JPH07231631A - ブラシレス形高調波吸収同期機 - Google Patents
ブラシレス形高調波吸収同期機Info
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- JPH07231631A JPH07231631A JP1770994A JP1770994A JPH07231631A JP H07231631 A JPH07231631 A JP H07231631A JP 1770994 A JP1770994 A JP 1770994A JP 1770994 A JP1770994 A JP 1770994A JP H07231631 A JPH07231631 A JP H07231631A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】その連係された交流系統における高調波の効果
的な吸収機能を有し且つブラシレス化された同期機を提
供する。 【構成】その界磁極に、基本波電圧発生用の第1の界磁
巻線1bと、界磁極の直軸と横軸方向にそれぞれ磁束を
発生させる第2の界磁巻線1cと第3の界磁巻線1dと
を設けた回転界磁形同期機1と、回転整流装置5を介し
て直流電流を前記巻線1bへ給電する電機子巻線2aを
有する第1の交流励磁機2と、基本周波数の6n倍の周
波数を有し互いの位相差を90度とする2組の高調波電
流をそれぞれその電機子巻線3aと4aとから出力し前
記巻線1cと1dとに給電する第2の交流励磁機3と第
3の交流励磁機4とに関し、各回転部を軸20によって
共通駆動し、前記同期機1と各交流励磁機間の励磁電流
授受用のスリップリングとブラシとを不要となすブラシ
レス形同期機を構成する。
的な吸収機能を有し且つブラシレス化された同期機を提
供する。 【構成】その界磁極に、基本波電圧発生用の第1の界磁
巻線1bと、界磁極の直軸と横軸方向にそれぞれ磁束を
発生させる第2の界磁巻線1cと第3の界磁巻線1dと
を設けた回転界磁形同期機1と、回転整流装置5を介し
て直流電流を前記巻線1bへ給電する電機子巻線2aを
有する第1の交流励磁機2と、基本周波数の6n倍の周
波数を有し互いの位相差を90度とする2組の高調波電
流をそれぞれその電機子巻線3aと4aとから出力し前
記巻線1cと1dとに給電する第2の交流励磁機3と第
3の交流励磁機4とに関し、各回転部を軸20によって
共通駆動し、前記同期機1と各交流励磁機間の励磁電流
授受用のスリップリングとブラシとを不要となすブラシ
レス形同期機を構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、その連係された交流
系統の基本波電圧に重畳された特定高調波の吸収機能を
有する三相交流同期機に関する。
系統の基本波電圧に重畳された特定高調波の吸収機能を
有する三相交流同期機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の高調波吸収機能を有する
三相交流同期機としては、この発明の出願者らが先に特
願平3−293212号において提案した下記の如きも
のがある。即ち、回転界磁形同期機の界磁極に、基本波
電圧生成用の磁束を発生させる第1の界磁巻線と、界磁
極直軸方向に磁束を発生させる第2の界磁巻線と、界磁
極横軸方向に磁束を発生させる第3の界磁巻線とを設
け、基本波の周波数fに対する周波数6nf(nは正の
整数)の高調波電流を前記第2と第3の両界磁巻線にそ
れぞれ通電すると共に両高調波電流間に所定の位相差を
与えることにより、例えば前記第2と第3の両界磁巻線
が直交配置されている場合に前記両高調波電流間の位相
差を90度となすことにより、前記界磁極上に周波数6
nfに対応する角速度の回転磁界を生成させ、これによ
り前記同期機が連係された交流系統の基本波電圧に重畳
されその周波数を(6n±1)fとする高調波成分と略
等値且つ逆位相の電圧成分を前記回転磁界と鎖交する前
記同期機の電機子において生成させ、前記交流系統側高
調波成分の消滅或いは低減を図る如く機能するものであ
る。
三相交流同期機としては、この発明の出願者らが先に特
願平3−293212号において提案した下記の如きも
のがある。即ち、回転界磁形同期機の界磁極に、基本波
電圧生成用の磁束を発生させる第1の界磁巻線と、界磁
極直軸方向に磁束を発生させる第2の界磁巻線と、界磁
極横軸方向に磁束を発生させる第3の界磁巻線とを設
け、基本波の周波数fに対する周波数6nf(nは正の
整数)の高調波電流を前記第2と第3の両界磁巻線にそ
れぞれ通電すると共に両高調波電流間に所定の位相差を
与えることにより、例えば前記第2と第3の両界磁巻線
が直交配置されている場合に前記両高調波電流間の位相
差を90度となすことにより、前記界磁極上に周波数6
nfに対応する角速度の回転磁界を生成させ、これによ
り前記同期機が連係された交流系統の基本波電圧に重畳
されその周波数を(6n±1)fとする高調波成分と略
等値且つ逆位相の電圧成分を前記回転磁界と鎖交する前
記同期機の電機子において生成させ、前記交流系統側高
調波成分の消滅或いは低減を図る如く機能するものであ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の如
き従来の高調波吸収同期機においては、前記基本波電圧
に対する前記回転磁界の位相関係、従ってこの回転磁界
と鎖交して前記同期機の電機子において発生する高調波
電圧の位相関係を可変となすことが出来ず、このため前
記の如き交流系統側高調波成分の基本波電圧に対する重
畳位相に対応して前記回転磁界の位相関係を適値に調整
することが出来ず、前記系統側高調波成分を効果的に消
滅或いは低減させるには限界があった。
き従来の高調波吸収同期機においては、前記基本波電圧
に対する前記回転磁界の位相関係、従ってこの回転磁界
