JPH11155231A - Inverter device protection method - Google Patents

Inverter device protection method

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JPH11155231A
JPH11155231A JP33773997A JP33773997A JPH11155231A JP H11155231 A JPH11155231 A JP H11155231A JP 33773997 A JP33773997 A JP 33773997A JP 33773997 A JP33773997 A JP 33773997A JP H11155231 A JPH11155231 A JP H11155231A
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terminal
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秋一 藤井
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  • Protection Of Static Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同期電動機が予測以上の速度で回転したり、
インバータ装置の耐電圧を越える誘起電圧の発生と、減
速する前の誘起電圧でインバータ装置の破壊や、逆突極
形の同期電動機では停電等によりインバータ装置が破壊
につながるという問題を解決する。 【解決手段】 直流電源10から受電するインバータ装
置1と、インバータ装置1によって駆動される同期電動
機2をもつインバータ装置の保護方法において、インバ
ータ装置1の出力端子を、B接点4ub,4vb,4wb をもつ電
磁開閉器4を介して同期電動機2の入力端子に接続し、
電磁開閉器4はB接点を動作させるためのB接点用励磁
コイル4cの動作電圧が、インバータ装置1の出力端子
に加わる電圧の耐電圧以下で動作し、電磁開閉器4の励
磁コイル端子4cを電動機2の入力端子に接続するイン
バータ装置の保護方法からなる。
(57) [Summary] [Problem] A synchronous motor rotates at a speed higher than expected,
It is possible to solve the problem that the induced voltage exceeding the withstand voltage of the inverter device and the induced voltage before deceleration cause the destruction of the inverter device or, in the case of the reverse salient-pole synchronous motor, the inverter device is destroyed due to a power failure or the like. SOLUTION: In the method for protecting an inverter device having an inverter device 1 receiving power from a DC power supply 10 and a synchronous motor 2 driven by the inverter device 1, an output terminal of the inverter device 1 is connected to B contacts 4ub, 4vb, 4wb. Connected to the input terminal of the synchronous motor 2 via the electromagnetic switch 4
The electromagnetic switch 4 operates when the operating voltage of the B-contact excitation coil 4c for operating the B contact is equal to or lower than the withstand voltage of the voltage applied to the output terminal of the inverter device 1, and the electromagnetic switch 4 closes the excitation coil terminal 4c of the electromagnetic switch 4. It consists of a method of protecting the inverter device connected to the input terminal of the motor 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、同期電動機を運転
するインバータドライブ装置の耐電圧に係る保護方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protection method for a withstand voltage of an inverter drive for operating a synchronous motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】同期電動機では、電動機が永久磁石を有
しているため、回転によって電動機自体が持つ電機子巻
線の端子に誘起電圧を発生する。そのため、同期電動機
が高速回転しているときには、その誘起電圧がインバー
タ装置の絶縁耐圧を超え、インバータ装置の破壊に至る
ことがある。従来、同期電動機のインバータドライブで
は、同期電動機の永久磁石の誘起電圧によって、インバ
ータ装置を破壊しないように、同期電動機の絶縁協調を
図ってきた。あるいは、特開平6−178567号公報
に示されるように、同期電動機の出力端子を短絡させる
ことにより、その同期電動機の誘起電圧によりダイナミ
ックブレーキをかけて、この同期電動機を減速させる方
法を利用して、インバータ装置の保護を行っていた。
2. Description of the Related Art In a synchronous motor, since the motor has a permanent magnet, an induced voltage is generated at a terminal of an armature winding of the motor by rotation. Therefore, when the synchronous motor is rotating at high speed, the induced voltage may exceed the withstand voltage of the inverter device, and the inverter device may be destroyed. Conventionally, in the synchronous motor inverter drive, insulation coordination of the synchronous motor has been attempted so that the induced voltage of the permanent magnet of the synchronous motor does not damage the inverter device. Alternatively, as disclosed in JP-A-6-178567, a method is used in which the output terminal of the synchronous motor is short-circuited, a dynamic brake is applied by the induced voltage of the synchronous motor, and the synchronous motor is decelerated. , And protection of the inverter device.

