ブラシなし自励形サイリスタモータの特性

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Title
ブラシなし自励形サイリスタモータの特性
Author(s)
小山, 純; 原, 洋司
Citation
長崎大学工学部研究報告, (11), pp.13-20; 1978
Issue Date
1978-07
URL
http://hdl.handle.net/10069/23919
Right
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1
3
長崎大学工学部研究報告第 1
1号 昭 和 5
3
年 7月
ブラシなし自励形サイリスタモータの特性
小山
純*.原
洋司*
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.
1
. まえがき
する.
サイリスタモータは，直流機の制御性および交流機
の堅牢さをかねそなえた可変速電動機として，産業界
で広く用いられている.
サイリスタモータに用いる同期電動機は特殊ふん囲
<
2
.
1
> ダイオードによる自己励磁の原理
同期電動機の界磁巻線をダイオードを介して短絡し，
固定子巻線に高調波成分を含む交流電流を流すと，界
気中で使用が可能で保守が容易なブラシなし構造のも
乙鎖交する磁束が時間的に変化するために，誘
磁巻線 l
のが望ましく，通常ランデル形あるいはインダクタ形
導起電力が発生する.この起電力はダイオードによっ
の同期電動機が用いられている.しかし，励磁回路の
て整流され，結果として，界磁巻線には鎖交磁束数の
磁路が複雑で大きな励磁電力を必要とし，かつ電動機
変化をさまたげるような電流が流れ，界磁の自励を得
す法が大きくなるという欠点がある.
ブラシなし構造の周期電動機として，永久磁石形や
ることができる.第 1図に解析で取り扱う種々の回転
子構造を示す.
リラクタンス形の周期電動機があるが，それぞれ過負
荷時の減磁，低力率等の欠点があり，それらの適用は
<
2
.
2
> 解析に際しての仮定
小容量機に限られている.
(
1
) 電機子巻線ならびに界磁巻線の抵抗分は，回路リ
筆者らは，サイリスタインバータの出力電流に含ま
れる高調波成分を有効に利用しかっ特性のすぐれたブ
ラシなし自励形サイリスタモータの開発を目的として
研究を進めてきた.
本稿では，その一環として，各種構造の回転子をも
アクタンスにくらべて十分小さい.
(
2
) ダイオード，サイリスタ導適時の順電圧降下を無
視する.
(
3
) 電機子巻線に流れる電流は，第 2図に示すような
振幅 I
dの矩形波とし，重なり期間を無視する
っブラシなし自励形同期電動機と強制転流電流形イン
ノイータを組合せた場合の励磁特性，負荷特性について
解析および実験によって検討したのでその結果を報告
昭和 5
3
年 5月1
3日受理
*電気工学科
<
2
.
3
> ニ軸励磁方式
1
)
第 3図に二軸励磁方式のブラジなし自励形同期電動
14
ブラシなし自励形サイリスタモータの特性
1・
機の解析モデル図を示す．
！・
ここで
d
d
Lfd， Lfq ：d軸及びq軸界磁巻線のインダク
タンス
（a）
Reluotaねce motor−
（b）
type 』
excita七ionrtype
Salienセーpole d−axi電
q
Mafd， Mafq
：固定子巻線とd軸，q軸界磁巻
ifd（t）， ifq（t）
：d軸及びq軸界磁巻線の電流
λfdM
：d軸界磁巻線の最大遠交磁束数
線との相互インダクタンス
q
．〔郵
d
d
2fqm
二q軸界磁巻線の最：小室交磁束数
la
：固定子巻線の漏れインダクタンス
LaO， La2
：単相定数で表わした固定子巻線の
インダクタンス
（c）
（d）
Cy工indrical q−axis
exci七ation−type
