JPS6223274Y2 - - Google Patents
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- JPS6223274Y2 JPS6223274Y2 JP1983077076U JP7707683U JPS6223274Y2 JP S6223274 Y2 JPS6223274 Y2 JP S6223274Y2 JP 1983077076 U JP1983077076 U JP 1983077076U JP 7707683 U JP7707683 U JP 7707683U JP S6223274 Y2 JPS6223274 Y2 JP S6223274Y2
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- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/08—Control of generator circuit during starting or stopping of driving means, e.g. for initiating excitation
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
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Description
本考案は、電動機モードにおいてブラシ無し直
流電動機として機械電気変換機を動作し、発電機
モードにおいて一定の周波数出力を供給するよう
に機械電気変換機を制御する始動機−発電機とし
て動作しうる機械電気変換機を含む電気的装置に
関するもので、特に、周波数変換器を使用する制
御回路が電動機モードにおいてブラシ無し直流電
動機として機械電気変換機を駆動するように操作
され、発電機モードにおいては機械電気変換機の
出力周波数を変化している周波数から一定の周波
数に変換して供給するように操作する電動機−発
電機として動作しうる機械電気変換機を含む電気
的装置に関するものである。 この機械電気変換機は、後述では主変換機を考
慮している。この変換機に加えて、本考案の装置
では、２つの機械電気変換機が使用され、それら
３つの変換機は一般に同期機と呼ばれ、普通はジ
エツトエンジンや内燃機関のような“動力負荷”
と共通の軸に装着される。この３つの機械電気変
換機の特徴は、次のように簡単に説明される。 主変換機（第１図１０を参照）あるいは簡単に
“変換機”は同期機として構成される。即ち、直
流励磁を備えている。“電動機モード”では、こ
の“変換機”は最初の停止位置から運転速度へジ
エツトエンジンを駆動する。その後は、この変換
機は、“発電機モード”において、ジエツトエン
ジンによつて駆動され、交流発電機として動作
し、その発電機の出力はこのシステムから離れて
変えることができる。 第２の機械電気変換機（第１図装置１２を参
照）は、この後で時として励磁機となり、電動機
モードでは回転変圧器として動作し、また発電機
モードでは、“インサイドアウト同期励磁機”と
呼ばれるように動作する。即ち、その直流励磁界
は固定子であり、その電機子は回転子である。簡
単に述べると、この励磁機は主変換機の界磁電流
源であるが、詳細な説明で述べるように他の機能
も持つている。 第３の機械電気変換機（第１図の装置１４を参
照）は、発電機モードにおいて永久磁石発電機
（PMG）としての機能を有し、また、その時に第
２変換機の界磁電流源となる。電動機モードにお
ける機能は詳細な説明で述べる。 従来から知られている始動機−発電機方式は、
普通、内燃機関やジエツトエンジンのような動力
負荷を始動するために電動機として動作される機
械電気変換機を含んでいる。例えば、ジエツトエ
ンジンがいつたん運転速度になると、始動電動機
が切離され、一定速度の交流発電方式の動作に切
換えられ、ジエツトエンジンによつて駆動され、
ジエツトエンジンの場合には飛行機のようなシス
テムに動力を供給する。 また、１つの直流機械電気変換機が使用され、
一方の場合では電動機として、他方の場合では発
電機として操作するように巻線が切換えられる方
式がよく知られている。それらの良く知られた先
行技術では、エンジンがいつたん速度を上げた場
合に切離される別個の始動機が使用されるか、巻
線が切離された場合、発電機の出力が直流から所
望の周波数の交流に変換される始動機が使用され
ねばならない。従つて、これらの従来方式は、別
個の始動機と発電機が使用され、これらの機械の
切換えと、あるいはそれらの機械の主要素が必要
となることにおいて、やつかいで、複雑で、価格
の高いものとなる。それ故に、それらの装置はさ
らに大きくなるため、やつかいで複雑になり、ま
た回転機械電気変換機の主要素を切換えたり、再
接続する必要があるため、信頼性の点から望まし
くない。そのために、１つの機械電気変換機がジ
エツトエンジンのようなエンジンを始動するため
に電動機として、またこの機械電気変換機の主切
換をすることなくエンジン速度を変化して、一定
の出力周波数を生ずる交流発電機に転換すること
が必要である。従つて、両動作モードが高く望ま
れることは、電動機モードと発電機モードの制御
回路を全て使用するという見地からである。 我々は、主機械電気変換機が電動段階中ではブ
ラシ無し直流電動機として動作し、発電段階中で
は同期発電機として動作する同期電動機である始
動機−発電機装置が提供され、この高く望んだ結
集が達成されたことを見出した。位相制御整流器
のバンクを使用する周波数変換器は、位置検出手
段によつてそれぞれ制御され、主変換機の適当な
巻線に電流を供給する。供給電圧の各位相で動作
する整流器のバンクは、制御された導通と位相で
選択駆動され、供給電圧の位相と回転子の位置の
函数として、変換機の適当な電機子巻線に適当な
電流を加え、またその電機子から取り出す。回転
子の位置検出器と共に動作する適当な論理回路
は、異つた整流器バンクの各々の位相制御整流器
の点弧を決定し、界磁密度が高い任意の巻線に電
流を供給する。同様に、供給電圧で動作する適当
な論理回路は、異つた整流器バンクに動作信号を
発生し、任意の位相を有する供給電圧で動作する
整流器だけが付勢されるようにする。従つて、位
相制御整流器バンクを使用する周波数変換器は、
発電機モードにおいて、位置検出素子に応じて電
機子巻線の中の電流を変換または切換える機能を
与え、また発電機モードでは、同じ周波数変換器
の位相制御整流器バンクは、基準電圧に応じて制
御され、一定の周波数出力を与えるために、その
バンクの中の選択された１つの整流器を点弧す
る。 従つて、同じ主変換機と同じ周波数変換器が両
方の動作モードで使われ、電動機モード中に選択
された電機子巻線に流す電流およびこの電機子巻
線から流れる電流を制御する。また発電機モード
中に整流機能すなわち逆機能を与え、同期発電機
として動作する主変換機によつて変化する周波数
出力から一定周波数の出力を供給する。電機子の
位置と位相の論理回路（電機子巻線の中の電流を
変換し、切換える）だけは接続されておらず、モ
ード変更では励磁器の構成を取り、主変換機に直
流界磁を与え、この主変換機をブラシ無し直流電
動機から同期発電機に変換する。 従つて、本考案の目的は、１つの機械電気変換
機を電動機と発電機の両方に使い、電動機モード
および発電機モードにおいて、この変換機の制御
素子として周波数変換器を使用する始動機−発電
機として動作する機械電気変換機を含む電気的装
置を提供するものである。 本考案の他の目的は、両モード作動中に素子共
通性を有する単一の機械電気変換機を使用する始
動機−発電機として動作する機械電気変換機を含
む電気的装置を提供するものである。 本考案の利点および目的はこの後の記載で明確
になるであろう。 本考案の他の利点は、電動機モードではブラシ
無し直流電動機として動作し、発電機モードでは
同期発電機として動作する同期タイプの主変換機
を提供することによつて実現する。この主変換機
は多数の周波数変換器によつて制御され、この周
波数変換器は半導体制御整流器（SCR）から構
成された多数の位相制御整流器バンクを有してお
り、この整流器（SCR）は電動機モード中に変
換または切換え素子として動作する。電動機モー
ドにおいて、主変換機の回転子位置のそれぞれの
信号は、任意の論理回路で処理され、整流器バン
クの各々の整流器を制御する信号を発生し、主変
換機の任意の電機子巻線へ向ける電流を切換え
る。電動機モード中に、整流器は一定周波数（例
えば飛行機に使用する場合は400Hz）の供給電圧
で付勢され、論理的に選択制御された位置検出器
は、任意の位相バンクの整流器を点弧し、トルク
を生ずるように選択された巻線に流れる電流およ
びこの巻線から流れ出る電流を制御する。ジエツ
トエンジンが速度を上げた後では、このシステム
は発電機モードに切換えられるので、主変換機は
同期発電機として動作し、この発電機からの変化
する周波数出力は、周波数を変換する機能を有す
る周波数変換器に供給され、変動する周波数発電
機の出力から一定の周波数（例えば400Hz）の出
力を生ずる。電動モードと発電モードの間の切換
えに関しては、一定の周波数供給電圧によつて制
御される位置応答論理回路および点弧と空白論理
回路は両方とも付勢されず、電圧は供給されな
い。基準波発生器は、ライン電圧対ライン電圧の
機能を有するごとく個々のSCRを導通制御する
ように動作され、また、その基準波信号は発電機
からの変動する周波数出力を一定の周波数出力に
するように使われる。本考案は添付図面を参照し
てなされた次の記載によつてよく理解されるだろ
う。 第１図は、本考案の全体的なブロツク線図を示
し、図示の機械電気変換機はジエツトエンジンの
ような動負荷を駆動するための直流ブラシ無し電
動機として、また、ジエツトエンジンが点弧され
て速度が速くなつた後は該ジエツトエンジンによ
つて駆動される同期発電機として使用される。本
考案は４つのサブシステムから成つている。第１
のサブシステムは参照数字１によつて示される主
パワーチエーンで、該主パワーチエーンは機械電
気変換機およびその励磁要素を包含している。第
２のサブシステムは参照数字２によつて示される
周波数変換器で、該周波数変換器は、電動機モー
ド期間中は主変換機の巻線に流れる電流を選択的
に変化し、発電機モード期間中は、発電機からの
変動周波数出力を一定周波数に変換する。第３の
サブシステムは参照数字３によつて示される電流
制御系で、該電流制御系は電動機動作中に入力電
流および変換機電流を検知して該変換機の電流レ
ベルを制御するために設けられたものであつて、
電動機モード期間中、周波数変換器の整流器の点
弧角を制御して電機子電流を制御する。この電流
制御系は電流を所望のレベルに維持するために変
換機の電流レベルを検知するための手段を包含す
ると共に、電動機モードにおいて、予定の速度に
維持するために主変換機の磁界を弱めるための手
段をも包含している。第４のサブシステムは適切
な順序で周波数変換器の整流器を点弧するための
制御回路を包含し、該制御回路は電動機モード期
間中は回転子位置の関数に従つて電機子巻線に流
れる電流を変化して供給し、発電機モード期間中
は前記整流器の位相の進遅を制御して変動周波数
入力から一定周波数の出力を発生する。 主パワーチエーンは軸１１に装着された主変換
機１０から成り、該主変換機は、好ましくは、回
転子に直流界磁巻線が装着され、固定子に６相電
機子が装着されている同期機である。主変換機１
０の軸と同一の軸には回転子に電機子巻線を有
し、固定子に界磁巻線を有する励磁発電機１２が
装着されている。この励磁機の界磁巻線は本考案
の装置において電動機モードと発電機モード間で
切り換えられる唯一の要素である。この励磁機の
界磁は、電動機モード期間中は、三相Ｙ結線さ
れ、交流電源から励磁および界磁巻線接線制御回
路１３に付勢され、発電機モード期間中は直列接
続され、直流電源から励磁されてインサイドアウ
ト同期発電機として働く。 励磁機１２の回転子巻線に誘導された電圧は、
軸に装置されたあるいは軸内の整流器ブリツジ
（図示せず）によつて整流され、主変換機を励磁
するための直流電流を供給する。また、軸１１に
は多数の永久磁石極対から成る回転子と固定子に
装着された電機子巻線を有する永久磁石発電機
（PMG）１４が装着されている。このPMGは発電
機モード期間中は励磁機１２に対する直流励磁を
与え、電動機モード期間中は周波数変換器システ
ム２によつて電機子巻線に対する電流を制御する
ために使用され、その回転子位置で主変換機の回
転子位置を決定するための装置を提供している。
このため、PMGの空隙には３つのホール発電器
１５，１６，１７が永久磁石極対に関して120゜
の電気角をもつてかつ回転子の永久磁石の磁束を
感知するように装着されている。このホール発電
器は直流電源１８からその一対の面に電圧を供給
することによつて付勢される。ホール素子に発生
された電圧は該ホール素子に印加された磁束密度
に比例する。従つて、PMG１４の回転子が回転
すると、各ホール発電器の発生電圧は０から最高
まで磁束密度の関数として変化し、それ故、電気
角で120゜離れた３つの台形波電圧を発生する。
即ち、ホール感知器からの出力はPMG回転子の
位置を表わしている。もし、PMGの回転子が主
変換機の磁極対と同数の磁極対を持ち、かつ
PMGの磁極が主変換機の磁極と同一線上にある
ように製作されているものとすれば、PMGの回
転子位置を知れば主変換機の回転子位置を知るこ
とができる。従つて、ホール素子１５〜１７から
の出力信号は周波数変換器のゲート素子のスイツ
チングを制御して主変換機の電機子巻線の電流を
変えるように使用することができる。 このために、ホール感知器からの３つの出力信
号は、変動ホール電圧を120゜の持続時間を有す
る６つの信号に変換され各バンクの６個の整流器
の導電期間を制御する回転子位置論理回路２０に
供給される。これらの回転子位置論理信号は適当
なリード線を通して周波数変換器システム２の一
部を形成している各周波数変換器に供給される。 周波数変換器システム２は３個の周波数変換器
２１，２２，２３および該周波数変換器と関連し
た出力フイルターとから成り、該出力フイルター
はリード線２５，２６，２７を通して速度制御ス
イツチに接続されている。このスイツチは、説明
を簡明にするために、３つの単極双投スイツチ２
８，２９，３０として示されているが、端子３１
における400サイクル供給電源の電圧あるいは端
子３２に接続された電気的出力負荷に交互に接続
される。これらの単極双投スイツチは、本装置が
始動モードにある時に、周波数変換器を400Hz供
給電圧電源に接続するように単極双投スイツチを
位置付ける供給遮断回路網３３によつて制御され
る。主変換機１０がジエツトエンジンをアイドリ
ング速度にまで上げると、供給遮断回路網３３は
単極双投スイツチを周波数変換器から定周波数供
給源を遮断する位置にし、発電機モード期間中、
周波数変換器からの出力を定周波数出力信号を受
ける電気的負荷に結合する。 前述のごとく、また後程詳細に説明されるよう
に、各周波数変換器２１〜２３は、２バンクの反
対極性のシリコン制御整流器から成り、これらは
選択的にゲートされてその導電期間が制御される
ようになつている。各バンクは６個の整流器から
成り、その１つが６相電機子の６巻線の各々に対
応して接続されている。また、逆極性の整流器バ
ンクは、電動機モード期間中は、各供給相に対し
て夫々の巻線に入出力電流を流し、発電機モード
で作動している時は、変換器の整流および反転期
間中に電流を供給する。 従つて、周波数変換器の入力は、実際には６相
の変換器であるけれども３相出力で示されてお
り、各出力が変換器の電機子巻線の相当する対か
らの巻線対である主変換機の電機子巻線からのリ
ード線３５〜３７によつて供給される。すなわ
ち、６相変換器においては、相補巻線対の電圧は
位相が180゜離れている。換言すれば、６相変換
器の相１と相４は位相が180゜ずれていて、周波
数変換器の正および負のバンクの対応する整流器
がいつでも同時に導通し、巻線対の一方の巻線に
電流が流れ込み、該巻線対の他方の巻線から流れ
出るようになつている。また、周波数変換器には
回転子位置論理回路網からの出力が供給され、所
定のバンク中のどのSCRを点弧し、どの電機子
巻線に電流を供給するかを決定する。同時に、各
周波数変換器には点弧および空白波回路４０から
の点弧および空白波が供給され、任意所定のバン
クのSCRを横切る電圧の極正が適切な時にのみ
該所定のバンクのSCRに点弧あるいは空白パル
スが与えられる。このため、点弧および空白波回
路４０には400Hzの供給電圧が供給され、該供給
電圧の位相に応じて各周波数変換器に適した空白
波を発生する。この点弧および空白波回路４０は
主変換機が電動機モード期間の時にのみ点弧およ
び空白信号を発生するように作動する。本装置が
発電機モードに切り換わる時はいつでも、点弧お
よび空白回路４０は無能化端子４１および基準波
発生器４２に印加される速度制御信号によつて無
能にされる。同時に前記基準波発生回路４２は電
動機モード期間中通常は制御回路４３によつて無
能にされているが、発電機モード期間中は周波数
変換器に結合され、基準波信号を供給する。基準
波発生回路４２からの信号は周波数変換器におい
て主変換機の線対線電圧の積分と比較され、主変
換機の変動周波数入力信号から一定周波数の出力
信号を発生するように導電期間を制御する各整流
器に対して点弧パルスを発生する。通常は基準波
発生器４２を無能にする制御回路４３は、主変換
機がある速度、すなわち、主変換機が電動機モー
ドから発電機モードに切り換わる速度に達した時
に、点弧および空白波発生回路４０が無能にさ
れ、定周波数発生器４２が周波数変換器の制御を
引き継ぐように速度信号によつて制御される。 また、周波数変換器の整流器バンクの各整流器
の点弧順序は、電動機モード期間中主変換機の電
流の関数として点弧点、すなわち、バンク中の整
流器の位相角を変化する第４の信号によつて制御
される。このために、参照数字３によつて概略的
に示される電流感知および制御チエーンは、最初
は供給源から周波数変換器への入力電流の関数と
して電流レベルを調節し、その後、始動機の速度
が上ると、主変換機の固定電流レベルおよび主変
換機速度の両方に応答して電流レベルを制御す
る。主変換機の速度が速くなるとそれに従つて主
変換器の固定子巻線に発生される逆起電力が大き
くなり、ついには、逆起電力が供給電圧と等しく
なり、通常の状態においては電機子電流が流れな
い点に達する。この点に達すると、電流制御回路
３は界磁を弱め始め、すなわち、主変換機の界磁
の大きさを減少し、それによつて、逆起電力を減
少して通常の場合よりもより高速度において供給
源から電機子電流を流すようにする。更にまた、
電流制御源は過熱を避けるため、速度が上つた時
に、励磁機１２の励磁を制御して励磁機の電流を
一定に維持するように作動する。主変換機が停止
あるいは非常に低速の時は、(1)主変換機の電流を
測定すること、および(2)周波数変換器の導通を制
御することによつて、所望の電流値を保持するこ
とは困難である。それ故に主変換機が停止してい
る時は、主変換機の巻線電流は直流であり、従つ
て測定が困難である。低速の時は交流電流が非常
に低周波数であるのでこれもまた測定が困難であ
