静止セルビウス方式による巻線形誘
導電動機の速度制御
数 野 寛
Speed Control of the Wound Type Induction
motor by the Stationary Scherbius System
HiroshiKazuno
Synopsis
In the secon〔1：try circuit of the wouticl tyP巳 three phase illductヨoll motor， I used the lhree phase Graet’t connection briclge comPosed of the silicon clic〕des tls a conΨerter， and th・・nm・typ・bridge c・lnp・・cd・f the thy・i・t・rs・s・sepi， rately excited inve・te・・nd in 山is case l tried t・eliminate tl）e t・tln・f⑪・me・with・・interphase Teact・r which had been u・ed i・gene・al・t・・1t−P・L si・le・f i・v・1’・t・r， and thu…nt・・11・d c・ntinu・usly the speed・f thc indu・ti・n m・t・・by訓t・白lli・g lhe ig・iti・n・f the thyrist・・bridge． Thu・・Ihav・i・t…1・・ed th・・q・iv・le・1t・irc・it・f this system，・nd・xp・rimentally ex・min・d th・perf・rmance charct・L・・i・tic・・vhen this l・・cth・d w・・叩Plied t・the・elatively sma11・i・e indu・ti・1・m・t・・， n・・d・then it wa・p・ssible t・get the fairly desimbl・results 皿bout speed control chariicteris． tic， Therefore， this paper is the reユ）orts abDut； it a、 nd refers to the special pllellonlena ・｛1・・t・dbylhe・・v・r・l h・rm・・i・s i・th。、。・。・d、ry。u，，、nt．1まえがき
｝般に誘導電動機にあっては二次入力」㌔の一一・部 s 1’2を1嘩かの形で二次匡亘1路内で消費せざる限胆1一 ぺり・を得ることは不可能で」1，る．前号において二次 回路に単にサイリスタを適川し，これによって二次湿 聴位相制御し速度ll｝II御する掲合について述ぺたが， 抵剛胡1法に優る鋼｛を1欄することはできなかっ 1・調となれば，サイリスe・M・f、＝f’自身にはほとんど損失はないが澗じすべり酬るためには調じ工細
ギー纈を二次回路内で行オ、させなければならないか らである．従って結論的にはこの、P，鮪効に融せ しめる方法棚れば醐率の見地か鍼吏も優れた方法 といレ・うる．従来から励オ、ている方法に二つあるe 、つはクレーマ方式であS），、P遊機P紅袖ギーに 変換し主酬に返すものである．f也はセ，レピウ培式で町・P・を偲鞠波鮫蹴加変換し砥源に返
すものである。だが何れの方法も被制御主機以外にい くつかの回転捕機を必要とし，床而鎖や経済的見地か らして好ましくない。’り’イリスタ素子の発達に伴い， これら1目転補機の苗ll二化が行われるようになってき た、，クレーマ方式における回転i変流機を静止8｛K流匿｝に 世換したのが静1ヒクレーマ方式またはS．F．ク1ノー マ万式とよばれるものであ口，セルピウス方式におい て，静止型の順逆変換器を以って置換したのが櫛止セ ルピウス方式である。従来逆変換装置として格子制御 水銀整流器を用いた相間リアクトル付二重星形結糠方 式はまま見受けるが，サイリスタ使用の具体例は乏し い。そこで，今回は巻線形誘導電動機の二次回路ヘサ イリスタを適用した速度制御法の一環として，静止セ ルピウス方式について検討することとした。筆者はイ ンバータ側におけるオfl閲リァクトルや変圧器の使用を 全廃し，サイリスタによる三．相グレーッ結線方式を採139
昭和41年12月
山梨大学ユ：学部IVI究報告
第丁7号＼
川してll’1援爾茜｛鯨へ紬ぴ系の鮒略化と艦済化Z，，：・ mlかっ た。この場合に粗ける習イlm咄者をil秀導した［J穗2こ，実 職的にサイリスタプリゾジの点弧制御｛111路を蝸：成し， 小形機咋滴川しほIJI満」」’！なj虫度」：、」r挫を得ξf1ことができ たので以下二1三として已れらについて述べ，併せて：二：次 川路に発！1三す7．）高澗波ill流のもたらす特異現染につレ、 て甘及する，、2 静止セルピウス方式における他励式イン
