JPS5925582A - 相数変換装置 - Google Patents
相数変換装置Info
- Publication number
- JPS5925582A JPS5925582A JP13470182A JP13470182A JPS5925582A JP S5925582 A JPS5925582 A JP S5925582A JP 13470182 A JP13470182 A JP 13470182A JP 13470182 A JP13470182 A JP 13470182A JP S5925582 A JPS5925582 A JP S5925582A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- winding
- output
- switch
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/40—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC
- H02M5/48—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by combination of static with dynamic converters; by combination of dynamo-electric with other dynamic or static converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ） 技術分野のｈ究明
本発明は単相交流を三相交流に変換する回転電機形の相
数変換装置に関するみ （ｂ） 従来技術の説明 交流電気車では゛−気単車駆動用主電動機の外に、主電
動機冷却用の送風逼動愼、変圧器の冷却油用電動機、抵
抗器用送風電動機等数個の低圧補助電動機を使用してい
る。しかし架線’＋！源が単相交流であるため、前記低
圧補助′１励機に単相の誘導′電動機を使用すると起動
コンデンサ、接触器等を個々に必要とし、重量及び取付
寸法が増加する欠点があるため、小形軽量で安ｌｌｌ１
ｉす、シかも保守の谷易な三イｕ訪４−動機を使用し、
Ｂｉ、源には、単相交流の架線電源を回転−機影の相数
χ侯器により変換した三相電源を専ら用いている。
数変換装置に関するみ （ｂ） 従来技術の説明 交流電気車では゛−気単車駆動用主電動機の外に、主電
動機冷却用の送風逼動愼、変圧器の冷却油用電動機、抵
抗器用送風電動機等数個の低圧補助電動機を使用してい
る。しかし架線’＋！源が単相交流であるため、前記低
圧補助′１励機に単相の誘導′電動機を使用すると起動
コンデンサ、接触器等を個々に必要とし、重量及び取付
寸法が増加する欠点があるため、小形軽量で安ｌｌｌ１
ｉす、シかも保守の谷易な三イｕ訪４−動機を使用し、
Ｂｉ、源には、単相交流の架線電源を回転−機影の相数
χ侯器により変換した三相電源を専ら用いている。
第１図に従来の相数変換機回路を示した。
第１図で１０は変圧器で、架線に接触されたパンタグラ
フ１１から給′亀を受ける１次巻Ｊ１２と２次巻線１３
，３次巻線１４の出力巻蔵を持っている。２次巻憇１３
は整流装置１５を介゛して車両駆動用の主直流シ＠機（
図示せず）に接続されている。３次巻線１４は中間タッ
プを持ち、相数変換機Ｊ６に給１する。
フ１１から給′亀を受ける１次巻Ｊ１２と２次巻線１３
，３次巻線１４の出力巻蔵を持っている。２次巻憇１３
は整流装置１５を介゛して車両駆動用の主直流シ＠機（
図示せず）に接続されている。３次巻線１４は中間タッ
プを持ち、相数変換機Ｊ６に給１する。
相数変換機１６は単相の誘導１動機として抵抗分相起動
方式を用いて起動する。即ち、主巻線１６ ａと補助巻
線１６ ｂを有しており、補助巻線１６ｂＫ直列に起動
抵抗１７を接触器１８を介して挿入し、主巻ａｉ６ａの
作る磁束と補助巻１ｉ６ｂの作る磁束の位相をずらして
回転磁界を作り、起動回転力を発生させて起動し、回転
数が上昇した後に起動抵抗１７を接触機１８により切り
離し、負荷接触機１９を投入して前記した三相誘導電動
機等の負荷群加に三相交流を供給する。
方式を用いて起動する。即ち、主巻線１６ ａと補助巻
線１６ ｂを有しており、補助巻線１６ｂＫ直列に起動
抵抗１７を接触器１８を介して挿入し、主巻ａｉ６ａの
作る磁束と補助巻１ｉ６ｂの作る磁束の位相をずらして