る。これらの困難を避けるために、変流器４５に
よつて供給源からの400Hz電流を感知し、該電流
を基準電流と比較して変換機電機子電流制御回路
網４７に供給する誤差信号を提供する始動電流制
御回路網４４が設けられている。この回路網４７
は周波数変換器に供給されて該周波数変換器の電
流レベルを変える制御電圧を提供する。変換機電
機子電流制御回路網４７はまた、主変換機の電機
子電流および主変換機の速度を感知し、該電機子
電流および主変換機速度が予定値に達した時に始
動電流制御回路網４４からの影響を無能にするよ
うに電機子電流／速度制御回路網４８に応答して
制御される。始動電流制御回路網４７が無能にさ
れると、変換機電機子回路制御回路網４７は、変
換機電機子電流および変換機速度に応答して周波
数変換器用の制御信号を発生する。このために、
適当な電機子電流変流器４５によつて検出された
変換機電機子電流は主変換機の出力線の１つに結
合され、回路網４８に入力として供給される。図
面には単一の電流変成器しか示されていないが、
調整要素に平均電機子電流を与えるために全ての
電機子巻線から電機子電流を表わす信号が取り出
されることが理解されよう。 電機子電流／速度制御回路網４８の他の入力
は、PMG発電器と関連したホール素子の１つに
接続されている回転子位置−速度変換器４９から
供給されている。すなわち、PMG回転子の位置
を表わすホール発電器からの電圧が供給される。
これらの位置信号を、例えば微分する等して、適
当に処理することによつて、回転子の速度が検知
され、その速度信号は電機子電流レベルを制御す
るために使用されると共に、主変換機の速度が十
分に高く始動モードから発電機モードに切り換え
操作する時に各論理回路網を無能にするために使
用される。 始動モードにおいて主変換機の速度が増すと、
ブラシ無し直流電動機として作動する主変換機１
０の電機子巻線に発生される逆起電力は、供給電
圧と等しくなるか、あるいはそれより高くなるま
で上昇する。その結果、電機子巻線には出力軸を
正トルクに維持するための電流が流れない。この
時、変換機電機子電流制御回路網４７からの出力
が通常は界磁弱め回路５１を無能状態に維持する
界磁弱め制御回路５０に制御信号を供給する。 従つて、今や、界磁弱め制御回路５０は界磁弱
め回路５１を作動状態にし、励磁回路網１３に対
する励磁電圧を変化する界磁制御回路５２に供給
される出力信号を発生する。励磁回路１３に対す
る電圧を減少することによつて、励磁機１２に対
する励磁が減少され、励磁機からの整流出力も減
少する。これは主変換機の界磁に対する励磁を減
少して主変換機の逆起電力を減少すると共に電機
子巻線に電流を流すようにして、ジエツトエンジ
ンを駆動する軸１１に対して正トルクを発生し続
ける。 また、界磁制御回路５２は界磁弱めがない時に
励磁機１２の励磁を一定に維持するように制御さ
れる。すなわち、界磁制御回路５２の電流変成器
５３からの入力は励磁機の界磁巻線に結合され、
励磁機に供給される電流を検知する。界磁制御回
路５２は励磁機１２に対する界磁電流を一定に維
持することによつて励磁を一定に維持している。
界磁電流を調整する理由は、励磁機の速度が増す
と、該励磁機の実効インピーダンスが低下するこ
とである。もし、界磁巻線に一定電圧が印加され
るものとすれば、界磁電流が増大し、励磁機の出
力を増加し、主回転子に印加される励磁を増大す
る。主回転子磁界は既に飽和しているから、励磁
機は単に主変換機の界磁に更に電流を流すだけで
あり、主変換機を加熱する結果となる。斯様に、
主変換機の速度が増大してそのインピーダンスが
低下すると、流れる電流が増大する傾向にあるの
で、励磁機に流れる電流を検知し、主変換機が停
止状態からの作動速度に速度上昇する時に電流を
一定に維持するように界磁制御回路は励磁を減少
する制御信号を発生する。 概略的には、第１図にブロツク線図で全体的に
示されているごとく、始動機発電機回路は同期構
造の主変換機と、該主変換機に励磁を与えるため
の励磁機発電機と、発電機モード期間中励磁機に
対して直流励磁を供給し、かつ主変換機の回転子
の位置を検出するために使用される永久磁石発電
機とから成つている。主変換機の回転子位置の検
出は適当に配置されたホール発電器によつて行な
われ、該ホール発電器の発生電圧は周波数変換器
２１〜２３の整流器を制御するために適当な論理
に変換され、主変換機の電機子巻線に対する電流
を変化する。本実施例においては、主変換機は、
PMGと関連したホール素子によつて検出された
時に回転子位置に応答して電機子巻線に電流を供
給する整流あるいはスイツチング装置として作動
する周波数変換器整流器バンクを有するブラシ無
し直流発電機として作動される。従つて、電動機
モード期間中は、周波数変換器は主変換機の電機
子巻線に流れる電流を発生するためのスイツチン
グあるいは整流要素として作用して電動機モード
を支持し、出力軸にジエツトエンジンを駆動する
ための正トルクを与える。また、電動機モード期
間中、主変換機の電流レベルは、最初は流入供給
電流に応答して主変換機の電流レベルを制御し、
その後の電流レベルの制御は主変換機の速度のみ
ならず主変換機の電機子に実際に流れる電流を検
知する回路によつて継続される電流制御ループ装
置によつて制御される。主変換機の速度が増すと
主変換機に発生される逆起電力が電機子電流を減
少するレベルに達し、トルクが零になる。この
時、界磁を弱め始めて逆起電力を減少し、ジエツ
トエンジンに正のトルクを供給し続ける。更に、
主変換機の界磁巻線に励磁を与える励磁機に対す
る励磁が主界磁巻線の過熱を避ける速度で一定の
励磁を維持するように制御される。 主変換機が予定の速度、すなわち始動（電動
機）モードから発電機モードに切り換えなければ
ならない時に、周波数変換器を制御する論理回路
網を無能にする信号が発生され、回転子位置の関
数として電機子巻線の電流を変える。定周波数供
給電圧が周波数変換器から遮断され、励磁機の界
磁巻線が再度接続される。励磁機には直流励磁が
与えられ、該励磁機は励磁機−発電機として作動
する。今や、周波数変換器として作用する周波数
変換器がジエツトエンジンによつて駆動されてい
る主変換機からの変動周波数出力を定周波数出力
に変換するように基準波発生器に結合される。 第２図は、第１図にブロツク線図で示されてい
る電流制御回路網を示し、電流制御ループに発生
される誤差信号に応答して周波数変換器の整流器
の点弧を制御することによつて主変換機の電流レ
ベルを制御している。第２図において同様な回路
素子は第１図で使用された参照数字と同じ参照数
字によつて示されている。すなわち、始動電流制
御回路網４４はその入力端子５４に周波数変換器
の入力電流に比例する入力信号が供給される。こ
の入力信号は電位差計５５からの基準信号と比較
され、これら２つの信号が代数的に加算されて演
算増幅器５６の一方の入力として加えられ、400
Hz入力電流レベルと基準電流レベルの差に比例す
る出力すなわち誤差信号を発生する。この実際の
電流と基準電流の差に比例する誤差信号は整流器
５７を通して変換機電機子電流制御回路網４７の
一方の入力に供給される。この変換機電機子電流
制御回路網４７はその入力端子に前記誤差信号が
供給され、出力端子が周波数変換器の点弧および
空白論理回路網に結合されている演算増幅器５８
を包含している。すなわち、前記誤差信号は点弧
および空白回路において点弧波と比較されるか、
あるいは変調器において基準波と比較されるかし
て所望の電流レベルを発生するのに適した角度で
SCRを点弧するトリガーパルスを発生する。 始動および低速度時においては、主変換機に発
生される逆起電力が非常に低く、従つて最高電流
が流れ、これがSCRによつて整流される。それ
故、始動電流制御回路網４４からの出力は最初高
レベルの電流を発生するように設定され、電位差
計５５は周波数変換器から大電流出力が発生され
るように設定されている。しかしながら、回路網
４４は電機子電流レベルの間接的な尺度を与える
に過ぎず、（供給電流が測定されているのである
から）できるだけ早く周波数変換器の電流制御を
電機子電流の実際の測定に切り換えるのが望まし
い。それ故、始動電流制御回路網４４の影響は主
変換機の速度が増すにつれて無能にされ、主変換
機の電機子電流を直接検知する回路網に応答する
変換機電機子電流制御回路網４７の制御に切り換
えられる。電機子電流／速度制御回路網４８はダ
イオード５７と回路網４７の接続点に結合され、
以下に説明されるようにして、電機子電流と変換
機速度との組合せが予定のレベルに達した時に回
路網４４の作動を無能にする。電機子電流／速度
制御回路網４８は電機子電流および主変換機の速
度に比例する信号に応答して制御される。すなわ
ち、回転子位置−速度変換器回路網４９が回路網
４８の一方の入力を構成し、測定された電機子電
流に比例する信号が基準信号と比較されて始動電
流制御回路網４５を無能にする信号を発生する他
方の入力を構成している。電機子電流に比例する
信号は回路網４８の演算増幅器５９の反転入力端
子に一方の入力として供給される。また、演算増
幅器５９の入力には基準電機子電流レベルを表わ
す基準電位差計６０からの基準信号が結合されて
いる。主変換機の速度を表わす信号は回転子位置
−速度変換器４９から供給され、３つの信号が代
数的に加算され、演算増幅器５９から始動電流制
御回路網４４の作動を無能にしかつ該回路網に代
つて使用される出力信号を発生する。ホール検知
器からの回転子位置信号はＲ−Ｃ微分回路網６１
に供給され、電位差計６２からの負基準電圧と共
に演算増幅器６３の反転入力に結合される。停止
あるいは低速時においては、基準信号は微分回路
網６１からの速度信号に比較して大きく、増幅器
の出力は正方向に高い電圧となつている。この正
方向に高い電圧が回路網４８の演算増幅器５９の
反転端子に供給されると、増幅器５９の出力は負
方向に高い電圧となる。主変換機の速度が増す
と、回転子位置−速度変換器回路網４９からの速
度信号はより正でなくなる。すなわち、速度が増
加して微分信号がより正になる。従つて、電位差
計６２からの負基準電圧および演算増幅器６３の
出力はより正でなくなる。電機子電流／速度制御
回路網４８の演算増幅器５９に対する正速度信号
が減少されると、演算増幅器５９の反転入力に供
給される速度信号、電機子電流信号および電位差
計６０からの基準信号の代数和が相対的により負
になり、増幅器５９の出力がより正になる。速度
と電機子電流のある組合せに対しては、電機子電
流／速度制御回路の出力が始動電流制御回路網４
４の出力よりもより正になり、ダイオード５７を
逆バイアスし、それによつて、回路網４４を変換
機電機子電流制御回路網４７から切り離す。斯様
にして、周波数変換器の電流レベル制御は供給電
流レベルに応答する始動電流制御回路網から電機
子電流／速度制御回路網に切り換えられる。その
後、周波数変換器によつて電機子巻線に供給され
る電流レベルは変換機電機子の電流レベルと主変
換機速度の両方の関数として制御される。 主変換機の速度が増すと、主変換機の逆起電力
がある程度（ジエツトエンジンのアイドリング速
度よりも更に低い速度）まで増加して、電源電圧
を越える。このようにして主変換機の逆起電力が
電源電圧を越えると、電源電圧はもはや制御ルー
プの要求を満たす程の電流を電機子巻線に流すこ
とができなくなる。換言すれば、加速トルクはエ
ンジンを更に加速するには不十分なトルクにまで
減少される。従つて、励磁機１２に対する励磁を
減少することによつて主変換機に対する界磁を弱
め始める必要がある。回転変成器として作動して
いる励磁機に対する励磁を減少することによつ
て、主界磁に供給される整流出力が減少され、こ
れが主変換機の逆起電力を電源電圧より十分に低
くなるまで減少させる。斯様にして電機子巻線に
再度電流が供給され、ジエツトエンジンを駆動す
る出力幅に正トルクが供給され続ける。このため
には、界磁弱め回路網５１は入力端子７７からの
の界磁基準電圧を修正して調整界磁電流を減少し
始めなければならない。 通常は回路網５０を無能状態に維持している界
磁弱め制御回路はダイオード６６を通して変換機
電機子制御回路網４７の演算増幅器５８の出力に
接続されているゼナーダイオード６５から成つて
いる。演算増幅器５８からの出力は通常はゼナー
ダイオード６５がブレイクダウンせずかつ導電し
ない極性およびレベルになつている。従つて、端
子６７の負電圧が抵抗器６８およびダイオード６
９を通して界磁弱め回路５１の演算増幅器７０の
反転入力端子に供給されている。ダイオード６９
は端子６７の電圧によつて順方向バイアスされる
ような極性となつていて端子６７の負電圧を演算
増幅器７０の反転端子に供給する。 また電位差計７２からの正の界磁弱め基準電圧
は演算増幅器７０の入力に加えられる。しかしな
がら、正常な状態では、界磁弱め制御回路５０か
ら供給された負電圧は、十分に基準電圧を越える
ので、演算増幅器７０の出力は、高い正電圧にな
る。この演算増幅器７０の正出力で、界磁弱め回
路網５１の出力は、正の電圧を阻止するような極
性に接続されるダイオード７１によつて阻止され
る。従つて、界磁制御回路５２から界磁弱め回路
網５１を切り離す。 主変換機の速度が増すと逆起電力が高くなるの
で電機子電流は低下し、回路網４７からの出力は
電機子電流を増加するように増加する。主変換機
の逆起電力が供給された電圧にほぼ等しいか、そ
れより大きくなり、電機子電流が所望の調整値よ
り低くなると、変換機電機子電流制御回路網の演
算増幅器５８の出力はその最高正電圧となる。演
算増幅器５８からの出力電圧はゼナーダイオード
６５をブレイクダウンするのに十分な大きさの正
電圧であり、ダイオード６９に正電圧を供給す
る。この電圧はダイオード６９を非導通にするの
に十分な大きさの正電圧であり、それによつて、
演算増幅器７０の入力を負電圧にクランプしてい
る端子６７の負電圧を遮断している。従つて、今
や、演算増幅器７０に対する入力は電位差計７２
からの基準信号と電機子電流を表わす信号との代
数和となる。この電機子電流は前記基準電圧と比
較され、ダイオード７１を通して界磁制御回路５
２の演算増幅器７４の反転入力に結合される出力
信号を発生する。この信号は励磁機の励磁回路を
主変換機の励磁を弱めるように制御して逆起電力
を制御し、主変換機に電機子電流を流すようにす
る。 また、演算増幅器７４の入力には励磁機の励磁
を速度と共に一定に維持するための回路が結合さ
れている。前述のごとく、主変換機の速度が増す
と、励磁機のインピーダンスが低下し、もし、励
磁機に一定電圧が供給されるものとすれば、その
出力が増加し、主変換機の電流を増加する。主変
換機の界磁は通常は飽和されているので、余分な
電流は単に余分な熱を発生するにすぎない。従つ
て、励磁機発電機の界磁電流を表わす信号が電流
変成器７５から供給され、ダイオード７６を通し
て演算増幅器７４の反転および非反転入力に供給
される。また、演算増幅器７４の反転入力には単
極双投スイツチ７８および抵抗器７９を通して非
反転端子に接続されている端子７７から直流基準
電圧が結合されている。この直流基準電圧は所望
の電流レベルを確立し、もし、励磁機１２の界磁
巻線に実際に流れる電流がこの電流レベルを越え
ると、励磁機に対する励磁を速度と共に一定の電
流に維持するように減少する誤差信号が発生され
る。更に、逆起電力が供給電圧に接近しかつ電機
子電流が低い値に低下する値にその速度が達する
と、界磁弱め回路５１を通して主変換機の界磁お
よび電機子巻線の逆起電力を減少するように界磁
が弱め始められ、それによつて主変換機は正トル
クを発生し続ける。 この実施例においては、電流制御装置は主変換
機が停止および低速度の時に周波数変換器の給電
線に流れる電流に応答して電機子電流を制御する
ように作用する。その後、主変換機の速度が増し
た時は、この主変換機の電機子電流および主変換
機の速度に応答して電流制御が行なわれる。最後
に、主変換機の速度が逆起電力が供給電圧に等し
いかあるいは供給電圧を越える速度に達した時
に、逆起電力を減少しかつ主変換機を発電機モー
ドに維持するように界磁が弱め始められ、主変換
機が通常ならばトルクの発生を停止するような速
度において正トルクを発生する。 位相制御周波数変換器整流器バンク 第３図には、始動モード期間中は電機子巻線に
出入する電流の流れを制御する周波数変換器を構
成し、発電機モード期間中は周波数変換を行なう
位相制御整流器バンクが示されている。すなわ
ち、主変換機１０は６相巻線W1〜W6を有する６
相変換機として示されている。これらの巻線は電
機子５０のまわりに巻線１と４、３と６および２
と５が180゜位相の離れた相補巻線を構成するよ
うに配列されている。すなわち、電源から巻線
W1に電流が流れると、同時に、巻線W4から電源
に電流が流れる。巻線対３−６および２−５も同
様に作動し、電流が相補対の一方の巻線に流れる
と、同時に、他方の巻線から電流が流れ出る。そ
の逆も同様である。更に説明を深めるために、変
換機の巻線に出入する電流の流れおよび電流を制
御する整流器および整流器バンクの説明に次のよ
うな慣用例が使用される。すなわち、発電機巻線
から電源に電流が流れる時の電流の流れを正Ｐと
考え、SCRスイツチは正すなわちＰスイツチと
して表わされ、整流器バンクはＰバンクとして表
わされるものとする。一方、電源から発電機への
電流の流れは負Ｎと考えられ、SCRスイツチは
負すなわちＮスイツチとして表わされ、整流器バ
ンクはＮバンクとして表わされる。従つて始動モ
ード期間中、機械電気変換機がブラシ無し直流電
動機として作動されている時は、電動機からトル
クを発生するように、磁束密度が高い電機子巻線
に電流を供給するように適当な順序で各巻線に電
流が供給される。すなわち、任意の時間におい
て、主変換機の電機子と関連した巻線の１つに、
巻線対の相補巻線が該巻線から前に導通していた
位相に対して負である供給源の位相に電流を流し
ている間に、供給位相の１つ、すなわち前に導通
していた位相に対して正である供給位相から電流
が供給される。 電機子巻線W1〜W6の電流の出入は入力供給位
相Ａ，ＢおよびＣと関連した周波数変換器２１，
２２および２３を構成する位相制御シリコン整流
器SCRのバンクによつて制御されている。各電
流制御周波数変換器２１〜２３は正Ｐ整流器バン
クと負整流器バンクとから成り、フイルター（例
えば相間変成器９０と分路コンデンサ９１とから
成つている）を通して供給電圧Ａ，ＢおよびＣの
一位相が結合されている入力端子に結合されてい
る。正および負整流器バンクは各々ｎ個（ｎは機
械の相数）の整流器を包含している。すなわち、
本例においては、各バンクは６個のSCRを包含
し、これらはフイルターと電機子巻線の間に接続
され、電機子巻線W1〜W6に選択的に電流を供給
する。位相Ａと関連した周波数変換器２１におい
ては、正整流器バンクＰは６個のSCR1AP〜6AP
を包含し、これらのSCRは電流が電機子巻線か
ら該整流器を通して入力供給端子に流れるような
極性に接続されている。また、負整流器バンクＮ
も６個のSCR1AN〜6ANから成り、これらの
SCRは反対方向に電流が流れるような、すなわ
ち、入力供給源から該整流器を通して電機子巻線
に電流が流れるような極性に接続されている。各
バンクにおけるSCR１〜６は該SCRが接続され
ている巻線を表わす参照数字を有し、該参照数字
