JPS5932351A - 無火花単相交流直巻整流子電動機 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【図面の簡単な説明】

図（１）は本機の構成とその結線図を示す。 図（１−２）は増巾された〔センサー〕の感知波形図。 図（ｉ−５）はその逆波形の制御波を示す。 図（１）Ｋ於て（＋）　（２）は単相交流電力入力端子
、（３）は界磁線輪、（４）は電機子、（５）は整流子
、（６）は主（１） 「特許請求の範囲〔■〕以下７行１４０字挿入」２特許
請求の範囲Ｃ１１） 特許請求の範囲（Ｔ〕の電動機２個同一軸上に位相をか
えて取付け「ツインモータ」の形式にするか又は電機子
巻線及び整流子を二組とした複合電動機とするか或は特
許請求の範囲ＩＪ）の電動機２個機械的に歯車又は複数
個の連結棒で適宜連動し起動待死点を除去したことを特
徴とする無火花単相交流直巻整流子電動機 （２） 刷子である。又（７）は交流半導体素子例ば〔トライア
ック〕で（８）Ｃま」Ｌ入力端子、（９）は出力端子、
また（１０）は同上〔ゲ−＝１・〕端子である。次に（
１１）は制御用補助電力を変圧器で、その−次側は直接
電源（＋）　（２）より励磁１−二次側は適当に設Ｈ１
せられた〔センサーＸ１２）と制御器（１５）を介して
〔トライアック〕の〔ゲーｌ−）　（１ｆｌ）と出力端
子（９）に加える。 ３−２　　作用の説明 金主刷子が整流状態にある位置を感知する〔センサー）
（１２）は如何なる形式でも差支なく、巧妙に設置１１
されｆＣ最も簡単ないわゆる〔メカトロニクス」方式で
も、又比較的信頼性の高い光線と１スリ、１・〕を含む
回転マスクと〔フォトトランジスタ〕などの感光索子と
増巾器よりなる１１式或は雑音防市に最良ＶＣ設削せら
れた高周波応用の接近〔スイッチ〕方式その他ホール素
子応用の〔センザー〕等とする。交流整流子電動機にお
いて最大の難点の整流問題が解決すれば整流子片間の電
圧はかなり大にとって差支なく最大限５相〔デルタ〕結
線、実用上は出力に殆関係なく５乃至７相の〔リング〕
結線で充分である故に〔センサー〕も極めて具構造は簡
潔になし得られる。図（１−２）は公知の方法で感知増
巾され′ｆｃ５相〔リング〕結線の一例で１回転に５〔
パルス〕同期発生している。又図（＋−３）は此逆波形
で〔パルス〕時だけ無電圧になる。但し電機子巻線の設
計により〔パルス〕数を此倍数とする必要があることは
述べる１でもない。北口（１−３）波形を種々公知の（
トランジスタスイッチ〕を介して〔トライアック〕に適
当々〔ゲート〕電流を通せば強制転流は完成する。又図
（１−３）の加圧時間を外部より制御すればいわゆる〔
チョッパ〕制御形式となり極めて効率よく速度制御が可
能となる。尚強制転流特電動機に対しては瞬時電源入力
が断続されるので公害発生の支障が生ずる場合には適当
に設計された小容量の〔エネルギー〕蓄積回路例は応答
を考慮した〔コンデンサ９回路へ転流させ全体として電
力変動を少くし公害発生も極めて小とする。尚常用回転
数を考慮し応答の適［７だ比較的大容量の〔エネルギー
〕蓄積１１ｊｌ路を準備し公知の〔チ”＋７パ〕制御方
式を応Ｊｌｌすれば左右両方向回転の電動機と発電機の
いわゆる４象限運転も可能となる。本電動機は在来の１
１１尚磯に比すれば幾多の難問題もあるが本質的欠陥で
はなく実用上充分使用にＩ４え特に交ｒｌ１１．電気鉄
道用主電動機として効果大である。尚＃ｆ−回路を〔Ｉ
Ｏ〕化し更に制御にも〔マイコン〕などの電算機を利用
