JPS6329506B2 - - Google Patents
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- JPS6329506B2 JPS6329506B2 JP56015523A JP1552381A JPS6329506B2 JP S6329506 B2 JPS6329506 B2 JP S6329506B2 JP 56015523 A JP56015523 A JP 56015523A JP 1552381 A JP1552381 A JP 1552381A JP S6329506 B2 JPS6329506 B2 JP S6329506B2
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- JP
- Japan
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- current
- coil
- commutator
- auxiliary
- armature
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
- H02K23/02—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
- H02K23/24—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having commutating-pole windings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Dc Machiner (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、負荷急変時の過渡的な整流悪化を
防止するための付属装置を有する直流機に関す
る。
防止するための付属装置を有する直流機に関す
る。
直流機の性能を左右する最も重要な作用の一つ
に整流作用がある。この整流作用は、刷子によつ
て電機子コイルが短絡されるごく短時間の内に、
電機子コイルに流れている電流の向きが逆転する
現象である。しかし、コイルはインダクタンスを
持つているため、電流逆転中の電流変化率に応じ
た逆起電力すなわちリアクタンス電圧を生じ、そ
の変化を妨げようとする。従つて、このリアクタ
ンス電圧を打消して、円滑な整流を行なえるよう
に補極が設けられている。この補極は、この補極
下から出る磁束を切ることにより整流中のコイル
に速度起電力を発生させ、この起電力によつてリ
アクタンス電圧を打消すものである。この起電力
は整流起電力と呼ばれるが、補極を電機子電流で
励磁するので、補極磁束も電機子電流に比例して
増加し、補極磁束を切つて発生する整流起電力も
電機子電流に比例して発生する。一方、リアクタ
ンス電圧は電機子電流に比例して発生するので、
整流起電力は電機子電流の増減に対しつねにリア
クタンス電圧を完全に打ち消すことが出来る。し
たがつて、電機子電流の広い範囲すなわち負荷の
広い範囲にわたり、良好な整流を保つことが出来
る。
に整流作用がある。この整流作用は、刷子によつ
て電機子コイルが短絡されるごく短時間の内に、
電機子コイルに流れている電流の向きが逆転する
現象である。しかし、コイルはインダクタンスを
持つているため、電流逆転中の電流変化率に応じ
た逆起電力すなわちリアクタンス電圧を生じ、そ
の変化を妨げようとする。従つて、このリアクタ
ンス電圧を打消して、円滑な整流を行なえるよう
に補極が設けられている。この補極は、この補極
下から出る磁束を切ることにより整流中のコイル
に速度起電力を発生させ、この起電力によつてリ
アクタンス電圧を打消すものである。この起電力
は整流起電力と呼ばれるが、補極を電機子電流で
励磁するので、補極磁束も電機子電流に比例して
増加し、補極磁束を切つて発生する整流起電力も
電機子電流に比例して発生する。一方、リアクタ
ンス電圧は電機子電流に比例して発生するので、
整流起電力は電機子電流の増減に対しつねにリア
クタンス電圧を完全に打ち消すことが出来る。し
たがつて、電機子電流の広い範囲すなわち負荷の
広い範囲にわたり、良好な整流を保つことが出来
る。
しかしながら、電機子電流の急変時には補極磁
束の磁路中に渦電流が発生し、その渦電流が補極
磁束の変化を妨げるので、過渡的に補極磁束が電
機子電流に比例しない状態が生じる。このとき、
整流起電力も電機子電流に比例しない状態とな
り、リアクタンス電圧との間に過不足が生じる。
この過不足による電圧は、刷子と整流子の間に加
わつて火花を発生する。これが過渡的な整流悪化
である。
束の磁路中に渦電流が発生し、その渦電流が補極
