JPH0580197U - 直流分散励起モータの動態特性の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直列励起モータの動態特性に近似する特性の
上限速度を備えると共に、分散励起モータの動態特性に
近似する下限速度を備えることにより、特に良好な速度
制御を行うことができ、運転効率が比較的に好適にした
直流分散励起モータの動態特性の制御装置。 【構成】 分散励起磁界巻線を主動ユニットに直列に結
線させた後に電源に並列に接続させ、電機子と検測ユニ
ットとを直列に結線させた後に電源に並列に接続し、磁
界巻線の基本励磁電流を選択可能にした励磁制御スイッ
チを主動ユニットに直列に結線させると共に磁界巻線に
並列に接続させ、電機子の電流値によって主動ユニット
を駆動させる検測ユニットを主動ユニットに連結させた
ものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は直流分散励起モータの動態特性の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の直流電気の分散励起型のモータはその運転効率は高いが、起動モーメン トが比較的に小さく、直列励起型のモータは比較的に大きい起動モーメントを有 するが、その運転効率は磁界巻線の圧降の損失によって比較的低下する。

【０００３】

【考案が解決しようとする問題点】

本考案は動態特性を制御することができる直流モータ及びその回路装置を提供 するもので、基本励磁電流を有する分散励起磁界巻線を備え、電機子の負荷電流 の増加に伴って磁界巻線の負荷電流を高くして直列励起モータの特性に近似する 特性の上限速度を生じさせ、負荷電流が最大の設定値に達した後に、磁界巻線の 励磁電流の増加を停止させて分散励起モータの特性に近似する特性の下限速度を 生じさせるようにしたものである。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】

本考案による直流分散励起モータの動態特性の制御装置は分散励起磁界巻線を 主動ユニットに直列に結線させた後に電源に並列に接続し、電機子と検測ユニッ トとを直列に結線させた後に電源に並列に接続させ、磁界巻線の基本励磁電流を 選択可能にさせた励磁制御スイッチを主動ユニットに直列に結線させると共に磁 界巻線に並列に接続し、主動ユニットには電機子の電流値によって主動ユニット を駆動する検測ユニットを連結させたものである。

【０００５】 図１は直流分散励起モータの動態特性の制御装置の回路図で、その主な構成は 下記の通りである。

【０００６】 主分散励起磁界巻線ＷＦ１０１は主動ユニットＡＤ１０１に直列に結線した後 に電源に並列に結線させてある。

【０００７】 主動ユニットＡＤ１０１は前置拡大固態を有するスイッチユニットで、それは 効率トランジスタ、ゲート流体等のユニットで構成されている、この効率トラン ジスタは直流或いは脈動直流に適用するもので、ゲート流体はゼロ点の電波直流 を有する電源を制御するものである。

【０００８】 励磁制御スイッチＦＳ１０１は主動ユニットＡＤ１０１を制御するためのもの で、基本励磁電流の選択を行う。それは、自動電気制御や人工手動制御を受けて 、速度制御を生じさせるか或いは、運転中に励磁電流を高めて、動態回収の発電 制動を行う。

【０００９】 直流電気の電機子Ａ１０１は正逆回転スイッチを外接することができ、電機子 電流の検測ユニットＳ１０１に直列に結線した後に、直流電源に並列に結線して ある。

【００１０】 検測ユニットＳ１０１は直列励起巻線や降圧抵抗又は電気コイルで構成され、 電機子電流値に相対する入力信号で主動ユニットＡＤ１０１を駆動し、その制御 関係は電機子電流が互いに増大する時は、入力信号はますます強くなり、主動ユ ニットＡＤ１０１の妨害抵抗はますます下がり、磁界ＷＦ１０１の励磁電流に対 して増加し、出力モーメントを高める。

【００１１】 上記の電機子は上限速度及び分散特性の下限速度を有し、その上下限間に直列 特性を有する。

【００１２】 図１の動作特性は電流が電機子Ａ１０１に流れた時に、電機子は磁界の作用関 係によって、検測ユニットＳ１０１の検測信号により主動ユニットＡＤ１０１を 作動させ、磁界ＷＦ１０１を制御し、動態特性を制御できる。この動態特性は図 ２に示す様に、直列励起モータの特性曲線と比較して、分散励起磁界巻線にある 基本磁界によって形成した一つの制限した速度上限ａｂの特性段及び電機子電流 の検測ユニットＳ１０１の検知と主動ユニットＡＤ１０１の制御で、磁界電流が 電機子電流の増減によって直列励起モータの特性に近似するｂｃ作業段を構成し 、磁界が飽和した後又は制限されて励磁が増加しなくなった後に分散励起モータ の特性に近似するｃｄ作業段になる。

