を自動的に
電動機として機能させ、軸１３２を介して補助発
電機１３０の加速を開始し、この補助発電機１３
０を回転させる。発電機１１４が全速度に到達す
ると、制御部１３６は適切に付勢されて補助発電
機１３０より高い周波数の交流を発生しその交流
を線１３４および１３８を通して封止室１４０は
電動機１５０に供給する。封止室１４０は電動機
１５０を取付けた重い基台１４２および排気可能
なカバー１４０を有し、水素のようなガスを弁１
４８を有するチユーブ１４６を介してカバー１４
４内に導入する。電動機１５０の構成は第１図お
よび第２図に示した電動機５０と同様であり、電
力巻線と励磁コイルを有する固定子１５２および
磁化可能な永久磁石材料の層を設けた回転子１５
４を有する。この電動機の回転子の上端には小さ
な重いはずみ車１５６を設け、このはずみ車１５
６の外周にはリム部１５８を設ける。

補助発電機１３０により発生され線１３４に接
続された線１６４により供給される高い周波数の
交流電位によりセンサおよび制御ユニツト１６２
を付勢し、このユニツト１６２により線１６８を
通して電動機１５０の固定子１５２における励磁
コイルに流れる高い周波数の交流電流を制御す
る。電力線１２０に大きな故障または停電が生じ
ると、制御ユニツト１１８は導線１６６により信
号をセンサおより制御ユニツト１６２に送出し、
このユニツト１６２により励磁コイルに選択され
た高い周波数の交流電流が流れるように起動す
る。

交流主回路１２０に異常状態が存在せず、しか
も発電機１１４および１３０が全速度であると仮
定すると、高い周波数の交流は制御部１３６の作
動により線３４および１３８を介して高速度電動
機１５０に供給され、この電動機１５０を加速し
てその全速度、例えば18000RPMに到達するよう
にする。一旦全同期速度に到達すると、発電機１
１４と１３０および電動機１５０をそれぞれの全
速度に保つには、摩擦による損失および風損を除
けば、電力を必要としない。その理由は電気的エ
ネルギが取出されず、これら部分は回路上に浮動
状態にあるからである。このとき、回路遮断器１
２３は閉じ、交流電力は分離および調整用変成器
１２４に供給され、その交流電力出力を線１２６
を介して負荷１２８に導く。

電気的異常状態が外部交流電力線に発生して主
回路１２０に導かれないかぎり、本発明方式は負
荷１２８を維持しこれに給電する以上には電力を
ほとんど必要としない。しかし、分離および調整
用変成器１２４によりスムーズに取除くことので
きない大きな故障が発生し、あるいは主回路１２
０に交流電位の完全な停電が発生すると、主制御
ユニツト１１８によりその内部の遮断器をトリツ
プし、導線１１６を主回路１２０から遮断し、そ
れと同時に線１１６を通してセンサおよび制御ユ
ニツト１６２に信号を送出してこのユニツト１６
０により選択された高い周波数の交流電流が線１
６８を介して固定子１５２の励磁コイルに直ちに
流れるようにする。電動機１５０の回転子１５４
が１回転するかしないかのうちに、高い周波数の
交流電位が補助発電機１３０に供給され、この補
助発電機１３０は自動的に同期電動機となり、主
交流電動機１１４を所定の回転数領域内の速度に
駆動し選択された周波数および電圧の交流電位を
線１１６および１２２より変成器線１２４に供給
し、この変成器１２４から更に負荷１２８に供給
する。これによれば外部電力線に異常状態が発生
しても、負荷１２８に至る交流電位の流れには顕
著な変化は生じない。高速度電動機−はずみ車ユ
ニツトの回転運動エネルギにより発電機１１４お
よび１３０の全出力駆動を極めて長い時間（容易
に15分以上とすることができる）にわたつて行う
ことができる。

主回路１２０に正常な交流電力状態が回復され
ると、主制御ユニツト１１８によりその旨を検知
し、それと同時にこの制御ユニツト１１８より線
１６６によりセンサおよび制御ユニツト１６０に
信号を送出してこのユニツト１６２が電動機１５
０における励磁コイルに交流電流を供給するのを
停止するよう指令し、それにより電動機ユニツト
１５０は高に周波数の交流をそれ以後発生しない
ようにし、しかもユニツト１１８における回路遮
断器を閉成して外部交流電力を再び負荷１２８に
供給する。主交流発電機は導線１１６から交流電
力を供給されて電動機として機能し、補助発電機
１３を駆動して高い周波数の交流を発生させ、こ
の高い周波数の交流を電動機１５０に供給する。
この電動機１５０はそれ以前の、電力線の異常状
態の間にその速度のいくらかを失つており、高速
度電動機１３０がその全同期速度を再び得るまで
の期間にわたつて加速される。

