1 8 0形サイリスタインバータ駆動による突極形 0 Iア * 三相同期電動機の特性解析 C 猪上憲治*榊茂忠* (昭和5 3年 1 0月 4日受理) C h a r a c t e r i s t i cA n a l y s i so fThreeP h a s eS a l i e n t P o l eS y n c h r o n o u sMotor D r i v e nby1 8 0 Type T h y r i s t o rI n v e r t e rO I J 0 KenjiINOUE and Shigetada SAKAKI 9 7 8 ) I R e c e i v e dO c t .4，1 When t h巴 synchronous motor i s driven by t h et h y r i s t o ri n v e r t e r，higher harmonic c u r r e n t s，caused by t h e harmonic c o n t e n t so ft h巴 i n v e r t e routputv o l t a g e，a r einducedi n . The c h a r a c t e r i s t i c so ft h e t h ef i e l d winding and t h e damper winding o ft h e motor motor a r ea d v e r s e l y a百ectedby t h e s e harmonic c u r r e n t s，a s has been q u a l i t a t i v e l yr e c ognized i n may p a p e r s . I nt h i spapercomparisonsa r ed i s c u s s e do ft h eexperimentalandt h e o r e t i c a l l yc a l c u l a t e d using a s i m p l i f i e d graphicalapproach v a l u e so fharmonicc o n t e n t sdeterminedbya n a l y s i s， h earmaturea c t i v epowerandt h epowerf a c t o r t oFouriera n a l y s i so ft h earmaturec u r r e n t，t o fa synchronous motor driven by a 180Jt y p巴 t h y r i s t o ri n v e r t e r， and t h ei n f i u e n c eo f harmonic c o n t e n t s on t h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h e motor i sq u a n t i t a t i v e l ya n a l y z e d . 1. 緒 - 電流を定量的に分析することによって高調波成分の電 E 動機特性への影響を明確化しインバータで、駆動され 1 8 00形サイリスタインパータで突極形三相同期電動機を駆動した場合，インパータ出力電圧が含む高調波る同期電動機の設計，製作において，その回路定数の選定に一つの指針を与えようとするものである c 成分は，電動機の界磁巻線および制動巻線に高調波電流を誘導して電動機特性に悪影響を及ぼすC そして. また，筆者らは，諸特性を比較検討するために同期電動機に次の四つの条件をもうけた c 筆者らは，この影響が力率 1付近の軽負荷時に著しく ( 1 ) 界磁回路は，直流定電流電源、に接続されている。あらわれることをすでに確認口してし、る。 ( 2 ) 界磁回路は，直流定電圧電源に接続されて L、る。本研究は，界磁巻線および制動巻線を流れる高調波 ( 3 ) 電動機は，制動巻線を持たない。 *電気工学教室林昭和5 3年 9月 1 9日広島工業大学研究発表会にて発表 -133- ( 1 ) 電動機は， i t U動巻線を持つ。 