に合わせて電機子巻線の１つに接続されている。
すなわち、SCR1APは、該SCRがＡ位相、正バン
クでかつ電機子巻線W1に接続されていることを
意味する。従つて、SCR1APは、該SCRがゲート
し始める時にＡ相が先行の相すなわちＣ相よりも
負であり、位置回転子の論理が回転子極従つて巻
線W1の近くの磁束が高い時にのみ巻線W1から電
源端子に電流を流し、前に導通していたSCRを
遮断する。正バンク中の残りの整流器も全て、回
転子位置の論理が特定の巻線の近くの磁束が高い
時に、選択的にトリガされて残りの電機子巻線か
ら電流を流し出す。 周波数変換器２１の負バンク中のSCRは、関
連した相電圧が先行の位相に対して正である時に
のみトリガされて導通するように前記正バンクと
は反対方向の極性に接続されている。すなわち、
周波数変換器２１の負バンク中のSCR1ANは、
Ａ相がＣ相よりも正であり、回転子論理が巻線
W1の磁束が高いことを示した時にのみ導通して
巻線W1に電流を供給する。ＢおよびＣ相に夫々
接続されている周波数変換器２２および２３と関
連した正および負整流器バンクも同様に、これら
２つの周波数変換器の正整流器バンク用の1BP〜
6BPおよび1CP〜6CPとして示される整流器およ
び負整流器バンク用の1BN〜6BNおよび1CN〜
6CNとして示される整流器とを包含している。 参照数字１によつて示されたSCRが全て、正
あるいは負バンクであつても、また、Ａ相、Ｂ相
あるいはＣ相であつても、全て電機子巻線W1に
接続され、電機子巻線W1は電源から電流が供給
されるようになつている。斯様にして、同じ参照
数字１によつて示された整流器は全て主機械電気
変換器の同じ参照番号の巻線に接続され、任意所
定の巻線に対する導電が電源電圧の位相から位相
へ容易に切り換えられるようになつている。 また、負バンクから巻線の１つに電流が流れる
時は、該電流はその相補巻線から正バンクを通し
て流れ出なければならないことが理解されよう。
例えば、電流が位相Ａの負バンク中の1SCR
（SCR1AN）を通して巻線W1に流れる時は、該電
流は他の位相の１つと関連した正バンクの参照番
号４のSCRを通して巻線W4から流れ出なければ
ならない。ある巻線に出入する電流の流れは供給
電圧のある１つの相、あるいは主変換機の速度に
依存する供給電圧の全ての相から供給される。後
で詳述されるように、主変換機の速度が非常に遅
く、回転速度が供給周波数に比較して低ければ、
供給電圧が単一の電機子巻線に流れる電流の時間
間隔の数倍変化するように、主変換機の回転子極
のそれぞれ数度の回転に対して新しい相が生じ
る。その結果、全ての相から各整流器バンクを通
して巻線に電流が供給される。一方、主変換機の
速度が供給周波数に比較して高い時は、たとえま
だ電動機として作動していても、電機子の単一の
巻線に電流が供給されなければならない時間間隔
は供給相のほんの数度にすぎず、その時、単一の
供給相は単一の巻線ではなくいくつかの巻線に電
流を供給する。すなわち、本装置は全ての速度に
対して非常に融通性があり、各供給相と関連した
正および負バンクの各整流器の点弧は巻線に電流
を供給するように制御され、機械電気変換機は、
始動機モードにおいて、ブラシ無し電動機として
作動する。 この変換機が動負荷を予定の速度（例えばジエ
ツトエンジンに対するアイドリング速度）に駆動
する時は、回転子位置の関数として周波数変換器
の整流器を点弧する点弧および制御回路が無能に
される。その後、主変換機は発電機として作動
し、周波数変換器は速度の関数としてその周波数
が変化する主変換機の出力電圧を一定周波数の出
力に変換する周波数変換器として作用する。この
ために、位相および回転子位置および発生回路が
無能にされ、基準波発生器が作動される。次い
で、基準波発生器信号が発電機からの線電圧の積
分と比較され、位相の進遅の度合に応じて各整流
器を点弧するトリガパルスを発生し、変動入力か
ら一定周波数の出力を発生する。変動速度一定周
波数の電気的発生装置用周波数変換器として作動
された時、供給電圧は、第１図の説明で述べたよ
うに、遮断され、主変換機の巻線W1〜W6からの
出力電圧は端子９２を介して点弧数がこれらの出
力電圧から取り出される発電機の線対線電圧の積
分である回路網に接続される。点弧波は適当な変
調回路で基準波信号と比較されてトリガ信号を発
生し、各相と関連した正および負バンクは定周波
数出力を発生する整流および反転バンクとして
夫々作動する。点弧波を発生する方法および整流
器をトリガして一定周波数の出力を発生する方法
については、本出願人に譲渡された多数の米国特
許に記載されている。また、発電機からの変動周
波数入力信号から一定周波数の出力を発生するた
めの周波数変換回路およびトリガ手段については
米国特許第3400321号、3431483号、3593106号等
を参照されたい。 SCR点弧回路 各相の負および正SCRバンクに対する点弧回
路は第４図にブロツク線図で示されている。すな
わち、第４図は、相Ａの正バンク点弧回路９３、
該回路に相当する相Ａの負バンク点弧回路９４お
よびＢ相およびＣ相用の同様の正および負バンク
点弧回路９５，９６および９７，９８を示す。こ
れらの点弧回路は全て同様なものであるので、相
Ａの正および負バンク点弧回路のみが詳細に示さ
れている。すなわち、相Ａの正バンク点弧回路９
３は多数の変調器M1〜M6から成り、これらの変
調器は夫々相Ａの正整流器バンクのSCR1AP〜
6APのゲート電極に接続されている。これらの変
調器は該変調器の入力が正になる時にその出力に
トリガパルスを発生する形式のものである。その
詳細については前記米国特許第3400321号の第３
図に示されている。変調器の入力は、以下に詳細
に説明されるように、始動モードにある時は、回
転子位置論理回路網２０および位相制御空白回路
網４０から供給され発電モードにある時は点弧波
および基準波発生器４１から供給される。始動モ
ードにおいては、各変調器M1〜M6の入力はAND
ゲート１００およびANDゲート１０１〜１０６
から供給される。ANDゲート１０１〜１０６は
全て位相制御回路４０から“Ａ相正バンク作動化
信号”として示される一方の入力端子を有し、こ
れらのゲートは供給位相Ａが先行の相、すなわち
相Ｃに対して負である時にのみ作動されるように
なつている。換言すれば、相Ａの正バンク中の
SCRは相Ａが先行の相に対して負である時にの
みトリガされて主変換機の巻線から電流が流れ出
るようにしている。各ANDゲート１０１〜１０
６は回転子位置論理回路網２０からの他の入力を
有し、該SCRと関連した巻線に電流が供給され
た時に、各ゲートを選択的に作動する。すなわ
ち、各ANDゲート１０１〜１０６はある特定の
巻線に電流が供給されるかあるいは該巻線から電
流が引き出された時にのみ作動される。図示の接
続においては、ANDゲート１０１は、巻線W1が
付勢された時にのみ回転子位置論理回路網から作
動化信号を受け取り、ANDゲート１０２は巻線
W3が付勢された時に、ANDゲート１０３は巻線
W5が付勢された時に、ANDゲート１０４，１０
５および１０６は巻線W2，W4およびW6が付勢さ
れた時に作動化信号を受け取る。斯様に、巻線
W1が巻線W1から相Ａに電流を流すように制御さ
れている時は、ANDゲート１０１は、その一方
の入力における正作動化信号の相の極性が適正で
あることを示し、他方の入力に対する回転子位置
論理信号が巻線W1の近くの磁束が高いことを示
す時にのみ正出力信号を発生する。この正出力信
号は変調器M1に接続されているANDゲート１０
０にその一方の入力として供給される。ANDゲ
ート１００の他方の入力は主変換機が始動モード
にある時にのみ付勢される制御信号が供給され
る。すなわち、ANDゲート１００は本装置が始
動モードにある時にのみ作動される。本装置が発
電機モードに切り換えられると、ANDゲート１
００に対する正作動化信号が取り除かれ、該ゲー
トが無能状態にされ、それによつて、供給電圧お
よび回転子位置論理に応答する信号が変調器から
取り除かれる。この状態で、線対線発電機電圧の
積分および基準電圧を表わす信号が入力端子１０
７を通して変調器に供給されて該変調器をトリガ
し、適当な相順で各SCRを点弧して変動周波数
発電機電圧を一定周波数の出力電圧に変換する。 しかしながら、始動モードにおいては、各
ANDゲートは相バンク作動信号および回転子位
置論理信号によつて作動されて出力信号を発生
し、次いで該信号がANDゲート１００を通して
変調器に伝達され、正バンク中の各SCRを、相
順電圧が適正でかつ回転子の位置がその巻線から
電流が流れ出すことを示す時に点弧する。同様
に、相Ａの負バンク点弧回路４９は負点弧バンク
中の1AN〜6ANに対する１組の変調器M1〜M6を
包含している。この変調器は、本装置が発電モー
ドにある時は、発電機の線対線電圧および基準電
圧の積分を表わす端子１０７の入力信号、あるい
は、ANDゲート１００を通して変調器に結合さ
れているANDゲート１０８〜１１３からの出力
に応答して制御される。ANDゲート１０８〜１
１３は、負バンクの整流器が適正な順序で点弧さ
れて相Ａの電源から電機子巻線に電流を流すよう
に、相Ａの供給電圧がその先行の相に対して正で
ある時はいつでも、その一方の入力に供給される
相Ａの負バンク作動信号によつて作動される。各
ANDゲート１０８〜１１３に対する他方の入力
信号は、電流を受け取る電機子巻線を決定し、次
いで出力トリガパルスを発生するゲートおよび変
調器を決定して適正なSCRを導通させる回転子
位置論理回路網２０から供給される。 相Ｂおよび相Ｃの回路における負および正バン
クに対する他の点弧回路は全て前記と同様な構成
を有し、かつ、始動（あるいは電動）モードにお
いて、相作動信号および回転子位置論理回路網か
らの信号によつて選択的に作動されて各バンク中
のSCRを適正な順序で点弧して電機子巻線の選
択された対に電流を出入れする。すなわち、前述
のごとく、巻線W1が電源から該巻線に電流を流
す時は、該巻線W1と180゜位相が離れている巻線
W4は該巻線W4から電源に電流を流さなければな
らない。同様に、巻線W3が該巻線に電流を流す
時は、巻線W6は該巻線から電流を流し出さなけ
ればならず、巻線W5が該巻線に電流を流す時
は、巻線W2は該巻線から電流を流し出さなけれ
ばならない。その逆も同様である。本装置は対で
作動し、しかも３相であるから、回転子位置論理
回路網からの各制御信号は同時に６個のANDゲ
ートを作動する。しかしながら、負および正
SCRの適正な対が点弧されるようにするために
は６個のANDゲートのうちの２個のみが相制御
作動信号によつて作動される。従つて、次の組合
わせが可能である。 巻線番号 電流の流れる方向 W1 Ｐ W4 Ｎ W1 Ｎ W4 Ｐ W3 Ｐ W6 Ｎ W3 Ｎ W6 Ｐ W5 Ｐ W2 Ｎ W5 Ｎ W2 Ｐ 従つて、負バンク中の参照数字１のSCRと関
連したANDゲートは全て論理制御からの共通入
力を有している。正バンク中の参照数字４の
SCRは負バンク中の参照数字１のSCRと同時に
点弧されなければならないから、正Ｐバンク中の
参照数字４のSCRに対するANDゲートおよび負
Ｎバンク中の参照数字１のSCRに対するANDゲ
ートは全て回転子位置論理回路網から共通の作動
信号を受け取る。各相バンクのいずれかのSCR
が実際にトリガされ、次いで相制御電圧および供
給電圧の相の極性によつて制御される。同様に、
正バンク中の参照数字１のSCRに対するANDゲ
ートは全て負バンク中の参照数字４のSCRと関
連したANDゲートの全てと結合される。 正バンク中の参照数字３のSCRと関連した
ANDゲートは負バンク中の参照数字６のSCRの
ANDゲートと結合され、負バンク中の参照数字
３のSCRのANDゲートは正バンク中の参照数字
６のSCRに対するANDゲートに結合されてい
る。同様に、正バンク中の参照数字５のSCRに
対するANDゲートは負バンク中の参照数字２の
SCRに対するANDゲートに結合され、負バンク
中の参照数字５のSCRに対するANDゲートは正
バンク中の参照数字２のSCRに対するANDゲー
トに結合されている。 また、回転子位置論理回路網からの信号を受け
るために多数の入力端子１１４が設けられてい
る。図示のごとく、一番上の端子は全ての相の負
バンク中の参照数字１のSCRおよび全ての相の
正バンク中の参照数字４のSCRと関連した全て
のANDゲートを作動する信号を受け取る。第２
番目の端子は正バンク中の参照数字１のSCR全
てを負バンク中の参照数字４のSCR全てと関連
したANDゲートに対する作動信号を受け取る。
第３番目の端子は正バンク中の参照数字３の
SCRおよび負バンク中の参照数字６のSCRの全
てと関連したANDゲートに接続されている。第
４番目の端子は正バンク中の参照数字６のSCR
および負バンク中の参照数字３のSCRの全てと
関連したANDゲートに対する作動信号を受け取
る。第５番目の端子は全ての正バンク中の参照数
字２のSCRおよび負バンク中の参照数字５の
SCRの全てに対する作動信号を受け取る。第６
番目の最後の端子は正バンク中の参照数字５の
SCRおよび負バンク中の参照数字２のSCRの全
てと関連したANDゲートに対する作動信号を受
け取る。 位相制御空白（Blanking）回路 位相制御回路網は供給位相の極性が適正の時に
のみ、ある１つの供給位相から次の位相に電流の
転移を可能にする空白すなわち作動信号を発生す
るための手段を提供する。すなわち、もし、電流
の流れが負、すなわち電流が巻線に流れ込んでい
るものとすれば、供給位相間の電流の転移はその
位相が導電している相に対して正になる時にのみ
行なわれる。電流の流れが正である場合、すなわ
ち巻線から電流が流れ出る場合には、供給位相間
の電流の転移はその相が先行の導電している相に
対して負になる時にのみ行なわれる。すなわち、
相Ａが相Ｃに対して正になる時は、相順をＡ，
Ｂ，Ｃとすれば、空白すなわち作動信号は相Ａが
相Ｃに対して正である期間の間にＡ相の周波数変
換器中の負整流器バンクに対して発生される。ま
た、相Ｃが相Ｂに対して負になる前記と同じ時間
間隔の間に、相Ｃの周波数変換器の正整流器バン
クに対する作動信号が発生されて正バンク中の選
択された整流器をトリガして電機子巻線から電流
が流れ出るようにする。同様に、該回路は相Ｂお
よびＣが他の相に対して正になる時に空白信号を
発生してこれらの相中の負整流器バンクを作動す
ると共に、正整流器バンクを作動して適正な電流
の流れを提供する。更に、相Ａ、相Ｂおよび相Ｃ
の空白信号レベルの持続時間を変える点弧あるい
はトリガ信号として作用する線対線供給電圧の積
分が発生され、電機子巻線の電流レベルを制御す
る。ある導電相から次の相へ電流を転移すること
を示す相空白信号の発生は相電圧から直接行なわ
れる。しかしながら、線対線電圧の積分はSCR
の点弧角を変化して主変換機の電流レベルを制御
するためにはどうしても発生されなければならな
いものであるから、この線対線電圧の積分を空白
電圧を発生するために使用してもよい。すなわ
ち、相Ｃの相Ｂに対する線電圧の積分は供給相Ａ
と同じ相であり、相Ｃの相Ａに対する線電圧の積
分は供給相Ｂと同じ相であり、供給相Ｂの相Ａに
対する線対線電圧の積分は相Ｃと同じ相である。
従つて、Ｃ−Ｂの積分からＢ−Ａの積分を差し引
くと、相Ａが相Ｃに対して正である期間と同じ期
間正である空白信号を発生することができる。同
様に、Ａ−Ｃの積分からＣ−Ｂの積分を差し引く
ことにより、また、Ｂ−Ａの積分からＡ−Ｃの積
分を差し引くことにより、ＢがＡよりも正であ
り、ＣがＢよりも正である期間と同じ期間正であ
る空白信号を発生することができる。特定のある
相が先行の相よりも正になる時に、主変換機への
電流の流入は前記先行の相から転移される。同様
に、これらの電圧が先行の相よりも負になる時
に、電機子巻線から流れ出る相電流は前記先行の
相から負になつた相に転移される。従つて、空白
電圧は正あるいは負いずれの相バンク中における
SCRを点弧するために使用することができる。 線対線供給電圧の積分を相互に差し引いて、
Ａ，ＢおよびＣ相に対する空白電圧を発生するた
めの方法は、第５ａ〜第５ｃ図に示されている供
給電圧等の波形を参照することにより容易に理解
されよう。すなわち、第５ａ図においては、縦軸
に電圧を、横軸に時間をもち、相順がＡ，Ｂ，Ｃ
の三相供給電圧が示されている。すなわち、第５
ａ図には三相供給電圧Ａ，ＢおよびＣが示されて
いる。第５ｂ図は、各供給電圧相を積分し、それ
らを差し引くことによつて得られる線対線供給電
圧の積分を示す。すなわち、第５ｂ図には、相Ａ
の相Ｃに対する線対線電圧の積分（∫Ａ−Ｃ）が
∫Ａ−Ｃで示される曲線によつて示されている。
同様に、他の線対線電圧の積分が∫Ｂ−Ａおよび
∫Ｃ−Ｂによつて示されている。第５ａ図および
第５ｂ図から、時刻t0において、相電圧Ａは先行
の相電圧Ｃよりも正になり、相電圧Ｃが再度相電
圧Ａよりも正になる時刻t2まで正であることが理
解されよう。また、第５ｂ図から、時刻t0におい
て、∫Ｃ−Ｂは供給線対線電圧の積分∫Ｂ−Ａよ
りも正となり、時刻t2まで正であることが理解さ
れよう。従つて、相Ｃの相Ｂに対する線対線電圧
の積分が相Ｂの相Ａに対する線対線電圧の積分よ
りも正になる時を検出することによつて、空白す
なわち作動電圧を発生する時期を知ることがで
き、∫Ｂ−Ａが再度∫Ｃ−Ｂより正になる時刻t2
に空白電圧を終結させることができる。第５ｃ図
は、時刻t0において正になり、∫Ｃ−Ｂが∫Ｂ−
Ａよりも負になる時刻t2において負になるような
空白電圧を示している。これら２つの線対線電圧
の積分は相Ａが相Ｂよりも正である間の間隔の尺
度を提供する。同様に、相Ｂの空白電圧は、時刻
t1において∫Ａ−Ｃが∫Ｃ−Ｂよりも正となり、
これが時刻t4まで続くから、Ａ−Ｃの積分からＣ
−Ｂの積分を差し引くことによつて発生されるこ
とが分ろう。また、t1〜t4の期間は相Ｂは相Ａよ
り正であるから、第５ｄ図に示された相Ｂの空白
電圧は時刻t1に発生され時刻t4まで続くことが分
ろう。相Ｃの空白電圧はＢ−Ａ電圧の積分からＡ
−Ｃ電圧の積分を差し引くことによつて発生され
る。∫Ｂ−Ａ電圧は時刻t3において∫Ａ−Ｃより
も正となり、第５ａ図からも分るように、相Ｃが
相Ｂよりも正になる時間に相当する時間t5まで正
となつている。すなわち、第５ｅ図に示すよう
に、Ｃ相空白電圧は時刻t3に発生されて時刻t5ま
で続く。斯様にして、供給相のある相がその先行
の相よりも正になる間の時間間隔を表わしかつ負
整流器バンクを作動して電機子巻線に電流を流す
ために使用される３つの空白電圧Ａ，ＢおよびＣ
が発生される。これらの空白電圧を反転処理する
ことによつて、任意のある相がその先行の相より
も負になる間の時間間隔を表わし、従つて、電機
子巻線から電流が流れるように周波数変換器の正
整流器バンクを制御するために使用することがで
きる正空白電圧を発生することができる。 第６図は、周波数変換器の正および負バンクの
点弧回路に対して適正な時刻に、適正な持続時間
の作動電圧を発生するために、供給電圧の極性お
よび主変換機電流のレベルの関数として空白電圧
を発生する相および空白制御回路を示す。 第６図において、３相の供給電圧Ａ，Ｂおよび
Ｃが相制御および空白回路の各入力端子１２０，
１２１および１２２に供給されている。この３相