Cyユindrical tWo−axes
eXcitation−type
LdgLq
：三相定数で表わした直軸及び横軸
インダクタンス
r
2．3．1界磁巻線に保持される磁束
いま，0。≦ωt≦60。の期間を考える．第2図に示
すように，この期間においては固定子のa相巻線から
b相巻線に一定の電流Idが流れている．したがって，
固定子電流によらて作られd軸界磁巻線に鎖交する
磁束は》一≡「Mafd Id cos（θ一30。）となる．ただし・
（e》
3−Phase
θ＝60。＋δ一ωtである．
excitation−type
d軸界磁巻線に直列に挿入されたダイオードは，鎖
Fig．1 Rotor types
交する磁束の最大値λfdMを保持するように動作する
「樽
ので，d軸界磁回路に対して次式が成り立つ．
工d
⑭t
ia（t｝
1
60。
λfdM＝Lfd ifd（t）十》一3−Mafd Id cos（θ一30。）（1）
】200 ．」800
故に
i，d（，）一λ・dM」3M・fd l、。。、（θ一3・・）
ib（t）
（2）
Lfd
Lfd
180。
重
ここで
2fdM＝4TMafd Idμd
．ic（t）
（3）
とおけば，μdは次のような値になる．
】80。
1） 一1800≦δ≦一30Q μd ＝cos（δ→一300）
5
F三9．2
waveforms of stator current
2） 一300≦δ≦300 μd ＝1
1
a
3） 300≦δ≦1800 μd ＝cos（δ一300）
一方，q軸界磁巻線に直列に挿入されたダイオード
は，d軸界磁巻線とは逆方向に接続されており， q軸
φ．q
6 60。
界磁巻線に鎖交する磁束の最小値λfqmを保持するよ
うに動作する．したがって，q軸界磁電流は次のよう
9
ゆ
寿↓
に書ける． 、
怨・五L遭
i，，（，）〒一璽＋》3M・f・1、、i。（θ一3・・）（4）
Lfq Lfq
また
←
’ ifd〔t）
b1
、￠
ノ
Fig．3
＼
λfqm＝》3Mafq Idμq （5）
とおけば，μqは次のような値になる．
Brushless self−excited type synchronous
motor two−axes excited method
1） 一180≦δ≦一1200 μq＝＝sin（δ十300）
小 山
2）． 、一1209≦δ≦r600
μq＝一1
3） 一 600≦δ≦；goo
μq＝sin（δ一300）
4） goo≦δ≦；1800
μq二sin（δ十300）
純・原
15
洋．司
L・一1・＋書（L・・＋L・・）・L・一1・＋暑（L・・一L・・）・
L6自L・一書齋，L6三玩一如
したがって，Q。≦ωt≦60。の期間における．eab（t）
2．3．2 固定子巻線に鎖交する磁束
固定子の．a相巻線の磁束鎖交潮λa（t）は，0。≦
碗≦60。の期間において次のように書ける．
の平均値δd．（インバータの直流入力電圧）は次式と
なる．
恥÷∫：o』・（・）d（ω・）
1∼σ（t）＝｛la十LaO十La2cos2θ｝Id
一｛与＋L・・…2（θ＋6・．）｝1・
一要（Ld−La）ω1・μ、・量・δ一薯（L・
＋、Mafd ifd（t）cosθ一Mafq ifq．（t）sinθ （6）
また，（2｝，（4），（6）式より
庵（・）一｛』＋蕃』・一￡．二一熱
一L6）ωIdμ，…δ
＋3》z（L6一％）ω1・・i・1δ．
＋》3（』・竜薯＋漂紗
＝KaωLd Id
α1＞
ただし
・・i・2（θ＋3・・）｝1・
六三（1＿唾 Ld）μ己・三・δ
＋￥lldえ・dM・1・θ＋塾・・m・i・θ（7｝
一薯（景 一面），，…δ
また，b相及び。相巻線の磁束鎖交数λb（t），
λc（t）はつぎのように書ける．
λ・（・）一＋暑玩・一二瀞一号￥聾
3》一i「
（LaL6Ld Ld）・i・2δ
十
（1鋤
π
＋》丁（Lゑ・一画響1・’＋躊・）・
＜2．4＞ 三相励磁方式2）