すれば直流機に比し殆ど差異の少い使い易い電動機とな
し得られる。 １Ｆ） 図１ ＠（ｔ−ｚ） 纏（／−３） 手　　続　　補　　正　　番 ％許庁長官　　　　　　殿 （１）事件の表示　昭和５７年特許願第１３９２０２号
（５）補正をする者 （Ｚ良補正の対象　願誓 （ル容補正の内容　　願書の右上部に（％許法第３８条
だだし書の規定による特許出願）及び項目１発明の名称
の次に　特許請求の範囲に記載された発明の数２　と加
入する。７ 手続捕１［書（方式） ％式％ （１）事件の表示　昭和５７年特Ｗ［願第１３９２０２
号（２）発明の名称　無火花単相交流直巻整流子電動機
（３１ｉｎ正する者 ！ＪＴ件との関係　特許出願人 （１）　　明細書の特許請求の範囲を以下のように補正
する２、特許請求の範囲 （＋１通常の単相交流直巻整流子電動機に交流半導体素
子例ば〔トライアック〕を直列に挿入し整流状態時同期
的に強制転流をさせて無火花化し、且つ加圧時間を制御
することにより最も効率よく容易に速度制御を可能とし
、又転流時適当に設計せられた小容量の〔エネルギー〕
蓄積回路へ転流させて公害発生防止を容易にしたことを
特徴とする無火花単相交流直巻整流子電動機（２、特許
請求の範囲Ｇ）の電動機２個同一軸上に位相をかえて取
付け「ツインモータ」の形式にするか又は電機子巻線及
び整流子を二組とした複合電動機とするか或は特許請求
の範囲印の電動機２個機械的に歯車又は複数個の連結棒
で適宜連動し起動待死点を除去したことを特徴とする無
火花単相交流直巻整流子電動機 （２）　　明細書の２頁を削除する （３）　　明細書の５頁の１３行目に以下を加入する４
、図面の簡単な説明 （１） 第１図は本機の構成とその結線図を示す。 第２図は増巾された「センサー」の感知波形図。 第３図はその逆波形の制御波を示す。 （２） 引図 写Ｊ１凹 特許庁長官　　　　　　殿 （１ン事件の表示　昭和５７年特許願第１３９２０２号
ム　ヒバナタンンウコウリュクｆｘクマ午セイリ瓢つ／
プントウキ（２）発明の名称　無火花単相交流直巻整流
子電動機（３）補正をする者 （７）補正の対象　願書明細譬（全文）及び図面（８）
補正の内容　別紙の通り 明　　　　細　　　　書 １発明の名称　無火花単相交流直巻整流子電動機。 体素子例ば「トライアック」又は逆並列「サイリスタ」
を直列に挿入し、整流状態時同期的に強制転流させて無
火花化し、且つ加圧時間を制御することにより最も効率
よく容易に速度制御を可能にしたことを特徴とする無火
花単相交流直巻整流子電動機。 報基１峠てＩトシ泗 ｒｖ特許請求の範囲（１）の電動機２個を同一軸上に位
相を変えて取付け「ツインモータ」の形式にするか、又
は歯車其他機械的に位相を変えて結合し、起動時の死点
を除去することを特徴とする無火花交流整流子電動機。 ６、発明の詳細な説明 （イ）「発明の目的」在来の単相交流整流子電動機は公
知のように電機子の変圧器起電力がその整流作用に重大
な障害を及ぼすことが本質的の欠陥とされている。これ
を現に広く使用されている直流直巻整流子電動機と保守
上殆同−程度の商用周波数の交流電気鉄道用単相交流整
流子電動機を得るにある。 （ロ）「発明の構成」在来の単相交流整流子電動機に直
列に交流半導体素子例ば「トライアック」又は逆並列「
サイリスタ」を挿入し交流同期「チョッパ」をかける。 即ち整流状態にある電機子巻線が刷子により短絡されて
変圧器起電力により過大電流が通るのを防ぐため其時期
で直ちに強制転流作用により電機子入力を遮断させると
、殆ど無火花化することができる。以下図面について詳