供給電圧は抵抗器１２３，１２５，１２７および
コンデンサ１２４，１２６，１２８から夫々成る
３個のＲ−Ｃ積分回路網に接続されている。これ
らのRC積分回路網は相電圧Ａ，ＢおよびＣの積
分に比例する電圧を発生し、これらの積分された
電圧は参照数字１２９，１３０および１３１によ
つて示される多数の演算増幅器に供給される。積
分された供給電圧は該演算増幅器１２９〜１３１
において組合わされかつ差し引かれて、その出力
に線対線電圧の積分に比例する電圧を夫々発生す
る。すなわち、積分された相Ａの電圧が演算増幅
器１２９の非反転端子に供給されると共に、積分
された相Ｃの供給電圧が演算増幅器１２９の反転
端子に供給される。従つて、増幅器１２９の出力
は相Ａの積分引く相Ｃ電圧の積分となり、従つ
て、相ＡとＣ間の線対線電圧の積分（∫Ａ−Ｃ）
を表わす。演算増幅器１３０の入力は、その非反
転端子に供給される積分された相Ｂの電圧と反転
端子に供給される積分された相Ａの電圧である。
従つて、その出力はこの電圧の差となり、相Ｂの
相Ａに対する線対線電圧の積分（∫Ｂ−Ａ）に等
しい。演算増幅器１３１に対する入力は、その非
反転端子に供給される相Ｃの線電圧の積分と反転
端子に供給される相Ｂの電圧の積分であり、従つ
て、その出力には供給電圧の相Ｃ，Ｂ間の線対線
電圧の積分に比例する出力電圧を発生する。 前述のごとく、線対線電圧の積分は、相Ａ，Ｂ
およびＣの空白波を発生するために使用されるだ
けでなく、点弧波と変換機電機子制御回路網４７
（第１図参照）から得られる誤差信号とを比較す
ることによつて電機子巻線に供給される電流の大
きさを制御するためにも使用される。このため
に、線対線電圧の積分は、位相空白信号を発生す
るための手段を構成する第２の組の演算増幅器１
３３〜１３５に供給される。演算増幅器１３３は
∫Ｃ−Ｂから∫Ｂ−Ａを差し引いて相Ａの空白電
圧である出力信号を発生する。第５図の波形と関
連して説明したように、相Ｃと相Ｂ間の線対線電
圧の積分は供給電圧の相Ａと同じ相であり、相Ｂ
と相Ａ間の線対線電圧の積分は供給電圧の相Ｃと
同じ相である。２つの積分を引算することによつ
て、∫Ｃ−Ｂ相電圧が∫Ｂ−Ａ電圧よりも正にな
る時間に空白波が発生される。すなわち、相Ｃの
相Ｂに対する線対線電圧の積分が演算増幅器１３
３の反転入力に供給され、相Ｂの相Ａに対する線
対線電圧の積分が増幅器の反転入力に供給され
る。すなわち、第５ｂ図に示すように、∫Ｃ−Ｂ
が∫Ｂ−Ａより正になる時刻t0において演算増幅
器の出力は正になり、∫Ｂ−Ａが∫Ｃ−Ｂよりも
大きくなる時刻t2になるまで前記正を維持する。
すなわち、演算増幅器１３３の出力は、供給電圧
の相Ａが相Ｃよりも正である期間と同じ期間正で
ある正空白電圧である。 同様に、演算増幅器１３４はその非反転入力に
∫Ａ−Ｃが供給され、反転入力に∫Ｂ−Ｃが供給
される。その結果、演算増幅器１３４の出力は相
Ｂが相Ａよりも正である期間と同じ期間正である
空白電圧を発生する。演算増幅器１３５は∫Ａ−
Ｃから∫Ｂ−Ａを引算してその出力に、相Ｃが相
Ｂよりも正である期間と同じ期間正である空白電
圧を発生する。 演算増幅器１３３〜１３５の出力に現われる空
白電圧は、ある相がその先行の相よりも正になる
と同時に回路網のSCRが点弧され、直ちに導電
がその相に転移されるものとすれば、所定の相を
導電するのに使用し得る最大の時間間隔を表わし
ている。電機子電流をその予定のレベルに維持す
るように制御するためには、空白波の持続時間を
主変換機の電流レベルの予定レベルからの離脱度
合の関数として修正することが望ましい。相空白
波の持続時間を変えることによつて、導通角、従
つて、主変換機に出入する電流が変えられる。こ
のために、空白電圧を発生するために使用された
積分点弧電圧が比較回路網に供給され、該回路網
において、点弧波すなわち積分された線対線電圧
が実際の電機子電流あるいは供給源から周波数変
換器に流れる電流を表わす誤差信号と比較され
る。すなわち、位相制御整流器からの出力は前に
導通していた相と制御されている相との間の電圧
の積分に比例して減少する。線対線電圧を積分す
ることによつて得られる点弧波を使用することに
よつて直線制御特性が得られる。すなわち、例え
ば、誤差信号が１〜２まで変化すれば、出力もま
た１〜２まで変化する。第１図の説明で説明した
ように、主変換機の変更すなわち供給電流を所望
レベルから変更することを検知するための手段が
設けられていて、この変更の大きさおよび方向の
両方を表わす誤差信号を発生する。この誤差信号
と点弧電圧とを比較することによつて、任意所望
の相のSCRが導通できる時に該SCRを通して前
記誤差信号の関数として制御されている巻線にあ
るいは該巻線から電流を流すように、空白電圧の
持続時間を修正する制御信号が発生される。電流
レベル修正制御信号は演算増幅器１２９〜１３１
からの点弧電圧を多数の演算増幅器１３６〜１４
１の１入力として供給することによつて得られ
る。演算増幅器１３６および１３７はＡ相空白信
号発生通路中に設けられ、増幅器１３８および１
３９はＢ相空白信号発生通路中に設けられ、増幅
器１４０および１４１はＣ相空白信号発生通路中
に設けられている。線対線電圧の積分が各対の増
幅器の一方の増幅器の反転端子と他方の増幅器の
非反転端子に供給されている。入力端子１４２に
おける、第１図および第２図の変換器電機子電流
制御回路網４７からの誤差信号が各演算増幅器の
残りの入力に供給されている。すなわち、誤差信
号は点弧波と比較されて演算増幅器から、その持
続時間が誤差信号の関数である矩形波出力信号を
発生する。 演算増幅器対からの電流レベル制御信号は、各
Ａ，Ｂ，Ｃ相空白通路中のNANDゲート対１４３
−１４４，１４５−１４６、および１４７−１４
８の一方の入力として供給される。また、NAND
ゲートの他方の入力は、NANDゲート１４３，１
４５および１４７の場合には、演算増幅器１３３
〜１３５からの空白信号であり、NANDゲート１
４４，１４６および１４８の場合には空白信号の
反転信号である。演算増幅器１３３〜１３５から
の空白信号はリード線１４９，１５０および１５
１を通してNANDゲート１４３，１４５および１
４７の一方の入力端子に供給されている。また、
演算増幅器からの空白信号はNANDゲート１５２
〜１５４に夫々１入力として供給され、ここで空
白信号は反転される。すなわち、NANDゲートは
該ゲートに対する両入力が正である時にのみ該ゲ
ートの出力が負になることを特徴とするものであ
る。入力の他の全ての組合わせに対しては、
NANDゲートの出力は正である。すなわち、
NANDゲート１５２〜１５４は演算増幅器１３３
〜１３５の出力が正である時はいつでも、すなわ
ち、相Ａ，ＢおよびＣが先行の相よりも正である
時の空白間隔の期間中は負になる。一方、NAND
ゲート１５２〜１５４は、増幅器１３３〜１３５
が負になる時、すなわち相Ａ，ＢおよびＣが先行
の相よりも負になる時に正になる。その結果、
NANDゲート１５２〜１５４からの出力は夫々
NANDゲート１４４，１４６および１４８の１入
力として供給され、これらのNANDゲート１４
４，１４６および１４８の出力を該NANDゲート
の相手のNANDゲート１４３，１４５および１４
７の出力と常に反対になるように制御する。
NANDゲート１４３〜１４８の出力はNANDゲー
ト１５５〜１６０にその一方の入力として供給さ
れ、該NANDゲート１５５〜１６０の他方の入力
はリード線１６２を通して作動信号端子１６１に
接続されている。 前述の説明から、相Ａの通路中のNANDゲート
１４３が演算増幅器１３３からの電流制御電圧に
よつて制御されることが分ろう。すなわち、
NANDゲート１４３の出力は空白波が正であり演
算増幅器１３６からの出力が正である全時間間隔
の間負である。演算増幅器１３６からの空白波の
持続時間は固定されているから、NANDゲートか
らの出力は電流誤差信号に応答して制御されてい
る演算増幅器からの出力信号の持続時間の関数と
して変化する。NANDゲート１４３からの出力は
NANDゲート１５５で反転され、相Ａの空白波が
正でありかつ演算増幅器１３６からの電流レベル
制御信号が正である時の持続時間間隔の間相Ａの
負整流器バンクに対して正出力作動信号を発生す
る。相Ａの通路中の相補NANDゲート１４４から
の出力は、演算増幅器１３３からの作動波が
NANDゲート１５２によつてNANDゲート１４４
に供給される前に反転されるので、NANDゲート
１４３の出力の反転波となつている。供給電圧の
相Ａが相Ｃよりも正である時間間隔の間に、相Ａ
の負バンクに正作動信号を供給するためにNAND
ゲート１５５が正になる時は、NANDゲート１５
６の出力が負になりそれによつて相Ａの正点弧バ
ンクを作動する。相Ａの負バンクに対する作動信
号が終結するや否や、すなわち、演算増幅器１３
３からの作動信号が再度負になると、NANDゲー
ト１４４の入力が負になるようにNANDゲート１
５２の出力が正になり、NANDゲート１５６の出
力は正となり、相Ａの正点弧回路に作動信号が供
給されて正整流器バンクが作動される。従つて、
相Ａの通路は、相Ａが相Ｃよりも正である時はい
つでも相Ａの負バンク整流器に対する作動信号を
発生し、相Ａが相Ｃよりも負の時に正点弧バンク
に正作動信号を発生することが分ろう。 同様に、相Ｂの通路中のNANDゲート１５７お
よび１５８からの出力は、負整流器バンクに対し
ては相Ｂが相Ａよりも正の時に、正整流器バンク
に対しては相Ｂが相Ｃよりも負の時に、相Ｂの正
および負整流器バンクに対する正作動信号を発生
する。Ｃ相の通路中のNANDゲート１５９および
１６０は、Ｃ相の負整流器バンクに対してはＣ相
がＢ相よりも正の時に、Ｃ相の正整流器バンクに
対しては相Ｃが相Ｂよりも負の時に作動信号を発
生する。 整流器バンクに対する空白信号の発生の仕方に
ついては、第６図の相Ａの制御回路網を構成して
いる各回路に対する波形を示す第７図の波形を参
照すればより容易に理解されよう。すなわち、第
７ａ図は相Ａの相Ｃに対する線電圧の積分すなわ
ち∫Ａ−Ｃを表わす演算増幅器１２９からの点弧
波を示す。第５図の波形からも分るように、∫Ａ
−Ｃは供給電圧の相Ａよりも90゜遅れ、点弧波の
半周期を示すt0〜t3の期間、相Ａは相Ｃに対して
正であり、正空白信号１７０が演算増幅器１３３
の出力に発生される。もちろん、このことは相Ａ
の負整流器バンクがこの期間中の任意の時間に点
弧され、相Ａの供給源から電機子巻線に電流が流
されることを意味する。空白電圧１７０はNAND
ゲート１４３およびNANDゲート１５２にその一
方の入力として供給される。NANDゲート１５２
の出力は空白波１７０を反転したものであり、第
７ｃ図に波形１７１で示すようにNANDゲート１
５２の出力は空白波１７０が正の期間負であり、
負の期間は正である。また、線対線電圧の積分１
６８は演算増幅器１３６および１３７に供給さ
れ、そこで、第７ａ図に直流電圧波１６９で示さ
れる電流レベル誤差信号と比較される。演算増幅
器１３６の非反転端子には点弧電圧１６８が供給
され、反転端子には主変換機の電流レベルを表わ
す誤差信号すなわち供給源からの信号が供給され
るので、演算増幅器１３６の出力は点弧電圧が電
流誤差信号よりも正になるまでは負を維持する。
従つて第７ｄ図に波形１７２で示される演算増幅
器１３６の出力は点弧電圧が電流レベル誤差信号
よりも正になる時刻t1まで負を維持する。時刻t1
において、演算増幅器の出力は正となり、該点弧
波１６８が再度誤差信号１６９よりも正でなくな
る時刻t5まで正を維持する。また、演算増幅器１
３７の反転端子には点弧波１６８が供給され、非
反転入力端子には電流レベル誤差信号１６９が供
給される。従つて、演算増幅器１３７の出力は入
力点弧波１６８が誤差信号１６９よりも正になる
時刻t2まで正である。時刻t2において、演算増幅
器の出力は負になり、点弧波が誤差信号よりも正
でなくなつて増幅器の出力が正になる時刻t4まで
負を維持する。演算増幅器の出力は点弧波が再度
基準波よりも正になり、それによつて、点弧波が
反転端子に供給されて演算増幅器の出力を負に駆
動する時刻t8まで正を維持する。従つて、演算増
幅器１３６の出力は時刻t1に正となり、時刻t5ま
でこの正を維持し、時刻t5からt7までの期間負で
ある。一方、演算増幅器１３７の出力は前記波形
の位相が移動された矩形波となつている。 演算増幅器１３６の出力は時刻t1からt5までの
期間正であるが、NANDゲート１４３の出力は、
第７ｆ図に波形１８３で示されるように、この時
刻t3で相Ａの空白電圧１７０が負になるから、時
刻t3まで負になる。NANDゲート１５５の出力は
第７ｇ図に波形１７４で示すように、時刻t1から
t3まで正である負相整流器バンク用の作動電圧で
ある。同様に、演算増幅器１３７の出力は時刻t4
からt8まで間正であるが、NANDゲート１５２の
出力に現われる反転空白波１７１は時刻t3からt6
の期間のみ正である。その結果、第７ｈ図に波形
１７５で示されているNANDゲート１４４の出力
は第７ｉ図に示されるように時刻t4からt6まで正
である。NANDゲート１５６の出力は時刻t4から
t6までの期間正であり、この期間の間に、Ａ相の
正バンクが電機子巻線から供給源へ電流を流すよ
うに作動されることを示す。周波数変換器の正お
よび負に対する作動信号の持続時間は、所定の相
が先行の導電相に対して正あるいは負である期間
を表わす空白信号および空白信号の持続時間が電
流レベルの関数として変えられている主変換機の
電流レベルによつて制御されていることが理解さ
れよう。更に、電流レベル誤差信号が増加あるい
は減少すると、誤差信号と点弧波と交差点が変化
する。この変化は、増幅器１３６および１３７か
らの正出力パルスの幅を変化し、従つてNANDゲ
ート１５５および１５６からの相作動出力信号の
持続時間を変化する。他の相チヤンネルＢおよび
Ｃも同様に作用してそれらの正および負点弧バン
クに対する作動信号を発生する。 第７ｊ〜第７ｏ図は三相全ての負および正バン
クに対する作動信号波形を示す。これらの波形か
ら、負整流器バンクに対する作動電圧は電流を相
から相へ転移させ得ることが理解されよう。ま
た、これらの波形から、電機子巻線の対に出入れ
する電流の流れは同じ相の負および正整流器バン
クからは決して行なわれないことも明らかであ
る。もし、ある相の負整流器バンクがある巻線に
電流を供給しているならば、その相補巻線から流
れ出る電流は他の２つの相からでなければならな
い。すなわち、Ａ相の負作動電圧１７４が正であ
つて相Ａから主変換機に電流が流れるものとすれ
ば、流れ出る電流は、相Ｂの正作動電圧１７８が
最初は正であるため、最初は相Ｂに流れ、次い
で、相Ｂの作動電圧１７８が負になり、相Ｃの正
作動電圧が正の時に相Ｃに転移される。同様に、
相Ｂが巻線に電流（すなわち負電流）を供給して
いる時は、巻線から流れ出る電流は最初は相Ａに
流れる電流であり、次いで相Ｂの電流に転移され
る。 回転子位置論理 第９図は回転子位置論理回路網を示し、該回路
はホール発電器からの出力信号を処理して、電流
が流れる巻線を決定する出力信号を提供する。ホ
ールプローブを電気角で120゜離して配置するこ
とによつて、ある所定の巻線と関連した磁束が最
高値に達する時を決定することができる。このホ
ール発電器からの情報によつて、界磁極対の最高
磁束と関連した巻線に電流を出入れして正トルク
を発生する信号を発生することができる。更に、
この回転子位置論理は、次に電流が供給される電
機子巻線の相と関連したSCRが（次の電機子巻
線の相に同時に電流が流れるのを阻止するため
に）トリガされるべき状態にない時にのみ所定の
巻線と関連したSCRをトリガして電流を流すよ
うにする。たとえば、点弧順序は電流が巻線
W1，W3，W5と流れ、巻線W2，W4，W6から流れ
出るものと仮定する。ホールプローブが巻線W3
に電流が供給されるべきことを示す時は、論理回
路はホールプローブがまたW3の磁束が高いこと
を示し、巻線W5と関連した磁束が低いことを示
す期間のみ巻線W3と関連したSCRに対して作動
信号を発生しなければならない。このことは、あ
る一時間にある一つの巻線のみがターンオンされ
るのを保証する。すなわち、相順を１，３，５と
すれば、相１が導電している時には、相３の巻線
と関連した磁束が高く、相５と関連した磁束が高
くない時間間隔の間にのみ電流の流れを相３が導
通に切換えられる電流を有していることは明らか
である。同様に、主変換機の相３の巻線から主変
換機の相５の巻線に導電が転移される時は、相５
の巻線W5の磁束が高く、相１の巻線W1の磁束が
高くない時にのみ電流の転移が行なわれる。本実
施例においては、各巻線と関連したSCRは、電
流を流すべき次の相巻線と関連したSCRが正方
向に無能にされた時にトリガされる。この関係
は、相巻線W1，W3およびW5に発生される逆起電
力波形およびホールプローブの出力電力波形を示
す第８図の波形線図から容易に理解されよう。す
なわち、第８ａ図において、波形１９０，１９１
および１９２は電動機として駆動されている時の
主変換機巻線の逆起電力を示す。第８ｂ図には、
相巻線W1（相１と180゜位相の異なる相４につい
ても同じ）と関連したホールプローブの増幅器の
出力が波形１９３によつて示され、第８ｃ図およ
び８ｄ図には、相巻線W3およびW5と関連したホ
ールプローブの出力が波形１９４および１９５に
よつて示されている。演算増幅器で処理されて矩
形波とされたホールブロープからの出力は電気角
で120゜離されており、逆起電力と関連するホー
ル発電器波形の位置は、ホールプローブの出力が
逆起電力に対して十分進んでいて電流が次の巻線
に転移される時に導電しているSCRを非導電状
態にする。すなわち、時刻t0に、電流が巻線W5
に導入されており、次に相巻線W5に転移されよ
うとしているものとすれば、電動機から最高トル
クを得るためには、理論的には、時刻t1まで巻線
W5に電流を流し、次いで該巻線W5からW1に導電
を切り換えるのが望ましい。すなわち、できる限
り参照番号５のSCRを導通して巻線W5に電流を
流し、時刻t1においてそれらをターンオフするの
が望ましい。しかしながら、導通しているSCR
を非導通状態にするのは困難であるから、次の
SCRの点弧を進ませて、ある時間十分な電圧を
かけて前に導通していたSCRをターンオフして
やるのが望ましい。従つて、ホールプローブは時
刻t1の前のある時刻t0においてホール電圧が最高
となるように配置されている。すなわち、ホール
発電器は、時刻t0において、相１のホールプロー
ブ電圧が正になつて参照数字１のSCRに対して
点弧電圧を発生するようになつており、参照数字
１のSCRの１つがターンオンされた時に、導電
している参照数字５のSCRが非導通にされる。 すなわち、もし、巻線W5の逆起電力がまだ巻
線W1の逆起電力よりも正である時刻t0におい
て、参照数字１のSCRが導通状態にトリガされ
るものとすれば、電流は巻線５から巻線１に流れ
る。このSCR間の内部電流ループは、波形１９
１の時刻t0〜t1間の逆起電力電圧を参照数字５の
SCRを非導通にするために使用し得るので、時
刻t1の前に参照数字５のSCRをターンオフする。 また、ホールプローブの電圧から導き出される
各バンク中の参照数字１のSCRに対する作動電
圧がホールプローブ電圧とは同時に存在しないこ
とが分ろう。もし、これが同時に起こると巻線