【0003】これを図3の結線図に示す。すなわち、直
流電源10[一般的には商用交流電源から受電し整流回
路と平滑回路を介してつくられる)を経由し、インバー
タ装置1より供給されるU,V,W相の3相交流電圧が
同期電動機2の電機子端子へく加わっている状態から、
インバータ装置1から供給されるU,V,W相の3相交
流電圧を遮断し、線間短絡スイッチ3を導通させると、
同期電動機2は発電機となり電動機としての回転方向と
は逆方向のダイナミックブレーキがかかり、同期電動機
2の電機子端子の誘起電圧は低下し絶縁破壊から免れ
る。
This is shown in the connection diagram of FIG. That is, U-, V-, and W-phase three-phase AC voltages supplied from the inverter device 1 via the DC power supply 10 (generally received from a commercial AC power supply and formed through a rectifier circuit and a smoothing circuit). From the state where the armature terminal of the synchronous motor 2 is being applied,
When the three-phase AC voltages of the U, V, and W phases supplied from the inverter device 1 are cut off and the line-to-line short-circuit switch 3 is turned on,
The synchronous motor 2 becomes a generator and is subjected to dynamic braking in the direction opposite to the rotating direction of the motor, so that the induced voltage at the armature terminals of the synchronous motor 2 is reduced, thereby preventing insulation breakdown.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
の方法では、フアンなどのように風など外部から加わる
外力(外乱)で回転される可能性がある用途では、同期
電動機が予測していた以上の速度で回転している場合が
あり、インバータ装置の絶縁耐圧を越える誘起電圧が発
生している場合や、同期電動機が減速する前にその誘起
電圧でインバータ装置を破壊する危険があるという問題
や、そのために同期電動機のインバータ装置での駆動と
いう用途が限定されるという問題などがある。
However, according to these conventional methods, a synchronous motor is expected in an application such as a fan which may be rotated by an external force (disturbance) applied from the outside such as wind. In some cases, the motor rotates at the above speed, and an induced voltage exceeding the withstand voltage of the inverter device is generated, or the inverter device may be damaged by the induced voltage before the synchronous motor decelerates. In addition, there is a problem that the use of the synchronous motor driven by an inverter device is limited.

【0005】また、逆突極形の同期電動機では、弱め界
磁電流を流すことによりその端子電圧を低く抑えること
ができるものがある。このような同期電動機では、運転
中は、電圧制御により、端子電圧は抑制されているが、
停電等によりインバータ装置が停止するなどして制御不
能になった場合には、前記端子電圧は上昇し、インバー
タ装置の破壊につながるという問題もある。本発明は上
記課題を解決するため、インバータ装置の運転状態にか
かわらず、同期電動機の端子電圧が過剰に上昇した場
合、自動的にインバータ装置と同期電動機の接続を切り
離すことにより、インバータ装置の破壊を防止するイン
バータ装置の保護方法を提供することを目的とする。
[0005] Some reverse salient-pole type synchronous motors can suppress the terminal voltage thereof by applying a weak field current. In such a synchronous motor, during operation, the terminal voltage is suppressed by voltage control,
In the case where the control becomes impossible due to a stoppage of the inverter device due to a power failure or the like, there is also a problem that the terminal voltage increases, which leads to the destruction of the inverter device. The present invention solves the above problem by automatically disconnecting the inverter device from the synchronous motor when the terminal voltage of the synchronous motor excessively rises regardless of the operation state of the inverter device. It is an object of the present invention to provide a method for protecting an inverter device, which prevents the occurrence of a failure.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明の請求項1の発明は、直流電源から受電する
インバータ装置と、該インバータ装置によって駆動され
る同期電動機を持つインバータ装置の保護方法におい
て、前記インバータ装置の出力端子を、B接点をもつ電
磁開閉器を介して前記同期電動機の入力端子に接続し、
前記電磁開閉器は前記B接点を動作させるためのB接点
用励磁コイルの動作電圧が、前記インバータ装置の出力
端子に加わる電圧の耐電圧以下で動作し、前記電磁開閉
器の前記励磁コイル端子を前記電動機の前記入力端子に
接続することを特徴とするインバータ装置の保護方法で
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 of the present invention is directed to an inverter device receiving power from a DC power supply and an inverter device having a synchronous motor driven by the inverter device. In the protection method, an output terminal of the inverter device is connected to an input terminal of the synchronous motor via an electromagnetic switch having a B contact,
The electromagnetic switch operates at an operating voltage of an excitation coil for the B contact for operating the B contact that is equal to or less than a withstand voltage of a voltage applied to an output terminal of the inverter device, and operates the excitation coil terminal of the electromagnetic switch. A method for protecting an inverter device, wherein the method is connected to the input terminal of the electric motor.