バータの制御進み角7とすべり臼との閲
係
いま」lll粗的｝な場合として，巻組孤抗，もれイングク タンスお、よぴグイオード，サイリスタに：ldける｜順力向 仙｛1三降’ド，損民螂をすべて1」↑略づ弓るものとする。第1 剛こ加いて，slすぺり
Ne：岡期辿度［1㌔PJn．〕 E， 1静止臆の2次註書起々iU力i遅効1『〔（線間犯 JllE） 〔V〕 T／，li1』源1’Ullli実効fill［（SlsjミrllJ｛1［itEl三） ［V〕 ‘ll＝2π．t，／日U源周波数〔c／s〕 」「……㌔r“ ： S．ノ【 エSロ a＿）三三三］］1全ib邑（‖｛∼∈摘li’I lプニ「f［己」三1三ilLj：勾fllli〔、♪〕 E，lt l制御jigみ角rなる1碍のii（〔流端子仰1より見た C守：flHill「工H直｛L己J三1三・yt＋JI’Jti’n 〔Vj Fi呂，1． Secondary circuit of the ideal statiolltLl：y Sch巴r1コius system （mloss）． 晶sξ‡ト糾 疏
Fig，2． D．C．Ψoltn」1e Wnve『orm of conve『t4酊 output．Z40
卵
3 」距『 些3 咄、 ’ フ ’ フ z誓イ
・「「 誓一r Fih・、3． Equivnl巴nt D．C． v・1tagc wnve fornl of illver1er si【lc． とする・いま・この回路におけるコンバータの出力櫨 圧波形，およびll：［流端子”v］より見た仙励式インパ＿タ の鵠イ1賄江流酩llEl皮形を求めればそれぞれ第2図，第3 図のようになる。Ettc， Ertlの値は， E・tn−?逞W基一輌）
＝÷・躍・E・ 〔v〕………（1）
5π疏一÷∫㌔」百嚥輌’）
−r3T−一］’一一⊥ぜ百「・1・・，r〔v〕…一②
π となり，両者は互に符大反方胸でabって平衝しなけれ ばならぬtU 1三1三で遼〕るから， Etle＝−EIIi と嵌くことにより Vl ∫＝t葦cos「
（1），（2）式より， 〔V〕………（3） となる。 0≦1’≦90Pなるゆえ， 0≦cos 7’≦1 従って，s＝1たらしめるためには V1≧E， とする必要が遼）る． ………ﾖ
．．．…… i5） ＿・一 i6） 二次回路のもれインピーダンやグイオード1サイリメ 螺子の川醐覗剛下lti：すべて省itlfK・L，たので，ω 式は電流の如何にかかわらず成立する。誘導偲動機一 次への交流印加電圧は＿定なるゆえ，空鵬卿虻 は魂嫡るから（4）蹴ト，・クの如何にかP・prpす劇するとも言酬る．第4図描酬・それetl
葺綱嚇合の搬＿、。部寺翌払搬一岬雛
鯨す。すべeは、。、r砒例して直線的1・es‘｛liV・ 1’ teパラメータとすれ蹴度＿トルク岬よ水平とな静止セルピウス方式による巻線形誘導電動機の速度制御 』一一一』¶一一一一一一一一一一一一＿＿＿一＿＿＿＿＿＿＿＿＿ （数野） 5＝o 5 5：l
o 」k −
7， 口ぜr繍用一c図r特・『生
Fig．4． Speed−cOS r chflracteristic； S＝o S ↓ s＝1 τ＝go白 o 潅 庵 轟 o −一→ 丁 漣良一トノレク号二1寺・r生 Fi凹．5． Speed−t・叩ue chara・teristic， 4≠ tdzaL im， Fig． 6． Dy・・mic ep。i。・1・nt ci・cuit di・g・am （expTessed by absolute trnsformation）． り鮪変動による速度変動率は零となっているP 次に・巻線抵抗，素子の順方向電圧降下を考慮した il合ICついて糖る。 いま絶対変換で表わざれた静止セルビラス方式の動 的な等輌路鞭宜的に第剛のよう1．示す。x41
Cn eEND
：グイオード1個の順方向掘圧降下 〔V〕 ：サイリスタ1個の1個方向阻圧降下 〔V〕 ：理想変圧器の有効巻数比（爾圧比） ：同期速度［r．P．m．〕 とする。グレーッ結線ブリッジにあっては諏り角μを 無硯する場合には、一瞬時一ヒ群ア・一ム中の素子1個， 下群アーム中の素子1個の都合2個の素子のみが直列 になり砲流を通じているので，合成順方向電圧降下は グイオード側で2伽，サイリスタ側で2 Ctとなる。 次に第7図において交謝1側にある抵抗を直流側に換 算する。直流側のチコークコイル五の大きざが無限 大であると仮定して，崖硫側における阻流は（C）の 如き不i変直流，交流側の党摘五は（b）の如き姐形波状 1砒流とするah（eff）一音（∫㌔x÷・4）