W1から次の相巻線W3への電流の転移を誤まるか
不能にする。すなわち、時刻t2の後に、相３のホ
ールプローブ電圧は正になつて各バンク中の参照
数字３のSCRに対する作動信号が発生される。
従つて、参数数字１のSCRに対する作動電圧
は、参照数字３のSCRが作動される時、すなわ
ち、参照数字１のSCRがターンオフされ、参照
数字３のSCRがターンオンされる時刻に終結さ
れることが必要である。次に電流が転移される相
巻線と関連したSCRのみが無能にされるなら
ば、ある与えられた位相巻線と関連したSCRは
その巻線に電流を転移することができる。次の真
理値表は、巻線間の電流を同時にかつ適正に切り
換えるために、SCRに対して発生される作動電
圧の時間間隔の関係を示す。
流電動機として機械電気変換機を動作し、発電機
モードにおいて一定の周波数出力を供給するよう
に機械電気変換機を制御する始動機−発電機とし
て動作しうる機械電気変換機を含む電気的装置に
関するもので、特に、周波数変換器を使用する制
御回路が電動機モードにおいてブラシ無し直流電
動機として機械電気変換機を駆動するように操作
され、発電機モードにおいては機械電気変換機の
出力周波数を変化している周波数から一定の周波
数に変換して供給するように操作する電動機−発
電機として動作しうる機械電気変換機を含む電気
的装置に関するものである。 この機械電気変換機は、後述では主変換機を考
慮している。この変換機に加えて、本考案の装置
では、２つの機械電気変換機が使用され、それら
３つの変換機は一般に同期機と呼ばれ、普通はジ
エツトエンジンや内燃機関のような“動力負荷”
と共通の軸に装着される。この３つの機械電気変
換機の特徴は、次のように簡単に説明される。 主変換機（第１図１０を参照）あるいは簡単に
“変換機”は同期機として構成される。即ち、直
流励磁を備えている。“電動機モード”では、こ
の“変換機”は最初の停止位置から運転速度へジ
エツトエンジンを駆動する。その後は、この変換
機は、“発電機モード”において、ジエツトエン
ジンによつて駆動され、交流発電機として動作
し、その発電機の出力はこのシステムから離れて
変えることができる。 第２の機械電気変換機（第１図装置１２を参
照）は、この後で時として励磁機となり、電動機
モードでは回転変圧器として動作し、また発電機
モードでは、“インサイドアウト同期励磁機”と
呼ばれるように動作する。即ち、その直流励磁界
は固定子であり、その電機子は回転子である。簡
単に述べると、この励磁機は主変換機の界磁電流
源であるが、詳細な説明で述べるように他の機能
も持つている。 第３の機械電気変換機（第１図の装置１４を参
照）は、発電機モードにおいて永久磁石発電機
（PMG）としての機能を有し、また、その時に第
２変換機の界磁電流源となる。電動機モードにお
ける機能は詳細な説明で述べる。 従来から知られている始動機−発電機方式は、
普通、内燃機関やジエツトエンジンのような動力
負荷を始動するために電動機として動作される機
械電気変換機を含んでいる。例えば、ジエツトエ
ンジンがいつたん運転速度になると、始動電動機
が切離され、一定速度の交流発電方式の動作に切
換えられ、ジエツトエンジンによつて駆動され、
ジエツトエンジンの場合には飛行機のようなシス
テムに動力を供給する。 また、１つの直流機械電気変換機が使用され、
一方の場合では電動機として、他方の場合では発
電機として操作するように巻線が切換えられる方
式がよく知られている。それらの良く知られた先
行技術では、エンジンがいつたん速度を上げた場
合に切離される別個の始動機が使用されるか、巻
線が切離された場合、発電機の出力が直流から所
望の周波数の交流に変換される始動機が使用され
ねばならない。従つて、これらの従来方式は、別
個の始動機と発電機が使用され、これらの機械の
切換えと、あるいはそれらの機械の主要素が必要
となることにおいて、やつかいで、複雑で、価格
の高いものとなる。それ故に、それらの装置はさ
らに大きくなるため、やつかいで複雑になり、ま
た回転機械電気変換機の主要素を切換えたり、再
接続する必要があるため、信頼性の点から望まし
くない。そのために、１つの機械電気変換機がジ
エツトエンジンのようなエンジンを始動するため
に電動機として、またこの機械電気変換機の主切
換をすることなくエンジン速度を変化して、一定
の出力周波数を生ずる交流発電機に転換すること
が必要である。従つて、両動作モードが高く望ま
れることは、電動機モードと発電機モードの制御
回路を全て使用するという見地からである。 我々は、主機械電気変換機が電動段階中ではブ
ラシ無し直流電動機として動作し、発電段階中で
は同期発電機として動作する同期電動機である始
動機−発電機装置が提供され、この高く望んだ結
集が達成されたことを見出した。位相制御整流器
のバンクを使用する周波数変換器は、位置検出手
段によつてそれぞれ制御され、主変換機の適当な
巻線に電流を供給する。供給電圧の各位相で動作
する整流器のバンクは、制御された導通と位相で
選択駆動され、供給電圧の位相と回転子の位置の
函数として、変換機の適当な電機子巻線に適当な
電流を加え、またその電機子から取り出す。回転
子の位置検出器と共に動作する適当な論理回路
は、異つた整流器バンクの各々の位相制御整流器
の点弧を決定し、界磁密度が高い任意の巻線に電
流を供給する。同様に、供給電圧で動作する適当
な論理回路は、異つた整流器バンクに動作信号を
発生し、任意の位相を有する供給電圧で動作する
整流器だけが付勢されるようにする。従つて、位
相制御整流器バンクを使用する周波数変換器は、
発電機モードにおいて、位置検出素子に応じて電
機子巻線の中の電流を変換または切換える機能を
与え、また発電機モードでは、同じ周波数変換器
の位相制御整流器バンクは、基準電圧に応じて制
御され、一定の周波数出力を与えるために、その
バンクの中の選択された１つの整流器を点弧す
る。 従つて、同じ主変換機と同じ周波数変換器が両
方の動作モードで使われ、電動機モード中に選択
された電機子巻線に流す電流およびこの電機子巻
線から流れる電流を制御する。また発電機モード
中に整流機能すなわち逆機能を与え、同期発電機
として動作する主変換機によつて変化する周波数
出力から一定周波数の出力を供給する。電機子の
位置と位相の論理回路（電機子巻線の中の電流を
変換し、切換える）だけは接続されておらず、モ
ード変更では励磁器の構成を取り、主変換機に直
流界磁を与え、この主変換機をブラシ無し直流電
動機から同期発電機に変換する。 従つて、本考案の目的は、１つの機械電気変換
機を電動機と発電機の両方に使い、電動機モード
および発電機モードにおいて、この変換機の制御
素子として周波数変換器を使用する始動機−発電
機として動作する機械電気変換機を含む電気的装
置を提供するものである。 本考案の他の目的は、両モード作動中に素子共
通性を有する単一の機械電気変換機を使用する始
動機−発電機として動作する機械電気変換機を含
む電気的装置を提供するものである。 本考案の利点および目的はこの後の記載で明確
になるであろう。 本考案の他の利点は、電動機モードではブラシ
無し直流電動機として動作し、発電機モードでは
同期発電機として動作する同期タイプの主変換機
を提供することによつて実現する。この主変換機
は多数の周波数変換器によつて制御され、この周
波数変換器は半導体制御整流器（SCR）から構
成された多数の位相制御整流器バンクを有してお
り、この整流器（SCR）は電動機モード中に変
換または切換え素子として動作する。電動機モー
ドにおいて、主変換機の回転子位置のそれぞれの
信号は、任意の論理回路で処理され、整流器バン
クの各々の整流器を制御する信号を発生し、主変
換機の任意の電機子巻線へ向ける電流を切換え
る。電動機モード中に、整流器は一定周波数（例
えば飛行機に使用する場合は400Hz）の供給電圧
で付勢され、論理的に選択制御された位置検出器
は、任意の位相バンクの整流器を点弧し、トルク
を生ずるように選択された巻線に流れる電流およ
びこの巻線から流れ出る電流を制御する。ジエツ
トエンジンが速度を上げた後では、このシステム
は発電機モードに切換えられるので、主変換機は
同期発電機として動作し、この発電機からの変化
する周波数出力は、周波数を変換する機能を有す
る周波数変換器に供給され、変動する周波数発電
機の出力から一定の周波数（例えば400Hz）の出
力を生ずる。電動モードと発電モードの間の切換
えに関しては、一定の周波数供給電圧によつて制
御される位置応答論理回路および点弧と空白論理
回路は両方とも付勢されず、電圧は供給されな
い。基準波発生器は、ライン電圧対ライン電圧の
機能を有するごとく個々のSCRを導通制御する
ように動作され、また、その基準波信号は発電機
からの変動する周波数出力を一定の周波数出力に
するように使われる。本考案は添付図面を参照し
てなされた次の記載によつてよく理解されるだろ
う。 第１図は、本考案の全体的なブロツク線図を示
し、図示の機械電気変換機はジエツトエンジンの
ような動負荷を駆動するための直流ブラシ無し電
動機として、また、ジエツトエンジンが点弧され
て速度が速くなつた後は該ジエツトエンジンによ
つて駆動される同期発電機として使用される。本
考案は４つのサブシステムから成つている。第１
のサブシステムは参照数字１によつて示される主
パワーチエーンで、該主パワーチエーンは機械電
気変換機およびその励磁要素を包含している。第
２のサブシステムは参照数字２によつて示される
周波数変換器で、該周波数変換器は、電動機モー
ド期間中は主変換機の巻線に流れる電流を選択的
に変化し、発電機モード期間中は、発電機からの
変動周波数出力を一定周波数に変換する。第３の
サブシステムは参照数字３によつて示される電流
制御系で、該電流制御系は電動機動作中に入力電
流および変換機電流を検知して該変換機の電流レ
ベルを制御するために設けられたものであつて、
電動機モード期間中、周波数変換器の整流器の点
弧角を制御して電機子電流を制御する。この電流
制御系は電流を所望のレベルに維持するために変
換機の電流レベルを検知するための手段を包含す
ると共に、電動機モードにおいて、予定の速度に
維持するために主変換機の磁界を弱めるための手
段をも包含している。第４のサブシステムは適切
な順序で周波数変換器の整流器を点弧するための
制御回路を包含し、該制御回路は電動機モード期
間中は回転子位置の関数に従つて電機子巻線に流
れる電流を変化して供給し、発電機モード期間中
は前記整流器の位相の進遅を制御して変動周波数
入力から一定周波数の出力を発生する。 主パワーチエーンは軸１１に装着された主変換
機１０から成り、該主変換機は、好ましくは、回
転子に直流界磁巻線が装着され、固定子に６相電
機子が装着されている同期機である。主変換機１
０の軸と同一の軸には回転子に電機子巻線を有
し、固定子に界磁巻線を有する励磁発電機１２が
装着されている。この励磁機の界磁巻線は本考案
の装置において電動機モードと発電機モード間で
切り換えられる唯一の要素である。この励磁機の
界磁は、電動機モード期間中は、三相Ｙ結線さ
れ、交流電源から励磁および界磁巻線接線制御回
路１３に付勢され、発電機モード期間中は直列接
続され、直流電源から励磁されてインサイドアウ
ト同期発電機として働く。 励磁機１２の回転子巻線に誘導された電圧は、
軸に装置されたあるいは軸内の整流器ブリツジ
（図示せず）によつて整流され、主変換機を励磁
するための直流電流を供給する。また、軸１１に
は多数の永久磁石極対から成る回転子と固定子に
装着された電機子巻線を有する永久磁石発電機
（PMG）１４が装着されている。このPMGは発電
機モード期間中は励磁機１２に対する直流励磁を
与え、電動機モード期間中は周波数変換器システ
ム２によつて電機子巻線に対する電流を制御する
ために使用され、その回転子位置で主変換機の回
転子位置を決定するための装置を提供している。
このため、PMGの空隙には３つのホール発電器
１５，１６，１７が永久磁石極対に関して120゜
の電気角をもつてかつ回転子の永久磁石の磁束を
感知するように装着されている。このホール発電
器は直流電源１８からその一対の面に電圧を供給
することによつて付勢される。ホール素子に発生
された電圧は該ホール素子に印加された磁束密度
に比例する。従つて、PMG１４の回転子が回転
すると、各ホール発電器の発生電圧は０から最高
まで磁束密度の関数として変化し、それ故、電気
角で120゜離れた３つの台形波電圧を発生する。
即ち、ホール感知器からの出力はPMG回転子の
位置を表わしている。もし、PMGの回転子が主
変換機の磁極対と同数の磁極対を持ち、かつ
PMGの磁極が主変換機の磁極と同一線上にある
ように製作されているものとすれば、PMGの回
転子位置を知れば主変換機の回転子位置を知るこ
とができる。従つて、ホール素子１５〜１７から
の出力信号は周波数変換器のゲート素子のスイツ
チングを制御して主変換機の電機子巻線の電流を
変えるように使用することができる。 このために、ホール感知器からの３つの出力信
号は、変動ホール電圧を120゜の持続時間を有す
る６つの信号に変換され各バンクの６個の整流器
の導電期間を制御する回転子位置論理回路２０に
供給される。これらの回転子位置論理信号は適当
なリード線を通して周波数変換器システム２の一
部を形成している各周波数変換器に供給される。 周波数変換器システム２は３個の周波数変換器
２１，２２，２３および該周波数変換器と関連し
た出力フイルターとから成り、該出力フイルター
はリード線２５，２６，２７を通して速度制御ス
イツチに接続されている。このスイツチは、説明
を簡明にするために、３つの単極双投スイツチ２
８，２９，３０として示されているが、端子３１
における400サイクル供給電源の電圧あるいは端
子３２に接続された電気的出力負荷に交互に接続
される。これらの単極双投スイツチは、本装置が
始動モードにある時に、周波数変換器を400Hz供
給電圧電源に接続するように単極双投スイツチを
位置付ける供給遮断回路網３３によつて制御され
る。主変換機１０がジエツトエンジンをアイドリ
ング速度にまで上げると、供給遮断回路網３３は
単極双投スイツチを周波数変換器から定周波数供
給源を遮断する位置にし、発電機モード期間中、
周波数変換器からの出力を定周波数出力信号を受
ける電気的負荷に結合する。 前述のごとく、また後程詳細に説明されるよう
に、各周波数変換器２１〜２３は、２バンクの反
対極性のシリコン制御整流器から成り、これらは
選択的にゲートされてその導電期間が制御される
ようになつている。各バンクは６個の整流器から
成り、その１つが６相電機子の６巻線の各々に対
応して接続されている。また、逆極性の整流器バ
ンクは、電動機モード期間中は、各供給相に対し
て夫々の巻線に入出力電流を流し、発電機モード
で作動している時は、変換器の整流および反転期
間中に電流を供給する。 従つて、周波数変換器の入力は、実際には６相
の変換器であるけれども３相出力で示されてお
り、各出力が変換器の電機子巻線の相当する対か
らの巻線対である主変換機の電機子巻線からのリ
ード線３５〜３７によつて供給される。すなわ
ち、６相変換器においては、相補巻線対の電圧は
位相が180゜離れている。換言すれば、６相変換
器の相１と相４は位相が180゜ずれていて、周波
数変換器の正および負のバンクの対応する整流器
がいつでも同時に導通し、巻線対の一方の巻線に
電流が流れ込み、該巻線対の他方の巻線から流れ
出るようになつている。また、周波数変換器には
回転子位置論理回路網からの出力が供給され、所
定のバンク中のどのSCRを点弧し、どの電機子
巻線に電流を供給するかを決定する。同時に、各
周波数変換器には点弧および空白波回路４０から
の点弧および空白波が供給され、任意所定のバン
クのSCRを横切る電圧の極正が適切な時にのみ
該所定のバンクのSCRに点弧あるいは空白パル
スが与えられる。このため、点弧および空白波回
路４０には400Hzの供給電圧が供給され、該供給
電圧の位相に応じて各周波数変換器に適した空白
波を発生する。この点弧および空白波回路４０は
主変換機が電動機モード期間の時にのみ点弧およ
び空白信号を発生するように作動する。本装置が
発電機モードに切り換わる時はいつでも、点弧お
よび空白回路４０は無能化端子４１および基準波
発生器４２に印加される速度制御信号によつて無
能にされる。同時に前記基準波発生回路４２は電
動機モード期間中通常は制御回路４３によつて無
能にされているが、発電機モード期間中は周波数
変換器に結合され、基準波信号を供給する。基準
波発生回路４２からの信号は周波数変換器におい
て主変換機の線対線電圧の積分と比較され、主変
換機の変動周波数入力信号から一定周波数の出力
信号を発生するように導電期間を制御する各整流
器に対して点弧パルスを発生する。通常は基準波
発生器４２を無能にする制御回路４３は、主変換
機がある速度、すなわち、主変換機が電動機モー
ドから発電機モードに切り換わる速度に達した時
に、点弧および空白波発生回路４０が無能にさ
れ、定周波数発生器４２が周波数変換器の制御を
引き継ぐように速度信号によつて制御される。 また、周波数変換器の整流器バンクの各整流器
の点弧順序は、電動機モード期間中主変換機の電
流の関数として点弧点、すなわち、バンク中の整
流器の位相角を変化する第４の信号によつて制御
される。このために、参照数字３によつて概略的
に示される電流感知および制御チエーンは、最初
は供給源から周波数変換器への入力電流の関数と
して電流レベルを調節し、その後、始動機の速度
が上ると、主変換機の固定電流レベルおよび主変
換機速度の両方に応答して電流レベルを制御す
る。主変換機の速度が速くなるとそれに従つて主
変換器の固定子巻線に発生される逆起電力が大き
くなり、ついには、逆起電力が供給電圧と等しく
なり、通常の状態においては電機子電流が流れな
い点に達する。この点に達すると、電流制御回路
３は界磁を弱め始め、すなわち、主変換機の界磁
の大きさを減少し、それによつて、逆起電力を減
少して通常の場合よりもより高速度において供給
源から電機子電流を流すようにする。更にまた、
電流制御源は過熱を避けるため、速度が上つた時
に、励磁機１２の励磁を制御して励磁機の電流を
一定に維持するように作動する。主変換機が停止
あるいは非常に低速の時は、(1)主変換機の電流を
測定すること、および(2)周波数変換器の導通を制
御することによつて、所望の電流値を保持するこ
とは困難である。それ故に主変換機が停止してい
る時は、主変換機の巻線電流は直流であり、従つ
て測定が困難である。低速の時は交流電流が非常
に低周波数であるのでこれもまた測定が困難であ
る。これらの困難を避けるために、変流器４５に
よつて供給源からの400Hz電流を感知し、該電流
を基準電流と比較して変換機電機子電流制御回路
網４７に供給する誤差信号を提供する始動電流制
御回路網４４が設けられている。この回路網４７
は周波数変換器に供給されて該周波数変換器の電
流レベルを変える制御電圧を提供する。変換機電
機子電流制御回路網４７はまた、主変換機の電機
子電流および主変換機の速度を感知し、該電機子
電流および主変換機速度が予定値に達した時に始
動電流制御回路網４４からの影響を無能にするよ
うに電機子電流／速度制御回路網４８に応答して
制御される。始動電流制御回路網４７が無能にさ
れると、変換機電機子回路制御回路網４７は、変