回転磁界を作り、起動回転力を発生させて起動し、回転
数が上昇した後に起動抵抗１７を接触機１８により切り
離し、負荷接触機１９を投入して前記した三相誘導電動
機等の負荷群加に三相交流を供給する。
前記相数変換機１６は主巻線１６ ａと補助巻線１６
ｂの２巻線の組合せにより三相交流電圧を出力している
ため、架線電圧、即ち変圧器１０の３次巻線１４よりの
入力電圧の変動、および負荷変動に、よｔ）、三相出力
電圧は平衡電圧とはならず不平衡電圧となる。即ち第２
図に示した相数変換数の出力電圧のベクトル図の如く、
相数変換機１６の補助巻線１６ｂの作る無負荷時の電圧
ベクトルＺ −Ｗ、は、平衡状態の場合の電圧ベクトル
Ｚ −Ｗｏに較べて大きく、また主巻ｉｆＭ１６ａのＵ
−４相の電比ベクトルＵ−Ｖに対する位相差も太きい、
−力負荷時に作る補助巻線１６ ｂの電圧ベクトルＺ−
舅は平衡状態の場合の蔵出ベクトルＺ −Ｗｏに較べて
小さり、スた主巻線１６ ａのＵ−Ｖ相の電圧ベクトル
Ｕ−Ｖに対する位相笈も小さい。
ｂの２巻線の組合せにより三相交流電圧を出力している
ため、架線電圧、即ち変圧器１０の３次巻線１４よりの
入力電圧の変動、および負荷変動に、よｔ）、三相出力
電圧は平衡電圧とはならず不平衡電圧となる。即ち第２
図に示した相数変換数の出力電圧のベクトル図の如く、
相数変換機１６の補助巻線１６ｂの作る無負荷時の電圧
ベクトルＺ −Ｗ、は、平衡状態の場合の電圧ベクトル
Ｚ −Ｗｏに較べて大きく、また主巻ｉｆＭ１６ａのＵ
−４相の電比ベクトルＵ−Ｖに対する位相差も太きい、
−力負荷時に作る補助巻線１６ ｂの電圧ベクトルＺ−
舅は平衡状態の場合の蔵出ベクトルＺ −Ｗｏに較べて
小さり、スた主巻線１６ ａのＵ−Ｖ相の電圧ベクトル
Ｕ−Ｖに対する位相笈も小さい。
第３図に相数変換機１６の入力電圧及び負荷を変んた場
合の相数変換機１６の出力電圧不平衡率を示した。第３
図で（ａｌは７０％人力寛圧、（ｂ）は１００チ入力電
圧、（Ｃ）は１２０％入力電圧の各場合である。電圧不
平衡率はＪＥＣ１１４（同期機）規格により正相電圧（
ｌＶ、ｌ） と逆相電圧（ＩＱ２１）の比（１９，１
／ＩＶ、１ｘｌｏＯ％ ）で表わされ、不平衡率が大き
ければ逆相電圧が大きいことになる。第４図乃至第６区
に、相数変換器１６の負荷として誘導！動機を接続した
場合の相数変換器１６の出力′−電圧不平衡率対する各
相の出力電圧、各相電流、および誘導電動機の各相巻線
の温度上昇の関係を曲線図で示した。
合の相数変換機１６の出力電圧不平衡率を示した。第３
図で（ａｌは７０％人力寛圧、（ｂ）は１００チ入力電
圧、（Ｃ）は１２０％入力電圧の各場合である。電圧不
平衡率はＪＥＣ１１４（同期機）規格により正相電圧（
ｌＶ、ｌ） と逆相電圧（ＩＱ２１）の比（１９，１
／ＩＶ、１ｘｌｏＯ％ ）で表わされ、不平衡率が大き
ければ逆相電圧が大きいことになる。第４図乃至第６区
に、相数変換器１６の負荷として誘導！動機を接続した
場合の相数変換器１６の出力′−電圧不平衡率対する各
相の出力電圧、各相電流、および誘導電動機の各相巻線
の温度上昇の関係を曲線図で示した。
即ち、従来は上記した不平ｍｒ＝圧による逆相電流で、
誘導電動機巻線の温度上昇の増加を考慮し、平衡電圧で
使用した場合よりも温度上昇に余裕をもった誘導電＠機
を使用しなければならない欠点があった。
誘導電動機巻線の温度上昇の増加を考慮し、平衡電圧で
使用した場合よりも温度上昇に余裕をもった誘導電＠機
を使用しなければならない欠点があった。
（Ｃ） 発明の目的および概要
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、単相ｉｔ＃を
三相１源に変換する主巻線及び補助巻線を持つ回転電機
形の相数変換機の補助巻線の端子を、この相数変換機に
電力を供給する変圧器出力巻線に設けた複数の中間端子
に、相数変換器の負荷の容量に応じて選択的に接続変更
することにより、広範囲な負荷領域において相数変換器
の出力電圧の各相間の不平衡率を低くおさえ、負荷とし
て接続した誘導電！ａ機の温度上昇を抑制する相数変換
＠置を提供するものである。
三相１源に変換する主巻線及び補助巻線を持つ回転電機
形の相数変換機の補助巻線の端子を、この相数変換機に
電力を供給する変圧器出力巻線に設けた複数の中間端子
に、相数変換器の負荷の容量に応じて選択的に接続変更
することにより、広範囲な負荷領域において相数変換器