l t r c i t d ' ( t ):界磁電流 ( I td 1 1直流分， i t / ( t )1 土交流分 1 )，( 2 )，( 3 )の条件下で電機子電流，電機本稿では、 ( である)， Xd・直軸リアクタンス〔単相定数)， Xq: 横軸リアクタンス(単相定数)， Xatd 電機子巻線お子有効電力および力率の理論計算値と実験値とを比較検討して‘高調波成分の電動機特性への影響を解明よび界磁巻線開の相互リアクタンスの最大値， Xfd し，その影響の軽減をはかるための回路定数の選定に界磁巻線の自己リアクタンスである。定性的な指針を与えたものである c 2 なお， d， l 工 t=Oにおいて a相電機子巻線軸と回転子巻線、軸とのなす電気角度を表わし，ここでは負荷角電圧方程式および電流解占と， δニ π-d，の関係にある。制動巻線を持たない突極形三相同期電動機を 1 8 0。形 ( 2 ) 電流解サイリスタインバータで駆動したときの理論的特性解 0 1 8 0形サイリスタインハータの出力線間電圧は.第 'については，すでに，その詳細を述べ析の近似解法3 1図のようであるている1)ので，ここでは電圧方程式および電流解のみと仮定する。 C なお，インパータは理想的なもの。示す。 60 1 2 0 1 8 0 240 300 360 ( 1 ) 電圧方程式 → 電機子巻線および界磁巻線の抵抗，磁路の飽和現象，台戸 ωt i t U動巻線を空間高調波の影響を無視した仮定の下で，持たない突極形三相同期電動機の回路の線開電圧方程 eαb 式は，界磁回路が直流定電流電源に接続されている場合は ( 1 ) 式で，また，直流定電F F .電源に接続されている・ 1111d zz ﹁111111L ) 111Ill﹂寸 ( ) ︺︺︺︺︺ t t︹ t︹ t( t︹ t (a( bcabc tttt) ecα 11li-﹂﹁! l I l li il -l! ￨ l ﹂第 f ︺ t ︹ l 主‘それぞれ次式で表わされる。 i ) O~tζπ/3ω 去三星川 u)π/3ω三二 t三二2 r r / 3 ω の期間 d= eab=E，ebc=O，eca=-E 函) 2 π / 3 ω三二 t三主 / ω の期間 a b=0，e b c= E，ec aニ ( l H 上式を ( 1 ) .( 2 )式に代入してそれぞれの電流解を求めるつ ( ， ) ノ μ 71111J ・ ηJ 、ノ、ノ ¥ j t tt fA¥/1¥fk 。 e z -b- 4 岨I ﹁!llli--L I ﹁ l l 1 1 1 J 、、，，，，， r ペ nk d A υ ，，，， aE1 3 、 0、 r t z ' ' ' 、、、、白 1 つんつ AU ハaL s o /11¥ ﹁ 1 1 1 1 l j﹂ s o σ A c ただし，の期間 eab=E，ebcニ - E，eca=O . . . ( 2 ) り 1図インバータ出力線開電圧波形第 1図よりインバータ出力線開電圧 eab，eo c，ec a ﹂ Z 111Ill-J 4三 3 正、、戸 r ーノ J C Qノ、、{ ミJ f t -1s 0s 0 CC ︺︺ O一、ノ、ノ¥ノ、ノ寸 o f k、 f ¥ O f k f 寸ill--﹂寸ベ C4 ，，，，，， )︺ Ot L i ft fj¥/{¥/¥ft¥¥ ZLuvo'O?D -11111Illi--J-μ 一 Yノ、ノ一 :'一:'一司つd q d ヘ//'// 一)) fkfkAυ J2-ccp ω 一一到111 ¥ h y J r J h J 、九円円九﹁ ¥h戸 r 勺一一 ad--GdJ 、“山口比﹁ t t z/ π tt /人 ¥・ 4 っ“ ん， ι l、一﹂げ一寸1 1 1 1 一白一一一一 800-024 srπ ﹁ 1 1 1 1 1 1 ! L / L / L ﹁111111iLC SSS 一一一一一 oorb-J J- f z o ・ CCC1doyoo 、一勾一 / f t f¥ Ill111JHill--SSS 一ωF11一ωooo 't 一 =υ=lJ 11lili--﹂ーノ¥ノ、ノノ 1ノ ¥ J L f tJ ﹁1 1 t t 、t J ff¥f¥ ﹁¥一，一、 /{¥fl 〆 bca/bead abc 予 abc-t ρupUPU-Pνμνpν 一﹁ 11111lJILl ﹁﹁ jfill--L11 一。