−」手・＃ 〔A〕…………（7）
上 掩 ん ｨ 工己 抱 喧 （a） ↑工山 一iト書π 亭
（b）ト詞
Fig，7． （a） （b） （c） F（C） A．C． side with resist口nce rE and D．C． side of converter． ACside current wave form D、IC， side current w且ve form．Ii（IXfl41el’臼2ノ」
山梨大学工掌部研究報告 第17号
・v＼ rgを整瀦器を魑えて抵H印1‖に換卯した値de Reとすれ ば，消費f口力の惇仙i性かlb：s（停小一胸1：w」・一・…（s）
、’，le，＝2r2 〔Ω〕……・・…・（9） となる白よつて，A，C．側からD，C．仙1への換算は A．C．側での・一相分の』量抗を2倍すれぱよい、，従って 逆にD，c．側からA，C．側各相への変換はV2倍す ることによってなされうる、二次もれリアクタンス “一：1：1を者慮に入れると脇流励作において，∬輻ぱり角 μを考えなければならぬ白従って取扱いを簡単にする ために5回を省略し，田なり角を無祖して考える。 二次巻線抵抗γuをD，C．側へ没換した二次回路は第 8図のようにな｝る。1江流晒1路におけるfU流L’， lj！1流 肥力1，‘tは壬れそれ次のようになる。ム、＝±伽E竺巴：！二1り一÷㎡肌・・巳
2？’a ［W〕一・一（11） いま，鯨価力率をcos卯とすればA，C．側でのf皿力 P‘Lは1㌔＝商繊∫・・r
〔w〕………（12） ・一 れ‘＝Pdl 〔W〕………（13） でなければならないので、（U），（12），（13）式より∫・・r叫÷
｛±塑二2〔忽二圭竺竺｝・三
2r2 〔A〕………（10） P、，＝三L㎡百5」日聾 π偉侮鋼輌園一嘉∨百1働｝
2r： ’ 〔W〕㌦・；…・・（1の よって二次湿力」㌔は ，P，＝上」互E2 L、
π ｛9一＋／元』sEa−2（εn＋c・s）一一 i vτ1／1 co≒r り、．血｝イ｝・弓一∫・・÷
〔A］・・一…（1の 従って，卿一一一・・955 …・…一（15）
とls z） ・，別途， A・c・糎璽獺†蹴蝋本波の鋤血［酬劉洲⊥ぱ」三れ’・・1敏と棚
り・この値ぱ止記の1：COs pに鵠；しい。この墨合の 二次回路にlluける｛’巳力はすべり電力∫∫㌔に匹敵する 故， 5P2＝旦．臼・5E： π ｛㌔・E・−2（・・＋・・）−9v？’P…sr｝ ／ 1 （1 −s）N・ ， Fig．8． Second凪ry circuit with resistance refetred to the D．C， side． 21’： 〔W〕…・一（17） となる。 発生1・ルクTは1司期角連度をo）oとするこ とにより次のようになる。 T＝、且L＿3 V−2M E2 』’『 ” ωo ωoπ己晦品一2働＋碗一÷酬c？sr｝
5＝o
s
↓ 2）・2 〔N¶〕………（18） n＝go’ 一一’一一一一一一一一・一 rS＝J ＿＿ケ
o T
Fig．9． Shupe cha。9。。f・p・・d−t・・q・・cu「’te i皿日u巴皿ced−by resistance．142
maLセノレ助刃拭によ醐線形誘導阻動機の速度制御
（数野） f−一一一一一2r2 ｝
〔kg−m〕…・一（18）t いま（18）式より誇を求めれ1・1：滉＝蚤鍵一τ・〉・ ………（・9）
となり、1・：が大なる程トルク増加に伴うすべり増加 は大きく，またE，の値が小になる程同じ傾向がつよ くなることが分る。第9図にその概形を示すe ＿3、／’Q E， 9．8πf〃o ÷、／百sE：−2（eD＋e虜）一÷㌔／百γ1 cos r ｛3等価回路の誘導
ゴィォード，ーリ’イリスタの順方向電圧降下をモれそ れen（≠IV）， Cfi（≠1V）とする。他励式インバータ の交流回路の抵抗，リアクタンス分は省略する。r』［流 回路はチョークコイルが効いていて不変直流卍流，従 って交流側は矩形波状の田流が流れるものとする．ブ リッジの整流動作における垂り角は省略する。ます第1咽のM−Nより右側のD．C．部分をA，C．の等
価回路に置き換える。M−Nなる部分へ田圧比V2： 4− Vi T’： a，11llma三粁斑E器を凧する．酬虻 rr 器のfLt圧比並びに一次電力，二次電力，負荷電力の等 価性からして各部の爾圧，電流，等価力率等は次の如 三㌃fiv，．1 Fig．10． Seconclary circuit at s）ip s， ｛2（e叶e5）＋誓耳酬叶 idtdiヨtllaw．等挿坤姻チ弓