磁束の変化を妨げるので、過渡的に補極磁束が電
機子電流に比例しない状態が生じる。このとき、
整流起電力も電機子電流に比例しない状態とな
り、リアクタンス電圧との間に過不足が生じる。
この過不足による電圧は、刷子と整流子の間に加
わつて火花を発生する。これが過渡的な整流悪化
である。
従来、この過渡的な整流悪化を防止するため
に、誘導分路を設けている。この誘導分路による
過渡整流改善の原理を第１図を参照して説明す
る。
に、誘導分路を設けている。この誘導分路による
過渡整流改善の原理を第１図を参照して説明す
る。
誘導分路１はリアクトル２と抵抗器３が直列に
接続されて構成され、電機子コイル４に直列接続
された補償コイル５および補極コイル６（端子
GH間）に並列に接続されている。このような構
成において電機子電流Ｉが一定である場合には、
補償コイル５と補極コイル６の合成抵抗RCと誘
導分路１の抵抗RXとの比によつて決る一定の分
流電流i1が誘導分路１を流れる。この分流電流i1
は通常、電機子電流Ｉの１〜２％程度とされる。
電機子電流Ｉの一部が誘導分路１に分流される結
果、補償コイル５および補極コイル６に流れる電
流i2は電機子電流Ｉより小さくなるが、整流起電
力は所定の値を保つよう補極の磁気抵抗を下げ、
所定の補極磁束を発生させるようにする。
接続されて構成され、電機子コイル４に直列接続
された補償コイル５および補極コイル６（端子
GH間）に並列に接続されている。このような構
成において電機子電流Ｉが一定である場合には、
補償コイル５と補極コイル６の合成抵抗RCと誘
導分路１の抵抗RXとの比によつて決る一定の分
流電流i1が誘導分路１を流れる。この分流電流i1
は通常、電機子電流Ｉの１〜２％程度とされる。
電機子電流Ｉの一部が誘導分路１に分流される結
果、補償コイル５および補極コイル６に流れる電
流i2は電機子電流Ｉより小さくなるが、整流起電
力は所定の値を保つよう補極の磁気抵抗を下げ、
所定の補極磁束を発生させるようにする。
さて電機子電流Ｉが急変する場合の動作は、電
流が増加する場合で説明すると次のようになる。
電流急変時の分流比は、補償コイル５と補極コイ
ル６のインダクタンスLCと誘導分路１のインダ
クタンスLXとの比で決定される。LX／LCをRX／
RCより大きくしておけば、電流急変時には電流
一定時より誘導分路１への電流は流れにくくな
り、従つてその分余計に補償コイル５および補極
コイル６へ電流が流れる。極端に考えて電流急変
時、誘導分路１に全く電流が流れないとすれば、
RC／RXで決る電流（電流一定時なら誘導分路１
に流れる電流）だけ補償コイル５および補極コイ
ル６に流れる電流i2は増加する。この電流i2の増
加は、補極磁束を励磁する起磁力の増加となる。
この増加分は、減磁作用を持つ渦電流の起磁力と
極性が逆となるので、渦電流の起磁力を打消し、
渦電流による一時的な磁束の減少を防ぐことが出
来る。
流が増加する場合で説明すると次のようになる。
電流急変時の分流比は、補償コイル５と補極コイ
ル６のインダクタンスLCと誘導分路１のインダ
クタンスLXとの比で決定される。LX／LCをRX／
RCより大きくしておけば、電流急変時には電流
一定時より誘導分路１への電流は流れにくくな
り、従つてその分余計に補償コイル５および補極
コイル６へ電流が流れる。極端に考えて電流急変
時、誘導分路１に全く電流が流れないとすれば、
RC／RXで決る電流（電流一定時なら誘導分路１
に流れる電流）だけ補償コイル５および補極コイ
ル６に流れる電流i2は増加する。この電流i2の増
加は、補極磁束を励磁する起磁力の増加となる。
この増加分は、減磁作用を持つ渦電流の起磁力と
極性が逆となるので、渦電流の起磁力を打消し、
渦電流による一時的な磁束の減少を防ぐことが出
来る。
これが誘導分路１の原理であるが、電流一定時
の分流率を大きくとる程、すなわちRXとRCの比
を小さくとる程、またRX／RCに比べてLX／LCを
大きくとる程効果がある。したがつて、電流急変
時の補償コイル５および補極コイル６に流れる電
流i2の増加が大きくなるので、より大きな渦電流
補償の起磁力が得られる。この場合、分流率を大
きくしてRX／RCを小さく取る事は、ある一つの
機械を対象として考えると、RXを小さくするこ
とを意味する。またLX／LCをRX／RCより大きく
とることは、LC，RCおよびRXが決められている
ときLXの値を大きくすることを意味する。
の分流率を大きくとる程、すなわちRXとRCの比
を小さくとる程、またRX／RCに比べてLX／LCを
大きくとる程効果がある。したがつて、電流急変
時の補償コイル５および補極コイル６に流れる電
流i2の増加が大きくなるので、より大きな渦電流
補償の起磁力が得られる。この場合、分流率を大