・si・・θ｝1・
第4図に三相励磁方式のブラシなし自励形同期電動
機の解析モデル図を示す．
＋撃1奮λ・dM・6・（θ＋・2・．）
1
＋￥穿λ・・m・i・（θ＋・2・う （8）
あ（・）一一》丁｛妬・÷壽＋躁｝・
●sin2（θ十600）Id
Mafd
えfdM cos（θ十240。）
十
Lfd
＋鷺qλ・・m・i・（θ＋24㏄） （9）
0。≦ωt≦60。の期間におけるab巻線間端子電圧
eab（t）は， d｛λa（t）一λb（t）｝／dtで求められ次のよ
うになる．
・・b（t）一2ω（％一L6）ld・in2（θ一30。）
千2ω（Ld−L6）ldμd・i・（θ一30．）
Fig．4 Brushless self−excited synchronous
motor in 3−phase excited method
ここで
ear（t）， ebr（t）， ecr（t）：回転子巻線の誘導起電力
一2ω（Lq−L旨）Idμ，…（θ一30．） ⑩
ただし
IMar ：眉定子巻線と回転子巻線の
相互イン．ダクタンス
16
ブラシなし自励形サイ・・リスタモータの特性
LrO
；回転子巻綜のインダクタン
1r
ab及びac巻線端子間に挿入されたダイオードは
全区間にわたって導通しており，ibr（t）， icr（t）が最：
ス
：回転子巻線の漏れインダク
少になる瞬間に⑱うオフとなる．すなわち，ibr（t），
タンス1
icr（t）の最少値は零となる．「この条件より，λab，λac
：回転子巻線の電流
が求まり，これを⑬，α賦に代入すれば，ibr（t），
：固定子巻線のインダクタン
icr（t）は次のように書ける．
’三ar（t）， ibr（t）， icr（t）
L紅s
ス
：三相定数で表わした固定子
上s，：Lr
’・・（・）一》‘3聖1・．｛μ・・一…（θ＋3・．）｝
⑳
及び回転子の・インダクタン
’・・（・）一》語序「1・｛μcr一・i・θ｝．
ス
（21）
ただし
2．4．1回転子巻線に保持される磁束
一1800≦δ≦一goo
0。≦ωt≦60。の期間には，回転子回路に関して次式
が成り立つ．
一 300≦δ≦1200
、e・・（・）一÷富M・・1・・br（θ一3・ら
＋÷画（・）
1200≦δ≦1800
⑬
・b・（・）一二》TM・・1・…（97・5・ら
一÷L・i・・（・）
圓
一1800≦＝δ≦ニー1200
μb。一一・inδ
μb・〒1
μb．一…（δ＋30。）
．μb。一一・inδ
、μcr一・inδ
−1200≦δ≦300
μcr＝sin（δ十600）
300≦δ≦（goo
μcr＝1
goo≦δ≦1800
μcr一・inδ
である．
魔（・）一筆÷晦1・…（θ＋96・）
「呈一L・i・・（・）
−90。≦δ≦一30。．
（15）
2．4．、2 固定子巻線に鎖交する磁束
0。≦ωt≦60。の期間たおいて，・’固定子のa相巻線
ただし
θ一6・・＋δ一ωちし・一1叶÷・L・・．
i巨士（t）＝＝ibr（t）→一icr（t）
いま，回路の抵抗分が無視しうるものとすると，ab
及びac巻線端子問に挿入きれているダイオードは全
周期にわたって導通していると考えられるため．
ear（t）一ebr（t）＝・0， ear（t）recr（t）＝0となり次式が
の磁束鎖芝蝦λa（t）は次式と，なる．
λ。（t）』｛1。＋L。。｝ld温｛L。。 c・・（一i20。）｝ld
十Mar iar（t）cosθ一Mar ibr（t）cos（θ一120。）
一Mar icr（t）cos（θ十120。）1 伽
・囲式に，iar（t）一ibr（t）＋icr（t）、と，⑳，（21｝式を代入す
れば
2 2
庵（t）十一甚警＋・警｛・玩…（θ＋・併）
成り立つ．
λab＝3Mar Id cosθ十Lr｛2ibr（t）十icr（t）｝ （16）
＋騨鋤｝〕1・ （23）
λac＝3Mar ld・sin（グ十30。）十Lr｛lb髪（t）十2icr（t）｝
