JPS6323540A - ブラシレス同期電動機 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明はブラシレス同期電動機に関するものである。

「従来の技術」 同期電動機は電源周波数に同期して一定回転で運転する
用途に用いられ、誘導電動機に比べて力率、効率がよく
、長時間連続運転の場合には省エネルギー上有利であり
、広〈産業に利用されている。

ところが、界磁回路を有し、直流励磁をするためのスリ
ップリングおよびブラシを必要とし、また、化学工場等
での使用」二の保守に手数を要し、さらにスリップリン
グやブラシなどの消耗部分の手入れのため費用がかかる
という欠点がある。そのため、従来より第５図に示すよ
うなブラシレス同期電動機が提案されている。この図に
おいて、固定子（２）の巻線（３）に３相電源（１）を
印加して回転磁界を発生させると、回転子（４）のかご
形始動巻線（１２）によって始動トルクが発生する。そ
して回転子（４）の回転により固定子巻線（３）を１次
として、２次巻線である界磁巻線（５）に交番電圧が発
生する。界磁回路が開路されていることによる高電圧を
放電するため放電抵抗（６）が挿入されるが、ブラシレ
スではスリップリングがないので、従来は常時回転子（
４）に放電抵抗（６）を接続しておく。

界磁巻線（５）に誘導される電圧が減少して同期速度に
近づいたとき、交流発電機からなる励磁機（７）の界磁
巻線（８）を直流電源（９）で励磁し、この励磁機（７
）の回転電機子（１０）の巻線（１１）に３相交流電圧
を発生し、整流器（１２）により３相余波整流され界磁
巻線（５）に直流電流が流れる。このようにして回転子
（２）は同期に電入され同期電動機としての運転に入る
。

「発明が解決しようとする問題点」 しかるに、従来は、放電抵抗（６）を入れて高電圧から
界磁巻線（５）を保護しているが、この放電抵抗（６）
は回転子（４）側に挿入されているため始動後、スイッ
チ等で切離すことができず、したがってこの放電抵抗（
６）に、始動完了後も常時電流が流れることとなって電
力損失を増大し、しかも発熱により温度上昇して内部の
部品等に悪影響を与えるという問題があった。また、始
動時において、電流が第５図のＴｓｄの方向に流れる場
合は放電抵抗（６）によってｉφ耐電圧が押えられるが
、電流が反転すると、回転整流器（１２）を通して界磁
回路に直流電流Ｔｓｃが流れ、この電流Ｔｓｃが逆方向
の電流Ｉｓｄより大きな電流になるので界磁巻線（５）
を励磁して始動しにくくするという問題があった。

「問題点を解決するための手段」 本発明は」二連のような問題点を解決するためになされ
たもので、回転子磁極表面に始動巻線を設け、固定子巻
線に交流電圧を印加して始動し、同期速度付近になった
とき、励磁機の界磁巻線に直流励磁を与えて、回転電機
子巻線、全波整流器を介して前記界磁巻線に直流電流を
供給して同期に電入するようにした同期電動機において
、前記界磁巻線を第１、第２の界磁巻線に分割し、第１
の界磁巻線は前記余波整流器を介して正方向の閉回路を
構成し、第２の界磁巻線は整流器を介して逆方向の閉回
路を構成してなるものである６「作用」 始動巻線を用いて始動トルクを発生させ同期電動機を始
動させる。回転により固定子巻線を１次とし、第１−２
第２の界磁巻線を２次として交番電圧が誘導される。こ
れら第１１、第２の界磁巻線は正方向と逆方向に電流を
流し、そのため過電圧の発生が防止される。同時に界磁
コイル全体として交番電流が流れ、始動トルクの発生を
助長する。

始動が完了に近づいた後は従前と略同様の作用により回
転子は同期に電入される。同期運転中は、第２の界磁巻
線は無電流状態となって、第１の界磁巻線により運転さ
れる。

「実施例」 以下７本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づき
説明する。

（２０）は３相電源入力端子で、この３相電源入力端子
（２０）は、減電圧始動装置（２１）を介して同期電動
機（２２）の固定子（２３）の巻線（２４）に結合され
ている。前記同期電動機（２２）の回転軸（２５）はス
パイダ（２６）を介して例えば６極の界磁鉄心（２７）
・・・が設けられている。これらの界磁鉄心（２７）・
・・には、第４＝４− 図に示すように、第１、第２の界磁巻線（２８）　（２
９）が内側と外側が交互になるように２重に巻回されて
いる。前記第１の界磁巻線（２８）には正方向に電流が
流れるように３相全波の整流器（３０）が結合され、第
２の界磁巻線（２９）には負方向に電流が流れるように
単相半波の整流器（３１）が結合されている。