3 2 7 2 )，( 2 ) '式で表わされる。場合は ( と.例えば， O~tζπ/3ω の期間においてほ (3) および ( 4 ) 式となる O ， 0=ωI+d 2 f("" "，)~( r r l =Q O/~O/ b ( t)+c(t) ωt-; ' f-b(t)E ωi dXq j " V J I-VV)J~lvv ， 3 ) a(t)=(Xd+Xq)/2+(Xd-Xq)COS2& ‘川〔 ω-Xq) c o s2(0-2π/3) b(t)=(Xd+Xq)/2十 f E ， I L ! - 3 XqXat 山 l c o s0 J ( l ) = ( え d+Xq)/2+(Xd-Xq) c o s2(0-4rr)3) c 2 (/" "，) lb=両元[一 ¥ c(t)+a (!)jE ω f H〔f〕 EE 以上の式において， e a b ( t )，e b c( t ) ， e c a ( t ) :電機子巻 3 山川線の線間電圧，i a ( t )，i b ( t )， ic ( t ) :電機子電流，itd( t ) = d c o s ( o iπ ) J 仏 4τ lc 2 i( /，，- 7/"i Jr-r /，.......(、 =両孔 J(a(t)+b(t));E+a(t)Eiωt 合J 山ベ。-~ 以内f い，電機子巻線の直軸リアクタンスに対する横車両リアグタンスの比を決定する O なお，これらの試験は，電 ' ( 3 ) 7 r)] ..... 2 1 (，，，"，， _，，.-"， 1 D ( " 7r I I . ; b υ )+c'(t)'Ei ω t-3 ~ f ' ( t ) Eωt qLlVVJ""J!~I~' )-b f λ ωe l X 3xQ fxa fd1 fd+ 山叫 Xfd lb F ら山 a [kW]，電圧200[VJ，電機子電流7.5[A;，極数 4司周波数 60:Hz]である。 B IJ ! ? E 〔〕EMfl いfd1fd+主Xffdd叫 fd'!m{ O 4 4 π ) 1 ¥ 3Xq D ーーっム十 dF t IJ …仏) ただし， ( 4 )式において ∞ ' ( t ) +川 LM帆(線関電圧 z c = d 訂作ー以上のような各種の試験より求めた測定値によって回路定数値を決定した。その結果を第 1表に示す。なお.使用した突極形三相同期電動機の定格は，出力 2 . 2 [ ( C ピ川 μ 一 -3x q. f xa ltd+笠互勾 ωψfんos( い 0 与寸 π) l Xfd ¥ =百三五動機が制動巻線を持たない状態で行ってし、る C 1 5 0 一り札 100h ノ lJ ¥hJ ノ dQU ﹃電流 )j f¥t 2 p t F ' ' ， t ' J I ' ' りム /I ifJ 、 c r 一 f nLs ππ 4一一、つ F4 印内﹂司、、s o ss ρL つ m臼 q 凡 qqq XXX2 :r ︺︺ dddd f 一一一十 1 f¥fLf¥ll xxxpf + ++ん 222a XZIf-- JdLUCt 一ぇ+++ね一 f一子 h dLJV///JX {141 ; :d ︺︺ d 一 qqqd 一 f人一， d p d F d 一一 xxxr f k f t、 fk ニ z 一一一一一一 fd =︺)︺ Fdt ttyl f / に〆、 f ¥ H I [ A ) 1 0 . 0遍絡 J O り 50 5 . 0 である。 3ω三五t 三五2 π / 3 ω および 2π/3ωζ 1 < ; ; '7r/ω のなお， Jr/ 期間における電流解は， 1 A)ー → f d[ 第 2図無負荷飽和曲線，三相短絡曲線，零力率全負荷飽和曲線 i)π/3ωζt 三二2 π / 3 ω の期間 t-7r/ 3ω一 → 1，第 1表電動機回路定数の測定記録および定数値 ia(t)->-ib( t ， ) i b ( t )一→ ， ) 電動機の測定値 i ， ( t 電機子巻線 1相の抵抗 ( 7 5 C) i ，(t)一→ -iaCt， ) 0 界磁巻線、の抵抗 ( 7 50C) 話) 2 π / 3 ω三 t 三二π/ 山の期間 t-2] て/ 3 ω 一→ t z 定格相電圧 ia(t)-->i， ( tz ) 定格相電圧のときの短絡電流 b (1 )ー → i a (t z) i 定格相電圧のときの界磁電流すべり試験電圧 (d軸) 1ρ)ー → i b( tz) なる変換を施せば， ( 3 )， ( 4 ) 式より簡単に求まるので，そすべり試験電 i 荒川軸) すべり試験電圧 (q軌) の詳細を省略するすべり試験電流 (q軸) 3 . O 電 ( ポ機ー子シ漏ェれーリのア三ク角タ形ンのスE 降H 下 ) 同期電動機の回路定数の決定電動機の回路定数の決定ば，通常の決定法2lによって行った。