となる．ただしLs＝la＋3Las／2
ここで，λab，1λacは積分定数であり？物理的には回
また，b相及び。相巻線の磁束鎖交数λb（t），
転子巻線に保持される鞘交磁車数を表わす・
λc（t）はそれぞれ
α6），、（17）ヰよ・り’
2 2
i・・（・）』話「（2h・＝諭
・λ・（・）一一
m藷＋3警｛μ謬（θ一3併）
＋卿｝〕1・ （2の
＋》T聖1・・’・（θ一60．） α紛
M2
茸曙（・）r．澁（2λac一ゑ・）
λ・（・）一3r謬1・｛…si・θ＋μcr si・｛θ一60．）｝備）
したがって，0。≦ωt≦60。の；期間におけるab巻線間
イr警．1・・’・θ ’⑲
端子電圧eab（t）は次式となる．
小 山
純・原
17
洋 司
T一勇ld−K。 L、1乙 圃
・・b（t）一2》一r（L・一L6）｛μb， sinθ
＋μcr si・（θ一60。）｝ωld （26）
ω
すなわち，どちらの方式も一定のインバータ直流電
流を流した場合得られるトルクTは，Kaに比例す
幽ただし，L6−L，一3嶋／2L・
る．したがって，Kaはできるだけ大きいことが必要
故に，0。＜ωt＜60。の；期間におけるインバータの直
である．
流入力電圧の平均値免は次式となる．
600
乾一⊥ 。。b（・）d（ω・）
∫
＜2．6＞ 回転子の種々のタイプに対するKa
π 0
第6図に種々の回転子に対するKaの数値計算結果
6》弄（L・一L§）ω1・｛㌔・i・（δ＋3㌍）
を示す．第6図より，リラクタンスモータにくらべて，
かなりめ高調波励磁効果が得られることがわかる．
e7＞
＋μ。，sin（δ一30。）｝
1．2
＝KaωLs Id
／ 、も
ここで
。！プ
塩一6
Xa
／簡＼〔d｝
q（ ：L／1＿＿s Ls）｛μ評（δ＋3㌍）
／，‘、
，’、 A
’
’
／／
’
＋μcr si・（δ一30．）｝ 姻
満て＼
〃義…・ ＼＼＼
’
0 鞠 ・8
弓〉＼＞4 ．躍艀90_y肥
＜2。5＞ トルク
第5図にブラシなし自励形サイリスタモータを示すご
・ ♂ ＼ ， へ
｝醒 、 覧、一’
T】 T2 写3
@ Cg cロ
｛b｝S・二1i・見t−P。エ・d一・xi・e・cit・セi。・一セyp・
くしd「＝G．2LdρLq＝o．6L己｝
｛c）Cyエi・d・icaユセw。一axe5・x・itaセi。n一セyp・
c。
c2
P3
｛d， Cylindrical q−a塞is excitationrヒyp邑
σ≧qaLd，Lq「＝0。】1β，
（01 3一phasa excitδtion−type 〔L5㌔50．4L5｝
｛Ld’＝Lq’＝Q．】Ld｝
5調
ﾃd e己
覧 ’
、 「
一L2 、 ’
、 ’
、幽P
〔a｝Reluctan￠e motor−typ巳ILq匿0．6Ld，
R巴。． Lp →工己 ユ・v．
冊
、、 ’㌧
Fig．6
Calculated values of Ka
口5 P5
@D
5．三流コンデンサ電圧
Q 口6
このブラシなし自励形同期電動機は，固定子電流の
瓶＿Oontro1 嚢暫Conヒτo↓
Voエヒ09鰐一Co“七τo瓦
⊂onヒro1−1塊5tr騙ct↓0跳
遅れ分で界磁の自励を得るために，強制転流形インバ
ータを用いる必要がある．そして種々な回転子に対す
る三流コンデンサ電圧は，それらに対して必要なサイ
Fig．5 Brushless self−exc量ted type synchronous
リスタ容量のめやすを与える．以下下流コンデンサ電
motor
圧を求める．
いま，第5図のサイリスタT6に点弧信号が与えら
転流期間が非常に短かく無視しうるとすると，定常
れ，サイリスタT5からT6への転流が行なわれる
状態において次式が成り立つ．
期間を考える．この期間における等価回路は，第7図
Ed一颪＋（2・a＋・F）ld ⑳
のようにかける．この二流期間において二つのモード
ただし，raは一相の固定子巻線の抵抗分， rFは平