の出力電圧の各相間の不平衡率を低くおさえ、負荷とし
て接続した誘導電！ａ機の温度上昇を抑制する相数変換
＠置を提供するものである。
（ｄ） 発明の実施例
以下本発明の災施例について図面を参照しながら説明す
る。
る。
第７図は本発明の相数変換装置の一実施例を示した主回
路図で、第１図に示した従来の相数変換機回路と同一の
部分には同一の符号を付し、変圧器１００２次巻線回路
および三相誘導電動機等の負荷群の図示は省略した。
路図で、第１図に示した従来の相数変換機回路と同一の
部分には同一の符号を付し、変圧器１００２次巻線回路
および三相誘導電動機等の負荷群の図示は省略した。
第７図で変圧器１０の出力巻線２】には互に出力電圧の
異する中間端子Ｚ、及びＺ、を設け、この中間端子３劃
たはＺ２と相数変換機１６の補助巻線１６ ｂの端子Ｚ
とを、選択スイッチ四のスイッチ２２ａまたはスイッチ
２２ｂにより、選択的に接続して回路の閉成を行なう。
異する中間端子Ｚ、及びＺ、を設け、この中間端子３劃
たはＺ２と相数変換機１６の補助巻線１６ ｂの端子Ｚ
とを、選択スイッチ四のスイッチ２２ａまたはスイッチ
２２ｂにより、選択的に接続して回路の閉成を行なう。
Ｕ−Ｖ川の電圧ベクトルに対する補助巻線１６ ｂが発
生する′４圧のベクトルＺ−Ｗ相の位相角は、Ｗ相に流
れる電流値にほぼ比例して変化するので、Ｗ相の電流値
をば流検出継電器（図示せず。）により検出し、その電
流１直、θＳ１相該変換イ幾１６の出力・を直圧の不平
衡率を負荷容量の全領域において少なくし得るあらかじ
め選んだ所定の値に増加若しくは減少したとき、選択ス
イッチ２２のスイッチ２２ ｂ若しくはスイッチ２２ａ
を導通状態にさせる。
生する′４圧のベクトルＺ−Ｗ相の位相角は、Ｗ相に流
れる電流値にほぼ比例して変化するので、Ｗ相の電流値
をば流検出継電器（図示せず。）により検出し、その電
流１直、θＳ１相該変換イ幾１６の出力・を直圧の不平
衡率を負荷容量の全領域において少なくし得るあらかじ
め選んだ所定の値に増加若しくは減少したとき、選択ス
イッチ２２のスイッチ２２ ｂ若しくはスイッチ２２ａ
を導通状態にさせる。
以下第８図のベクトルにより本発明の特性を示した図を
参照して説明する。
参照して説明する。
第８図でＵ−／Ｖは第７図に示したＵ−Ｖ端子間の電圧
であり、Ｚｌ−鶴は、第７図例示した変圧器１０の出力
巻線２１のＺ、端子と補助巻線１６ ｂのＺ端子をスイ
ッチ２２Ｈにより接続した場合の補助巻、耐６ｂの出力
電圧を示したものでｚ、−戊はＷ相電流が少ない場合、
Ｚ、−Ｗ、はＷ相電流が前記した所定の値にまで増加し
た場合の状態である。またＺ２−Ｗ、およびＺ、、−Ｗ
、は補助巻線１６ ｂのＺ端子をスイッチ２２ｂにより
出力巻線２１のＺ、端子に接続した場合の補助巻線１６
ｂの出力電圧を示したもので、Ｚ、−Ｗ、はＷ相電流
が前記した所定の値にまで増加し、補助巻線１６ ｂの
端子Ｚを変圧器１０の出力巻線２１の端子Ｚ。
であり、Ｚｌ−鶴は、第７図例示した変圧器１０の出力
巻線２１のＺ、端子と補助巻線１６ ｂのＺ端子をスイ
ッチ２２Ｈにより接続した場合の補助巻、耐６ｂの出力
電圧を示したものでｚ、−戊はＷ相電流が少ない場合、
Ｚ、−Ｗ、はＷ相電流が前記した所定の値にまで増加し
た場合の状態である。またＺ２−Ｗ、およびＺ、、−Ｗ
、は補助巻線１６ ｂのＺ端子をスイッチ２２ｂにより
出力巻線２１のＺ、端子に接続した場合の補助巻線１６
ｂの出力電圧を示したもので、Ｚ、−Ｗ、はＷ相電流
が前記した所定の値にまで増加し、補助巻線１６ ｂの
端子Ｚを変圧器１０の出力巻線２１の端子Ｚ。
よりＺ、に切替えた場合の状態を示し、Ｚ、−Ｗ、は更
にＷ相電流が増加した場合の状態を示したものである。
にＷ相電流が増加した場合の状態を示したものである。
以上第８図から解る通り、Ｕ−Ｖの見かけ上の中点ｚＩ
から見てＷ相電流が増加した後のベクトル２、−戊のＵ
側に傾く量は極くわづかとなり、相数変換機１６の各相
の出力電圧の不平衡率は極端な増加をすることはない。
から見てＷ相電流が増加した後のベクトル２、−戊のＵ
側に傾く量は極くわづかとなり、相数変換機１６の各相
の出力電圧の不平衡率は極端な増加をすることはない。
第９図は以上の状態を負荷容駄に対する電圧不平衡率の
関係で示したもので、（ａ）は従来の場合を示し、（ｂ
）は本発明により、負荷容量部ちＷ相の電流が前記した
所定の値（Ｃ）に達したとき、補助巻線１６ｂの端子Ｚ
を変圧器１０の出力巻線２１の端子Ｚ１よりＺ、に接続