と鎖交して前記同期機の電機子において発生する高調波
電圧の位相関係を可変となすことが出来ず、このため前
記の如き交流系統側高調波成分の基本波電圧に対する重
畳位相に対応して前記回転磁界の位相関係を適値に調整
することが出来ず、前記系統側高調波成分を効果的に消
滅或いは低減させるには限界があった。
【0004】更に前記の如き従来の高調波吸収同期機に
おいては、前記の第1乃至第3の各界磁巻線には全てス
リップリングを介して固定側各回路から所要の直流電流
或いは高調波電流が供給されており、このため前記スリ
ップリングとこれに接触させるブラシとにおける表面の
荒れ或いは磨耗に対する保守点検と取り替え作業等の煩
雑な作業を必要としていた。
おいては、前記の第1乃至第3の各界磁巻線には全てス
リップリングを介して固定側各回路から所要の直流電流
或いは高調波電流が供給されており、このため前記スリ
ップリングとこれに接触させるブラシとにおける表面の
荒れ或いは磨耗に対する保守点検と取り替え作業等の煩
雑な作業を必要としていた。
【0005】上記に鑑みこの発明は、前記の如き交流系
統側高調波に対する効果的な消滅或いは低減機能、換言
すれば効果的な吸収機能を有し、且つ前記のスリップリ
ングとブラシとの省略を可能とするブラシレス形三相交
流同期機の提供を目的とするものである。
統側高調波に対する効果的な消滅或いは低減機能、換言
すれば効果的な吸収機能を有し、且つ前記のスリップリ
ングとブラシとの省略を可能とするブラシレス形三相交
流同期機の提供を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明のブラシレス形高調波吸収同期機におい
て、 1)請求項1の発明は、回転界磁形同期機の界磁極に基
本波電圧生成用の磁束を発生させる第1の界磁巻線と、
界磁極直軸方向に磁束を発生させる第2の界磁巻線と、
界磁極横軸方向に磁束を発生させる第3の界磁巻線とを
設け、基本波周波数fに対する周波数6nf(nは正の
整数)の高調波電流を前記第2と第3の両界磁巻線にそ
れぞれ通電すると共にこれら両高調波電流間に所定の位
相差を与えることにより、前記界磁極上に前記周波数6
nfに対応する角速度の回転磁界を生成させる如く構成
した高調波吸収同期機において、前記第1の界磁巻線に
対し回転形の整流装置を介して所要の直流励磁電流を給
電する回転電機子形の第1の交流励磁機と、前記第2の
界磁巻線に対しその周波数を前記6nfとする高調波電
流を給電する回転電機子形の第2の交流励磁機と、前記
第3の界磁巻線に対しその周波数を前記6nfとし且つ
前記第2の界磁巻線に給電される高調波電流と所定の位
相差を有する高調波電流を給電する回転電機子形の第3
の交流励磁機とを、前記同期機の界磁極駆動軸を共用し
て設けるものとする。
めに、この発明のブラシレス形高調波吸収同期機におい
て、 1)請求項1の発明は、回転界磁形同期機の界磁極に基
本波電圧生成用の磁束を発生させる第1の界磁巻線と、
界磁極直軸方向に磁束を発生させる第2の界磁巻線と、
界磁極横軸方向に磁束を発生させる第3の界磁巻線とを
設け、基本波周波数fに対する周波数6nf(nは正の
整数)の高調波電流を前記第2と第3の両界磁巻線にそ
れぞれ通電すると共にこれら両高調波電流間に所定の位
相差を与えることにより、前記界磁極上に前記周波数6
nfに対応する角速度の回転磁界を生成させる如く構成
した高調波吸収同期機において、前記第1の界磁巻線に
対し回転形の整流装置を介して所要の直流励磁電流を給
電する回転電機子形の第1の交流励磁機と、前記第2の
界磁巻線に対しその周波数を前記6nfとする高調波電
流を給電する回転電機子形の第2の交流励磁機と、前記
第3の界磁巻線に対しその周波数を前記6nfとし且つ
前記第2の界磁巻線に給電される高調波電流と所定の位
相差を有する高調波電流を給電する回転電機子形の第3
の交流励磁機とを、前記同期機の界磁極駆動軸を共用し
て設けるものとする。
【0007】2)請求項2の発明は、請求項1の発明に
よるブラシレス形高調波吸収同期機において、前記第2
と第3の両交流励磁機に関し、両励磁機それぞれの界磁
極をそれぞれの固定子枠を介してその円周方向に所要角
だけ独自に変化させる固定子枠駆動手段を設けるものと
する。 3)請求項3の発明は、請求項1の発明によるブラシレ
ス形高調波吸収同期機において、前記第2と第3の両交
流励磁機に関し、それぞれの界磁巻線に給電する直流励
磁電流の調整によって前記両励磁機それぞれの電機子出
力電流を独自に調整可能となすものとする。
よるブラシレス形高調波吸収同期機において、前記第2
と第3の両交流励磁機に関し、両励磁機それぞれの界磁
極をそれぞれの固定子枠を介してその円周方向に所要角
だけ独自に変化させる固定子枠駆動手段を設けるものと
する。 3)請求項3の発明は、請求項1の発明によるブラシレ
ス形高調波吸収同期機において、前記第2と第3の両交
流励磁機に関し、それぞれの界磁巻線に給電する直流励
磁電流の調整によって前記両励磁機それぞれの電機子出
力電流を独自に調整可能となすものとする。
【0008】4)請求項4の発明は、請求項1の発明に
よるブラシレス形高調波吸収同期機において、前記第2
と第3の両交流励磁機に関し、両励磁機それぞれの界磁
極に互いに直交配置された2組の直流励磁用の界磁巻線
を設けるものとする。 5)請求項5の発明は、請求項4の発明によるブラシレ
ス形高調波吸収同期機において、互いに直交配置された
2組の直流励磁用界磁巻線に給電する直流電流をそれぞ
れ独自に調整可能となすものとする。
よるブラシレス形高調波吸収同期機において、前記第2
と第3の両交流励磁機に関し、両励磁機それぞれの界磁
極に互いに直交配置された2組の直流励磁用の界磁巻線
を設けるものとする。 5)請求項5の発明は、請求項4の発明によるブラシレ
ス形高調波吸収同期機において、互いに直交配置された