が考えられる．
滑用リアクトルの抵抗分である．
（1）モード1（単流期間）
また，先に求めた二軸励磁方式における軸は
前サイクルの終りにおいて，コンデンサCに第7
蕗＝KaωLd Id （3①
図のような極性の電圧Uc（0）が充電されている．い
であり，ブラシなし自励形サイリスタモータのトルク
ま，サイリスタT6に点弧信号が加えられると，サイ
Tは次式となる．
T一三LK。L、1乙・ 幽（31）
リスタT5にはUc（0）の逆バイアスがかかり，サ
イリスタT5が消弧する．またダイオードD6には，
ω
Uc（0）と電動機固定子のbc巻線間端子電圧eb6（t）
また，三相励磁方式においてのトルクTは次式と
の和の電圧Uc（0）＋ebc（t）がかかり逆バイアスとな
なる．
る．したがって，インバータ直流入力電流Idは，サ
18
ブラシなし自励形サイリスタモータの特性
i
にかかる電圧が1頃バイアスとなり，固定子のb相及
’a
dorご
び。相巻線を電流が流れる重なり期間になる．
脚
㌔ω
1） 二軸励磁方式
モード2期間中においても，d軸及びq軸界磁巻
、 8
線に保持される鎖交磁束数は不変である．そして，ebc
ぼ
＼
カ
、
＼／／
（t）は，転回の継続時間が非常に短かく，この期間に
おける回転子位置の変化が無視しうるとすれば，次の
ように書ける．
ebc（t）＝ebc−2ω（La−L6）sin 2δ｛ib（t）十ld｝
．決・・，
／c
b
＼
D6
P・・
・・
D5
＋｛L6＋L6《L6−L6）…2δ｝一岳i・（・）
㈱
コンデンサ電圧Uc（t）は，モード2の初まりt＝0
において，Uc（0）＝ebcであるから次のように書ける．
Uc（O）
v〔÷i・（・）砒 （3窃、
十
恥α）一
一→
uc（ゼ）
モード2期間中において，ebc（t）一Uc（t）であるか
四06
ら（認），（39式を，初期値ib（0）一一Idで解くと次の結
Fig．7 Equivalent circuit of commutation−mode
イリスタT1→ダイオードD1→a相巻線→b
果が得られる．
i・（・）一一1・醒・｛…β…牙・i・β・｝忽①
9（・）一一∫：i・（・）d・一二1・麟㎞βト2ω（La−
相巻線→ダイオードD5→乱流コンデンサC→
サイリスタT6の回路を通って流れ，コンデンサ電圧
L6）・ld・in 2δ＋2ω（La一
L6）・1・・i・2δ評・｛…β・
Uc（t）は，初期値一Uc（0）から直線的に増加する．
。。（・）＿＿U。（0）＋．亙・ ㈱
C
モード1期間は，Uc（t）がebc（t）に等しくなるま
で続く．いま，モード1の継続時間をτ1とし，この
τ1が非常に短かく，この期間申のebc（t）の変化が無
一一
（41）
ただし
ω（La−L6）・in 2δ
α＝
視しうるとすれば，τ1は近似的に次式より求まる．
1生。、＿U。（。）≒。bc G4）
翌堰Eβ・｝
β＝
La＋L6一（La−L6）…2δ
]。｛L6羊L6一（1La−L6）＿2δ「㎡
C
ただし，ebcはωt＝60。すなわちθ一δの時の電
圧である．
二軸励磁方式においては，
・b・一2ωld｛（Ld−La）μd…δ＋（LザL6）μq sinδ
モード2期間は，固定子のb相電流が零になった
瞬間に終り，転流が完了する．したがって，転流完了
時のコンデンサ電圧をUcMとすると，
U。M一，b。＋q（τ・）
＋（L6−L6）・in 2（δ＋30。）｝ ㈲
三相励磁方式においては，
・b・一2》一…「（L・一L6）ωld｛一μb， si・（δ一60。）
＋μcr si・．（δ＋60．）｝ （調
となる．
なお，サイリスタT5の逆バイアス時間をτoとす
ればτoは次式となる．
・・三
?・（・） 爾
C
＝2ω1・｛（Ld−La）μdcosδ＋（LザL6）μq slnδ
＋（L6−L6）・i・2（δ＋3・ら｝＋野晒・i・β・2』
一2ωld（L6−L6）・i・2δ （42