Fig・1・． A．C． 。iCl。・。nd D．C．、id。輌bi。。d with the ideal transformer at M−N of Fig．10 （D．C． side referred to A．C）． ヱ43 くにな1），図示すれば第11図のようになる。氾圧比v：：⊥」百v2＝1：A、／百
π π ………（20） 端比・／二i二∫・・ヂ丁一・・Vli ； 1 kPt；価力率 一・沍Y力
二次i’E力 3 己os 砂＝一一∨ ’ π ・／百P・（、／⊥∫、，）c… 9 3 ＝．3一口’v：J，tn
……… i2ユ） ・・……・ i22） しw〕………（23） sf’刀h・C：」百γ・）（」、∫ π iロ ロ ぜ百一 3）・⑪sp ＝−9− v万v2 J，t π 〔W〕・…・・…（24） ‘ミ荷電力・r3｛2（臼＋吋＋÷v’TL v・e…｝ （Ict π ロ ＿㎡百3）・輌 一｛2（直上｝＋et）＋÷ ヤ／三Σ』Vt cosτ｝ ld 〔W〕………（25） ここに変圧器二次側の等価力率がc・・9＝上である オ ことに注意を要する．ここで理想変圧器の二次を一次 に換算すれば第12図のようになる。 （t−s）Ne Fig．12． 1譜・（c；寸岬副 ノ 等伯力率ω岬＝尭 Equivalent circuit・f．Fig．11． referred to the primary of ideal tτansformer． Fig．13． Wave farm of the secondary current and its fundamental wave（dotted line）．昭和引年12月 山梨大t1f：工学部研究報告
第17号
一一一一th−一’一一f’r 己こに一一一つの問題があるk箕流田流占の波形は第鍋のよう醐’このひ蝋の蜘1・碗冨五・
であるロ従ってこれを螂価正弦波の立場からみれば 静価舐弦波の尖効脆でもある。この波形の基本波の実効艦前継翻く」享九・÷となる・よって
ひずみ率κは， 咋∫叉∫，，・二芝亘τ叉： κ＝一禔轣Fi・一デ＝n・31°8’・・…（2の となる。このようなひずみ波出流がもれイングク；；tン スに生ずる棚圧降下を考える時にlrl：非常に複雑なこと となるが，この程度のひずみ璋｛のひずみ波なら，近似 的に洞本周波にヌ寸するもれリアクタンスぶ商に実鼎値停＾・なる酬酬伽てa三ずるものとして
取扱う、 もう一つの聞IUS IEjl，負荷のewwllli力率COS pは進み力 率かモれとも遅れ力率として取扱うべきかの問題であ る．閲流波形は左右対称波であり，かつ半波対称波で もあるからBi：1もしくはCOS−・種i制で荻示ざれた奇数 次窩醐波からts 1），どの澗波成分もt＝ oの所で枇軸 を切るから，冊流汲がf’U’」三波に対して逃んでいるとも 遅れているとも甘い離い。従って遅れ力率とすべきか 地み力率とすべきかによって総合力率がi変ってくる が，貯算徹と爽験値とのよりよく合う方を採用すぺき ものと凪う。一応本文では遅れ力率として取扱ってお ぐ、。、‡1違1・
1土｛響x｛e・＋es）tVl … r｝L−・一十ψ
剖誓鵬陶中函’｝ 『 等袖峰帥d望・音 Fig．エ』． Stntic・quivalent cireuit。f s己COII【1nry under frequency offc／s． さて・（1−s）N・で剛匠中のsf atの珈繰二次等価回齢∫舶の1酬肱二酬価1珂路になおせ麟14
図のようになる・二次酬鰐べて誘導酬機の一一ex 側に換興すれぱ，次のようになり， びz’：：−7aτノコ エ2’：＝a：π2 r窒’＝〆z：r2 召’，’十tfノ＝a（助十鰐虜） γ1’＝aγ1 ’’’’’’”一 i27） 1ま｛乎㈹・祠3嗣軸・帰
Fig．15． Approximate cquivalent cirCuit of the st“tionary Scherbius sy・tel・（al…1・t・t・an・f。・m輌）， 絶対i変換における簡易等価回路は第15図のようにな る。また回転中の二次｛回路内での消費電力』九は次 のようになる。 sl）s− 3 ／2a r・＋v5｛γ1π（CD＋c・） ＋γ1r｝・・ c・s P ＝ 3 」’・a 1−・’＋〆g｛雫（eDS＋est）＋Vl’e・sr｝ ln’cos P 〔W〕………（28） よって二次入力P，は， P・＝3・…÷＋三｛Vi・伽＋・、 3） ＋γ・C・・r｝・・C・・伊 一3∫訂・・ 凵{｛匡｛VE・（，が＋・、’ 3）＋ Vi ’…r｝ 1：’cos P 〔W〕…一・（29） 発生機械動力は Pa−5」P皿＝（1−5）P： −3 1・2・≒＝s・・＋西警一s）｛ぜ吾π（・・ ＋es）＋Vt c・s r｝1・・… P −3・・： ’・・ ^ξ・・’＋蒋÷−s）｛」誓π（ept＋e’ ’） ＋1・・’・・s・？d｝・・’・…P〔w〕・・一…・‘（3°） となる。また電源へ返避された冊力は・再生魁力＝蒋ViCOS rhcosp