きくしてRX／RCを小さく取る事は、ある一つの
機械を対象として考えると、RXを小さくするこ
とを意味する。またLX／LCをRX／RCより大きく
とることは、LC，RCおよびRXが決められている
ときLXの値を大きくすることを意味する。
LXを大きくRXを小さくすると、結果として時
定数LX／RXが大きくなる。この時定数LX／RXが
渦電流発生・消滅の時定数より大きくなると、第
２図の波形に示すように電流急変後の電流一定時
に整流悪化を起すことがある。
定数LX／RXが大きくなる。この時定数LX／RXが
渦電流発生・消滅の時定数より大きくなると、第
２図の波形に示すように電流急変後の電流一定時
に整流悪化を起すことがある。
第２図は電流上昇時の例で、第２図ａは電機子
電流Ｉの立上りと分流電流i1の立上りを示してい
る。また、分流電流i1が立上り一定値になつたと
きの大きさを、電機子電流Ｉの立上り後の大きさ
に合わせて示している。
電流Ｉの立上りと分流電流i1の立上りを示してい
る。また、分流電流i1が立上り一定値になつたと
きの大きさを、電機子電流Ｉの立上り後の大きさ
に合わせて示している。
電機子電流Ｉが一定値まで上昇しても、分流電
流i1はそのインダクタンスを大きくとつているの
で、立上りが遅れている。その後、電機子電流Ｉ
が一定の値を維持しても、立上りの遅れが回復す
るまでの時間がしばらくかかる。その時間は
LX／RXによつて決まり、大体Ｔ＝4LX／RXの時
間がかかる。その間は誘導分路１に電流が不足し
ており、その分、補償コイル５および補極コイル
６に余分に流れて、起磁力が増加している。
流i1はそのインダクタンスを大きくとつているの
で、立上りが遅れている。その後、電機子電流Ｉ
が一定の値を維持しても、立上りの遅れが回復す
るまでの時間がしばらくかかる。その時間は
LX／RXによつて決まり、大体Ｔ＝4LX／RXの時
間がかかる。その間は誘導分路１に電流が不足し
ており、その分、補償コイル５および補極コイル
６に余分に流れて、起磁力が増加している。
一方、第２図ｂに示すように渦電流の起磁力が
早く消滅してしまうと、消滅前に渦電流の起磁力
と補償コイル５および補極コイル６の起磁力の増
加とが衡り合つていたのに対し、平衡が崩れ補極
磁束が必要以上に大きくなり、従つて第２図ｃに
示すように整流起電力がリアクタンス電圧より大
きくなつて整流悪化を生じる場合がある。
早く消滅してしまうと、消滅前に渦電流の起磁力
と補償コイル５および補極コイル６の起磁力の増
加とが衡り合つていたのに対し、平衡が崩れ補極
磁束が必要以上に大きくなり、従つて第２図ｃに
示すように整流起電力がリアクタンス電圧より大
きくなつて整流悪化を生じる場合がある。
また誘導分路１を用いる直流機は、あらかじめ
分流電流を差し引いた状態で所定の補極磁束が出
るように、誘導分路を取付けない場合に比べて磁
気回路の磁気抵抗を小さく設計する必要がある
が、設計上、磁気抵抗を小さくするのに限度があ
る。すなわち、取得る分流電流の大きさに限度が
ある。
分流電流を差し引いた状態で所定の補極磁束が出
るように、誘導分路を取付けない場合に比べて磁
気回路の磁気抵抗を小さく設計する必要がある
が、設計上、磁気抵抗を小さくするのに限度があ
る。すなわち、取得る分流電流の大きさに限度が
ある。
この発明は上記のような事情に基づいてなされ
たもので、電機子電流急変時の整流を改善すると
ともに、電流一定時の弊害の発生を防止し、かつ
急激な変化すなわち大きな渦電流の発生に対して
も整流改善を行うことが出来る直流機を得ること
を目的とする。
たもので、電機子電流急変時の整流を改善すると
ともに、電流一定時の弊害の発生を防止し、かつ
急激な変化すなわち大きな渦電流の発生に対して
も整流改善を行うことが出来る直流機を得ること
を目的とする。
以下、この発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。
照して説明する。
第３図はこの実施例の構成を示す図で、第１図
と同一部分については同一符号を付してその説明
を省略する。この実施例は、第３図に示すように
補極コイル６に流れる電機子電流Ｉが相互誘導
（相互誘導係数：Ｍ）によつて誘起される補助補
極コイル７を設ける。また、電機子回路にdi／dt
検出器８を設け、電機子電流Ｉのdi／dtを常時検
出する。さらにdi／dt検出器８の検出信号Ｓを入
力し、補助補極コイル７に誘起する電圧Ｖ
（Mdi／dt）を打ち消すような電圧V1を発生し、
電圧Ｖによる短絡電流を防止すると共に、di／dt
信号Ｓによつてその直流機の補極磁路中の渦電流
の発生の度合に応じた追加電圧V2を発生して、
渦電流起磁力を打ち消すための補助補極コイル電