2組の直流励磁用界磁巻線に給電する直流電流をそれぞ
れ独自に調整可能となすものとする。
【0009】
【作用】一般に、360/N度の機械角差を有して配置
されたN組の巻線に周波数fを有し互いに360/N度
の電気角位相差を有するN組の電流を通電させた場合、
磁極上に周波数fに対応する角速度の回転磁界が生成さ
れる。従って、回転界磁形同期機の界磁極に直流励磁を
受け周波数fの基本波電圧を発生させる第1の界磁巻線
と、周波数6nf(nは正の整数)の高調波電流による
励磁を受け界磁極直軸方向に磁束を発生させる第2の界
磁巻線と、この第2の界磁巻線励磁用の高調波電流に対
し90度の位相差を有しその周波数を6nfとする高調
波電流による励磁を受け界磁極横軸方向に磁束を発生さ
せる第3の界磁巻線とを設ければ、前記界磁極上には直
流磁界と周波数6nfに対応する角速度の回転磁界とが
混在生成されることになる。
されたN組の巻線に周波数fを有し互いに360/N度
の電気角位相差を有するN組の電流を通電させた場合、
磁極上に周波数fに対応する角速度の回転磁界が生成さ
れる。従って、回転界磁形同期機の界磁極に直流励磁を
受け周波数fの基本波電圧を発生させる第1の界磁巻線
と、周波数6nf(nは正の整数)の高調波電流による
励磁を受け界磁極直軸方向に磁束を発生させる第2の界
磁巻線と、この第2の界磁巻線励磁用の高調波電流に対
し90度の位相差を有しその周波数を6nfとする高調
波電流による励磁を受け界磁極横軸方向に磁束を発生さ
せる第3の界磁巻線とを設ければ、前記界磁極上には直
流磁界と周波数6nfに対応する角速度の回転磁界とが
混在生成されることになる。
【0010】ここに前記周波数6nfに対応する回転磁
界は、前記界磁極の正逆両回転方向に応じそれぞれ(6
n+1)fと(6n−1)fとの両周波数に対応する角
速度の2組の回転磁界に分解することが出来る。従って
これら2組の回転磁界と鎖交する前記同期機の電機子に
おいては前記周波数(6n+1)fと(6n−1)fと
の両電圧成分が生成されることになる。
界は、前記界磁極の正逆両回転方向に応じそれぞれ(6
n+1)fと(6n−1)fとの両周波数に対応する角
速度の2組の回転磁界に分解することが出来る。従って
これら2組の回転磁界と鎖交する前記同期機の電機子に
おいては前記周波数(6n+1)fと(6n−1)fと
の両電圧成分が生成されることになる。
【0011】一方、前記同期機が連係される交流系統の
基本波に重畳された高調波成分中の顕著なものは、その
周波数を(6n±1)fとするものである。従って前記
同期機の電機子において生成された周波数(6n±1)
fの両高調波電圧成分が前記交流系統における同一周波
数の高調波成分と略等値且つ逆相となる如く調整される
ならば、前記交流系統中の高調波成分の大部分が前記同
期機の電機子において消滅することになる。換言すれば
前記同期機の電機子において吸収されることになる。
基本波に重畳された高調波成分中の顕著なものは、その
周波数を(6n±1)fとするものである。従って前記
同期機の電機子において生成された周波数(6n±1)
fの両高調波電圧成分が前記交流系統における同一周波
数の高調波成分と略等値且つ逆相となる如く調整される
ならば、前記交流系統中の高調波成分の大部分が前記同
期機の電機子において消滅することになる。換言すれば
前記同期機の電機子において吸収されることになる。
【0012】この発明は、同期機における各界磁巻線に
対する所要励磁電流のブラシレスの給電手段と、前記交
流系統における高調波成分のその基本波への重畳位相に
対応して前記同期機の電機子において生成する高調波成
分の生成位相を調整する位相調整手段とに関するもので
あり、 1)請求項1の発明は、回転界磁形同期機の界磁極に設
けた基本波電圧生成用の第1の界磁巻線に対し回転形整
流装置を介して所要の直流電流を給電する回転電機子形
の第1の交流励磁機と共に、周波数6nfに対応する角
速度の回転磁界を生成するために設けた前記の如き第2
と第3の両界磁巻線に対し所要の高調波励磁電流を給電
するために、周波数6nfの高調波電流を出力する回転
電機子形の第2の交流励磁機と、その周波数を6nfと
し前記第2の交流励磁機の出力する高調波電流と所定の
位相差,例えば90度を有する高調波電流を出力する回
転電機子形の第3の交流励磁機とを、前記同期機の界磁
極駆動軸を共用して設け、前記同期機を全体としてブラ
シレス形となすものである。
対する所要励磁電流のブラシレスの給電手段と、前記交
流系統における高調波成分のその基本波への重畳位相に
対応して前記同期機の電機子において生成する高調波成
分の生成位相を調整する位相調整手段とに関するもので
あり、 1)請求項1の発明は、回転界磁形同期機の界磁極に設
けた基本波電圧生成用の第1の界磁巻線に対し回転形整
流装置を介して所要の直流電流を給電する回転電機子形
の第1の交流励磁機と共に、周波数6nfに対応する角
速度の回転磁界を生成するために設けた前記の如き第2
と第3の両界磁巻線に対し所要の高調波励磁電流を給電
するために、周波数6nfの高調波電流を出力する回転
電機子形の第2の交流励磁機と、その周波数を6nfと
し前記第2の交流励磁機の出力する高調波電流と所定の
位相差,例えば90度を有する高調波電流を出力する回
転電機子形の第3の交流励磁機とを、前記同期機の界磁
極駆動軸を共用して設け、前記同期機を全体としてブラ
シレス形となすものである。
【0013】2)請求項2の発明は、前記同期機の基本
波電圧の位相を基準とし、前記交流系統における前記の
(6n±1)f高調波電圧成分と前記同期機における前
記の周波数6nf対応の回転磁界による誘起電圧とを逆
位相となす如く行う両高調波電圧間の位相調整に関する
ものであり、請求項1の発明における前記第2と第3の
両交流励磁機に関し、それぞれの固定界磁極をその円周
方向に所要角だけ独自に変化させる固定子枠駆動手段を