【００１３】 図３及び図４は本考案の直流分散励起モータの動態特性の制御装置の応用例の 回路図である。

【００１４】 図３は主動ユニットを磁界巻線ＷＦ２０１の同極性の補助磁界巻線ＷＦ２０２ と並列に結線した実施例であり、その構成は下記の通りである。

【００１５】 分散励起磁界巻線ＷＦ２０１と補助磁界巻線ＷＦ２０２とは同極性で互いに直 列に結線し、その補助磁界巻線は主動ユニットＡＤ２０１の両端に並列に結線し ている。

【００１６】 電機子Ａ２０１と検測ユニットＳ２０１は直列に結線して、電源と並列に結線 させてある。

【００１７】 励磁制御スイッチＦＳ２０１は主動ユニットＡＤ２０１に対して制御を行うも ので、基本励磁電流の選択をする。これは自動電力制御或いは、人工手動制御の ものを含み、速度制御を行うか又は運転中に励磁を大きく増加させて、動態回収 の発電制御を行う。

【００１８】 図３の動作特性は電機子電流があまり小さい時には、検測ユニットＳ２０１が 検知した電流信号も比較的小さいので、主動ユニットＡＤ２０１は、高妨害抵抗 の状態となる。この時の磁界電流の強度と分散励起磁界巻線ＷＦ２０１と直列に 結線した補助磁界巻線ＷＦ２０２との妨害抵抗値は反比例となる。これは、基本 励磁電流が、電機子の回転速度をその反電力反応（ＥＭＦ）に維持し、且つ電源 の互いにバランスする回転速度の上限に維持する。負荷が徐々に増加した時に磁 界は主動ユニットＡＤ２０１の妨害抵抗が下がって、励磁電流が徐々に増大し、 直列励起モータの特性に類似した性能が生じ、主動ユニットＡＤ２０１が最低妨 害抵抗の飽和状態にし達した時に磁界は最大の励磁状態になり、分散励起モータ の性能に類似した特性を有する。

【００１９】 図４は図３に示した補助磁界巻線に代えて付設した妨害抵抗体Ｚ３０１を有す る実施例であり、その構成は、下記の通りである。

【００２０】 妨害抵抗体Ｚ３０１は抵抗性や電感性或いは、電気容量性を有し、妨害抵抗体 Ｚ３０１と分散励起磁界巻線ＷＦ３０１とを直列に結線させると共に、主動ユニ ットＡＤ３０１と並列に結線させてある。

【００２１】 電機子Ａ３０１と検測ユニットＳ３０１とは直列に結線し、電源に並列に結線 してある。

【００２２】 励磁制御スイッチＦＳ３０１は主動ユニットＡＤ３０１に対して制御し、基本 励磁電流の選択を行う。それは、自動電気制御或いは、人工手動制御を受けて、 速度制御を行うか、或いは運転中に励磁を高めて、動態回収の発電制御を行う。

【００２３】 図４の動作特性は電機子電流が小さい時に検測ユニットＳ３０１が検知した電 流信号も比較的小さいので、主動ユニットＡＤ３０１は高妨害抵抗の状態となり 、この時の磁界電流強度と分散励起磁界巻線ＷＦ３０１及び直列に結線した妨害 抵抗体Ｚ３０１の妨害抵抗値は反比例になる。これで基本励磁電流は電機子の回 転速度を反電力反応（ＥＭＦ）と電源が互いにバランスする回転速度に維持し、 負荷が徐々に増加した時に磁界は、主動ユニットＡＤ３０１の妨害抵抗が下がっ た為に励磁電流が徐々に増加し、直列励起モータの特性に類似した性能を生じさ せ、主動ユニットＡＤ３０１が最低妨害抵抗の飽和状態に達した時に磁界は最大 の励磁状態になり、分散励起モータの特性に類似した特性になる。

【００２４】 本考案の直流分散励起モータの動態特性の制御装置は単独で構成する以外に複 式で構成することができ、連接して同歩運動又は比例運転の機能を備えることが できる。第１モータの電気式の負荷電流値の検知によって正比例で、順序により 隔離した第２モータ（前向や後向もできる）の磁界電流値を制御し、第２モータ の電気の電流値を検知し、正比例で第１モータの磁界を制御する。これにより２ つのモータが同歩運動或いは近似同歩運動又は比例運転を行う。

【００２５】 図５は２つのモータで構成した互いに連接した動態特性を制御できる直流モー タの回路装置の実施例でその構成は下記の通りである。

【００２６】 第１モータは、分散励起磁界巻線ＷＦ４０１及び補助磁界巻線ＷＦ４１１を有 し、その磁界巻線ＷＦ４０１，ＷＦ４１１を同極性で互いに直列に決戦し、補助 磁界巻線ＷＦ４１１は主動ユニットＡＤ４０１の両端に並列に結線し、電機式Ａ ４０１と検測ユニットＳ４０１とは直列に結線した後に電源に並列に結線してい る。