まず，無負荷試験，三相短絡試験，零力率全負荷飽和試験によって，第 2図の A， B， C， Dのような無負荷飽和曲線，エアーギャプ線，三相短絡曲線，遅れ零力率全負荷飽和曲線を求める。また，すべり試験を行 0.650 : γf[Q] 52.12 :Ea!V]! 115.47 :I s[A] 12.16 :Ifd[A] 0.91 :Vd[V] 6.347 :Id[A] 0.836 . :~qr[~) i q[A] :I 1 .020 :Vt[V]. 14. 43 5.618 電動機の定数値電機子巻線の直軸リアクタンス:Xd[Q] 電機子巻線の横軸リアクタンス:xq[Q] 6.23 4.52 電機子巻線と界磁巻線との相互:Xafd[Q] 1 7 9 . 8 リアクタンスの最大値 i 界磁巻線の自己リアクタンス : 川 [Q] j 日 83 -135ー 4 . 1 1 1 ; K 電機子巻線供給電圧，電機子電流および電機子有効電力の各調波成分の分析法 ι o卜また，電庄，電流の分析値より電機子有効電力の各調 5 . 0ト C 支 x 白書 ~50[%J 負荷トム荷て 3 . 0 1 .0ト a 相電機子巻線に分流器を接続し， [D-Clアンプを O 安ペロ¥理論値 o…実験値 H亡押入し，それに誘導し x x OY ¥ Q . 4 仏5MoJ708J9101khl:3L41:5 また，同時に， a相電機子巻線と同様な巻線法によって製作し X ~ 2 .。ト各調波の実験分析は，次のようにして行われる O 安 ^XXXX. ￨雪 xo 戸 o ごo _ .46x10-¥sec] とする O ングタイムは 0 たサーチコイノレを a相巻線 X E l_ 供、、 4 . 0トなお，波形分析におけるサンプリ介して相電流をデータレコーダに記録する x:@nJ v : T W @ @ @ @ o : 減れぞれフーリェ解析(図式解法〕によって分析する。 x ~ø s . o L l 貴 7 斗曹聖第 1図のようなインパータ出力線開電圧波形および回路定数値を電流解に代入して算出した電流波形をそ波成分を算出するら /川〕負荷 • は〕…「各調波の理論分析は，次のようにして行われる。 I f d [ A Jー → 第 4図正弦波電圧電源駆動による電動機の V特性た起電力を栢電圧として記録する。そして，サンプリ験値は，鉄損電流，磁路の飽和現象および空間高調波ングタイムが 0.5x10-4くs e c "の [a-d= 変換器によによる高調波電流を含むので計算値に比べて多少大きってディジタノレ値に変換し，フーリヱ解析(図式解法〉な値となっているが，この程度の差異であれば，決定した回路定数の値は正確であると言える。なお，実験によって各調波成分を算出する。 I td=0.7[AJ，50[%J負荷の I td = 1 . 15[AJ，100[%J負荷の I td =1 .5[A]でそれぞれ乱において無負荷のなお，実験装置の概略を第 3図に示す。調に入っており，電動機が制動巻線を持たないために制動トノレクが小さく乱調現象が激しくなったことを意味してし、る c 第 5図および第 6図は，インパータ電源で駆動したサイスタイ b Iンノ、タ夏 cI (パッチリー〉第 3図実験装置の概略 5 . 計算結果および実験結果の比較検討正弦波電圧電源によって電動機を駆動した場合の無負荷， 50[%J負荷， 100C%J負荷における電機子電流の V 特性を第 4図に示す。この計算値と実験値との比較は，第 3章で求めた電動機の回路定数値の正確さ第を判定するために行ったものである。