＝蒋WC・sr1・’e・sp
〔w］一・・・…パ31） となり，二次回路内での純粋消費電力は・144
醐ニセルピウユ方式による巻翻移誘導電繊の速度制御 （数野）
一一一一一’m−−’−L
純糟肖yl f肋＝ 3 i：s r：＋v言己圧三 3 （Cn十Ct）J：COs p ：3」，ta r，’＋百・迎π（ef）・ ， 3 一トIJe 「）Ie’cos 9 〔W〕……（32） となる。よって発生1ソレクは， T＝ﾃ一吉〔3・：：÷＋亭｛争（en
国＋Vt…γ｝∫・・…ep〕 一吉〔3∫・’2・尋＋禦｛乎・（c訂＋め ＋Vl’・・sr｝1・’c・・ P〕 〔N−m〕………（33） となる。二次電流1ゴを求め得ればこれ等の諸五上は計 算する巴とができる。誼ず翠｝；価回路に従ってベクトル 固を画けば第16図のようにな宙。このペクトル図から 12’を求める。 Vt・一o￥”… 9・＋（1・1＋プ1’）1・’｝2※ 9’∫遅JL両ヒ伎工 Fig．16． P1間s・r（liagram Dr・ppr・ximltte or1L：iv凪lent circuit． ※ ＋｛二聾二 siTl ∼ρ＋（・1’1＋・112∫）1，’｝t・一一・ （34） 1・’・o（・1＋エ192＋（・r1＋T・’）寸 ＋2∫・’・警：｛（’・1・1−「…こ）・…e・ヰ（・・1 栖つ・i・P｝＋e三二）コーτ・E・＝o これより1コ’を求めればi：’はliEなる故 」（与ア｛（・汁㌣）・…9・＋（一・・1』’）・i岬｝2＋｛1・1L（警こ）コ｝｛（1一叶」響 ム’＝ ・…@●・… （35） ）一＋（a・t＋x”． ’）・｝ 」巳｛（T’・ ＋ ’一！ 1−t）。卿＋（・・1栖’）・i叫 （ ，・・’r■1十“ 5）： 十（・Vt十．T：’）2 となる。ただし 『亭・（eパ＋的＋1・’t’ c・・r｝ とす。4回路構成
〔V〕………（37） 鞠電動機は一次2亜三角，二次2重星1移結線で， SO ［c／s〕，ユOO／82 C V〕，4極，1．5 kWのものであ る・蠣17図に回路楢成の系統図を示す．サイリスタの Il醐装置としては，ユニジャンクション．トランジスタ（U・J．T．）2SH＿13を使1肥る酬醐法によ
る考え方を三相回路へ適用したものを用い，直流バイ ァスの可変によりf％側ブリッジをしてコンバータ 嶋させる時には制御幽⊥角。＝OA．・goeまで，引 きe「き他臓インバー鋤作をさせるため｝こは制継 嫡ド90・∼0まで連続的にゲート・N・ルス発生開始時点醐しうるように継してある．（いまは他励式
インバータ蹴しか凧、ないが），・ルス発生開始時期 〔A〕………（36）U pエ・酢β 霧：ン㌣ム 皐息
25F’2‘κ3 ∫oσ亨 82T 『 η ﾈ4 砺 認， G4 v 甜皐F ゴ3 ε 哲 哲 2よ芦P’海ヨ 2r‘s〃臼D苦3 ゲLトハ’ルス制回路
ノデ 覧｝5．c尺．“’・ @ ｝・ぱへ @ ｝・可へ@ ｝・疏・
@ ｝’・宵へQ1・哨へ
可麺話蜥ス
Fig．17． C・nnection diagram。f tl・e stationary Seherbius sy5ten1． を規制するための規制信号電圧としては，地大値18V の三相交流電圧，可変直流バイアスとしては一8∼＋ 28Vのものを用いた。三相コンデンサは誘導電動機の スロッ1・リップルの軽減と，整流に伴うスパイク防止 のために挿入したものである。一つのゲートパルス発145
昭乖日41イ1三12月 1．［li梨コく4ノニコニ学瑚‘lilF究朝」｛自
第17号
マ’∼」一． 曇L醐はfJlt気角で6⑪o荊ll山，れば．卜・分であり，不必要に長 くもしユ20°1隔を越える，、J：うなことになると好ましか らざる1躍」胡に二・り・イリスタがy−一ンオンし，インバr−／1 i摺1助｛乍の鳳因となる，，従ってd二のゴ酎li卿ll在1｛i輌プ」必四な ll，iに胡1えケじ∫：4在・防ll：するために特に・昔慮在・払った，，拙 i：’1三波，／1 ”−1・パノレス披，IU流波のイ・llYt：の楳ll系巻第】呂図 に示す1， ・‡ぱ ノ・， i° 、 1駒此亭山何t！・）卉♪ ‘口貞’骨ヒ‘ts‘tllJZク 色＿一L
JT 1’トノ亡IL戊， 班＿ 弛．＿ ぱ ．￡・ 竜流1鹿 ‘．鍔一
（ゴ’雪．’口」‘lt｝ ：k ・S 竜乳t正ヒリ ‘冑 Fig．18，ト
寺転。。 i｛t ■ V1t ° ・ご『 「興
llll↓ll 1｜1伽惣
▲4」唱二 元．’ 〔「’ 押’c箔〔蘂濡■挟