設けるものである。
波電圧の位相を基準とし、前記交流系統における前記の
(6n±1)f高調波電圧成分と前記同期機における前
記の周波数6nf対応の回転磁界による誘起電圧とを逆
位相となす如く行う両高調波電圧間の位相調整に関する
ものであり、請求項1の発明における前記第2と第3の
両交流励磁機に関し、それぞれの固定界磁極をその円周
方向に所要角だけ独自に変化させる固定子枠駆動手段を
設けるものである。
【0014】3)請求項3の発明は、前記回転磁界によ
る前記同期機の高調波誘起電圧の大きさを前記交流系統
の高調波電圧成分と略等値となすための電圧調整に関す
るものであり、請求項1の発明における前記第2と第3
の両交流励磁機に関し、それぞれの界磁巻線に給電する
直流励磁電流の調整により、前記両励磁機それぞれの電
機子出力電流を独自に調整可能となすものである。
る前記同期機の高調波誘起電圧の大きさを前記交流系統
の高調波電圧成分と略等値となすための電圧調整に関す
るものであり、請求項1の発明における前記第2と第3
の両交流励磁機に関し、それぞれの界磁巻線に給電する
直流励磁電流の調整により、前記両励磁機それぞれの電
機子出力電流を独自に調整可能となすものである。
【0015】4)請求項4の発明は、前記両高調波電圧
間の位相調整を前記の固定子枠駆動手段の如き機械的手
段に代えて電気的手段によって行うものであり、請求項
1の発明における前記第2と第3の両交流励磁機に関
し、それぞれの固定界磁極において直交配置された2組
の直流励磁用界磁巻線を設け、これら両界磁巻線の生成
する磁束の合成磁束の方向調整により所要の位相調整を
なすものである。
間の位相調整を前記の固定子枠駆動手段の如き機械的手
段に代えて電気的手段によって行うものであり、請求項
1の発明における前記第2と第3の両交流励磁機に関
し、それぞれの固定界磁極において直交配置された2組
の直流励磁用界磁巻線を設け、これら両界磁巻線の生成
する磁束の合成磁束の方向調整により所要の位相調整を
なすものである。
【0016】5)請求項5の発明は、請求項4の発明に
より生成された合成磁束の大きさと方向とを連続可変と
なすものであり、前記2組の直流励磁用界磁巻線に給電
する直流励磁電流をそれぞれ独自に調整可能となすもの
である。
より生成された合成磁束の大きさと方向とを連続可変と
なすものであり、前記2組の直流励磁用界磁巻線に給電
する直流励磁電流をそれぞれ独自に調整可能となすもの
である。
【0017】
【実施例】以下この発明の実施例を図1乃至図5の各図
に従って説明する。なお前記各図においては同一機能の
構成要素に対しては同一の表示符号を付している。先ず
図1は、三相同期発電機を対象例として、この発明の第
1の実施例を示すブラシレス形同期発電機主要部の半断
面図であり、請求項1の発明内容に従うものである。こ
こに、1は回転界磁固定電機子形の三相同期発電機、1
aは電機子巻線(固定子側巻線)、1bと1cと1dと
はそれぞれ回転界磁極に設けられた第1と第2と第3の
各界磁巻線である。
に従って説明する。なお前記各図においては同一機能の
構成要素に対しては同一の表示符号を付している。先ず
図1は、三相同期発電機を対象例として、この発明の第
1の実施例を示すブラシレス形同期発電機主要部の半断
面図であり、請求項1の発明内容に従うものである。こ
こに、1は回転界磁固定電機子形の三相同期発電機、1
aは電機子巻線(固定子側巻線)、1bと1cと1dと
はそれぞれ回転界磁極に設けられた第1と第2と第3の
各界磁巻線である。
【0018】また2と3と4とはそれぞれ第1と第2と
第3の各交流励磁機であって何れも回転電機子固定界磁
形交流発電機であり、2aと2bとはそれぞれ第1交流
励磁機2の電機子巻線と界磁巻線、3aと3bとはそれ
ぞれ第2交流励磁機3の電機子巻線と界磁巻線、4aと
4bとはそれぞれ第3交流励磁機4の電機子巻線と界磁
巻線、5はブリッジ構成された整流素子から成る回転整
流装置である。
第3の各交流励磁機であって何れも回転電機子固定界磁
形交流発電機であり、2aと2bとはそれぞれ第1交流
励磁機2の電機子巻線と界磁巻線、3aと3bとはそれ
ぞれ第2交流励磁機3の電機子巻線と界磁巻線、4aと
4bとはそれぞれ第3交流励磁機4の電機子巻線と界磁
巻線、5はブリッジ構成された整流素子から成る回転整
流装置である。
【0019】ここに三相同期発電機1の電機子巻線1a
はこの同期発電機の出力を送出する交流系統に接続さ
れ、また第1乃至第3の各交流励磁機の界磁巻線2bと
3bと4bとはそれぞれ図示していない外部励磁装置に
接続され所定の直流励磁を受ける。また三相同期発電機
1の第1界磁巻線1bは回転整流装置5を介して直流に
変換された第1交流励磁機2の電機子巻線2aの出力を
受け直流励磁され、前記同期発電機1の第2界磁巻線1
cと第3界磁巻線1dとはそれぞれ第2と第3の各交流
励磁機の電機子巻線3aと4aの出力による交流励磁を
受ける。
はこの同期発電機の出力を送出する交流系統に接続さ
れ、また第1乃至第3の各交流励磁機の界磁巻線2bと
3bと4bとはそれぞれ図示していない外部励磁装置に
接続され所定の直流励磁を受ける。また三相同期発電機
1の第1界磁巻線1bは回転整流装置5を介して直流に
変換された第1交流励磁機2の電機子巻線2aの出力を
受け直流励磁され、前記同期発電機1の第2界磁巻線1
cと第3界磁巻線1dとはそれぞれ第2と第3の各交流
励磁機の電機子巻線3aと4aの出力による交流励磁を
受ける。
【0020】図示の如く、前記の三相同期発電機界磁極
と第1乃至第3の各交流励磁機それぞれの電機子と回転
整流装置とは、それぞれ前記同期発電機界磁極の駆動軸
即ち発電機軸20をその駆動軸として共用しており、従
って前記の三相同期発電機と各交流励磁機間の励磁電流
授受用のスリップリングとブラシとは何れも不要となっ
てブラシレス形同期発電機が構成されることになる。