【００２７】 第２モータは分散励磁界起巻線ＷＦ４０２と補助磁界巻線ＷＦ４１２を有し、 それらの巻線を同極性で互いに直列に結線し、補助磁界巻線ＷＦ４１２は主動ユ ニットＡＤ４０２の両端に並列に結線し、電機子Ａ４０２と検測ユニットＳ４０ ２は直列に結線した後に電源に並列に結線している。

【００２８】 上記第１モータの電機子Ａ４０１が直列に結線された検測ユニットＳ４０１を 第２モータの磁界巻線の主動ユニットＡＤ４０２に接続し、検測ユニットＳ４０ １の検測信号により第２モータを制御し、第２モータの電機子Ａ４０２が直列に 結線された検測ユニットＳ４０２を第１モータの磁界巻線の主動ユニットＡＤ４ ０１に接続し、検測ユニットＳ４０２の検測信号により第１モータの制御を行う 。それにより互いに交叉する閉鎖回路を形成する。

【００２９】 上記の互いに交叉する閉鎖回路の制御は一組のモータが負荷の増加によって、 電機子の回転速度が下がり電流が増加する時に、その電機子が直列に結線された 検測ユニットの検測信号が増加し、別の一組のモータの磁界巻線に直列に結線し た主動ユニットを制御し、妨害抵抗を下げ、磁界巻線の励磁電流を強化し、それ により、別の組のモータの電機子の回転速度は磁界巻線の励磁電流の強化によっ てそのモータの電機子が同時に回転速度を下げる。

【００３０】 上記両モータの磁界の補助巻線ＷＦ４１１とＷＦ４１２は必要に応じて設置す ることができ、その巻線を抵抗性や電気反応性、或いは電気容量性を有する妨害 抵抗ユニットに取り換えることができる。

【００３１】 励磁制御スイッチＦＳ４０１とＦＳ４０２は両モータの磁界巻線と直列に結線 した主動ユニットＡＤ４０１とＡＤ４０２を制御し、両モータ間は磁界の基本強 度が違うので、比例した運転を行う。その動態特性は上述した実施例のものと同 様である。

【００３２】 図１乃至図４に示した実施例は、複励起モータに応用することができ、その動 態特性は図２に示したｂｃの曲線が違うほか、残りのものは同様である。

【００３３】

【考案の効果】

本考案に係る直流分散励起モータの動態特性の制御装置は上述した構成である から、直列励起モータの負荷回転モーメントの速度特性に類似する上限速度を有 する特性を備えると共に、分散励起モータの負荷の特性の下限速度を有する特性 を備えており、直列励起モータの特性に類似した特性は磁界巻線の励磁電流が比 較的小さいので、分散励起モータの比較的良い効率を有することができ、特に良 好な速度制御及び動態回収の制御特性を備えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の直流分散励起モータの動態特性の制御
装置の回路図。

【図２】図１の動態特性のグラフ図。

【図３】本考案の主動ユニットを磁界巻線と同極性の補
助磁界巻線に並列に結線させた実施例の回路図。

【図４】図２の補助磁界巻線に代えて妨害抵抗体を付設
した実施例の回路図。

【図５】モータの互いに交叉した閉鎖回路を構成した直
流分散励起モータの動態特性の制御装置の回路図。

【符号の説明】

Ａ１０１，Ａ２０１，Ａ３０１ 電機子 Ａ４０１，Ａ４０２ 電機子 Ｓ１０１，Ｓ２０１，Ｓ３０１ 検測ユニット Ｓ４０１，Ｓ４０２ 検測ユニット ＷＦ１０１，ＷＦ２０１，ＷＦ３０１ 分散励起磁界
巻線 ＷＦ４０１，ＷＦ４０２ 分散励起磁界
巻線 ＡＤ１０１，ＡＤ２０１，ＡＤ３０１ 主動ユニット ＡＤ４０１，ＡＤ４０２ 主動ユニット ＦＳ１０１，ＦＳ２０１，ＦＳ３０１ 励磁制御スイ
ッチ ＦＳ４０１，ＦＳ４０２ 励磁制御スイ
ッチ ＷＦ２０２，ＷＦ４１１，ＷＦ４１２ 補助磁界巻線 Ｚ３０１ 妨害抵抗体