図において，実 -136- 5図とき，電動機の界磁回路が直流定電庄電源、に接続，あは，少なくとも理論解析において仮定した条件下ではるいは直流定電流電源、に接続されていると仮定した場界磁電流の変化に対して一定で.負荷角に対して反比合の電機子電流んの各調波成分，および y 特性の例的である。したがって.高調波成分による電機子電計算結果である。第 5図のパラメータは界磁電流で，流への影響は.その基本波成分が小さい力率 1付近のその値は I td 0.5CA]C遅れ力率)， I td 0.9CAJC力 I td二1.3CAJC 進み力率〉であり，第 6図のニ二粍負荷時に著しくあらわれる。なお，界磁回路が定電率 l付近)，圧噌定電流電源のどちらに接続されていても，電機子それは負荷で，無負荷， 50[%J負荷， 100C%J負荷で電流の基本波成分には変化なく，その値は等しし、。ある。なお，第 5図において， 7調波以上の高調波成分は非常に小さいので無視している。インパータで同期電動機を駆動した場合，界磁巻線および制動巻線の回路は，それらを流れる高調波誘導電流に対してリアクタンス回路 γ (くのと見倣せうるので，一般的に「インパータ出力電庄の高調波成分は同期電動機の電機子有効電力にほとんど影響を及ぼさ . 0 -2E-s。 9 . 0 すように電機子有効電力の各調波成分を定量的に分析することによって，そのことを一層明確にした。第 3表はにおける無負荷， 50C%J負荷， 100C%J負荷時の電機 0 色円﹁ 1 ....界磁定電圧。...界磁定電.Vf[ 実験値とを比較したものである O また，第 7図 f i， Ifd=0.9[A:一定とした負荷特性における力率およ 1 .0 第 6図二子電流および電機子有効電力の各調波成分の計算値と 2 . 0 。~f I td 0.7:AJ(遅れ力率)， I td=0.9CA; I tdニ1.1CAJC進み力率〕のそれぞれ (力率 1付近)， -0 4 . 0 .。.。/荷 5 . 0 .。塩川 nunu dnδ 弓﹁ l • 6 . 0 --o 8 . 0 なし、」とされている。筆者らは，第 2表，第 3表に示。 8 3。 . 0 。 . ・。 . 。 . 。。 .. 。・ . 。 . 。 . 。 .。.。.。。 . 0 . 。 . 。。・ .0 . 。 :.。・ . 。 .1.20 ・ J ・ i︺・。. . .。% . 。 . 。ぽ.。 . . 。・。 . 。 . 。 . 。一。 . 。 . 。 . 。 F EEi/100〔%〕負荷。。び電機子電流の計算値と実験{直とを比較したものであ 0 .4仏 50 . 60 . 70 . 80 . 91 .0 1 . 11 .2 1 .3 1 .4 1 .5 μ(A)ー → る。第 3表におい -l. 界磁巻線を流れる高調波電流によインバータ電源駆動による電動機の V特性〔理論値〕っても電機子有効電力が生じ基本波成分と同様に負荷角によって変化するがちその値は非常に小さく無視で両図において，インバータ出力電圧が含む高調波成きうることが解る。従って，インパータ駆動時の電動分は，界磁巻線の回路定数のいかんによってはかなり機の電機子有効電力は，正弦波電圧電波;駆動時のそれ大きな値の高調波電流を誘導し.電機子電流の実効値に比べて，同じ実効値の正弦波電圧に対するインパーを増大させることがわかる。そして，力率の低下，あタ出力電圧の基本波成分の割合 9 4 . 5 Cタ引にほぼ一致するいは界磁巻線および電機子巻線の銅損を増加させてることが明らかである。第 3表において，インバータ駆動時に界磁回路が直効率低下の一因をなす。また.界磁巻線の高調波電流第 2表負荷角に対する電機子有効電力(出力十機械損〕の計算値くてご一一一一一一¥負荷角。 ¥ ¥ ¥ 電機子有九 ¥ 〔度7 ¥¥¥ 初1 電力¥ o 5 1 0 1 5 20 2 5 3 0 I td=0.9(AJ 3 5 40 4 5 I 5 0 電源の条件¥で下一一三" 一三時差むよインノミータ (界磁定電圧) 一 1 8 6 9 2 2 8 9 2678 ~032 削 3620 PaCWJ 0 484 961! 山 PaCWJ 0 4 8 0 9 5 6 1 4 1 8 1856! 2279 i2 6 6 8 3 0 2 2 I3 3 3 5 I3 6 0 9 I3 8 3 7 Pa岬 J 0 4 8 3 i 960 山 4 胤 3 i2287 2677! 