と第1乃至第3の各交流励磁機それぞれの電機子と回転
整流装置とは、それぞれ前記同期発電機界磁極の駆動軸
即ち発電機軸20をその駆動軸として共用しており、従
って前記の三相同期発電機と各交流励磁機間の励磁電流
授受用のスリップリングとブラシとは何れも不要となっ
てブラシレス形同期発電機が構成されることになる。
【0021】なお図3は、上記の如き三相同期発電機と
各交流励磁機より成るブラシレス形同期発電機の回路図
である。ここに、三相同期発電機1の回転界磁極におい
て直行表示された第2と第3の各界磁巻線1cと1dと
はそれぞれその磁束発生方向を界磁極の直軸方向と横軸
方向となすものである。また三相同期発電機1の出力周
波数fに対してその出力周波数を6nfとする第2と第
3の各交流励磁機の界磁巻線3bと4bの極数は、何れ
も前記三相同期発電機の界磁巻線1bの極数の6n倍に
選定される。
各交流励磁機より成るブラシレス形同期発電機の回路図
である。ここに、三相同期発電機1の回転界磁極におい
て直行表示された第2と第3の各界磁巻線1cと1dと
はそれぞれその磁束発生方向を界磁極の直軸方向と横軸
方向となすものである。また三相同期発電機1の出力周
波数fに対してその出力周波数を6nfとする第2と第
3の各交流励磁機の界磁巻線3bと4bの極数は、何れ
も前記三相同期発電機の界磁巻線1bの極数の6n倍に
選定される。
【0022】なお6,7,8は第1乃至第3各交流励磁
機の界磁巻線2b,3b,4bに対してそれぞれ調整さ
れた直流励磁電流を供給する第1と第2と第3の各励磁
調整装置であり、また二点鎖線で囲まれた回転子部9に
は前記発電機軸20によって共通駆動される前記の三相
同期発電機と各交流励磁機の回転子とが含まれる。次に
図2は、図1に示すブラシレス形同期発電機を対象とし
請求項2に従うこの発明の第2の実施例を示すものであ
り、前記第2と第3の各交流励磁機の固定界磁極をそれ
ぞれその固定子枠を介しその円周方向に所要角だけ変化
させる固定子枠駆動手段としてのフェイズシフタの概略
を示す斜視図である。
機の界磁巻線2b,3b,4bに対してそれぞれ調整さ
れた直流励磁電流を供給する第1と第2と第3の各励磁
調整装置であり、また二点鎖線で囲まれた回転子部9に
は前記発電機軸20によって共通駆動される前記の三相
同期発電機と各交流励磁機の回転子とが含まれる。次に
図2は、図1に示すブラシレス形同期発電機を対象とし
請求項2に従うこの発明の第2の実施例を示すものであ
り、前記第2と第3の各交流励磁機の固定界磁極をそれ
ぞれその固定子枠を介しその円周方向に所要角だけ変化
させる固定子枠駆動手段としてのフェイズシフタの概略
を示す斜視図である。
【0023】なお図2は、第2の交流励磁機3に関して
例示するものであるが、図示内容は第3の交流励磁機4
に関しても同様に適用出来るものである。図2において
3cは第2の交流励磁機3の固定子枠であり、図1に示
すブラシレス形同期発電機主要部全体を覆う固定子枠に
固定された支持腕に対して回動用軸受けを介し回動可能
な状態で支持され、且つ図示の如くその外周の一部に部
分歯車が設けられている。
例示するものであるが、図示内容は第3の交流励磁機4
に関しても同様に適用出来るものである。図2において
3cは第2の交流励磁機3の固定子枠であり、図1に示
すブラシレス形同期発電機主要部全体を覆う固定子枠に
固定された支持腕に対して回動用軸受けを介し回動可能
な状態で支持され、且つ図示の如くその外周の一部に部
分歯車が設けられている。
【0024】また15のフェイズシフタは、駆動歯車1
5aと、駆動電動機15bとカップリング15cとから
成り、駆動電動機15bにより駆動歯車15aと前記固
定子枠3cに設けられた部分歯車とを駆動することによ
り、前記交流励磁機3の固定子枠3cをその円周方向に
所要角だけ回動させるものである。また図4は、前記の
如き三相同期発電機と各交流励磁機より成るブラシレス
形同期発電機の回路図であり、請求項4と請求項5とに
従うこの発明の第3の実施例を示すものであり、図3の
回路図に示す第2交流励磁機3と第3交流励磁機4との
界磁巻線3bと4bとに関する変更を行ったものであ
る。
5aと、駆動電動機15bとカップリング15cとから
成り、駆動電動機15bにより駆動歯車15aと前記固
定子枠3cに設けられた部分歯車とを駆動することによ
り、前記交流励磁機3の固定子枠3cをその円周方向に
所要角だけ回動させるものである。また図4は、前記の
如き三相同期発電機と各交流励磁機より成るブラシレス
形同期発電機の回路図であり、請求項4と請求項5とに
従うこの発明の第3の実施例を示すものであり、図3の
回路図に示す第2交流励磁機3と第3交流励磁機4との
界磁巻線3bと4bとに関する変更を行ったものであ
る。
【0025】即ち前記両界磁巻線3bと4bとを、それ
ぞれ直交配置された直流励磁用界磁巻線11bと11c
及び12bと12cとの2組の界磁巻線の組み合わせに
変更したものであり、これに伴い前記の第2交流励磁機
と第3交流励磁機とこれらを含む回転子部の表示符号を
それぞれ11と12と10としたものである。ここに前
記両界磁巻線11bと11cとは、これら2組の界磁巻
線による合成磁束の方向と大きさとが所要値となる如く
調整された直流励磁電流を第2の励磁調整装置13から
供給されるものである。同様に前記両界磁巻線12bと
12cも第3の励磁調整装置14から調整された直流励
磁電流を供給される。
ぞれ直交配置された直流励磁用界磁巻線11bと11c
及び12bと12cとの2組の界磁巻線の組み合わせに
変更したものであり、これに伴い前記の第2交流励磁機
と第3交流励磁機とこれらを含む回転子部の表示符号を
それぞれ11と12と10としたものである。ここに前
記両界磁巻線11bと11cとは、これら2組の界磁巻
線による合成磁束の方向と大きさとが所要値となる如く