【0007】従ってこの本発明は、インバータ駆動され
る同期電動機において、インバータ装置の出力端子と同
期電動機の入力端子の間に、自己の励磁コイルに電圧が
印加されている場合には遮断状態になり、自己の励磁コ
イルに電圧が印加されていない場合は導通状態となるB
接点を有し、かつ自己の接点を動作させるための自己の
励磁コイルの動作電圧が、インバータ装置の出力端子に
加わる電圧の耐電圧以下で動作する電磁開閉器を備える
と共に、その電磁開閉器の励磁電流を同期電動機の入力
端子から導入するようにしているから、インバータ装置
の運転状態に関わらず、同期電動機の端子電圧が過剰に
上昇した場合、自動的にインバータ装置と同期電動機を
切り離すことにより、過電圧によるインバータ装置の絶
縁破壊を防ぐことができるという特段の効果を奏する。
Therefore, the present invention provides a synchronous motor driven by an inverter which is cut off when a voltage is applied to its own exciting coil between the output terminal of the inverter device and the input terminal of the synchronous motor. , When no voltage is applied to its own excitation coil, it becomes conductive.
It has an electromagnetic switch that has a contact and operates at an operating voltage of its own excitation coil for operating its own contact that is equal to or less than the withstand voltage of the voltage applied to the output terminal of the inverter device. Since the excitation current is introduced from the input terminal of the synchronous motor, regardless of the operation state of the inverter, if the terminal voltage of the synchronous motor rises excessively, the inverter is automatically disconnected from the synchronous motor. In addition, it is possible to prevent a dielectric breakdown of the inverter device due to an overvoltage.

【0008】本発明の請求項2の発明は、前記同期電動
機に逆突極形の同期電動機を適用することを特徴とする
請求項1に記載のインバータ装置の保護方法であり、こ
れによって逆突極形の同期電動機を適用することでイン
バータ装置の保護が確実になり、設備の信頼性の向上に
資するという顕著な効果を発揮できる。
The invention according to claim 2 of the present invention is the method for protecting an inverter device according to claim 1, wherein a synchronous motor of a reverse salient pole type is applied to the synchronous motor. The use of the pole-type synchronous motor ensures protection of the inverter device, and has a remarkable effect of contributing to improvement of the reliability of the equipment.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図に示
して説明する。全ての図面において、同一符号は同一若
しくは相当部材とする。図1は、本発明の一実施の形態
における回路構成を示すブロック図である。インバータ
装置1の出力端子U,V,Wと同期電動機2の入力端子
2a,2b,2c を接続する各ラインの中間に、電磁開閉器
4を挿入接続する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are the same or equivalent members. FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration according to an embodiment of the present invention. An electromagnetic switch 4 is inserted and connected between the lines connecting the output terminals U, V, W of the inverter device 1 and the input terminals 2a, 2b, 2c of the synchronous motor 2.