@ 1’1’．lw■ @ 讃“ @ μ判幣吋 @ lll旧 @ 「：一 @ 人．．一 ”7」町s” k1 ，味’4耳雪 ／一 一一一 @、㍉ ll伽一一．’1．ll‖m ヂー 一 一 ＝1辿lllllm ．｝ 撃撃撃撃兼c‖側 一 Fl 1血 ll田皿・ Illl田 一一一fW一L−’ D．’’” 二’、4甜●呼 lhl皿 G1〔 ㌍’” ．」 苗‘1 》i裟 ！リゾ’ ∫ 〆r’ P三氾 f｝’弼 ﾄ’．2 ， ・’／ ﾗ”！〆‘4”≠饗
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M ゜』上 仇」 °㍍T〔㌫三 “： 卓7＾”n Speed−torque chttraeteTistic（wllen r or D・C． bias voh［Lge is constnnt）、5特
性ll綱逃み触パラメー安とし・洲一トルク糎の
一’痰 示せぱ第19閑のようである・負荷変動に対する 1継変珈・やや人きいが・‘lt ・’ ifウスf鮪のタイプが見杣る剛2咽に聞’ルク負端1における棚「
特伽）一’例Vb示すぱ∫21図は定1ソレクtftr，trlltd 1；t61」る 纈．， J7tO 『9，e’
300 v・ ↑ i卯 璽却 凸’一ｵ’・卓一一・・’ ． 一一．．工，一 →’一 鼈 ヲ 璽 ，軸 o・／
■ ｝， g＿＿」＿＿＿＿」＿早＿＿＿」 ロ “ ？o ， ofう一二→「・ 貼丁 辞 よユ 2工 茸’ ロロ ’， ’1」＿日L ’‘ オ FiEt＋ 20， 直琉吋4Txcv） Sp巳ed−？・（angle of adΨnnce） charact。ristic（when lorque is constant）． Fig．ユ9， 」子6 Fig，21， 回瓢粒｛叩m）一一一一→ Sp，ed．。tfi。i，n、y…lp。wer t“ct°「 cllar皿巳t｛三「istic5 （When t・・q。・i・C…ta・t）・ 是静止セルピウス方式による巻線形誘igfE動機の速度制御 （数野） IJS！．効率を示す。第22図は崩回行った二次回路へ単 にサイリスタを使用し二次堪流を位相制御する速度制 御法の定トルク貞荷における効率と・今回の静止セル ピゥス方式における効率との比較を行ったものであ る．本機の場合効率は決して優れたものとは言い難い iが，前回の方法に比すれは特に低速時において優れて トると言い得る・その原因は静止セルピウス方式特有 の電源への酩力返還が行われているからであり，この 逗還！E力の一例を示せぱ第23図のようである． 卜 te キ ！ 3 」t ‘“ ］ r ＿’一 悼
一一
” μ 声 ■一
・ z 遣 亀i
Fig．・22， Comparison with the stationary Scherbius system凪nd the phase controlling method of second Current abOut efficincy （when torque is constant）． t 幣 ‘臼 主 や o 口5
す
、 枷 α’1α 壱 、 卸∼
｝ キ o’“ 2■ 告レ＋ ’尭 」 o・ 幽 P 2即 率po ‘脚 80σ 〆o帥 また▲体的に見て効率が意外に向上せず，期待する 程よいものとはならなかった原因としては，実験機は 小形機にして，かつ部分負荷について測定を行ったの で・電動機自体の固定損が機械的出力に比し大きな捌 合を占めていること，並びにブリッジ結線における各 整流素子の損失，サイリスタ保護用ヒ“eズの損失，巻 線中での銅損，チv−一クコイル中での損失等の総合的 な和が意外に大きいものであることに起因する。チtt 一クコイル・Lとしては使用電流範囲で約10∼20mH の値のものを使用した。一例として第一衷に損失分離 を行った結果をあげる． 第 一 表回転数（r．P．m，）
lg・・19・。
1・ ル ク （kg−m） 1・・431・・29 入 力 （W）17361…
出 力 （W）・％1…
誘 導 機 損 失一次鉄損 （W）
二次鉄損 （W）
機 械 損 （W）一次 銅損 （W）
二次銅損 （W）
・・1 11m
6ア 11・・lg・
・・1・8
2611・
ダイオeド損失 （W）
121
8 Fig．23．チ・一クコイ〃継（w）1 ，・11・
S．C．R．損 失（W）16gl・・
部酬失の和（w）1 …1…
損失＝入カー出力 （W）…1 2s6
効率＝出力ノ入力
（％）153．81・6．。
脚砿脾m 、ヨ葦三数〔「Riり一一一ケ Speed−energy back power cha・acteri5tic（when t・rque ls constant）．147