調整された直流励磁電流を第2の励磁調整装置13から
供給されるものである。同様に前記両界磁巻線12bと
12cも第3の励磁調整装置14から調整された直流励
磁電流を供給される。
【0026】なお、前記合成磁束の方向は、前記三相同
期発電機1の発生する基本波電圧の位相を基準とし、前
記同期発電機1が連係される交流系統における前記の
(6n±1)f高調波電圧成分と前記の界磁巻線1cと
1dとによる周波数6nf対応角速度の回転磁界による
誘起電圧とが逆位相となる如く調整されるものである。
即ち、前記の如き合成磁束の方向調整は、前記図2に示
す機械的手段としてのフェイズシフタの機能を電気的に
実現させるものである。
期発電機1の発生する基本波電圧の位相を基準とし、前
記同期発電機1が連係される交流系統における前記の
(6n±1)f高調波電圧成分と前記の界磁巻線1cと
1dとによる周波数6nf対応角速度の回転磁界による
誘起電圧とが逆位相となる如く調整されるものである。
即ち、前記の如き合成磁束の方向調整は、前記図2に示
す機械的手段としてのフェイズシフタの機能を電気的に
実現させるものである。
【0027】また図5は、前記両界磁巻線11bと11
cとの如く直交配置されて直流励磁される2組の界磁巻
線AとBとによる起磁力の対位相変化図である。今、界
磁巻線AとBとの直流励磁電流をそれぞれ適値に調整す
るならば、ベクトル和としての合成起磁力の方向と大き
さとを所要値となすことは容易に可能となる。
cとの如く直交配置されて直流励磁される2組の界磁巻
線AとBとによる起磁力の対位相変化図である。今、界
磁巻線AとBとの直流励磁電流をそれぞれ適値に調整す
るならば、ベクトル和としての合成起磁力の方向と大き
さとを所要値となすことは容易に可能となる。
【0028】
【発明の効果】この発明によれば、回転界磁形同期機の
界磁極に基本波電圧生成用磁束を発生させる第1の界磁
巻線と、界磁極直軸方向に磁束を発生させる第2の界磁
巻線と、界磁極横軸方向に磁束を発生させる第3の界磁
巻線とを設け、基本波の周波数fに対する周波数6nf
(nは正の整数)の高調波電流を前記第2と第3との両
界磁巻線にそれぞれ通電すると共にこれら両高調波電流
間に所定の位相差を与えることにより、前記界磁極上に
前記周波数6nfに対応する角速度の回転磁界を生成さ
せる如く構成した高調波吸収同期機に関し、 1)請求項1の発明による如く、前記第1の界磁巻線に
対し回転形の整流装置を介して所要の直流励磁電流を給
電する回転電機子形の第1の交流励磁機と、前記第2の
界磁巻線に対しその周波数を前記6nfとする高調波電
流を給電する回転電機子形の第2の交流励磁機と、前記
第3の界磁巻線に対しその周波数を前記6nfとし且つ
前記第2の界磁巻線に給電される高調波電流と所定の位
相差を有する高調波電流を給電する回転電機子形の第3
の交流励磁機とを、前記同期機の界磁極駆動軸を共用し
て設けることにより、前記の三相同期発電機と各交流励
磁機間の励磁電流授受用のスリップリングとブラシとを
何れも不要となしたブラシレス形同期発電機の構成が可
能となり、また、 2)請求項2の発明による如く、前記第2と第3の両交
流励磁機に関して、両励磁機それぞれの界磁極をそれぞ
れその固定子枠を介してその円周方向に所要角だけ独自
に変化させる固定子枠駆動手段を設けることにより、前
記同期機の連係される交流系統における高調波電圧成分
と前記同期機に発生させる高調波電圧とを逆位相となす
如く行う位相調整が可能となり、また、 3)請求項3の発明による如く、前記第2と第3の両交
流励磁機に関して、両励磁機それぞれの界磁巻線に給電
する直流励磁電流の調整を行うことによって、前記交流
系統における高調波電圧成分と前記同期機に発生させる
高調波電圧とを略等値となすことが可能となり、また、 4)請求項4と請求項5との発明による如く、前記第2
と第3の両交流励磁機に関し、両励磁機それぞれの界磁
極に直交配置された2組の直流励磁用界磁巻線を設け、
且つこれら両界磁巻線に給電する直流電流をそれぞれ独
自に調整可能となすことにより、前記交流系統における
高調波電圧成分と前記同期機に発生させる高調波電圧間
の位相調整手段として、請求項2の発明による機械的な
固定子枠駆動手段に代え、電気的手段により同様の機能
をゆうすることが可能となる。
界磁極に基本波電圧生成用磁束を発生させる第1の界磁
巻線と、界磁極直軸方向に磁束を発生させる第2の界磁
巻線と、界磁極横軸方向に磁束を発生させる第3の界磁
巻線とを設け、基本波の周波数fに対する周波数6nf
(nは正の整数)の高調波電流を前記第2と第3との両
界磁巻線にそれぞれ通電すると共にこれら両高調波電流
間に所定の位相差を与えることにより、前記界磁極上に
前記周波数6nfに対応する角速度の回転磁界を生成さ
せる如く構成した高調波吸収同期機に関し、 1)請求項1の発明による如く、前記第1の界磁巻線に
対し回転形の整流装置を介して所要の直流励磁電流を給
電する回転電機子形の第1の交流励磁機と、前記第2の
界磁巻線に対しその周波数を前記6nfとする高調波電
流を給電する回転電機子形の第2の交流励磁機と、前記
第3の界磁巻線に対しその周波数を前記6nfとし且つ
前記第2の界磁巻線に給電される高調波電流と所定の位
相差を有する高調波電流を給電する回転電機子形の第3
の交流励磁機とを、前記同期機の界磁極駆動軸を共用し
て設けることにより、前記の三相同期発電機と各交流励
磁機間の励磁電流授受用のスリップリングとブラシとを
何れも不要となしたブラシレス形同期発電機の構成が可
能となり、また、 2)請求項2の発明による如く、前記第2と第3の両交
流励磁機に関して、両励磁機それぞれの界磁極をそれぞ
れその固定子枠を介してその円周方向に所要角だけ独自
に変化させる固定子枠駆動手段を設けることにより、前
記同期機の連係される交流系統における高調波電圧成分