【0010】この電磁開閉器4の接点は各相B接点4Ub,
4Vb,4wb から成り、その電磁開閉器励磁コイル4cは励
磁電圧が印加され励磁されている場合は、各相B接点4U
b,4Vb,4wb は遮断(開放・オフ)状態になり、励磁コイ
ル4cに励磁電圧が印加されず励磁されていない場合
は、導通(短絡・オン)状態になる。そして、この電磁
開閉器4の励磁コイル4cは同期電動機2の入力端子に
接続されており、然も電磁開閉器4の励磁コイル4cの
動作電圧は、インバータ装置の絶縁破壊に至る前、つま
り耐電圧を越えないある一定電圧に設定している。
The contacts of the electromagnetic switch 4 are B contacts 4Ub of each phase.
4Vb, 4wb, and the electromagnetic switch excitation coil 4c is connected to each phase B contact 4U when the excitation voltage is applied and excited.
b, 4Vb, 4wb are cut off (open / off), and when no excitation voltage is applied to the excitation coil 4c and the excitation coil 4c is not excited, the conduction (short circuit / on) is established. The exciting coil 4c of the electromagnetic switch 4 is connected to the input terminal of the synchronous motor 2, and the operating voltage of the exciting coil 4c of the electromagnetic switch 4 is set before the dielectric breakdown of the inverter device, that is, withstand voltage. It is set to a certain voltage that does not exceed the voltage.

【0011】図2は、この実施の形態における電磁開閉
器B接点の動作を経時的に説明した変遷図である。図2
(a) は同期電動機の速度変化図, 図2(b) は弱め界磁電
流の推移図, 図2(c) はインバータ装置の出力端子電圧
の変化図, 図2(b) は同期電動機 (入力)端子電圧の変
化図である。
FIG. 2 is a transition diagram illustrating the operation of the electromagnetic switch B contact in this embodiment with time. FIG.
(a) is a diagram of the speed change of the synchronous motor, FIG. 2 (b) is a diagram of the transition of the field weakening current, FIG. 2 (c) is a diagram of the change of the output terminal voltage of the inverter device, and FIG. 2 (b) is the diagram of the synchronous motor ( It is a change diagram of an (input) terminal voltage.

【0012】この実施の形態では逆突極形の同期電動機
をインバータドライブする場合を取り挙げて説明する。
インバータ装置1で同期電動機2の運転を開始すると
(時点t0)、同期電動機2は次第に速度を上げていく
(時点t0 →t2)。それに応じて、インバータ装置1の
出力電圧すなわちインバータ装置1の端子電圧が上昇す
る(時点t0 →t1)。そうして、図2に示すようにイン
バータ装置1の端子電圧があるレベル(e2)に達すると
(時点t1)、弱め界磁電流 (−id)を同期電動機2に流
すことにより、同期電動機2の(入力)端子電圧を一定
(e1)に制限している。これは、逆突極形同期電動機の
特性を利用したものである。
In this embodiment, a case where an inverted salient pole type synchronous motor is driven by an inverter will be described.
When the operation of the synchronous motor 2 is started by the inverter device 1 (time t0), the speed of the synchronous motor 2 gradually increases (time t0 → t2). Accordingly, the output voltage of the inverter device 1, that is, the terminal voltage of the inverter device 1 increases (time t0 → t1). Then, as shown in FIG. 2, when the terminal voltage of the inverter device 1 reaches a certain level (e2) (time t1), a field weakening current (-id) is supplied to the synchronous motor 2 so that the synchronous motor 2 (Input) terminal voltage is limited to a constant (e1). This utilizes the characteristics of the reverse salient pole synchronous motor.

【0013】この状態で運転中に、停電などによりイン
バータ装置1が停電し(時点t3)、ベースブロック状態
となると、インバータ装置1の出力(端子電圧)が遮断
されるため、弱め界磁電流が零 (−id =0) となり、
同期電動機2の(入力)端子電圧が急激に上昇する(e
1 →e5)。この端子電圧(e5)が電磁開閉器4の励磁コ
イル4cの動作電圧(e3)を越えると、電磁開閉器4の
B接点が開き(オフ・回路遮断)、インバータ装置1が
同期電動機2との接続回路から開放される。
During operation in this state, the inverter device 1 loses power due to a power failure or the like (time t3), and when the inverter device 1 enters the base block state, the output (terminal voltage) of the inverter device 1 is cut off. Zero (−id = 0),
The (input) terminal voltage of the synchronous motor 2 rapidly rises (e)
1 → e5). When the terminal voltage (e5) exceeds the operating voltage (e3) of the exciting coil 4c of the electromagnetic switch 4, the B contact of the electromagnetic switch 4 opens (off / circuit cutoff), and the inverter 1 and the synchronous motor 2 It is released from the connection circuit.