換機電機子電流および変換機速度に応答して周波
数変換器用の制御信号を発生する。このために、
適当な電機子電流変流器４５によつて検出された
変換機電機子電流は主変換機の出力線の１つに結
合され、回路網４８に入力として供給される。図
面には単一の電流変成器しか示されていないが、
調整要素に平均電機子電流を与えるために全ての
電機子巻線から電機子電流を表わす信号が取り出
されることが理解されよう。 電機子電流／速度制御回路網４８の他の入力
は、PMG発電器と関連したホール素子の１つに
接続されている回転子位置−速度変換器４９から
供給されている。すなわち、PMG回転子の位置
を表わすホール発電器からの電圧が供給される。
これらの位置信号を、例えば微分する等して、適
当に処理することによつて、回転子の速度が検知
され、その速度信号は電機子電流レベルを制御す
るために使用されると共に、主変換機の速度が十
分に高く始動モードから発電機モードに切り換え
操作する時に各論理回路網を無能にするために使
用される。 始動モードにおいて主変換機の速度が増すと、
ブラシ無し直流電動機として作動する主変換機１
０の電機子巻線に発生される逆起電力は、供給電
圧と等しくなるか、あるいはそれより高くなるま
で上昇する。その結果、電機子巻線には出力軸を
正トルクに維持するための電流が流れない。この
時、変換機電機子電流制御回路網４７からの出力
が通常は界磁弱め回路５１を無能状態に維持する
界磁弱め制御回路５０に制御信号を供給する。 従つて、今や、界磁弱め制御回路５０は界磁弱
め回路５１を作動状態にし、励磁回路網１３に対
する励磁電圧を変化する界磁制御回路５２に供給
される出力信号を発生する。励磁回路１３に対す
る電圧を減少することによつて、励磁機１２に対
する励磁が減少され、励磁機からの整流出力も減
少する。これは主変換機の界磁に対する励磁を減
少して主変換機の逆起電力を減少すると共に電機
子巻線に電流を流すようにして、ジエツトエンジ
ンを駆動する軸１１に対して正トルクを発生し続
ける。 また、界磁制御回路５２は界磁弱めがない時に
励磁機１２の励磁を一定に維持するように制御さ
れる。すなわち、界磁制御回路５２の電流変成器
５３からの入力は励磁機の界磁巻線に結合され、
励磁機に供給される電流を検知する。界磁制御回
路５２は励磁機１２に対する界磁電流を一定に維
持することによつて励磁を一定に維持している。
界磁電流を調整する理由は、励磁機の速度が増す
と、該励磁機の実効インピーダンスが低下するこ
とである。もし、界磁巻線に一定電圧が印加され
るものとすれば、界磁電流が増大し、励磁機の出
力を増加し、主回転子に印加される励磁を増大す
る。主回転子磁界は既に飽和しているから、励磁
機は単に主変換機の界磁に更に電流を流すだけで
あり、主変換機を加熱する結果となる。斯様に、
主変換機の速度が増大してそのインピーダンスが
低下すると、流れる電流が増大する傾向にあるの
で、励磁機に流れる電流を検知し、主変換機が停
止状態からの作動速度に速度上昇する時に電流を
一定に維持するように界磁制御回路は励磁を減少
する制御信号を発生する。 概略的には、第１図にブロツク線図で全体的に
示されているごとく、始動機発電機回路は同期構
造の主変換機と、該主変換機に励磁を与えるため
の励磁機発電機と、発電機モード期間中励磁機に
対して直流励磁を供給し、かつ主変換機の回転子
の位置を検出するために使用される永久磁石発電
機とから成つている。主変換機の回転子位置の検
出は適当に配置されたホール発電器によつて行な
われ、該ホール発電器の発生電圧は周波数変換器
２１〜２３の整流器を制御するために適当な論理
に変換され、主変換機の電機子巻線に対する電流
を変化する。本実施例においては、主変換機は、
PMGと関連したホール素子によつて検出された
時に回転子位置に応答して電機子巻線に電流を供
給する整流あるいはスイツチング装置として作動
する周波数変換器整流器バンクを有するブラシ無
し直流発電機として作動される。従つて、電動機
モード期間中は、周波数変換器は主変換機の電機
子巻線に流れる電流を発生するためのスイツチン
グあるいは整流要素として作用して電動機モード
を支持し、出力軸にジエツトエンジンを駆動する
ための正トルクを与える。また、電動機モード期
間中、主変換機の電流レベルは、最初は流入供給
電流に応答して主変換機の電流レベルを制御し、
その後の電流レベルの制御は主変換機の速度のみ
ならず主変換機の電機子に実際に流れる電流を検
知する回路によつて継続される電流制御ループ装
置によつて制御される。主変換機の速度が増すと
主変換機に発生される逆起電力が電機子電流を減
少するレベルに達し、トルクが零になる。この
時、界磁を弱め始めて逆起電力を減少し、ジエツ
トエンジンに正のトルクを供給し続ける。更に、
主変換機の界磁巻線に励磁を与える励磁機に対す
る励磁が主界磁巻線の過熱を避ける速度で一定の
励磁を維持するように制御される。 主変換機が予定の速度、すなわち始動（電動
機）モードから発電機モードに切り換えなければ
ならない時に、周波数変換器を制御する論理回路
網を無能にする信号が発生され、回転子位置の関
数として電機子巻線の電流を変える。定周波数供
給電圧が周波数変換器から遮断され、励磁機の界
磁巻線が再度接続される。励磁機には直流励磁が
与えられ、該励磁機は励磁機−発電機として作動
する。今や、周波数変換器として作用する周波数
変換器がジエツトエンジンによつて駆動されてい
る主変換機からの変動周波数出力を定周波数出力
に変換するように基準波発生器に結合される。 第２図は、第１図にブロツク線図で示されてい
る電流制御回路網を示し、電流制御ループに発生
される誤差信号に応答して周波数変換器の整流器
の点弧を制御することによつて主変換機の電流レ
ベルを制御している。第２図において同様な回路
素子は第１図で使用された参照数字と同じ参照数
字によつて示されている。すなわち、始動電流制
御回路網４４はその入力端子５４に周波数変換器
の入力電流に比例する入力信号が供給される。こ
の入力信号は電位差計５５からの基準信号と比較
され、これら２つの信号が代数的に加算されて演
算増幅器５６の一方の入力として加えられ、400
Hz入力電流レベルと基準電流レベルの差に比例す
る出力すなわち誤差信号を発生する。この実際の
電流と基準電流の差に比例する誤差信号は整流器
５７を通して変換機電機子電流制御回路網４７の
一方の入力に供給される。この変換機電機子電流
制御回路網４７はその入力端子に前記誤差信号が
供給され、出力端子が周波数変換器の点弧および
空白論理回路網に結合されている演算増幅器５８
を包含している。すなわち、前記誤差信号は点弧
および空白回路において点弧波と比較されるか、
あるいは変調器において基準波と比較されるかし
て所望の電流レベルを発生するのに適した角度で
SCRを点弧するトリガーパルスを発生する。 始動および低速度時においては、主変換機に発
生される逆起電力が非常に低く、従つて最高電流
が流れ、これがSCRによつて整流される。それ
故、始動電流制御回路網４４からの出力は最初高
レベルの電流を発生するように設定され、電位差
計５５は周波数変換器から大電流出力が発生され
るように設定されている。しかしながら、回路網
４４は電機子電流レベルの間接的な尺度を与える
に過ぎず、（供給電流が測定されているのである
から）できるだけ早く周波数変換器の電流制御を
電機子電流の実際の測定に切り換えるのが望まし
い。それ故、始動電流制御回路網４４の影響は主
変換機の速度が増すにつれて無能にされ、主変換
機の電機子電流を直接検知する回路網に応答する
変換機電機子電流制御回路網４７の制御に切り換
えられる。電機子電流／速度制御回路網４８はダ
イオード５７と回路網４７の接続点に結合され、
以下に説明されるようにして、電機子電流と変換
機速度との組合せが予定のレベルに達した時に回
路網４４の作動を無能にする。電機子電流／速度
制御回路網４８は電機子電流および主変換機の速
度に比例する信号に応答して制御される。すなわ
ち、回転子位置−速度変換器回路網４９が回路網
４８の一方の入力を構成し、測定された電機子電
流に比例する信号が基準信号と比較されて始動電
流制御回路網４５を無能にする信号を発生する他
方の入力を構成している。電機子電流に比例する
信号は回路網４８の演算増幅器５９の反転入力端
子に一方の入力として供給される。また、演算増
幅器５９の入力には基準電機子電流レベルを表わ
す基準電位差計６０からの基準信号が結合されて
いる。主変換機の速度を表わす信号は回転子位置
−速度変換器４９から供給され、３つの信号が代
数的に加算され、演算増幅器５９から始動電流制
御回路網４４の作動を無能にしかつ該回路網に代
つて使用される出力信号を発生する。ホール検知
器からの回転子位置信号はＲ−Ｃ微分回路網６１
に供給され、電位差計６２からの負基準電圧と共
に演算増幅器６３の反転入力に結合される。停止
あるいは低速時においては、基準信号は微分回路
網６１からの速度信号に比較して大きく、増幅器
の出力は正方向に高い電圧となつている。この正
方向に高い電圧が回路網４８の演算増幅器５９の
反転端子に供給されると、増幅器５９の出力は負
方向に高い電圧となる。主変換機の速度が増す
と、回転子位置−速度変換器回路網４９からの速
度信号はより正でなくなる。すなわち、速度が増
加して微分信号がより正になる。従つて、電位差
計６２からの負基準電圧および演算増幅器６３の
出力はより正でなくなる。電機子電流／速度制御
回路網４８の演算増幅器５９に対する正速度信号
が減少されると、演算増幅器５９の反転入力に供
給される速度信号、電機子電流信号および電位差
計６０からの基準信号の代数和が相対的により負
になり、増幅器５９の出力がより正になる。速度
と電機子電流のある組合せに対しては、電機子電
流／速度制御回路の出力が始動電流制御回路網４
４の出力よりもより正になり、ダイオード５７を
逆バイアスし、それによつて、回路網４４を変換
機電機子電流制御回路網４７から切り離す。斯様
にして、周波数変換器の電流レベル制御は供給電
流レベルに応答する始動電流制御回路網から電機
子電流／速度制御回路網に切り換えられる。その
後、周波数変換器によつて電機子巻線に供給され
る電流レベルは変換機電機子の電流レベルと主変
換機速度の両方の関数として制御される。 主変換機の速度が増すと、主変換機の逆起電力
がある程度（ジエツトエンジンのアイドリング速
度よりも更に低い速度）まで増加して、電源電圧
を越える。このようにして主変換機の逆起電力が
電源電圧を越えると、電源電圧はもはや制御ルー
プの要求を満たす程の電流を電機子巻線に流すこ
とができなくなる。換言すれば、加速トルクはエ
ンジンを更に加速するには不十分なトルクにまで
減少される。従つて、励磁機１２に対する励磁を
減少することによつて主変換機に対する界磁を弱
め始める必要がある。回転変成器として作動して
いる励磁機に対する励磁を減少することによつ
て、主界磁に供給される整流出力が減少され、こ
れが主変換機の逆起電力を電源電圧より十分に低
くなるまで減少させる。斯様にして電機子巻線に
再度電流が供給され、ジエツトエンジンを駆動す
る出力幅に正トルクが供給され続ける。このため
には、界磁弱め回路網５１は入力端子７７からの
の界磁基準電圧を修正して調整界磁電流を減少し
始めなければならない。 通常は回路網５０を無能状態に維持している界
磁弱め制御回路はダイオード６６を通して変換機
電機子制御回路網４７の演算増幅器５８の出力に
接続されているゼナーダイオード６５から成つて
いる。演算増幅器５８からの出力は通常はゼナー
ダイオード６５がブレイクダウンせずかつ導電し
ない極性およびレベルになつている。従つて、端
子６７の負電圧が抵抗器６８およびダイオード６
９を通して界磁弱め回路５１の演算増幅器７０の
反転入力端子に供給されている。ダイオード６９
は端子６７の電圧によつて順方向バイアスされる
ような極性となつていて端子６７の負電圧を演算
増幅器７０の反転端子に供給する。 また電位差計７２からの正の界磁弱め基準電圧
は演算増幅器７０の入力に加えられる。しかしな
がら、正常な状態では、界磁弱め制御回路５０か
ら供給された負電圧は、十分に基準電圧を越える
ので、演算増幅器７０の出力は、高い正電圧にな
る。この演算増幅器７０の正出力で、界磁弱め回
路網５１の出力は、正の電圧を阻止するような極
性に接続されるダイオード７１によつて阻止され
る。従つて、界磁制御回路５２から界磁弱め回路
網５１を切り離す。 主変換機の速度が増すと逆起電力が高くなるの
で電機子電流は低下し、回路網４７からの出力は
電機子電流を増加するように増加する。主変換機
の逆起電力が供給された電圧にほぼ等しいか、そ
れより大きくなり、電機子電流が所望の調整値よ
り低くなると、変換機電機子電流制御回路網の演
算増幅器５８の出力はその最高正電圧となる。演
算増幅器５８からの出力電圧はゼナーダイオード
６５をブレイクダウンするのに十分な大きさの正
電圧であり、ダイオード６９に正電圧を供給す
る。この電圧はダイオード６９を非導通にするの
に十分な大きさの正電圧であり、それによつて、
演算増幅器７０の入力を負電圧にクランプしてい
る端子６７の負電圧を遮断している。従つて、今
や、演算増幅器７０に対する入力は電位差計７２
からの基準信号と電機子電流を表わす信号との代
数和となる。この電機子電流は前記基準電圧と比
較され、ダイオード７１を通して界磁制御回路５
２の演算増幅器７４の反転入力に結合される出力
信号を発生する。この信号は励磁機の励磁回路を
主変換機の励磁を弱めるように制御して逆起電力
を制御し、主変換機に電機子電流を流すようにす
る。 また、演算増幅器７４の入力には励磁機の励磁
を速度と共に一定に維持するための回路が結合さ
れている。前述のごとく、主変換機の速度が増す
と、励磁機のインピーダンスが低下し、もし、励
磁機に一定電圧が供給されるものとすれば、その
出力が増加し、主変換機の電流を増加する。主変
換機の界磁は通常は飽和されているので、余分な
電流は単に余分な熱を発生するにすぎない。従つ
て、励磁機発電機の界磁電流を表わす信号が電流
変成器７５から供給され、ダイオード７６を通し
て演算増幅器７４の反転および非反転入力に供給
される。また、演算増幅器７４の反転入力には単
極双投スイツチ７８および抵抗器７９を通して非
反転端子に接続されている端子７７から直流基準
電圧が結合されている。この直流基準電圧は所望
の電流レベルを確立し、もし、励磁機１２の界磁
巻線に実際に流れる電流がこの電流レベルを越え
ると、励磁機に対する励磁を速度と共に一定の電
流に維持するように減少する誤差信号が発生され
る。更に、逆起電力が供給電圧に接近しかつ電機
子電流が低い値に低下する値にその速度が達する
と、界磁弱め回路５１を通して主変換機の界磁お
よび電機子巻線の逆起電力を減少するように界磁
が弱め始められ、それによつて主変換機は正トル
クを発生し続ける。 この実施例においては、電流制御装置は主変換
機が停止および低速度の時に周波数変換器の給電
線に流れる電流に応答して電機子電流を制御する
ように作用する。その後、主変換機の速度が増し
た時は、この主変換機の電機子電流および主変換
機の速度に応答して電流制御が行なわれる。最後
に、主変換機の速度が逆起電力が供給電圧に等し
いかあるいは供給電圧を越える速度に達した時
に、逆起電力を減少しかつ主変換機を発電機モー
ドに維持するように界磁が弱め始められ、主変換
機が通常ならばトルクの発生を停止するような速
度において正トルクを発生する。 位相制御周波数変換器整流器バンク 第３図には、始動モード期間中は電機子巻線に
出入する電流の流れを制御する周波数変換器を構
成し、発電機モード期間中は周波数変換を行なう
位相制御整流器バンクが示されている。すなわ
ち、主変換機１０は６相巻線W1〜W6を有する６
相変換機として示されている。これらの巻線は電
機子５０のまわりに巻線１と４、３と６および２
と５が180゜位相の離れた相補巻線を構成するよ
うに配列されている。すなわち、電源から巻線
W1に電流が流れると、同時に、巻線W4から電源
に電流が流れる。巻線対３−６および２−５も同
様に作動し、電流が相補対の一方の巻線に流れる
と、同時に、他方の巻線から電流が流れ出る。そ
の逆も同様である。更に説明を深めるために、変
換機の巻線に出入する電流の流れおよび電流を制
御する整流器および整流器バンクの説明に次のよ
うな慣用例が使用される。すなわち、発電機巻線
から電源に電流が流れる時の電流の流れを正Ｐと
考え、SCRスイツチは正すなわちＰスイツチと
して表わされ、整流器バンクはＰバンクとして表
わされるものとする。一方、電源から発電機への
電流の流れは負Ｎと考えられ、SCRスイツチは
負すなわちＮスイツチとして表わされ、整流器バ
ンクはＮバンクとして表わされる。従つて始動モ
ード期間中、機械電気変換機がブラシ無し直流電
動機として作動されている時は、電動機からトル
クを発生するように、磁束密度が高い電機子巻線
に電流を供給するように適当な順序で各巻線に電
流が供給される。すなわち、任意の時間におい
て、主変換機の電機子と関連した巻線の１つに、
巻線対の相補巻線が該巻線から前に導通していた
位相に対して負である供給源の位相に電流を流し
ている間に、供給位相の１つ、すなわち前に導通
していた位相に対して正である供給位相から電流
が供給される。 電機子巻線W1〜W6の電流の出入は入力供給位
相Ａ，ＢおよびＣと関連した周波数変換器２１，
２２および２３を構成する位相制御シリコン整流
器SCRのバンクによつて制御されている。各電
流制御周波数変換器２１〜２３は正Ｐ整流器バン
クと負整流器バンクとから成り、フイルター（例
えば相間変成器９０と分路コンデンサ９１とから
成つている）を通して供給電圧Ａ，ＢおよびＣの
一位相が結合されている入力端子に結合されてい
る。正および負整流器バンクは各々ｎ個（ｎは機
械の相数）の整流器を包含している。すなわち、
本例においては、各バンクは６個のSCRを包含
し、これらはフイルターと電機子巻線の間に接続
され、電機子巻線W1〜W6に選択的に電流を供給
する。位相Ａと関連した周波数変換器２１におい
ては、正整流器バンクＰは６個のSCR1AP〜6AP
を包含し、これらのSCRは電流が電機子巻線か
ら該整流器を通して入力供給端子に流れるような
極性に接続されている。また、負整流器バンクＮ
も６個のSCR1AN〜6ANから成り、これらの
SCRは反対方向に電流が流れるような、すなわ
ち、入力供給源から該整流器を通して電機子巻線
に電流が流れるような極性に接続されている。各
バンクにおけるSCR１〜６は該SCRが接続され
ている巻線を表わす参照数字を有し、該参照数字
に合わせて電機子巻線の１つに接続されている。
すなわち、SCR1APは、該SCRがＡ位相、正バン
クでかつ電機子巻線W1に接続されていることを
意味する。従つて、SCR1APは、該SCRがゲート
し始める時にＡ相が先行の相すなわちＣ相よりも
負であり、位置回転子の論理が回転子極従つて巻
線W1の近くの磁束が高い時にのみ巻線W1から電
源端子に電流を流し、前に導通していたSCRを
遮断する。正バンク中の残りの整流器も全て、回
転子位置の論理が特定の巻線の近くの磁束が高い
時に、選択的にトリガされて残りの電機子巻線か
ら電流を流し出す。 周波数変換器２１の負バンク中のSCRは、関
連した相電圧が先行の位相に対して正である時に
のみトリガされて導通するように前記正バンクと