となる．なお，τ2はモード2の継続時間を表わし，
次式より求まる．
・・一
?E・ヒ・（αβ） （43｝
（2）モード2（重なり期間）
2）三相励磁方式
Uc（t）がebc（t）に等しくなると，ダイオードD6
この方式においても，モード2期間中の回転子巻線
19
洋．司
純・原、
、小 山
に保持される臨交磁束数は不変である．ebc（t）は，転
LdC言1×10−6 ωo＝＝2兀x50
三期間中の回転子位置の変化を無視すれば，次式とな
5
Ld儒■s
． ！．！ニ
る．
・b。（・）一・b・＋（一L・＋・L≦）÷i・匿（・） （4の
4
また，モード2期間中はダ次式が成り立つ．
t
U・（・）一・焼一÷∫。三・（・）d・
（4励
竈3
憲
言、
／
（441，㈲式を初期条件ib（t）＝一Idで解くと，
ib （t） 篇一 Id cos β t
（46）
］
轣Fi・（・）d・箒曲β・
（47）
・（・）一一
O
となる．
0 20 40 ’ 60
80 〔Hz1
．ただし
Quゼput freque捻cy of i慨ver七er
β一ゾ。（ 1−L，＋3L三）
（a）Reluctance mo七〇r−type（Lq詔0．6Ld，δ呂45。）
（b｝ Sailient−pole d−axis excita七iQn顧type （Ld「冨Q．2Ldr
すなわち，安定な転流が可能であるためには，一Ls
工q目0．6Ld 88＝60『，｝
（c） Cylindrica工 two−axes excitatioローtype （乙d「3L∼ゴ置O●ユLdρ
8＝30。）
＋3L’s＞0であることが搭要で弟る・
｛d）C￥1i嘘ical q一・xi・ex・it・もi。真一七yp・（Lq＝Ld，Lq’訟b．鞍，．
転流完了時のコンデンサ電圧UcMは
（≒）3−phase excitati。n−type（Ls呪＝0．4Ls，8＝60・）
U。M−2》一≧「（L・一L‘）ω．ld｛一μ、， si・（δ一60．）
δ壽30。）
Fig．8 Normalised voltages of commutation−
condenser
＋μcr si・（δ＋6・・）｝＋誰・i・β・2 ㈹
となり，τ2は次式となる．
＼
τ＝丑 （49
LdC蹴】×］0−6
∼
2 2β
醸
以上，転回期間が非常に短かく期間中の回転子位置
心…
ユ0
の変化が無視しうるとして転流コンデンサ電圧を求め
、
た。第8図に種々な形め回転子による転流コンデンサ
竃
へ
電圧の数値計算結果を示す．また・サイリスタの電犀
容量はPcMに比例し，電流容量はIdに比例する・
したがって，k一（UcM Id／ωT）は電動機容量に対
し必要なサイリスタ容量のめやすを与える．第9図に
kの数値計算結果を示す．第9図より，リラクタンス
む
書
考
書’5
“
Ld『工S’
＼
＼ミ、
＼ ＼
、《
図
モータ等にくらべて，円筒q軸励磁方式，三相励磁
慌ドここ
方式の場合，サイリスタ容量が約1／2程度になる．
4．実験結果の検討
強制転流電流形インバータとブラシなし自励形同期
。
0
20 40 ．60 80 【Hzエ
電動機を組合せ，サイリスタモータとして運転した場
Ou七pu七f竣equency of in▽er七er
合の実験結果を示す．なお，実験回路は第5図に示す
通りである．本実験機は，1．1kw，200v，4．5A，60
（a） Relucta臆ce motor−type （L（三竃O．6Ld，6、冨450｝
（b） Sailie疫t−po工e d−axis e×citatio漉一七ype （Ld’嵩O．2二d，
HZ，1700rpm，4極め巻線形三相誘導電動機を用いた．
Lq濡0．6Ld，8コ600｝
次に本電動機の諸定数を示す．
δ躍3Q。》
la＝0．012H， LaO＝Las＝0．059H，． La2＝』O
ず＝30。｝
（e， 3−phase excitation−type （Ls’漏O。4Ls，6㌧＝600》