なお、図示例においては、高速度電動機および
それに関連するはずみ車を支持するためにボール
型またはローラ型のベアリングを示したが、これ
らの代りに永久磁石支持ベアリングを用いること
もできる。その理由は電動機およびはずみ車の質
量はかかる部材で支持することができるような小
さな質量であるからである。突発故障の可能性を
持つ潤滑およびボールまたはローラの劣化の問題
はかかる永久磁石支持ベアリングにより完全に除
去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を１部分断面にして
示す構成図、第２図は第１図における高速度電動
機の部分拡大断面図、第３図は本発明の他の実施
例を示す構成図である。 １０……電動発電機ユニツト、１２……電動
機、１４……主交流発電機、１６……電力線、１
８……主制御ユニツト、２０……外部交流電力
線、２２……線、２４……負荷、３０……高周波
数補助発電機、３２……回転子、３４……表面
層、３６……固定子、３８……線、４０……電気
制御ユニツト、４２……導線、４４……封止室、
４６……基台、４８……カバー、４９……封止部
材、５０……電動機、５１……真空気密弁、５２
……軸、５３……パイプ、５４……下側ベアリン
グ、５５……上側ベアリング、５８……円筒、６
０……はずみ車円板、８１……外側フランジ付リ
ム部、６２……円筒上界磁殻、６４……鉄心、６
６……磁化可能な永久磁石材料層、７０……円筒
上電機子鉄心、７２……電力巻線、７４……励磁
コイル、７６……導線、７８……電子式制御ユニ
ツト、８０……線、８４……センサ、８５……
線、８６……線、８６Ａ……線、１１４……主交
流発電機、１１５……回路遮断器、１１６……導
線、１１８……主制御ユニツト、１２０……交流
主回路、１２２……導線、１２３……回路遮断
器、１２４……分離および調整用変成器、１２６
……線、１２８……負荷、１３０……高周波数補
助交流発電機、１３２……軸、１３４……線、１
３６……制御部、１３８……線、１４０……封止
室、１４２……基台、１４４……カバー、１４６
……チユーブ、１４８……弁、１５０……電動
機、１５２……固定子、１５３……励磁コイル、
１５４……回転子、１５６……はずみ車、１５８
……リム部、１６２……センサおよび制御ユニツ
ト、１６４……線、１６６……導線、１６８……
線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 故障、事故および停電を受けやすい外部交流
   電源に接続されて協動し、停電することなく、し
   かも、前記外部交流電源からの電力供給が故障し
   たときの長い期間をも含めて、ほぼ一定の周波数
   および電圧の交流電力を負荷に供給する電力供給
   方式において、 (a) 前記外部交流電源に接続可能であり、 (1) 前記外部交流電源から電力を供給され主交
   流発電機を所定の回転数領域において回転す
   るための交流駆動電動機と、 (2) 前記主交流発電機に回転可能に接続され、
   外部源から高い周波数の交流電位を供給され
   たときに、同期電動機として機能することの
   できる補助高周波数交流発電機とを有し、前
   記主交流発電機が発生する主交流電位を選択
   されたほぼ一定の周波数および電圧において
   前記負荷に供給するための回転自在な発電機
   装置を備え、および (b) 前記補助交流発電機を封止室内に気密封止さ
   れた高速度電動機およびはずみ車ユニツトに電
   気的に接続して高周波数交流電位を前記高速度
   電動機に供給して高速度で回転させ、それによ
   り前記高速度電動機およびはずみ車ユニツトに
   より大量の回転運動エネルギを全速度において
   蓄積するようになし、前記封止室には風損の低
   い雰囲気を存在させるようになし、前記高速度
   電動機は、円筒表面を有しその表面上に磁化可
   能な永久磁石材料の層を設けた軟磁性体による
   界磁鉄心および軟磁性体による溝付き固定子電
   機子を有する電動機を備え、前記溝付固定子電
   機子は前記界磁鉄心上の磁石材料による前記層
   に対して相補的に並置された円筒表面と前記電
   機子中の溝に配設され、選択された周波数の交
   流電流が通過する際、回転する界磁鉄心におけ
   る永久磁石材料による前記並置された層にＮ極
   およびＳ極の磁極パターンをの起させる励磁コ
   イルと、前記固定子電機子中の他の溝に配設さ
   れ、前記補助交流発電機に接続されて該補助交
   流発電機から高い周波数の交流電位を供給さ
   れ、前記高速度電動機をヒステリシス電動機と
   して作動させる電力巻線とを有し、前記交流電
   力の故障時に前記励磁コイルを選択された一定
   の周波数の交流電流で励磁して前記励磁可能な
   永久磁石材料の層にＮ極およびＳ極の磁極パタ
   ーンを誘起せしめ、それにより、前記回転子お
   よびはずみ車の回転運動エネルギにより前記回
   転子および前記固定子を互いに関連して回転さ
   せるときに前記電機子中の電力巻線に一定周波
   数の高い周波数の交流電力を発生せしめ、当該
   高い周波数の交流電力が前記補助交流発電機に