と前記同期機に発生させる高調波電圧とを逆位相となす
如く行う位相調整が可能となり、また、 3)請求項3の発明による如く、前記第2と第3の両交
流励磁機に関して、両励磁機それぞれの界磁巻線に給電
する直流励磁電流の調整を行うことによって、前記交流
系統における高調波電圧成分と前記同期機に発生させる
高調波電圧とを略等値となすことが可能となり、また、 4)請求項4と請求項5との発明による如く、前記第2
と第3の両交流励磁機に関し、両励磁機それぞれの界磁
極に直交配置された2組の直流励磁用界磁巻線を設け、
且つこれら両界磁巻線に給電する直流電流をそれぞれ独
自に調整可能となすことにより、前記交流系統における
高調波電圧成分と前記同期機に発生させる高調波電圧間
の位相調整手段として、請求項2の発明による機械的な
固定子枠駆動手段に代え、電気的手段により同様の機能
をゆうすることが可能となる。
【0029】即ち、前記の如き構成となすことにより、
回転界磁形同期機に対しその連係された交流系統におけ
る特定周波数高調波成分の効果的な消滅又は低減機能、
換言すれば効果的な吸収機能を与えることが可能となる
と共に、前記同期機をブラシレス形三相交流同期機とし
て構成することにより、従来必要としていたスリップリ
ングとブラシとを不要となしてこれに伴う保守点検,取
り替え作業等の煩雑な作業を不要となすことが出来、同
時に前記同期機の運転上の信頼性の向上を図ることが出
来る。
回転界磁形同期機に対しその連係された交流系統におけ
る特定周波数高調波成分の効果的な消滅又は低減機能、
換言すれば効果的な吸収機能を与えることが可能となる
と共に、前記同期機をブラシレス形三相交流同期機とし
て構成することにより、従来必要としていたスリップリ
ングとブラシとを不要となしてこれに伴う保守点検,取
り替え作業等の煩雑な作業を不要となすことが出来、同
時に前記同期機の運転上の信頼性の向上を図ることが出
来る。
【0030】また前記の如きブラシレス形交流同期機を
電力伝達の面からみれば、最終段の回転界磁形同期機の
電機子出力と交流励磁機の励磁入力を与える励磁調整装
置の制御入力との比即ち電力増幅率は極めて大であり、
このことは前記励磁調整装置の制御入力の形態に従って
前記同期機の電機子出力において極めて多様な制御が可
能であることを示すものである。
電力伝達の面からみれば、最終段の回転界磁形同期機の
電機子出力と交流励磁機の励磁入力を与える励磁調整装
置の制御入力との比即ち電力増幅率は極めて大であり、
このことは前記励磁調整装置の制御入力の形態に従って
前記同期機の電機子出力において極めて多様な制御が可
能であることを示すものである。
【0031】更に前記同期機に前記の如き交流系統高調
波の消滅又は低減機能を与えることにより、前記系統高
調波の流入を前提とした場合に比してこの同期機自体の
体格の縮小が可能となると共に、高価なアクティブフィ
ルタの代替装置として使用し得るものとなる。
波の消滅又は低減機能を与えることにより、前記系統高
調波の流入を前提とした場合に比してこの同期機自体の
体格の縮小が可能となると共に、高価なアクティブフィ
ルタの代替装置として使用し得るものとなる。
【図1】この発明の第1の実施例を示すブラシレス形同
期発電機主要部の半断面図
期発電機主要部の半断面図
【図2】この発明の第2の実施例を示すフェイズシフタ
の斜視図
の斜視図
【図3】図1に示すブラシレス形同期発電機の回路図
【図4】この発明の第3の実施例を示すブラシレス形同
期発電機の回路図
期発電機の回路図
【図5】直交配置された2組の直流励磁界磁巻線による
合成起磁力の対位相変化図
合成起磁力の対位相変化図
1 三相同期発電機(回転界磁固定電機子形) 1a 三相同期発電機の電機子巻線 1b 三相同期発電機の第1界磁巻線 1c 三相同期発電機の第2界磁巻線 1d 三相同期発電機の第3界磁巻線 2 第1交流励磁機(回転電機子固定界磁形) 2a 第1交流励磁機の電機子巻線 2b 第1交流励磁機の界磁巻線 3 第2交流励磁機(回転電機子固定界磁形) 3a 第2交流励磁機の電機子巻線 3b 第2交流励磁機の界磁巻線 3c 第2交流励磁機の固定子枠 4 第3交流励磁機(回転電機子固定界磁形) 4a 第3交流励磁機の電機子巻線 4b 第3交流励磁機の界磁巻線 5 回転整流装置 6〜8 励磁調整装置 9,10 回転子部 11 第2交流励磁機(回転電機子固定界磁形) 12 第3交流励磁機(回転電機子固定界磁形) 13,14 励磁調整装置 15a 駆動歯車 15b 駆動電動機 15c カップリング 20 発電機軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥 清司 大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 比良 允幸 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 芦沢 厚 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内
Claims (5)
- 【請求項1】回転界磁形同期機の界磁極に、基本波電圧
生成用の磁束を発生させる第1の界磁巻線と、界磁極直
軸方向に磁束を発生させる第2の界磁巻線と、界磁極横
軸方向に磁束を発生させる第3の界磁巻線とを設け、基
本波周波数fに対する周波数6nf(nは正の整数)の
高調波電流を前記第2と第3の両界磁巻線にそれぞれ通
電すると共にこれら両高調波電流間に所定の位相差を与
えることにより、前記界磁極上に前記周波数6nfに対
応する角速度の回転磁界を生成させる如く構成した高調
波吸収同期機において、前記第1の界磁巻線に対し回転
形の整流装置を介して所要の直流励磁電流を給電する回
転電機子形の第1の交流励磁機と、前記第2の界磁巻線
に対しその周波数を前記6nfとする高調波電流を給電