3 0 3 1 M 1ユ Pa7[W; 0 ! 制5 ! I 3 側 3 6 1 9 3847 ペ1 1 1 1 8 1 1 竺三到 2 3 6 -11 -16 ~ -21 -25: -28 -30 -32 ， -32 I -32 -137ー第 3表電機子電流，電機子有効電力の計算値および実験値 ¥¥¥ ¥ ¥ ¥ 0 . 7 Pa[W]ム[ A ] ¥ A 機 1a1 子電一一一一一 B C 2 . 3 6 . 3 . 1 8 Ia i 電ー←了一一無一一 0 . 9 荷 l 一 0 . 7 2 2 . 2 6 3 . 2 3 3 . 3 8 一 0 . 4 5 0 . 4 5 3 . 1 8 3 . 1 8 0 . 5 2 1 . 6 8 0 . 5 2 1 . 6 8 0 . 2 0 1 . 3 6 0 . 2 o 1 . 3 6 l 2 . 2 9 2 . 2 9 竺 4 . 7 6 3 . 3 2 3 . 3 4 3 . 8 7 4 . 3 6 4 . 3 7 0.53. 1 .6 5 2 . 3 7 0 . 5 2 1 .6 6 2 . 5 3 0 . 5 2 1 .6 6 I a7 0.231.32 1 . 8 9 0 . 2 1 1 .3 3 2 . 0 2 0 . 2 1 1 .3 4 Pa 1 0 9 9 1 1 0 0 凶 1 1 0 0 ロ5 3 1 1 0 0 1 1 0 0 Pal 1 0 9 9 山内竺 1 1 0 0 1 1 0 3 0 78 l 電 Ia5 ー負雷 Z Pa 5 0 1 0 . 6 o 側 0 . 5 1 0 9 9 三 103 0 8 . 9 0 . 4 目一一一一一一;一一一一 Pa7 電機子電流 100[%J 4 4 . 3 6I 4 . 3 7 流ト効電力 l 竺土ど竺三竺竺旦竺， Ia 50[%J i 子荷一 4 Ia 謂￨庖機 1 . 1 A---B=-----C---A-------B寸 ---c 一一一一一一一一一 Ia5 0 . 5 2 1 .6 8 ー流 : ← ー Ia7 0 . 2 0i 1 .3 6 ー負負昨荷子 o -14.9; -20.3 1 Ia 8 . 1 2 8 . 3 8 Ia1 8 . 1 0 Ia5 Ia7 事三 _ ， a j 0-12.6 ー 1 8 . 2 0 -10.8 8 . 9 6 6 . 8 1 7 . 1 2 8 . 0 6 6 . 8 9 7 . 2 0 8 . 0 8 8 . 1 4 8 . 4 8 6 . 7 8 6 . 8 1 7 . 4 9 6 . 8 7 6 . 8 9 7 . 4 0 0 . 5 4 1 .5 4 2 . 2 5 0 . 5 3 1 .5 8 2 . 3 7 0 . 5 3 1 .6 1 2. 48 0.25 . 1 8 1 . 7 3 0 . 2 4 1 .2 4 1 . 7 9 0 . 2 3 1 .2 7 1 .9 1 ，竺三竺 J竺竺竺竺竺。竺 2 2 2 2 0 0 2 2 2 0 0 2 2 0 9 2 4 4 5 2 2 0 0 2 2 0 8 2 4 5 9 2 2 0 0 2 2 0 7 2 4 6 2 0 1 9 . 7 21 .7 0 1 7 . 0 2 2 . 4 0 1 4 . 8 1 9 . 3 l Pa1 一一一一有効電力ただし， A : 1 Jd [ 界磁電流一一 P a 5 一一一一一一一一一一 l 027.6 ~ -47.4 pa7 0 -23.8 -50.6 0 -20.8 -52.6 Aはインバータ(界磁定電流)駆動時の計算値。流定電圧電源に接続されている場合の計算値と実験値口 y h u 。流庄同電電) 企 -g ムロ正辛疋描凪一一 QM . iK 一ム輔引引引凶斗山一川波止ルル A 荷一 Ed'dO-64fk 性引市中市一﹁ M D H一古レ Il ﹂ n U “ ，負訂青山﹂札。 - 叫叫町叫叫劃剣磁磁験ム一川一界界実一日一 21 X0 ・a &・2 ・a a・2 t 011 7図 X0 ・企企-官十か 11-q a 企・ n ・官﹂ &-s 第 X0 aa ・ a ・・企・a a - s t X0 X0 X0 X0 決 x //'rLl lj ハU A U A U ふ/-diM Jdli!