【0014】従って、この時点(t3)でインバータ装置
1の(出力)端子電圧は零となるので、インバータ装置
1の(出力)端子に耐圧電圧(e4)以上の電圧がかかる
ことを防止できるから、同期電動機2の(入力)端子電
圧に発生する過電圧からインバータ装置1を保護するこ
とが可能となる。その後(時点t3 以後) 、同期電動機
2の速度が遅くなり、同期電動機2の(入力)端子電圧
が電磁開閉器4の励磁コイル4cの動作電圧(e3)より
も降下すると(時点t4 以後) 、再び電磁開閉器4のB
接点が導通状態(オン・短絡)となり、インバータ装置
1の出力端子から同期電動機2の入力端子への駆動回路
が接続される。なお、電磁開閉器4の励磁コイル4cの
動作電圧(e3)の電源としては、同期電動機2の入力端
子のうちの任意の2相からとればよい。
Accordingly, at this time (t3), the (output) terminal voltage of the inverter device 1 becomes zero, so that a voltage higher than the withstand voltage (e4) can be prevented from being applied to the (output) terminal of the inverter device 1. In addition, the inverter device 1 can be protected from an overvoltage generated in the (input) terminal voltage of the synchronous motor 2. Thereafter (after time t3), when the speed of the synchronous motor 2 decreases and the (input) terminal voltage of the synchronous motor 2 drops below the operating voltage (e3) of the exciting coil 4c of the electromagnetic switch 4 (after time t4), Again B of electromagnetic switch 4
The contact becomes conductive (ON / short circuit), and the drive circuit from the output terminal of the inverter device 1 to the input terminal of the synchronous motor 2 is connected. The power supply for the operating voltage (e3) of the exciting coil 4c of the electromagnetic switch 4 may be obtained from any two phases of the input terminals of the synchronous motor 2.