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 分散励起磁界巻線を主動ユニットに直列
   に結線した後に電源に並列に連結させ、主動ユニットに
   は基本励磁電流を選択可能にした励磁制御スイッチを直
   列に結線すると共に磁界巻線に並列に接続し、電機子と
   検測ユニットとを直列に結線した後に電源に並列に接続
   し、電機子の電流値によって主動ユニットＡＤ１０１を
   駆動する検測ユニットを主動ユニットに連結した直流分
   散励起モータの動態特性の制御装置。
2. 【請求項２】 主動ユニットを磁界巻線と同極性の補助
   磁界巻線に並列に結線した直流分散励起モータの動態特
   性の制御装置において、 分散励起磁界巻線ＷＦ２０１を主動ユニットＡＤ２０１
   に直列に結線した後に電源に並列に接結し、 磁界巻線ＷＦ２０１と同極性の補助磁界巻線ＷＦ２０２
   とを互いに直列に結線し、補助磁界巻線を主動ユニット
   ＡＤ２０１の両端に並列に接続させ、 電機子Ａ２０１と検測ユニットＳ２０１とを直列に結線
   させた後に電源と並列に接続させ、基本励磁電流を選択
   可能にした励磁制御スイッチＦＳ２０１を主動ユニット
   ＡＤ２０１に直列に結線させると共に磁界巻線に並列に
   接続させ、 主動ユニットＡＤ２０１には電機子の電流値によって主
   動ユニットＡＤ２０１を駆動する検測ユニットＳ２０１
   を連結した請求項１に記載の制御装置。
3. 【請求項３】 補助磁界巻線に代えて妨害抵抗体を付設
   した直流分散励起モータの動態特性の制御装置におい
   て、 分散励起磁界巻線ＷＦ３０１を主動ユニットＡＤ３０１
   に直列に結線させた後に電源に並列に接続し、 抵抗体や、電感性或いは電気容量性を有する妨害抵抗体
   Ｚ３０１を分散励起磁界巻線ＷＦ３０１に直列に結線さ
   せると共に主動ユニットＡＤ３０１と並列に接続させ、 電機子Ａ３０１と検測ユニットＳ３０１とを直列に結線
   させた後に電源に並列に接続させ、 基本励磁電流を選択可能にした励磁制御スイッチＦＳ３
   ０１を主動ユニットＡＤ３０１に直列に結線すると共に
   磁界巻線ＷＦ３０１に並列に接続させ、 電機子の電流値によって主動ユニットを駆動する検測ユ
   ニットを主動ユニットに連結させた請求項１に記載の制
   御装置。
4. 【請求項４】 第１モータの電機子の負荷電流値を検知
   し、正比例で順序によって離隔した第２モータの磁界巻
   線の電流値を制御し、第２モータの電機子の電流値を検
   知し、正比例で第１モータの磁界巻線を制御することに
   より２つのモータの同歩運転或いは比例運転を行う直流
   分散励起モータの動態特性の制御装置において、 第１モータには分散励起磁界巻線ＷＦ４０１と補助磁界
   巻線ＷＦ４１１とを備え、磁界巻線ＷＦ４０１を補助磁
   界巻線ＷＦ４１１と同極性にして互いに直列に結線さ
   せ、補助磁界巻線ＷＦ４１１を主動ユニットＡＤ４０１
   の両端に並列に結線させ、電機子Ａ４０１と検測ユニッ
   トＳ４０１とを直列に結線させた後に電源に並列に接続
   させ、 第２モータには分散励起磁界巻線ＷＦ４０２と補助磁界
   巻線ＷＦ４１２とを備え、磁界巻線ＷＦ４０２と補助磁
   界巻線ＷＦ４１２とを同極性にして互いに直列に結線
   し、補助磁界巻線ＷＦ４１２を主動ユニットＡＤ４０２
   の両端に並列に結線させ、電機子Ａ４０２と検測ユニッ
   トＳ４０２とを直列に結線させた後に電源に並列に接続
   させ、 第１モータの電機子Ａ４０１を直列に結線した検測ユニ
   ットＳ４０１を第２モータの磁界巻線の主動ユニットＡ
   Ｄ４０２に接続し、第２モータの電機子Ａ４０２を直列
   に結線した検測ユニットＳ４０２を第１モータの磁界巻
   線の主動ユニットＡＤ４０１に接続し、２つのモータが
   互いに交叉する閉鎖回路を形成し、 両モータの磁界の補助巻線ＷＦ４１１とＷＦ４１２を必
   要に応じて設置可能とするか、又は電気反応性或いは電
   気容量性の妨害抵抗ユニットに取り替え可能とし、 両モータの磁界巻線を直列に結線した主動ユニットＡＤ
   ４０１とＡＤ４０２に励磁制御スイッチＦＳ４０１とＦ
   Ｓ４０２をそれぞれ別個に接続させた請求項１に記載の
   制御装置。