また、前記界磁鉄心（２７）の磁極表面には５〜１０個
のスリット（３２）が設けられて銅棒（３３）が挿入さ
れ、かつ両端をエンドリング（３４）で短絡してかご形
の始動巻線（３５）が形成されている。

つぎに、（３６）は直流電源入力端子で、この直流電源
入力端子（３６）には、励磁用開閉器（３７）を介して
前記同期電動機（２２）と同一軸（２５）に、交流発電
機からなる励磁機（３８）が設けられ、この励磁機（３
８）の励磁巻線（３９）と磁気的に結合して回転電機子
（４０）の巻線（４１）が設けられ、この回転電機子巻
線（４１）は前記３相余波の整流器（３０）に結合され
ている。

以上のような構成における作用を説明する。

まず、３相電源入力端子（２０）より減電圧始動装置（
２１）を通して始動電流を制限するため減圧された電圧
が固定子巻線（２４）に供給される。同期電動機（２２
）は固定子巻線（２４）に発生する回転磁界により始動
巻線（３５）を使用して始動トルクを発生する。

第１、第２の界磁巻線（２８）　（２９）には、固定子
巻線（２４）を１次とし、第１、第２の界磁巻線（２８
）　（２９）を２次として誘導された交番電圧が発生す
る。第１、第２の界磁巻線（２８）　（２９）は２分割
され、第１界磁巻線（２８）が正方向に、第２界磁巻線
（２９）が逆方向にそれぞれ電流を流す。このため、過
電圧の発生を防止すると同時に第１、第２の界磁巻線（
２８）　（２９）全体として交番電流が流れ、始動トル
クの発生を助ける作用をする。始動が完了に近づくと第
１、第２の界磁巻線（２８）　（２９）に誘導される電
圧が減少し、同期速度付近になったとき、励磁用開閉器
（３７）により励磁機（３８）の界磁巻線（３９）を直
流励磁する。励磁機（３８）の電機子巻線（４１）に３
相交流電圧を発生し、３相全波の整流器（３０）により
３相全波整流されて第１の界磁巻線（２８）に直流電流
が流れる。同期速度近くであるから回転子は同期に電入
され同期電動機（２２）として運転に入る。なお、励磁
電流の調整は励磁機（３８）の界磁巻線（３９）の電流
を調整することにより行う。同期速度での運転中筒２の
界磁巻線（２９）は無電流状態となり、第１の界磁巻線
（２８）により運転される。なお、第１、第２の界磁巻
線（２８）　（２９）は第４図に示すように各極毎に内
側と外側に分けて交互に巻かれているのは始動時に完全
なバランスを取るためであるが、始動時だけの問題であ
るから必らずしも内側と外側に交互に巻かなくともよい
。

「発明の効果」 本発明は上述のように構成したので、ブラシレスの特徴
をすべて兼ね備えた上で、始動トルクの助長をし、放電
抵抗による電力損失を解消し、しかも加熱部分がなくな
り、長期間の無保守運転が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるブラシレス同期電動機の一実施例
を示す電気回路図、第２図は同上回転電機子の縦断正面
図、第３図は第２図の縦断側面図、第４図は第１、第２
の界磁巻線の配置説明図、第５図は従来のブラシレス同
期電動機の電気回路図である。 （２０）・・・３相電力入力端子、（２１）・・・減電
圧始動装置。 （２２）・・・同期電動機、（２３）・・・固定子、（
２４）・・・巻線、（２５）・・・回転軸、（２６）・
・・スパイダ、（２７）・・・界磁鉄心、（２８）・・
・第１の界磁巻線、（２９）・・・第２の界磁巻線、（
３０）・・・回転整流器、（３１）・・・整流器、（３
２）・・・スリット、（３３）・・・銅棒、（３４）・
・・エンドリング、　（３５）・・・始動巻線、（３６
）・・・直流電源入力端子、（３７）・・・励磁用開閉
器、（３８）・・・励磁機、（３９）・・・励磁巻線、
（４０）・・・回転電機子、（４１）・・・電機子巻線
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転子磁極表面に始動巻線を設け、固定子巻線に
   交流電圧を印加して始動し、同期速度付近になったとき
   、励磁機の界磁巻線に直流励磁を与えて、回転電機子巻
   線、全波整流器を介して前記界磁巻線に直流電流を供給
   して同期に牽入するようにした同期電動機において、前
   記界磁巻線を第１、第２の界磁巻線に分割し、第１の界
   磁巻線は前記全波整流器を介して正方向の閉回路を構成
   し、第２の界磁巻線は整流器を介して逆方向の閉回路を
   構成してなることを特徴とするブラシレス同期電動機。
2. （２）第１、第２の界磁巻線は、各極毎に、内側と外側
   に交互に巻回してなる特許請求の範囲第１項記載のブラ
   シレス同期電動機。