細に示す。第１図に於て（１）　（２）は単相交流入力
端子、（３）は界磁線輪、（４）は電機子、（５）は整
流子、（６）は刷子、（７）は回転軸である。又（８）
は交流半導体素子例ば「トライアック」又は逆並列「サ
イリスタ」で（９）はその「ゲート」端子である。交流
半導体素子は一度導通すると電源の極性が逆転するまで
遮断しないので、感知の所定位置で直ちに遮断させるた
め１強制転流回路を１（１］加する。（１は強制転流用
補助交流半導体素子、０１）はその「ゲート」端子で、
転流「コンデン）Ｊ」＋１２１を介して半導体素子（８
）と並列とする。 転流「コンデンサ」慇）は適当な充電回路を制御器（ハ
）に附加すると反転回路を付加するより一層効果的であ
る。６４）は回転位置「センサ」で、第２図の位置即ち
図示の上方刷子（６）が回転方向に対して整流子片（５
）より離れ始める位置を感知し半導体素子（８）により
電機子入力を遮断する。然る時に１第３図の位１ｄ即ち
刷子が整流子の三片を短絡１７ても変圧器起電力を短絡
し大電流を通すことはない。次ＶＣ第４図の位置に於て
再び導電させれば運転は継続する。又第４図の位置より
任意に遅れて導電させれば入力が減少し速度制御が容易
且つ有効に行いイＩＩる。即ち第２図と第４図の間を「
センサー」で感知し、制御用補助設置するか又は適当な
「ロジック１回路で処置してもよい。尚「センサー」に
関しては公知の方法例ば「スリット」を含む回転「マス
ク」と感光素子の組合せと増巾器よりなるもの、高周波
接近「スキッチ」方式、「ホール」素子応用「センサー
」その他いわゆる「メカトロニクス」方式、倒れも一長
一短があり部用可能であるが今は問題外である。尚速度
起電力に関しては整流状態下に於ては公知の方法により
些少にすることは可能であり、整流子間電圧は相当高く
選択出来る。唯刷子が整流状態にある位置、即ち第３図
の位置でもし電機子が停止すると起動は不可能となる。 よって完全に死点を除去するためには、此電動機２個を
回転位相を変えて。 例ば５相「リング」結線では約１８度位相を異にして機
械的に組合せる必要がある。尚強制転流時電機子に対し
て瞬時入力電力が断続されるから、公害発生の支障が発
生する場合がある。 これに対して適当に設計された「コンデンサ」などを含
む小容量「エネルギー」蓄積回路（６）を附加すると、
公害防止の効果が犬である。 （ハ）「発明の効果」発明の構成で詳細に述べたように
、整流状態に於ける火花発生の主因を、適切なる「セン
サー」の感知により半導体素子で強制遮断することによ
り無火花整流を可能とし。 直流機とほぼ同程度の使用を交流電源に於て可能とした
。 ４図面の簡単な説明 第１図は本機の構成とその結線図で１例示として２４ｉ
ｌｉ５相「リング」結線の場合を示す。 第２図、第３図、および第４図は第１図の整流子（５）
と刷子（６）を回転軸（力の方向から見た図面で。 回転と共に刷子と整流子片との接触関係位置の変化を示
す。矢印は回転方向である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 通常の単相交流直巻整流子電動機に交流半導体素子例ば
   〔トライアック〕を直列に挿入し整流状態時同期的に強
   制転流をさせて無火花化し、且つ加圧時間を制御するこ
   とによシ最も効率よく容易に速度制御を可能とし、又転
   流時適当に設計せられた小容量の〔エネルギー〕蓄積回
   路へ転流させて公害発生防止を容易にしたことを特徴と
   する無火花単相交流直巻整流子電動機