次に総合力率が意外に悪いのは，他励式インバpタ が印加交流爾圧の逆向きに対して進み電流しか流し得 ないこと，すべりがます程5鵡が大となD二次力率 が低下することとの二つに起因する。 次に第24図①∼⑬に各部の爾圧・電流波形の一例を 示す。特に二次爾流波形②，⑪，⑫，⑬（次頁）に注 目すれば多量の高調波を禽有していることが分る。こ れは直流回路に挿入されているチョ・一クコイルのLの 値の大小によって大いに左右されるものと考えられる が，今回は一応前記の如き固定のLを用いた。如何 なるLの値が最も適当であるかについては今後の研 究にまちたいと思う。さてこの含有高調波に伴う異常川．1卜】1年1ク月
川幻人㍗ 1：学r“［研究轍㍑
！．i； 17 Ll・ 次 lIL仇 1：1，s八 ④ ］1舗［1｝｝i‘ill力電lll ’t：l v ② ．．：1次 IU 琉 〔i，fl A ⑤ illセ緬川力出流 H．7 A ① 書術川臥力端服lli 如v ◎ 他励インバータ入刀IEEIID．C． ．・10．「oV
／・18i’i’i111］−L：，v・ピウス刀式によ《5必川形誘」馴已巨均殿の述巴ll；i昆］1 （数野） ⑦ S．C．R．口陽極川氾lllと ⑩ ty’− 1一ノ［．ノレ「7・ ゲel・fd．｝．弓・｛LJ．1三 ⑥ S，C．R．｛じ崩i〔2、1：H分） ⑪ 二 次 電 流 4．2A CI［ll転数］O【｝O r．P．m． j／t i・…・ル．ク1｝．Li［1；9−ni） ⑨ 他励インバータA、C．．肛ll陀流
7，4A
位1 二二 ぽ ，，じ 流 ・1．2A （回転数80｛け．P．111．負荷れレ：クo・29 kH−m：〉149
1「1’1．「ll41fl川2ノ．｜ lll i島’］ ノミ ’㍑二’仁三：it：ITif lilfタ］： 」；’li｛‘i’
第17号
st−＿ o；い 二： ？）（ Gu ifiti ・．｜ 1、 （：［1｜ll「じ．：11「（50〔）］’．1）．【）1， ．［IL．白rトノレク｛）．29 k区一1】1） Fi｝：， 2・．1． 、V：LVL／fOL・川s 《lf v‘）lt：Lgus ：Uld Co：lt［i110］u 【hrf｝u141i （D け） ⑩‘ ： ① ③ （1り ④ （5） （c） ω ω ⑩ ⑪ q．G1） tl！p ｫ」！St；tカ； ・Y、iこ1：i），1．Ll−．．，．こL・、ろ5、， ｛こ；IOt’、rご・．・Vく1”r．1．lhat）ii，il1・ii．1’fi： rご二・：．1．Ill’vgし二） ノミさ’く llVJ．！ii｝°“° r．P．111， t、．｝’．｛1．r：1 ｛ie〔11’、1）．111・ ．：．．i’ク’戸斤1こ；｜5L・、『c，v
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1｜1 ， ｜1．1it．［u） も v．．） ∂＿） IL1［〔 ．こ． ： ；〕 一㌘） L．
6 考 三つの問旭に’．．）いて．．，1；．都t．．て・ン：．ξ・・：：1．、 ．1 、 」」｛｝毘一トノレ㌔クIUI印八び．）川フ1ノこ1こ㌘〕し、『こ， L）．ゲートバルス発生1｝11｝について、 ：1 ． i1．Ii↓1 ‘’IS∼ βヒI LI biilこ 」ミ F㌘、 じー @− 1’ U）．D1［．．多・1♪L：： ： “．．）L． 、『ご 1 1， 速度一トルク曲線の形状にっいて 」）．1n． （∫二：o．’166）l llilte 1）uhe． T．＝O．51t9−）11， （∧「＝］0〔｝t．レ1・．P．LU．， 7、＝0、1，｛）k9−【11）． （八「＝80a t・．P．111，， T＝・（．）．29 kgr−n1）・ （八「＝5↓｝〔，r．P，1コ1，’ 71＝：〔，．29 k9−］n）． 祓｜三しノ。（18）式ぴ）仇・．・川．馴こシ’リコンみ オ＿ド， ・り・イリスJtの川1・［ノj［；・tllS［b’［をr力（1‘t）l t’s（∫‘1） で劫すとす川、」：，側・馴働’1：1．刷1は流：t・tt・111tr1［tl） 1蝋として拘〉・i」・る）瑚三1− IL・ク賦（IS）l」・ 脚 うt．二」変？J）。 ’J・＝ 1’L・；；一三｛IL）．．．≧ ‘”II tt）o π ｛：］・／元．、lc．1□±竺VL c，・・2・ ．〉 ρ人．．．2石こ「2，・，〕で∼元」．1．2’・↓（∫，’）｝ 『［N−11、〕・・……・（：IA） これより一浮チ．を・求・Ll｝111．ぱ・ ∂．Y＿tth）tt．デ．｛グ．、＋1’P（ん）＋i：s（．∫，t）．）＞n ．再フF− ．．．． 9ノ○：．： 、．．．．川，〔：：判） 。なるコ、、の小。．川，」、見掛．吻（・・r）’，’・（∫‘
n