流I0を流す補助補極コイル励磁装置９を設ける。
と同一部分については同一符号を付してその説明
を省略する。この実施例は、第３図に示すように
補極コイル６に流れる電機子電流Ｉが相互誘導
（相互誘導係数：Ｍ）によつて誘起される補助補
極コイル７を設ける。また、電機子回路にdi／dt
検出器８を設け、電機子電流Ｉのdi／dtを常時検
出する。さらにdi／dt検出器８の検出信号Ｓを入
力し、補助補極コイル７に誘起する電圧Ｖ
（Mdi／dt）を打ち消すような電圧V1を発生し、
電圧Ｖによる短絡電流を防止すると共に、di／dt
信号Ｓによつてその直流機の補極磁路中の渦電流
の発生の度合に応じた追加電圧V2を発生して、
渦電流起磁力を打ち消すための補助補極コイル電
流I0を流す補助補極コイル励磁装置９を設ける。
上記のような構成において、電機子電流Ｉの急
変時には、補極コイル６と補助補極コイル７との
間の相互誘導により、電機子電流変化di／dtに比
例した電圧Ｖ（Mdi／dt）が補助補極コイル７内
に誘起される。また、電機子回路に設けられた
di／dt検出器８は電機子電流Ｉのdi／dtを常時検
出しているため、電機子電流Ｉの急変が検出され
るとその検出信号Ｓによつて、補助補極コイル励
磁装置９は補助補極コイル７に誘起した電圧Ｖを
打ち消すような電圧V1を発生して、電圧Ｖによ
る短絡電流を防止する。さらに補助補極コイル励
磁装置９は、di／dt信号Ｓによつてその直流機の
補助磁路中の渦電流の発生の度合に応じた追加電
圧V2を発生して、渦電流起磁力を打ち消すため
の補助補極コイル電流I0を流す。
変時には、補極コイル６と補助補極コイル７との
間の相互誘導により、電機子電流変化di／dtに比
例した電圧Ｖ（Mdi／dt）が補助補極コイル７内
に誘起される。また、電機子回路に設けられた
di／dt検出器８は電機子電流Ｉのdi／dtを常時検
出しているため、電機子電流Ｉの急変が検出され
るとその検出信号Ｓによつて、補助補極コイル励
磁装置９は補助補極コイル７に誘起した電圧Ｖを
打ち消すような電圧V1を発生して、電圧Ｖによ
る短絡電流を防止する。さらに補助補極コイル励
磁装置９は、di／dt信号Ｓによつてその直流機の
補助磁路中の渦電流の発生の度合に応じた追加電
圧V2を発生して、渦電流起磁力を打ち消すため
の補助補極コイル電流I0を流す。
上記のようにこの実施例によれば、補極コイル
６を流れる電機子電流Ｉが相互誘導によつて誘起
される補助補極コイル７を設けると共に、電機子
電流Ｉの急変時に補極コイル６と補助補極コイル
７との電磁的な相互誘導によつて補助補極コイル
７に発生する電圧を打ち消し、さらに補極磁路中
に発生する渦電流によつて生じる補極磁束の減少
分を補償するよう補助補極コイル７に励磁電流を
流すための電圧を印加する補助補極コイル励磁装
置９を設けたので、第４図ａ，ｂ，ｃに示される
ように、電機子電流Ｉの急変時に対しても、また
その後の電流一定時に対しても、渦電流の発生の
度合に合わせた補助補極コイル電流I0を流すこと
によつて、過渡的な整流起電力とリアクタンス電
圧との不平衡を補償し、過渡的な整流悪化を防止
することが出来る。したがつて、補助補極回路の
時定数を渦電流の発生・消滅の時定数と合わせる
ことが可能であり、また追加電圧V2の大きさの
設定によつて、従来の誘導分路を設ける場合より
急激な変化、すなわち渦電流が発生する場合にも
用いることが出来る。
６を流れる電機子電流Ｉが相互誘導によつて誘起
される補助補極コイル７を設けると共に、電機子
電流Ｉの急変時に補極コイル６と補助補極コイル
７との電磁的な相互誘導によつて補助補極コイル
７に発生する電圧を打ち消し、さらに補極磁路中
に発生する渦電流によつて生じる補極磁束の減少
分を補償するよう補助補極コイル７に励磁電流を
流すための電圧を印加する補助補極コイル励磁装
置９を設けたので、第４図ａ，ｂ，ｃに示される
ように、電機子電流Ｉの急変時に対しても、また
その後の電流一定時に対しても、渦電流の発生の
度合に合わせた補助補極コイル電流I0を流すこと
によつて、過渡的な整流起電力とリアクタンス電
圧との不平衡を補償し、過渡的な整流悪化を防止
することが出来る。したがつて、補助補極回路の
時定数を渦電流の発生・消滅の時定数と合わせる
ことが可能であり、また追加電圧V2の大きさの
設定によつて、従来の誘導分路を設ける場合より
急激な変化、すなわち渦電流が発生する場合にも
用いることが出来る。
なお、この発明は前記実施例に限定されるもの
ではない。例えば、補助補極回路の時定数の調整
は、必要に応じて直列リアクトルまたは低抗を用
いて行つてもよい。また補助補極電流による起磁
力と渦電流の起磁力との波形を合わせるため、主
極界磁電流の制御の場合と同様にフオーシングを