/ ，。.-一 l x ハu n U A U 日初ぬ初日寸一一----一--﹄ ll 1 J州山﹁川山l A u n u 、 fk +1LAiu&1a1411L 。 M 別刷判 ωmω Bはインバータ(界磁定電圧)駆動時の計算値。 Cはインバータ(界磁定電圧)駆動時の実験値で，電機子有効電力は機械損および鉄損を含む。との間には，各調波成分とも差異がみられ力率 1付近の軽負荷時に特に大きい。これは，実験値が鉄損電流，空間高調波に起因して生じた高調波電流，鉄損などを含むためで、ある Q また，第 7図においても見られるが，界磁回路が定電流電源に接続されているとした場合の計算値と，界磁回路が定電圧電源に接続されている場合の実験値とでは，実験値が界磁巻線の高調波電流を含むためにその差異は非常に大きくなっている O インバータ駆動による同期電動機の特性解析は，解析を容易にするために「電動機において磁路の飽和お -138ー 2 . 定性的には，高調波成分の影響の軽減法として，よび空間高調波の影響を無視し，制動巻線を持たなく界磁回路は直流定電流電源に接続されている」との仮例えば制動巻線をしんちゅう材料で製作して深みる O しかしながら，少定の下で，一般的に行われて L、ぞかご形にする方法，あるいは界磁巻線の巻回数なくとも筆者らが使用した市販の電動機における電機を少なくする方法などが考えられる O 子電流および力率の計算値と実験値とを比較する限 3 . 特性解析において，正弦波電源駆動による場合り，インパータ出力電圧の高調波成分に起因した制動と同一な仮定条件を電動機に下して解析すると，巻線および界磁巻線の高調波誘導電流の力率，効率へ少なくとも電機子電流，力率の理論値は実験値との悪影響ば，実用上無視できない。従って，設計におの間に大きな差異を生じ実際的でなくなる。従ついてこのことを十分考慮する必要がある。て.インパータ駆動による場合.界磁巻線およびそして，今後この影響については詳細な検討を要す制動巻線の回路を考志した電圧方程式を導き.理るが，定性的観点から考えられうる一つの軽減法とし論展開をすべきである。て，電動機の制動巻線の材料，構造および界磁巻線の今後の研究課題は.制動巻線を流れる高調波電流を巻回数などの改良，例えば， f 日 l 動巻線をしんちゅう棒定量的に分析することによって‘インバータ出力電圧またはアノレミ棒で製作，また，構造を深みぞ形にする，の高調波成分が電動機に及ぼす影響を一層明確にしあるいは界磁巻線の巻回数をすくなくすることなどが電動機の界磁巻線および制動巻線の改良を試みること考えられる。にある O E 最後に.御協力頂いた電子工学科黒杭宏助教授，結昌電気工学科卒研生の石田賢児.魚森 0 180 形サイリスタインバータ臥動による突極形三相浩，船木文雄，村上真一.山本義則の五君に謝意を表します。同期電動機の特性解析において，一般に，解析を容易参芳文献にするために設けられた仮定の条件下での理論計算値と，実際に使用される条件に近い(ここでは制動巻線を持っていなしう条件下でなされた実験値とを電機子電流，電機子有効電力および力率において比較検討 L 1)猪上榊:広工大研究紀要. Vo. l12，No. 16，p . 1 3 3 1 4 0 . l83-4，No. 895，p . 2) 矢野:電気学会論文誌. Vo. 5 2 5 5 2 9 . た結果，次の事が明らかとなった。 1 . 電機子電流の各調波成分を定量的に分析した結果，界磁巻線を流れる高調波電流の値はかなり大きく，告Ij動巻線の高調波電流と併せて考えると，力率 1付近の軽負荷 H 5における力率，効率への悪影響は実用上無視できな L、。従って，インハータで、駆動される同期電動機の設計における界磁巻線および制動巻線の回路定数の選定は，定常特性を 3)野中・小山:九大工学集報‘ Vo. l 41，No. 3，p . 432-437 . l85-4，No . 919， 4) 佐藤・関:電気学会論文誌噌 Vo p .1 3 5 1 4 3 . 5)常広:電気学会論文誌. Vo. l91，No.2，p .1 8 1 1 9 0 . l9 2 B，No.6， 6) 野中・小山:電気学会論文誌司 Vo. p .3 5 0 3 5 9 . も考費してなされるべきである。 -139ー