は反対方向の極性に接続されている。すなわち、
周波数変換器２１の負バンク中のSCR1ANは、
Ａ相がＣ相よりも正であり、回転子論理が巻線
W1の磁束が高いことを示した時にのみ導通して
巻線W1に電流を供給する。ＢおよびＣ相に夫々
接続されている周波数変換器２２および２３と関
連した正および負整流器バンクも同様に、これら
２つの周波数変換器の正整流器バンク用の1BP〜
6BPおよび1CP〜6CPとして示される整流器およ
び負整流器バンク用の1BN〜6BNおよび1CN〜
6CNとして示される整流器とを包含している。 参照数字１によつて示されたSCRが全て、正
あるいは負バンクであつても、また、Ａ相、Ｂ相
あるいはＣ相であつても、全て電機子巻線W1に
接続され、電機子巻線W1は電源から電流が供給
されるようになつている。斯様にして、同じ参照
数字１によつて示された整流器は全て主機械電気
変換器の同じ参照番号の巻線に接続され、任意所
定の巻線に対する導電が電源電圧の位相から位相
へ容易に切り換えられるようになつている。 また、負バンクから巻線の１つに電流が流れる
時は、該電流はその相補巻線から正バンクを通し
て流れ出なければならないことが理解されよう。
例えば、電流が位相Ａの負バンク中の1SCR
（SCR1AN）を通して巻線W1に流れる時は、該電
流は他の位相の１つと関連した正バンクの参照番
号４のSCRを通して巻線W4から流れ出なければ
ならない。ある巻線に出入する電流の流れは供給
電圧のある１つの相、あるいは主変換機の速度に
依存する供給電圧の全ての相から供給される。後
で詳述されるように、主変換機の速度が非常に遅
く、回転速度が供給周波数に比較して低ければ、
供給電圧が単一の電機子巻線に流れる電流の時間
間隔の数倍変化するように、主変換機の回転子極
のそれぞれ数度の回転に対して新しい相が生じ
る。その結果、全ての相から各整流器バンクを通
して巻線に電流が供給される。一方、主変換機の
速度が供給周波数に比較して高い時は、たとえま
だ電動機として作動していても、電機子の単一の
巻線に電流が供給されなければならない時間間隔
は供給相のほんの数度にすぎず、その時、単一の
供給相は単一の巻線ではなくいくつかの巻線に電
流を供給する。すなわち、本装置は全ての速度に
対して非常に融通性があり、各供給相と関連した
正および負バンクの各整流器の点弧は巻線に電流
を供給するように制御され、機械電気変換機は、
始動機モードにおいて、ブラシ無し電動機として
作動する。 この変換機が動負荷を予定の速度（例えばジエ
ツトエンジンに対するアイドリング速度）に駆動
する時は、回転子位置の関数として周波数変換器
の整流器を点弧する点弧および制御回路が無能に
される。その後、主変換機は発電機として作動
し、周波数変換器は速度の関数としてその周波数
が変化する主変換機の出力電圧を一定周波数の出
力に変換する周波数変換器として作用する。この
ために、位相および回転子位置および発生回路が
無能にされ、基準波発生器が作動される。次い
で、基準波発生器信号が発電機からの線電圧の積
分と比較され、位相の進遅の度合に応じて各整流
器を点弧するトリガパルスを発生し、変動入力か
ら一定周波数の出力を発生する。変動速度一定周
波数の電気的発生装置用周波数変換器として作動
された時、供給電圧は、第１図の説明で述べたよ
うに、遮断され、主変換機の巻線W1〜W6からの
出力電圧は端子９２を介して点弧数がこれらの出
力電圧から取り出される発電機の線対線電圧の積
分である回路網に接続される。点弧波は適当な変
調回路で基準波信号と比較されてトリガ信号を発
生し、各相と関連した正および負バンクは定周波
数出力を発生する整流および反転バンクとして
夫々作動する。点弧波を発生する方法および整流
器をトリガして一定周波数の出力を発生する方法
については、本出願人に譲渡された多数の米国特
許に記載されている。また、発電機からの変動周
波数入力信号から一定周波数の出力を発生するた
めの周波数変換回路およびトリガ手段については
米国特許第3400321号、3431483号、3593106号等
を参照されたい。 SCR点弧回路 各相の負および正SCRバンクに対する点弧回
路は第４図にブロツク線図で示されている。すな
わち、第４図は、相Ａの正バンク点弧回路９３、
該回路に相当する相Ａの負バンク点弧回路９４お
よびＢ相およびＣ相用の同様の正および負バンク
点弧回路９５，９６および９７，９８を示す。こ
れらの点弧回路は全て同様なものであるので、相
Ａの正および負バンク点弧回路のみが詳細に示さ
れている。すなわち、相Ａの正バンク点弧回路９
３は多数の変調器M1〜M6から成り、これらの変
調器は夫々相Ａの正整流器バンクのSCR1AP〜
6APのゲート電極に接続されている。これらの変
調器は該変調器の入力が正になる時にその出力に
トリガパルスを発生する形式のものである。その
詳細については前記米国特許第3400321号の第３
図に示されている。変調器の入力は、以下に詳細
に説明されるように、始動モードにある時は、回
転子位置論理回路網２０および位相制御空白回路
網４０から供給され発電モードにある時は点弧波
および基準波発生器４１から供給される。始動モ
ードにおいては、各変調器M1〜M6の入力はAND
ゲート１００およびANDゲート１０１〜１０６
から供給される。ANDゲート１０１〜１０６は
全て位相制御回路４０から“Ａ相正バンク作動化
信号”として示される一方の入力端子を有し、こ
れらのゲートは供給位相Ａが先行の相、すなわち
相Ｃに対して負である時にのみ作動されるように
なつている。換言すれば、相Ａの正バンク中の
SCRは相Ａが先行の相に対して負である時にの
みトリガされて主変換機の巻線から電流が流れ出
るようにしている。各ANDゲート１０１〜１０
６は回転子位置論理回路網２０からの他の入力を
有し、該SCRと関連した巻線に電流が供給され
た時に、各ゲートを選択的に作動する。すなわ
ち、各ANDゲート１０１〜１０６はある特定の
巻線に電流が供給されるかあるいは該巻線から電
流が引き出された時にのみ作動される。図示の接
続においては、ANDゲート１０１は、巻線W1が
付勢された時にのみ回転子位置論理回路網から作
動化信号を受け取り、ANDゲート１０２は巻線
W3が付勢された時に、ANDゲート１０３は巻線
W5が付勢された時に、ANDゲート１０４，１０
５および１０６は巻線W2，W4およびW6が付勢さ
れた時に作動化信号を受け取る。斯様に、巻線
W1が巻線W1から相Ａに電流を流すように制御さ
れている時は、ANDゲート１０１は、その一方
の入力における正作動化信号の相の極性が適正で
あることを示し、他方の入力に対する回転子位置
論理信号が巻線W1の近くの磁束が高いことを示
す時にのみ正出力信号を発生する。この正出力信
号は変調器M1に接続されているANDゲート１０
０にその一方の入力として供給される。ANDゲ
ート１００の他方の入力は主変換機が始動モード
にある時にのみ付勢される制御信号が供給され
る。すなわち、ANDゲート１００は本装置が始
動モードにある時にのみ作動される。本装置が発
電機モードに切り換えられると、ANDゲート１
００に対する正作動化信号が取り除かれ、該ゲー
トが無能状態にされ、それによつて、供給電圧お
よび回転子位置論理に応答する信号が変調器から
取り除かれる。この状態で、線対線発電機電圧の
積分および基準電圧を表わす信号が入力端子１０
７を通して変調器に供給されて該変調器をトリガ
し、適当な相順で各SCRを点弧して変動周波数
発電機電圧を一定周波数の出力電圧に変換する。 しかしながら、始動モードにおいては、各
ANDゲートは相バンク作動信号および回転子位
置論理信号によつて作動されて出力信号を発生
し、次いで該信号がANDゲート１００を通して
変調器に伝達され、正バンク中の各SCRを、相
順電圧が適正でかつ回転子の位置がその巻線から
電流が流れ出すことを示す時に点弧する。同様
に、相Ａの負バンク点弧回路４９は負点弧バンク
中の1AN〜6ANに対する１組の変調器M1〜M6を
包含している。この変調器は、本装置が発電モー
ドにある時は、発電機の線対線電圧および基準電
圧の積分を表わす端子１０７の入力信号、あるい
は、ANDゲート１００を通して変調器に結合さ
れているANDゲート１０８〜１１３からの出力
に応答して制御される。ANDゲート１０８〜１
１３は、負バンクの整流器が適正な順序で点弧さ
れて相Ａの電源から電機子巻線に電流を流すよう
に、相Ａの供給電圧がその先行の相に対して正で
ある時はいつでも、その一方の入力に供給される
相Ａの負バンク作動信号によつて作動される。各
ANDゲート１０８〜１１３に対する他方の入力
信号は、電流を受け取る電機子巻線を決定し、次
いで出力トリガパルスを発生するゲートおよび変
調器を決定して適正なSCRを導通させる回転子
位置論理回路網２０から供給される。 相Ｂおよび相Ｃの回路における負および正バン
クに対する他の点弧回路は全て前記と同様な構成
を有し、かつ、始動（あるいは電動）モードにお
いて、相作動信号および回転子位置論理回路網か
らの信号によつて選択的に作動されて各バンク中
のSCRを適正な順序で点弧して電機子巻線の選
択された対に電流を出入れする。すなわち、前述
のごとく、巻線W1が電源から該巻線に電流を流
す時は、該巻線W1と180゜位相が離れている巻線
W4は該巻線W4から電源に電流を流さなければな
らない。同様に、巻線W3が該巻線に電流を流す
時は、巻線W6は該巻線から電流を流し出さなけ
ればならず、巻線W5が該巻線に電流を流す時
は、巻線W2は該巻線から電流を流し出さなけれ
ばならない。その逆も同様である。本装置は対で
作動し、しかも３相であるから、回転子位置論理
回路網からの各制御信号は同時に６個のANDゲ
ートを作動する。しかしながら、負および正
SCRの適正な対が点弧されるようにするために
は６個のANDゲートのうちの２個のみが相制御
作動信号によつて作動される。従つて、次の組合
わせが可能である。 巻線番号 電流の流れる方向 W1 Ｐ W4 Ｎ W1 Ｎ W4 Ｐ W3 Ｐ W6 Ｎ W3 Ｎ W6 Ｐ W5 Ｐ W2 Ｎ W5 Ｎ W2 Ｐ 従つて、負バンク中の参照数字１のSCRと関
連したANDゲートは全て論理制御からの共通入
力を有している。正バンク中の参照数字４の
SCRは負バンク中の参照数字１のSCRと同時に
点弧されなければならないから、正Ｐバンク中の
参照数字４のSCRに対するANDゲートおよび負
Ｎバンク中の参照数字１のSCRに対するANDゲ
ートは全て回転子位置論理回路網から共通の作動
信号を受け取る。各相バンクのいずれかのSCR
が実際にトリガされ、次いで相制御電圧および供
給電圧の相の極性によつて制御される。同様に、
正バンク中の参照数字１のSCRに対するANDゲ
ートは全て負バンク中の参照数字４のSCRと関
連したANDゲートの全てと結合される。 正バンク中の参照数字３のSCRと関連した
ANDゲートは負バンク中の参照数字６のSCRの
ANDゲートと結合され、負バンク中の参照数字
３のSCRのANDゲートは正バンク中の参照数字
６のSCRに対するANDゲートに結合されてい
る。同様に、正バンク中の参照数字５のSCRに
対するANDゲートは負バンク中の参照数字２の
SCRに対するANDゲートに結合され、負バンク
中の参照数字５のSCRに対するANDゲートは正
バンク中の参照数字２のSCRに対するANDゲー
トに結合されている。 また、回転子位置論理回路網からの信号を受け
るために多数の入力端子１１４が設けられてい
る。図示のごとく、一番上の端子は全ての相の負
バンク中の参照数字１のSCRおよび全ての相の
正バンク中の参照数字４のSCRと関連した全て
のANDゲートを作動する信号を受け取る。第２
番目の端子は正バンク中の参照数字１のSCR全
てを負バンク中の参照数字４のSCR全てと関連
したANDゲートに対する作動信号を受け取る。
第３番目の端子は正バンク中の参照数字３の
SCRおよび負バンク中の参照数字６のSCRの全
てと関連したANDゲートに接続されている。第
４番目の端子は正バンク中の参照数字６のSCR
および負バンク中の参照数字３のSCRの全てと
関連したANDゲートに対する作動信号を受け取
る。第５番目の端子は全ての正バンク中の参照数
字２のSCRおよび負バンク中の参照数字５の
SCRの全てに対する作動信号を受け取る。第６
番目の最後の端子は正バンク中の参照数字５の
SCRおよび負バンク中の参照数字２のSCRの全
てと関連したANDゲートに対する作動信号を受
け取る。 位相制御空白（Blanking）回路 位相制御回路網は供給位相の極性が適正の時に
のみ、ある１つの供給位相から次の位相に電流の
転移を可能にする空白すなわち作動信号を発生す
るための手段を提供する。すなわち、もし、電流
の流れが負、すなわち電流が巻線に流れ込んでい
るものとすれば、供給位相間の電流の転移はその
位相が導電している相に対して正になる時にのみ
行なわれる。電流の流れが正である場合、すなわ
ち巻線から電流が流れ出る場合には、供給位相間
の電流の転移はその相が先行の導電している相に
対して負になる時にのみ行なわれる。すなわち、
相Ａが相Ｃに対して正になる時は、相順をＡ，
Ｂ，Ｃとすれば、空白すなわち作動信号は相Ａが
相Ｃに対して正である期間の間にＡ相の周波数変
換器中の負整流器バンクに対して発生される。ま
た、相Ｃが相Ｂに対して負になる前記と同じ時間
間隔の間に、相Ｃの周波数変換器の正整流器バン
クに対する作動信号が発生されて正バンク中の選
択された整流器をトリガして電機子巻線から電流
が流れ出るようにする。同様に、該回路は相Ｂお
よびＣが他の相に対して正になる時に空白信号を
発生してこれらの相中の負整流器バンクを作動す
ると共に、正整流器バンクを作動して適正な電流
の流れを提供する。更に、相Ａ、相Ｂおよび相Ｃ
の空白信号レベルの持続時間を変える点弧あるい
はトリガ信号として作用する線対線供給電圧の積
分が発生され、電機子巻線の電流レベルを制御す
る。ある導電相から次の相へ電流を転移すること
を示す相空白信号の発生は相電圧から直接行なわ
れる。しかしながら、線対線電圧の積分はSCR
の点弧角を変化して主変換機の電流レベルを制御
するためにはどうしても発生されなければならな
いものであるから、この線対線電圧の積分を空白
電圧を発生するために使用してもよい。すなわ
ち、相Ｃの相Ｂに対する線電圧の積分は供給相Ａ
と同じ相であり、相Ｃの相Ａに対する線電圧の積
分は供給相Ｂと同じ相であり、供給相Ｂの相Ａに
対する線対線電圧の積分は相Ｃと同じ相である。
従つて、Ｃ−Ｂの積分からＢ−Ａの積分を差し引
くと、相Ａが相Ｃに対して正である期間と同じ期
間正である空白信号を発生することができる。同
様に、Ａ−Ｃの積分からＣ−Ｂの積分を差し引く
ことにより、また、Ｂ−Ａの積分からＡ−Ｃの積
分を差し引くことにより、ＢがＡよりも正であ
り、ＣがＢよりも正である期間と同じ期間正であ
る空白信号を発生することができる。特定のある
相が先行の相よりも正になる時に、主変換機への
電流の流入は前記先行の相から転移される。同様
に、これらの電圧が先行の相よりも負になる時
に、電機子巻線から流れ出る相電流は前記先行の
相から負になつた相に転移される。従つて、空白
電圧は正あるいは負いずれの相バンク中における
SCRを点弧するために使用することができる。 線対線供給電圧の積分を相互に差し引いて、
Ａ，ＢおよびＣ相に対する空白電圧を発生するた
めの方法は、第５ａ〜第５ｃ図に示されている供
給電圧等の波形を参照することにより容易に理解
されよう。すなわち、第５ａ図においては、縦軸
に電圧を、横軸に時間をもち、相順がＡ，Ｂ，Ｃ
の三相供給電圧が示されている。すなわち、第５
ａ図には三相供給電圧Ａ，ＢおよびＣが示されて
いる。第５ｂ図は、各供給電圧相を積分し、それ
らを差し引くことによつて得られる線対線供給電
圧の積分を示す。すなわち、第５ｂ図には、相Ａ
の相Ｃに対する線対線電圧の積分（∫Ａ−Ｃ）が
∫Ａ−Ｃで示される曲線によつて示されている。
同様に、他の線対線電圧の積分が∫Ｂ−Ａおよび
∫Ｃ−Ｂによつて示されている。第５ａ図および
第５ｂ図から、時刻t0において、相電圧Ａは先行
の相電圧Ｃよりも正になり、相電圧Ｃが再度相電
圧Ａよりも正になる時刻t2まで正であることが理
解されよう。また、第５ｂ図から、時刻t0におい
て、∫Ｃ−Ｂは供給線対線電圧の積分∫Ｂ−Ａよ
りも正となり、時刻t2まで正であることが理解さ
れよう。従つて、相Ｃの相Ｂに対する線対線電圧
の積分が相Ｂの相Ａに対する線対線電圧の積分よ
りも正になる時を検出することによつて、空白す
なわち作動電圧を発生する時期を知ることがで
き、∫Ｂ−Ａが再度∫Ｃ−Ｂより正になる時刻t2
に空白電圧を終結させることができる。第５ｃ図
は、時刻t0において正になり、∫Ｃ−Ｂが∫Ｂ−
Ａよりも負になる時刻t2において負になるような
空白電圧を示している。これら２つの線対線電圧
の積分は相Ａが相Ｂよりも正である間の間隔の尺
度を提供する。同様に、相Ｂの空白電圧は、時刻
t1において∫Ａ−Ｃが∫Ｃ−Ｂよりも正となり、
これが時刻t4まで続くから、Ａ−Ｃの積分からＣ
−Ｂの積分を差し引くことによつて発生されるこ
とが分ろう。また、t1〜t4の期間は相Ｂは相Ａよ
り正であるから、第５ｄ図に示された相Ｂの空白
電圧は時刻t1に発生され時刻t4まで続くことが分
ろう。相Ｃの空白電圧はＢ−Ａ電圧の積分からＡ
−Ｃ電圧の積分を差し引くことによつて発生され
る。∫Ｂ−Ａ電圧は時刻t3において∫Ａ−Ｃより
も正となり、第５ａ図からも分るように、相Ｃが
相Ｂよりも正になる時間に相当する時間t5まで正
となつている。すなわち、第５ｅ図に示すよう
に、Ｃ相空白電圧は時刻t3に発生されて時刻t5ま
で続く。斯様にして、供給相のある相がその先行
の相よりも正になる間の時間間隔を表わしかつ負
整流器バンクを作動して電機子巻線に電流を流す
ために使用される３つの空白電圧Ａ，ＢおよびＣ
が発生される。これらの空白電圧を反転処理する
ことによつて、任意のある相がその先行の相より
も負になる間の時間間隔を表わし、従つて、電機
子巻線から電流が流れるように周波数変換器の正
整流器バンクを制御するために使用することがで
きる正空白電圧を発生することができる。 第６図は、周波数変換器の正および負バンクの
点弧回路に対して適正な時刻に、適正な持続時間
の作動電圧を発生するために、供給電圧の極性お
よび主変換機電流のレベルの関数として空白電圧
を発生する相および空白制御回路を示す。 第６図において、３相の供給電圧Ａ，Ｂおよび
Ｃが相制御および空白回路の各入力端子１２０，
１２１および１２２に供給されている。この３相
供給電圧は抵抗器１２３，１２５，１２７および
コンデンサ１２４，１２６，１２８から夫々成る
３個のＲ−Ｃ積分回路網に接続されている。これ
らのRC積分回路網は相電圧Ａ，ＢおよびＣの積
分に比例する電圧を発生し、これらの積分された
電圧は参照数字１２９，１３０および１３１によ
つて示される多数の演算増幅器に供給される。積
分された供給電圧は該演算増幅器１２９〜１３１
において組合わされかつ差し引かれて、その出力
に線対線電圧の積分に比例する電圧を夫々発生す
る。すなわち、積分された相Ａの電圧が演算増幅
器１２９の非反転端子に供給されると共に、積分
された相Ｃの供給電圧が演算増幅器１２９の反転
端子に供給される。従つて、増幅器１２９の出力
は相Ａの積分引く相Ｃ電圧の積分となり、従つ