行つたり、逆電圧を印加したりしてもよい。その
他、この発明の要旨を変更しない範囲で、種々変
形可能なことは勿論である。
ではない。例えば、補助補極回路の時定数の調整
は、必要に応じて直列リアクトルまたは低抗を用
いて行つてもよい。また補助補極電流による起磁
力と渦電流の起磁力との波形を合わせるため、主
極界磁電流の制御の場合と同様にフオーシングを
行つたり、逆電圧を印加したりしてもよい。その
他、この発明の要旨を変更しない範囲で、種々変
形可能なことは勿論である。
以上説明したようにこの発明によれば、電機子
電流急変時すなわち負荷急変時の整流悪化を防止
するとともに、電流一定時の弊害の発生を防止
し、かつより高い電機子電流変化を許容し、制御
的に応答性が高く、整流性能の優れた直流機を得
ることが出来る。
電流急変時すなわち負荷急変時の整流悪化を防止
するとともに、電流一定時の弊害の発生を防止
し、かつより高い電機子電流変化を許容し、制御
的に応答性が高く、整流性能の優れた直流機を得
ることが出来る。
第１図は誘導分路を備えた直流機の構成図、第
２図ａ〜ｃは第１図の動作を説明するための波形
図、第３図はこの発明の一実施例における直流機
の構成図、第４図ａ〜ｃは第３図の動作を説明す
るための波形図である。 ４…電機子コイル、５…補償コイル、６…補極
コイル、７…補助補極コイル、８…di／dt検出
器、９…補助補極コイル励磁装置。
２図ａ〜ｃは第１図の動作を説明するための波形
図、第３図はこの発明の一実施例における直流機
の構成図、第４図ａ〜ｃは第３図の動作を説明す
るための波形図である。 ４…電機子コイル、５…補償コイル、６…補極
コイル、７…補助補極コイル、８…di／dt検出
器、９…補助補極コイル励磁装置。
Claims (1)
- １ 補極コイルを備えた直流機において、前記補
極コイルに流れる電機子電流が相互誘導によつて
誘起される補助補極コイルと、前記電機子電流の
急変時前記補助補極コイルに誘起される電圧を打
消すための電圧を発生すると同時に補助磁路中の
渦電流により生じる補極磁束の減少分を補償する
ように前記補助補極コイルに励磁電流を流すため
の電圧を発生する励磁装置とを具備したことを特
徴とする直流機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1552381A JPS57129161A (en) | 1981-02-04 | 1981-02-04 | Direct current machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1552381A JPS57129161A (en) | 1981-02-04 | 1981-02-04 | Direct current machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57129161A JPS57129161A (en) | 1982-08-11 |
| JPS6329506B2 true JPS6329506B2 (ja) | 1988-06-14 |
Family
ID=11891164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1552381A Granted JPS57129161A (en) | 1981-02-04 | 1981-02-04 | Direct current machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57129161A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60148396A (ja) * | 1984-01-10 | 1985-08-05 | Toshiba Corp | 直流機 |
| JP2907336B2 (ja) * | 1987-02-17 | 1999-06-21 | 株式会社東芝 | 直流機の整流補償装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5837796B2 (ja) * | 1979-08-27 | 1983-08-18 | 学校法人東京電機大学 | 直流機の過渡整流火花防止装置 |
-
1981
- 1981-02-04 JP JP1552381A patent/JPS57129161A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57129161A (en) | 1982-08-11 |
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