そのr醐・胎に大きく一、，鉄きく・る・二つ］］LG
㍑㍑㌫講㌫≧三：、∫鴬蒜ll，で1㌘111・；11111’150
蹴W回ス方式による酬蹄翻鋤齢搬繊｜ （数野）
〆一・・／1 5 ↓ 占害ノ 0 Fig．25， 一Afs 農町 下一…一 △5ユ工
丁」弔一一→T
Shflpe chunge・f speed−t・rqu巳curve intluenced by forwnrd resistanee ofdio〔les Ilnd tllyri．stors， 、Ψin‘1i：19
re5istance， ancl SO OI1． の降下の割合が大きいのはこの培響によるものと考え られる。この様子を第25図に示す。またもれりアクタ ンスを考慮に入れればSが増す程5酉は増し二次イ 7ピーグンスは増大し，二次力率が低下し，同一トル ク（定1ソレク）を得るに要する二次流は増大しなけれ ぱならぬ。そのためにはsE：が大とならなければな Coぬ。また二次電流の増大は一次阻流の増大をまね き，一次もれインピーグンスにおける阻圧降下が増大 するので二次誘起4砥力sEeの値はさらに低下し，所 劉蹴を得るためにはさらにSが大とならなければな らぬ・よつて∫が大なる部分理一定トルクに対するす ぺ1）・tlC下の度合が大きい．即ち，第2咽において△s， く“St＜A…一なる傾r日をもつということ錨る。 また同一・）・のll襯についても1り・クが増大す翻ト・次 もれインピーダンスでの電圧降下のためE，餓少す るので・端L・が大で’・，》ぴ（1，、），，’s（1，，）とみ杣 る酬にあっては， 』5a（t｝on： OTτ一』豆Eln t’2’……”……’……・……・…（40） となり・E・端少する程トル酬力Uに対する速蜘
遜合は大きくなり，二次蹴酬大1．伴う搬上
昇のためr・ b・」kとなりますますこの鮪を深めるこ とと翫られる。応巖㌫㌫竺1遮慧：鐙：
㌻等諺懸瓢1遼鷲嶽；
151
ざなければならぬ。これもsの大なる部分で定トルク に対する迎1度低下の度合が大きくなる一・因ともなると 考えられる．以」二述べたs−・7’ llll ilj！の傾向は実験結果 からうかがい知ることができる。 2．ゲートパルス発生幅について サイリスタの陽極陰極間にかかる出圧波形を作図か ら求めれば第26図①，②，③の如くにな1）、制緬匡み ∫恒が60°〉］・＞0°の澗」11においては，60。と12e・の Mlに：IOいてサイリスタの陽極陰極間「R圧において第26 図①でハッチングした部分のように腸極側が正になる 部分が存在するので，パルス発生隔が120・あるとサ イリスタがオンすべからざる所でオンとなり，他励イ ンバータに誤動作を招き，混源短絡の如き現憩を招 く。誹た1’＞60°の場合にもゲー1・パルス発生幅が ユ20°をこえると同様の現象が起IJ fVる。従って一一つの ゲートパルス発｛i三幅はα｝°以下であることが望まし い。 3，高調波電流によるピート形成についτ ［i〕一・次阻流中に見られるヒ㌔一卜 二次阻流巾に含有される第5次再¶』調波の影響であ る。sf C■の第5次高調波は逆相順構成である。すべ tSsiもピD’g ’ttい刷’t”x￨．嶋L＿＿」lllL
悉3
v！llli；踊舳＿」蝸輌L
ト’・…→ ゜ ”・6・’獅
．岬』 ’t“‘ eN ロhl Fig．26． Voltage waΨe form between anode and cathocle of thyristor， and gate pulse wave． ①T・ ・・ 3e° ②r＝60° ③r＝＝72°朋不llJ1年12／lj Ijl iヨ‖！｛ ：ノこ 学 工 学 1モ1⊆ tI∫F 究 報 」『！； 第 17 −｜…ヨト
〒’一一…’』’一一“一一…−一’一…一〔一』一一一一『…一一一一『’一
ψ
㊧離縛体
樹」転子
lrik，， 27， 1｛‘〕tlltiTltsr tiel‘1 1）rod［1ce｛1 1］y tl1L，
5th lu1川1011ic・∫the Hecc川dflry CLIrrLellt， リォで1釧信ll1の1汕1氏子上へ逆方向に5 sNoをもって 側転する1亘i転臓y｝［在・描成するPこの磁束を切って同定 子糊線へ姐田力を』1三じ『U源インピt−一グンスを通して出 流が流れる。この湿流と蹴8；1より流れる一・次柑流との lnl−e形成されるピー1・である。第27図に；16いて，磁※ ロ州 ※束汲の左回ll医：方1句の速度は 5s八ri凸一（］一一s）ハXo 〔r．P．m．〕 であ1り・次の関係が成り1tつようなすべりにおいて＿ 次巻…線中には逆相1順∫∼の誘走g々湿力か発生する。 5 sNo 一一（1一り卍・＝」v・ ………（41）