した場合の状態を示した。
関係で示したもので、（ａ）は従来の場合を示し、（ｂ
）は本発明により、負荷容量部ちＷ相の電流が前記した
所定の値（Ｃ）に達したとき、補助巻線１６ｂの端子Ｚ
を変圧器１０の出力巻線２１の端子Ｚ１よりＺ、に接続
した場合の状態を示した。
以上の説明では変圧器１０の出力巻線２１には２つの中
間端子Ｚ１およびＺ２を設け、補助巻線１６ｂの端子Ｚ
との接続をスイッチ２２ ａおよび２２ ｂにより行な
う場合について説明したが、これ等の数を増すことによ
り更に電圧不平衡率を少なくすることができる。またＺ
、は出力巻線２】の中点である必要はナク、負荷と電圧
不平衡率との関係よｔノ最も適したところに設ければよ
い。
間端子Ｚ１およびＺ２を設け、補助巻線１６ｂの端子Ｚ
との接続をスイッチ２２ ａおよび２２ ｂにより行な
う場合について説明したが、これ等の数を増すことによ
り更に電圧不平衡率を少なくすることができる。またＺ
、は出力巻線２】の中点である必要はナク、負荷と電圧
不平衡率との関係よｔノ最も適したところに設ければよ
い。
選択スイッチ２２のスイッチ２２ａおよび２２ｂはサイ
リスタスインチを用いた場合について、第７図に図示し
たが機械的スイッチでも良く、これ等スイッチ投入の選
択は、あらかじめ定められた複数の負荷の接続状態に応
じて、シーケンス回路等の作用により行なっても良い。
リスタスインチを用いた場合について、第７図に図示し
たが機械的スイッチでも良く、これ等スイッチ投入の選
択は、あらかじめ定められた複数の負荷の接続状態に応
じて、シーケンス回路等の作用により行なっても良い。
（ｅ） 発明の詳細
な説明した通り本発明の相敬変換装置によれば、相数変
換器の負荷の変動に伴う出力電圧の不平衡率を少なくす
ることができるので、負荷側機器の不平衡電圧による不
用ｆ、Ｋ ｉｔ熱を減少することができ、負荷側機器の
小形・軽量化が可能となり、また不用な発熱を減少した
分だけ省エネルギーに第２図 ＩＡ／Ｉ 第３図 負荷客ｆ （ｋｖＡ） 第４図 電圧子＋＃ＩＴ年（恒 彊ダ１ｉ不円づ槽丁手 （Ｚ） 第７図 第８図 Ｗ。
換器の負荷の変動に伴う出力電圧の不平衡率を少なくす
ることができるので、負荷側機器の不平衡電圧による不
用ｆ、Ｋ ｉｔ熱を減少することができ、負荷側機器の
小形・軽量化が可能となり、また不用な発熱を減少した
分だけ省エネルギーに第２図 ＩＡ／Ｉ 第３図 負荷客ｆ （ｋｖＡ） 第４図 電圧子＋＃ＩＴ年（恒 彊ダ１ｉ不円づ槽丁手 （Ｚ） 第７図 第８図 Ｗ。
Ｖ １２ １ｔ ／／第９図
Claims (1)
- 主巻線及び補助巻線を有し単相ｖＬ諒を三和電諒に変換
する回転電機形の相数変換機と、この相数変換機に電力
を供給する複数の中間端子を設けた出力巻線を有する変
圧器と、負荷の容量に応じて前記相数変換機の補助巻線
をＨ１記変圧器出力巻線の複数の中間端子に選択的に接
続する選択スイッチとを備えたことを特徴とする相数変
換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13470182A JPS5925582A (ja) | 1982-08-03 | 1982-08-03 | 相数変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13470182A JPS5925582A (ja) | 1982-08-03 | 1982-08-03 | 相数変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5925582A true JPS5925582A (ja) | 1984-02-09 |
Family
ID=15134569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13470182A Pending JPS5925582A (ja) | 1982-08-03 | 1982-08-03 | 相数変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5925582A (ja) |
-
1982
- 1982-08-03 JP JP13470182A patent/JPS5925582A/ja active Pending
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