Ld−L，一L・一〇．101H・L6−L6−0・007H
（c｝Cylindricaユtw。一a窯es excita七i。n一七ype（L♂冒しq7鴇0、！Ld，
ld）Cyli・d・ical q−a・i・・翼・it・ti。・一セyp・（Lq・Ld，Lq9・04璃
Fig．9 Calculated values of k
20
ブラシなし自励形サイリスタモータの特性
方式とは，その特性曲線はほとんど一致している．
＜4．1＞ Ka一δ特性
回路定数をCo＝20μF， LF；313mHとし，回転
Ioo
数NをパラメータとしたときのKa一δ特性曲線を
一〇一Cyli自改rical d−axis exciヒaヒi。ロ
第10図に示す．第10図（a）は，本稿で定義した円筒
婁
＼．
一X− 3噂oha5巳 excLt：員t三〇ロ
Ka’
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一；8・・一］50・一120・‘一9。・一600−30。 。 30。 6G’ 9G． ！20。 j5。9180’
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O J 2 3 4 5 6
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ロロユ 胆。とque①｛N一厳｝
Fig．11 Lord characteristics（Experi魚ental
ll：
L2
ll…1
o。8
騨｝1器
0．4
results）
5．あとがき
以上，各種構造の回転子をもつブラシなし自励形同
．1、。．1，。・．1、。・一9、・燗・．、。・G，。・、、。9。．、、四1一志
8
‘b，
Fig．10 Ka一δcharacteristics（Experimental results）
；期電動機と強制転流電流形インバータを組合せ，サイ
リスタモータとして運転した場合の特性について理論
的，実験的に検討した．
その結果，円筒形q軸励磁方式あるいは三回励磁
形q軸励磁方式を90。反回転方向にずらした，いわ
方式を用いれば，リラクタンスモータより大きなトル
ゆる円筒形d軸励磁方式であり，同図（b），は，三相
クが得られ，かつ転流コンデンサ電圧も低くなるので，
励磁方式である。第10図（a），（b）とも，0。＜δ〈180。
インバータ容量を低減できることが明らかになった．
の範囲で正方向に回転し，oc＞δ〉一180。の範囲で逆
しかしながら，これらの励磁方式によって得られる
方向に回転した．第10図（a）の曲線を90。左へ移行さ
力率は約50％程度であり，かつ自己始動が困難なため，
せれば，第6図の（d）と形状がほぼ一致し，第10図
実用化に際しては何んらかの他の励磁方式たとえば永
（b）も第6図の（e）と形状がほぼ一致することがわ
久磁石方式との併用が必要と思われる．この場合，過
かる．
負荷時の永久磁石の減磁をダイオードの作用により押
しかし，回転数が多くなると，すなわちインバー・タ
えることができるという利点があり，それらの特性に
出力周波数が高くなるとKaの値が低下し，かつ正回
転の場合，δが正の方向にずれる．これは，インバ
ータの出力周波数が高くなると転流期間が無視しえな
ついては，別の機会に報告したい．
なお，常々御指導を頂いている九州大学工学部野中
作太郎教授に感謝の意を表する．
くなり，二流が完了する前に回転子位置が移動するた
めと思われる．
参 考 文 献
1）小山，野申：昭和49電気学会全国大会517
．一
モS．’2＞ 負荷特性
第11図に，ブラシなし自励形サイリスタモータの負
荷特性曲線を示す．円筒形d軸励磁方式と三相励磁
2）B．J． Chalmers， A． L． Mohamadein， A・C・
Williamson：PIEE， Vol．121， No．12， Dec．1974，
p1505∼1512