する回転電機子形の第2の交流励磁機と、前記第3の界
磁巻線に対しその周波数を前記6nfとし且つ前記第2
の界磁巻線に給電される高調波電流と所定の位相差を有
する高調波電流を給電する回転電機子形の第3の交流励
磁機とを、前記同期機の界磁極駆動軸を共用して設けて
成ることを特徴とするブラシレス形高調波吸収同期機。 - 【請求項2】請求項1記載のブラシレス形高調波吸収同
期機において、前記第2と第3の両交流励磁機に関し、
両励磁機それぞれの界磁極をそれぞれの固定子枠を介し
てその円周方向に所要角だけ独自に変化させる固定子枠
駆動手段を設けて成ることを特徴とするブラシレス形高
調波吸収同期機。 - 【請求項3】請求項1記載のブラシレス形高調波吸収同
期機において、前記第2と第3の両交流励磁機に関し、
それぞれの界磁巻線に給電する直流励磁電流の調整によ
り前記両励磁機それぞれの電機子出力電流を独自に調整
可能となしたことを特徴とするブラシレス形高調波吸収
同期機。 - 【請求項4】請求項1記載のブラシレス形高調波吸収同
期機において、前記第2と第3の両交流励磁機に関し、
両励磁機それぞれの界磁極に互いに直交配置された2組
の直流励磁用の界磁巻線を設けて成ることを特徴とする
ブラシレス形高調波吸収同期機。 - 【請求項5】請求項4記載のブラシレス形高調波吸収同
期機において、互いに直交配置された2組の直流励磁用
の界磁巻線に給電する直流励磁電流をそれぞれ独自に調
整可能となしたことを特徴とするブラシレス形高調波吸
収同期機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1770994A JPH07231631A (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | ブラシレス形高調波吸収同期機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1770994A JPH07231631A (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | ブラシレス形高調波吸収同期機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07231631A true JPH07231631A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=11951296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1770994A Pending JPH07231631A (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | ブラシレス形高調波吸収同期機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07231631A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101380023B1 (ko) * | 2012-12-26 | 2014-04-02 | 두산엔진주식회사 | 초전도 발전기 시스템 |
| KR101417462B1 (ko) * | 2012-12-11 | 2014-07-08 | 두산엔진주식회사 | 초전도 발전기 제어 시스템 |
| KR101417509B1 (ko) * | 2012-12-26 | 2014-07-21 | 두산엔진주식회사 | 이중 회전자를 갖는 동기 발전기 시스템 |
| CN107834514A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-03-23 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种交流励磁同步电机励磁绕组相间故障判别方法及装置 |
| CN121036462A (zh) * | 2025-09-16 | 2025-11-28 | 江苏中欣联科动力有限公司 | 一种无刷励磁同步发电机 |
-
1994
- 1994-02-15 JP JP1770994A patent/JPH07231631A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101417462B1 (ko) * | 2012-12-11 | 2014-07-08 | 두산엔진주식회사 | 초전도 발전기 제어 시스템 |
| KR101380023B1 (ko) * | 2012-12-26 | 2014-04-02 | 두산엔진주식회사 | 초전도 발전기 시스템 |
| KR101417509B1 (ko) * | 2012-12-26 | 2014-07-21 | 두산엔진주식회사 | 이중 회전자를 갖는 동기 발전기 시스템 |
| CN107834514A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-03-23 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种交流励磁同步电机励磁绕组相间故障判别方法及装置 |
| CN107834514B (zh) * | 2017-11-21 | 2019-02-22 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种交流励磁同步电机励磁绕组相间故障判别方法及装置 |
| CN121036462A (zh) * | 2025-09-16 | 2025-11-28 | 江苏中欣联科动力有限公司 | 一种无刷励磁同步发电机 |
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