   供給されるときに、当該補助発電機を同期電動
   機として作用せしめ、それにより前記主交流発
   電機を前記所定の回転数領域において長い時間
   にわたつて駆動し、もつて前記選択された周波
   数および電圧の交流電力を生ぜしめて前記負荷
   に供給するようにしたことを特徴とする電力供
   給方式。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の電力供給方式に
   おいて、前記交流電源から電力を供給される前記
   交流駆動電動機により所定の回転数領域において
   前記主交流発電機を駆動し該主交流発電機より主
   交流電位を選択された周波数および電圧において
   発生させて前記負荷に供給し、前記交流駆動電動
   機により前記補助交流発電機をも駆動し、該補助
   交流発電機より交流電位を高い周波数において発
   生させ、前記補助交流発電機を該発電機に外部源
   から交流電位が供給されるときには同期電動機お
   よび前記高い周波数の交流電位を前記高速度電動
   機に供給する手段として機能させ得るようにした
   ことを特徴とする電力供給方式。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の電力供給方式に
   おいて、前記交流駆動電動機を前記外部電源に接
   続して、当該電力供給システムをその所定の回転
   数領域に駆動して、主交流電位を発生させ、およ
   び前記補助交流発電機により前記高い周波数の交
   流電位を発生させ、さらに、当該高い周波数の交
   流電位を前記高速度電動機に供給して当該電動機
   をその全速度にまで駆動するようにする制御手段
   を設け、前記外部電源の故障時に、前記制御手段
   により前記交流駆動電動機を当該故障外部電源か
   ら遮断し、かつそれと同時に前記励磁コイルを前
   記選択された交流電流で付勢して前記界磁鉄心の
   前記層に前記Ｎ極およびＳ極の磁極パターンを誘
   起させ、それにより前記電機子中の前記電力巻線
   により、前記固定子電機子が前記回転子に対して
   相対的に回転するあいだに所定周波数の高い周波
   数の交流を発生させるようにし、当該発生された
   高い周波数の交流を前記補助交流発電機に供給し
   て当該補助交流発電機を同期電動機として機能さ
   せて前記主交流発電機を前記所定の回転数領域に
   おいて駆動し、それにより前記負荷に前記選択さ
   れた周波数および電圧の前記主交流電位を供給し
   つづけるようになし、前記高速度電動機およびは
   ずみ車ユニツトの回転運動エネルギを、前記主交
   流発電機が前記所定の回転数領域において、長い
   時間にわたつて作動し続けるのに十分な大きさと
   なし、前記外部交流電源の復旧時に、前記制御手
   段により前記交流駆動電動機を前記外部交流電源
   に再接続するとともに前記励磁コイルの高い周波
   数の交流での付勢を停止するようにしたことを特
   徴とする電力供給方式。 ４ 特許請求の範囲第２項記載の電力供給方式に
   おいて前記交流駆動電動機は同期電動機であるこ
   とを特徴とする電力供給方式。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の電力供給方式に
   おいて、前記封止室中の前記風損の低い雰囲気は
   水素ガスであることを特徴とする電力供給方式。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の電力供給方式に
   おいて、前記封止室中の前記風損の低い雰囲気は
   真空であることを特徴とする電力供給方式。 ７ 特許請求の範囲第１項記載の電力供給方式に
   おいて、前記外部交流電源を回路において主制御
   手段を介して接続して、交流電力を前記負荷およ
   び前記主交流発電機の双方に供給し、前記外部交
   流電力により前記主交流発電機を電動機として機
   能させ、それにより前記補助交流発電機を駆動し
   て、高い周波数の交流電位を発生させ、その高い
   周波数の交流電位を前記高速度電動機およびはず
   み車ユニツトに供給して全速度に駆動し、前記外
   部交流電源の事故または故障時に、前記主制御手
   段により前記回路を前記外部交流電源に対して遮
   断し、前記主制御手段により、選択された高い周
   波数の交流電位を前記励磁コイルに供給せしめ
   て、前記高速度電動機およびはずみ車ユニツトに
   より高い周波数の交流を発生させ、その高い周波
   数の交流を前記補助交流発電機に供給して当該補
   助交流発電機を電動機として機能させ、前記主交
   流発電機を前記所定の回転数領域において駆動す
   ることにより、停電なしに前記主交流電位を発生
   させて前記負荷に供給するようにしたことを特徴
   とする電力供給方式。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の電力供給方式に
   おいて、前記主制御手段から前記負荷に至る前記
   回路中に分離および調整用変成器を介挿したこと
   を特徴とする電力供給方式。