【0015】このようにして本発明は、直流電源から受
電するインバータ装置と、インバータ装置によって駆動
される同期電動機をもつインバータ装置の保護方法にお
いて、インバータ装置の出力端子を、B接点をもつ電磁
開閉器を介して同期電動機の入力端子に接続し、電磁開
閉器はB接点を動作させるためのB接点用励磁コイルの
動作電圧が、インバータ装置の出力端子に加わる電圧の
耐電圧以下で動作し、電磁開閉器の励磁コイル端子を電
動機の入力端子に接続するインバータ装置の保護方法か
らなり、従って簡単な方策に基づき、不慮の停電事故に
おける高価なインバータ装置の同期電動機駆動時の絶縁
破壊から、完全で確実な回避が可能になる。
Thus, the present invention relates to a method for protecting an inverter device having a synchronous motor driven by an inverter device and a DC power source. Connected to the input terminal of the synchronous motor via a switch, the electromagnetic switch operates when the operating voltage of the excitation coil for the B contact for operating the B contact is less than the withstand voltage of the voltage applied to the output terminal of the inverter device, It consists of a method of protecting the inverter device that connects the excitation coil terminal of the electromagnetic switch to the input terminal of the motor.Therefore, based on simple measures, it is possible to completely prevent the breakdown of the expensive inverter device when the synchronous motor is driven in the event of an accidental power failure. And reliable avoidance becomes possible.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、イン
バータ駆動される同期電動機において、インバータ装置
の出力端子と同期電動機の入力端子の間に、自己の励磁
コイルに電圧が印加されている場合には遮断状態にな
り、自己の励磁コイルに電圧が印加されていない場合は
導通状態となるB接点を有し、かつ自己の接点を動作さ
せるための自己の励磁コイルの動作電圧が、インバータ
装置の出力端子に加わる電圧の耐電圧以下で動作する電
磁開閉器を備えると共に、その電磁開閉器の励磁電流を
同期電動機の入力端子から導入するようにしているか
ら、インバータ装置の運転状態に関わらず、同期電動機
の端子電圧が過剰に上昇した場合、自動的にインバータ
装置と同期電動機を切り離すことにより、過電圧による
インバータ装置の絶縁破壊を防ぐことができるという顕
著な効果を持つ。
As described above, according to the present invention, in a synchronous motor driven by an inverter, a voltage is applied to its own exciting coil between an output terminal of the inverter device and an input terminal of the synchronous motor. In this case, the switch has a B contact that is turned off when the voltage is not applied to its own excitation coil, and becomes a conductive state when the voltage is not applied to its own excitation coil, and the operating voltage of its own excitation coil for operating its own contact is an inverter. An electromagnetic switch that operates below the withstand voltage of the voltage applied to the output terminal of the device is provided, and the exciting current of the electromagnetic switch is introduced from the input terminal of the synchronous motor. If the terminal voltage of the synchronous motor rises excessively, the inverter device is automatically disconnected from the synchronous motor to insulate the inverter device due to overvoltage. With remarkable effect that it is possible to prevent corrupted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態における回路構成を示す
ブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態における電磁開閉器B接
点の動作を経時的に説明した変遷図で、(a) は同期電動
機の速度変化図 (b) は弱め界磁電流の推移図 (c) はインバータ装置の出力端子電圧の変化図 (d) は同期電動機 (入力) 端子電圧の変化図
FIGS. 2A and 2B are transition diagrams illustrating the operation of an electromagnetic switch B contact with time in one embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a diagram of a speed change of a synchronous motor, and FIG. (c) is the change in the output terminal voltage of the inverter unit. (d) is the change in the synchronous motor (input) terminal voltage.

【図3】従来技術のダイナミックブレーキ手段を利用し
た同期電動機駆動のインバータ装置の結線図
FIG. 3 is a wiring diagram of an inverter device driven by a synchronous motor using a dynamic brake means of the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インバータ装置 2 同期電動機 3 線間短絡スイッチ 4 電磁開閉器 4c 励磁コイル 4Ub,4Vb,4wb 各相B接点 10 直流電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inverter device 2 Synchronous motor 3 Line short circuit switch 4 Electromagnetic switch 4c Excitation coil 4Ub, 4Vb, 4wb B contact of each phase 10 DC power supply

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源から受電するインバータ装置
と、該インバータ装置によって駆動される同期電動機を
もつインバータ装置の保護方法において、 前記インバータ装置の出力端子を、B接点をもつ電磁開
閉器を介して前記同期電動機の入力端子に接続し、 前記電磁開閉器は前記B接点を動作させるためのB接点
用励磁コイルの動作電圧が、前記インバータ装置の出力
端子に加わる電圧の耐電圧以下で動作し、 前記電磁開閉器の前記励磁コイル端子を前記電動機の前
記入力端子に接続することを特徴とするインバータ装置
の保護方法。
1. A method for protecting an inverter device having an inverter device receiving power from a DC power supply and a synchronous motor driven by the inverter device, wherein an output terminal of the inverter device is connected via an electromagnetic switch having a B contact. Connected to an input terminal of the synchronous motor, the electromagnetic switch operates at an operating voltage of an exciting coil for a B contact for operating the B contact, which is equal to or less than a withstand voltage of a voltage applied to an output terminal of the inverter device, A method for protecting an inverter device, wherein the exciting coil terminal of the electromagnetic switch is connected to the input terminal of the electric motor.
【請求項2】 前記同期電動機に逆突極形の同期電動機
を適用することを特徴とする請求項1に記載のインバー
タ装置の保護方法。
2. The method according to claim 1, wherein a reverse salient pole type synchronous motor is applied to the synchronous motor.
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