て、相ＡとＣ間の線対線電圧の積分（∫Ａ−Ｃ）
を表わす。演算増幅器１３０の入力は、その非反
転端子に供給される積分された相Ｂの電圧と反転
端子に供給される積分された相Ａの電圧である。
従つて、その出力はこの電圧の差となり、相Ｂの
相Ａに対する線対線電圧の積分（∫Ｂ−Ａ）に等
しい。演算増幅器１３１に対する入力は、その非
反転端子に供給される相Ｃの線電圧の積分と反転
端子に供給される相Ｂの電圧の積分であり、従つ
て、その出力には供給電圧の相Ｃ，Ｂ間の線対線
電圧の積分に比例する出力電圧を発生する。 前述のごとく、線対線電圧の積分は、相Ａ，Ｂ
およびＣの空白波を発生するために使用されるだ
けでなく、点弧波と変換機電機子制御回路網４７
（第１図参照）から得られる誤差信号とを比較す
ることによつて電機子巻線に供給される電流の大
きさを制御するためにも使用される。このため
に、線対線電圧の積分は、位相空白信号を発生す
るための手段を構成する第２の組の演算増幅器１
３３〜１３５に供給される。演算増幅器１３３は
∫Ｃ−Ｂから∫Ｂ−Ａを差し引いて相Ａの空白電
圧である出力信号を発生する。第５図の波形と関
連して説明したように、相Ｃと相Ｂ間の線対線電
圧の積分は供給電圧の相Ａと同じ相であり、相Ｂ
と相Ａ間の線対線電圧の積分は供給電圧の相Ｃと
同じ相である。２つの積分を引算することによつ
て、∫Ｃ−Ｂ相電圧が∫Ｂ−Ａ電圧よりも正にな
る時間に空白波が発生される。すなわち、相Ｃの
相Ｂに対する線対線電圧の積分が演算増幅器１３
３の反転入力に供給され、相Ｂの相Ａに対する線
対線電圧の積分が増幅器の反転入力に供給され
る。すなわち、第５ｂ図に示すように、∫Ｃ−Ｂ
が∫Ｂ−Ａより正になる時刻t0において演算増幅
器の出力は正になり、∫Ｂ−Ａが∫Ｃ−Ｂよりも
大きくなる時刻t2になるまで前記正を維持する。
すなわち、演算増幅器１３３の出力は、供給電圧
の相Ａが相Ｃよりも正である期間と同じ期間正で
ある正空白電圧である。 同様に、演算増幅器１３４はその非反転入力に
∫Ａ−Ｃが供給され、反転入力に∫Ｂ−Ｃが供給
される。その結果、演算増幅器１３４の出力は相
Ｂが相Ａよりも正である期間と同じ期間正である
空白電圧を発生する。演算増幅器１３５は∫Ａ−
Ｃから∫Ｂ−Ａを引算してその出力に、相Ｃが相
Ｂよりも正である期間と同じ期間正である空白電
圧を発生する。 演算増幅器１３３〜１３５の出力に現われる空
白電圧は、ある相がその先行の相よりも正になる
と同時に回路網のSCRが点弧され、直ちに導電
がその相に転移されるものとすれば、所定の相を
導電するのに使用し得る最大の時間間隔を表わし
ている。電機子電流をその予定のレベルに維持す
るように制御するためには、空白波の持続時間を
主変換機の電流レベルの予定レベルからの離脱度
合の関数として修正することが望ましい。相空白
波の持続時間を変えることによつて、導通角、従
つて、主変換機に出入する電流が変えられる。こ
のために、空白電圧を発生するために使用された
積分点弧電圧が比較回路網に供給され、該回路網
において、点弧波すなわち積分された線対線電圧
が実際の電機子電流あるいは供給源から周波数変
換器に流れる電流を表わす誤差信号と比較され
る。すなわち、位相制御整流器からの出力は前に
導通していた相と制御されている相との間の電圧
の積分に比例して減少する。線対線電圧を積分す
ることによつて得られる点弧波を使用することに
よつて直線制御特性が得られる。すなわち、例え
ば、誤差信号が１〜２まで変化すれば、出力もま
た１〜２まで変化する。第１図の説明で説明した
ように、主変換機の変更すなわち供給電流を所望
レベルから変更することを検知するための手段が
設けられていて、この変更の大きさおよび方向の
両方を表わす誤差信号を発生する。この誤差信号
と点弧電圧とを比較することによつて、任意所望
の相のSCRが導通できる時に該SCRを通して前
記誤差信号の関数として制御されている巻線にあ
るいは該巻線から電流を流すように、空白電圧の
持続時間を修正する制御信号が発生される。電流
レベル修正制御信号は演算増幅器１２９〜１３１
からの点弧電圧を多数の演算増幅器１３６〜１４
１の１入力として供給することによつて得られ
る。演算増幅器１３６および１３７はＡ相空白信
号発生通路中に設けられ、増幅器１３８および１
３９はＢ相空白信号発生通路中に設けられ、増幅
器１４０および１４１はＣ相空白信号発生通路中
に設けられている。線対線電圧の積分が各対の増
幅器の一方の増幅器の反転端子と他方の増幅器の
非反転端子に供給されている。入力端子１４２に
おける、第１図および第２図の変換器電機子電流
制御回路網４７からの誤差信号が各演算増幅器の
残りの入力に供給されている。すなわち、誤差信
号は点弧波と比較されて演算増幅器から、その持
続時間が誤差信号の関数である矩形波出力信号を
発生する。 演算増幅器対からの電流レベル制御信号は、各
Ａ，Ｂ，Ｃ相空白通路中のNANDゲート対１４３
−１４４，１４５−１４６、および１４７−１４
８の一方の入力として供給される。また、NAND
ゲートの他方の入力は、NANDゲート１４３，１
４５および１４７の場合には、演算増幅器１３３
〜１３５からの空白信号であり、NANDゲート１
４４，１４６および１４８の場合には空白信号の
反転信号である。演算増幅器１３３〜１３５から
の空白信号はリード線１４９，１５０および１５
１を通してNANDゲート１４３，１４５および１
４７の一方の入力端子に供給されている。また、
演算増幅器からの空白信号はNANDゲート１５２
〜１５４に夫々１入力として供給され、ここで空
白信号は反転される。すなわち、NANDゲートは
該ゲートに対する両入力が正である時にのみ該ゲ
ートの出力が負になることを特徴とするものであ
る。入力の他の全ての組合わせに対しては、
NANDゲートの出力は正である。すなわち、
NANDゲート１５２〜１５４は演算増幅器１３３
〜１３５の出力が正である時はいつでも、すなわ
ち、相Ａ，ＢおよびＣが先行の相よりも正である
時の空白間隔の期間中は負になる。一方、NAND
ゲート１５２〜１５４は、増幅器１３３〜１３５
が負になる時、すなわち相Ａ，ＢおよびＣが先行
の相よりも負になる時に正になる。その結果、
NANDゲート１５２〜１５４からの出力は夫々
NANDゲート１４４，１４６および１４８の１入
力として供給され、これらのNANDゲート１４
４，１４６および１４８の出力を該NANDゲート
の相手のNANDゲート１４３，１４５および１４
７の出力と常に反対になるように制御する。
NANDゲート１４３〜１４８の出力はNANDゲー
ト１５５〜１６０にその一方の入力として供給さ
れ、該NANDゲート１５５〜１６０の他方の入力
はリード線１６２を通して作動信号端子１６１に
接続されている。 前述の説明から、相Ａの通路中のNANDゲート
１４３が演算増幅器１３３からの電流制御電圧に
よつて制御されることが分ろう。すなわち、
NANDゲート１４３の出力は空白波が正であり演
算増幅器１３６からの出力が正である全時間間隔
の間負である。演算増幅器１３６からの空白波の
持続時間は固定されているから、NANDゲートか
らの出力は電流誤差信号に応答して制御されてい
る演算増幅器からの出力信号の持続時間の関数と
して変化する。NANDゲート１４３からの出力は
NANDゲート１５５で反転され、相Ａの空白波が
正でありかつ演算増幅器１３６からの電流レベル
制御信号が正である時の持続時間間隔の間相Ａの
負整流器バンクに対して正出力作動信号を発生す
る。相Ａの通路中の相補NANDゲート１４４から
の出力は、演算増幅器１３３からの作動波が
NANDゲート１５２によつてNANDゲート１４４
に供給される前に反転されるので、NANDゲート
１４３の出力の反転波となつている。供給電圧の
相Ａが相Ｃよりも正である時間間隔の間に、相Ａ
の負バンクに正作動信号を供給するためにNAND
ゲート１５５が正になる時は、NANDゲート１５
６の出力が負になりそれによつて相Ａの正点弧バ
ンクを作動する。相Ａの負バンクに対する作動信
号が終結するや否や、すなわち、演算増幅器１３
３からの作動信号が再度負になると、NANDゲー
ト１４４の入力が負になるようにNANDゲート１
５２の出力が正になり、NANDゲート１５６の出
力は正となり、相Ａの正点弧回路に作動信号が供
給されて正整流器バンクが作動される。従つて、
相Ａの通路は、相Ａが相Ｃよりも正である時はい
つでも相Ａの負バンク整流器に対する作動信号を
発生し、相Ａが相Ｃよりも負の時に正点弧バンク
に正作動信号を発生することが分ろう。 同様に、相Ｂの通路中のNANDゲート１５７お
よび１５８からの出力は、負整流器バンクに対し
ては相Ｂが相Ａよりも正の時に、正整流器バンク
に対しては相Ｂが相Ｃよりも負の時に、相Ｂの正
および負整流器バンクに対する正作動信号を発生
する。Ｃ相の通路中のNANDゲート１５９および
１６０は、Ｃ相の負整流器バンクに対してはＣ相
がＢ相よりも正の時に、Ｃ相の正整流器バンクに
対しては相Ｃが相Ｂよりも負の時に作動信号を発
生する。 整流器バンクに対する空白信号の発生の仕方に
ついては、第６図の相Ａの制御回路網を構成して
いる各回路に対する波形を示す第７図の波形を参
照すればより容易に理解されよう。すなわち、第
７ａ図は相Ａの相Ｃに対する線電圧の積分すなわ
ち∫Ａ−Ｃを表わす演算増幅器１２９からの点弧
波を示す。第５図の波形からも分るように、∫Ａ
−Ｃは供給電圧の相Ａよりも90゜遅れ、点弧波の
半周期を示すt0〜t3の期間、相Ａは相Ｃに対して
正であり、正空白信号１７０が演算増幅器１３３
の出力に発生される。もちろん、このことは相Ａ
の負整流器バンクがこの期間中の任意の時間に点
弧され、相Ａの供給源から電機子巻線に電流が流
されることを意味する。空白電圧１７０はNAND
ゲート１４３およびNANDゲート１５２にその一
方の入力として供給される。NANDゲート１５２
の出力は空白波１７０を反転したものであり、第
７ｃ図に波形１７１で示すようにNANDゲート１
５２の出力は空白波１７０が正の期間負であり、
負の期間は正である。また、線対線電圧の積分１
６８は演算増幅器１３６および１３７に供給さ
れ、そこで、第７ａ図に直流電圧波１６９で示さ
れる電流レベル誤差信号と比較される。演算増幅
器１３６の非反転端子には点弧電圧１６８が供給
され、反転端子には主変換機の電流レベルを表わ
す誤差信号すなわち供給源からの信号が供給され
るので、演算増幅器１３６の出力は点弧電圧が電
流誤差信号よりも正になるまでは負を維持する。
従つて第７ｄ図に波形１７２で示される演算増幅
器１３６の出力は点弧電圧が電流レベル誤差信号
よりも正になる時刻t1まで負を維持する。時刻t1
において、演算増幅器の出力は正となり、該点弧
波１６８が再度誤差信号１６９よりも正でなくな
る時刻t5まで正を維持する。また、演算増幅器１
３７の反転端子には点弧波１６８が供給され、非
反転入力端子には電流レベル誤差信号１６９が供
給される。従つて、演算増幅器１３７の出力は入
力点弧波１６８が誤差信号１６９よりも正になる
時刻t2まで正である。時刻t2において、演算増幅
器の出力は負になり、点弧波が誤差信号よりも正
でなくなつて増幅器の出力が正になる時刻t4まで
負を維持する。演算増幅器の出力は点弧波が再度
基準波よりも正になり、それによつて、点弧波が
反転端子に供給されて演算増幅器の出力を負に駆
動する時刻t8まで正を維持する。従つて、演算増
幅器１３６の出力は時刻t1に正となり、時刻t5ま
でこの正を維持し、時刻t5からt7までの期間負で
ある。一方、演算増幅器１３７の出力は前記波形
の位相が移動された矩形波となつている。 演算増幅器１３６の出力は時刻t1からt5までの
期間正であるが、NANDゲート１４３の出力は、
第７ｆ図に波形１８３で示されるように、この時
刻t3で相Ａの空白電圧１７０が負になるから、時
刻t3まで負になる。NANDゲート１５５の出力は
第７ｇ図に波形１７４で示すように、時刻t1から
t3まで正である負相整流器バンク用の作動電圧で
ある。同様に、演算増幅器１３７の出力は時刻t4
からt8まで間正であるが、NANDゲート１５２の
出力に現われる反転空白波１７１は時刻t3からt6
の期間のみ正である。その結果、第７ｈ図に波形
１７５で示されているNANDゲート１４４の出力
は第７ｉ図に示されるように時刻t4からt6まで正
である。NANDゲート１５６の出力は時刻t4から
t6までの期間正であり、この期間の間に、Ａ相の
正バンクが電機子巻線から供給源へ電流を流すよ
うに作動されることを示す。周波数変換器の正お
よび負に対する作動信号の持続時間は、所定の相
が先行の導電相に対して正あるいは負である期間
を表わす空白信号および空白信号の持続時間が電
流レベルの関数として変えられている主変換機の
電流レベルによつて制御されていることが理解さ
れよう。更に、電流レベル誤差信号が増加あるい
は減少すると、誤差信号と点弧波と交差点が変化
する。この変化は、増幅器１３６および１３７か
らの正出力パルスの幅を変化し、従つてNANDゲ
ート１５５および１５６からの相作動出力信号の
持続時間を変化する。他の相チヤンネルＢおよび
Ｃも同様に作用してそれらの正および負点弧バン
クに対する作動信号を発生する。 第７ｊ〜第７ｏ図は三相全ての負および正バン
クに対する作動信号波形を示す。これらの波形か
ら、負整流器バンクに対する作動電圧は電流を相
から相へ転移させ得ることが理解されよう。ま
た、これらの波形から、電機子巻線の対に出入れ
する電流の流れは同じ相の負および正整流器バン
クからは決して行なわれないことも明らかであ
る。もし、ある相の負整流器バンクがある巻線に
電流を供給しているならば、その相補巻線から流
れ出る電流は他の２つの相からでなければならな
い。すなわち、Ａ相の負作動電圧１７４が正であ
つて相Ａから主変換機に電流が流れるものとすれ
ば、流れ出る電流は、相Ｂの正作動電圧１７８が
最初は正であるため、最初は相Ｂに流れ、次い
で、相Ｂの作動電圧１７８が負になり、相Ｃの正
作動電圧が正の時に相Ｃに転移される。同様に、
相Ｂが巻線に電流（すなわち負電流）を供給して
いる時は、巻線から流れ出る電流は最初は相Ａに
流れる電流であり、次いで相Ｂの電流に転移され
る。 回転子位置論理 第９図は回転子位置論理回路網を示し、該回路
はホール発電器からの出力信号を処理して、電流
が流れる巻線を決定する出力信号を提供する。ホ
ールプローブを電気角で120゜離して配置するこ
とによつて、ある所定の巻線と関連した磁束が最
高値に達する時を決定することができる。このホ
ール発電器からの情報によつて、界磁極対の最高
磁束と関連した巻線に電流を出入れして正トルク
を発生する信号を発生することができる。更に、
この回転子位置論理は、次に電流が供給される電
機子巻線の相と関連したSCRが（次の電機子巻
線の相に同時に電流が流れるのを阻止するため
に）トリガされるべき状態にない時にのみ所定の
巻線と関連したSCRをトリガして電流を流すよ
うにする。たとえば、点弧順序は電流が巻線
W1，W3，W5と流れ、巻線W2，W4，W6から流れ
出るものと仮定する。ホールプローブが巻線W3
に電流が供給されるべきことを示す時は、論理回
路はホールプローブがまたW3の磁束が高いこと
を示し、巻線W5と関連した磁束が低いことを示
す期間のみ巻線W3と関連したSCRに対して作動
信号を発生しなければならない。このことは、あ
る一時間にある一つの巻線のみがターンオンされ
るのを保証する。すなわち、相順を１，３，５と
すれば、相１が導電している時には、相３の巻線
と関連した磁束が高く、相５と関連した磁束が高
くない時間間隔の間にのみ電流の流れを相３が導
通に切換えられる電流を有していることは明らか
である。同様に、主変換機の相３の巻線から主変
換機の相５の巻線に導電が転移される時は、相５
の巻線W5の磁束が高く、相１の巻線W1の磁束が
高くない時にのみ電流の転移が行なわれる。本実
施例においては、各巻線と関連したSCRは、電
流を流すべき次の相巻線と関連したSCRが正方
向に無能にされた時にトリガされる。この関係
は、相巻線W1，W3およびW5に発生される逆起電
力波形およびホールプローブの出力電力波形を示
す第８図の波形線図から容易に理解されよう。す
なわち、第８ａ図において、波形１９０，１９１
および１９２は電動機として駆動されている時の
主変換機巻線の逆起電力を示す。第８ｂ図には、
相巻線W1（相１と180゜位相の異なる相４につい
ても同じ）と関連したホールプローブの増幅器の
出力が波形１９３によつて示され、第８ｃ図およ
び８ｄ図には、相巻線W3およびW5と関連したホ
ールプローブの出力が波形１９４および１９５に
よつて示されている。演算増幅器で処理されて矩
形波とされたホールブロープからの出力は電気角
で120゜離されており、逆起電力と関連するホー
ル発電器波形の位置は、ホールプローブの出力が
逆起電力に対して十分進んでいて電流が次の巻線
に転移される時に導電しているSCRを非導電状
態にする。すなわち、時刻t0に、電流が巻線W5
に導入されており、次に相巻線W5に転移されよ
うとしているものとすれば、電動機から最高トル
クを得るためには、理論的には、時刻t1まで巻線
W5に電流を流し、次いで該巻線W5からW1に導電
を切り換えるのが望ましい。すなわち、できる限
り参照番号５のSCRを導通して巻線W5に電流を
流し、時刻t1においてそれらをターンオフするの
が望ましい。しかしながら、導通しているSCR
を非導通状態にするのは困難であるから、次の
SCRの点弧を進ませて、ある時間十分な電圧を
かけて前に導通していたSCRをターンオフして
やるのが望ましい。従つて、ホールプローブは時
刻t1の前のある時刻t0においてホール電圧が最高
となるように配置されている。すなわち、ホール
発電器は、時刻t0において、相１のホールプロー
ブ電圧が正になつて参照数字１のSCRに対して
点弧電圧を発生するようになつており、参照数字
１のSCRの１つがターンオンされた時に、導電
している参照数字５のSCRが非導通にされる。 すなわち、もし、巻線W5の逆起電力がまだ巻
線W1の逆起電力よりも正である時刻t0におい
て、参照数字１のSCRが導通状態にトリガされ
るものとすれば、電流は巻線５から巻線１に流れ
る。このSCR間の内部電流ループは、波形１９
１の時刻t0〜t1間の逆起電力電圧を参照数字５の
SCRを非導通にするために使用し得るので、時
刻t1の前に参照数字５のSCRをターンオフする。 また、ホールプローブの電圧から導き出される
各バンク中の参照数字１のSCRに対する作動電
圧がホールプローブ電圧とは同時に存在しないこ
とが分ろう。もし、これが同時に起こると巻線
W1から次の相巻線W3への電流の転移を誤まるか
不能にする。すなわち、時刻t2の後に、相３のホ
ールプローブ電圧は正になつて各バンク中の参照
数字３のSCRに対する作動信号が発生される。
従つて、参数数字１のSCRに対する作動電圧
は、参照数字３のSCRが作動される時、すなわ
ち、参照数字１のSCRがターンオフされ、参照
数字３のSCRがターンオンされる時刻に終結さ
れることが必要である。次に電流が転移される相
巻線と関連したSCRのみが無能にされるなら
ば、ある与えられた位相巻線と関連したSCRは
その巻線に電流を転移することができる。次の真
理値表は、巻線間の電流を同時にかつ適正に切り
換えるために、SCRに対して発生される作動電
圧の時間間隔の関係を示す。
【表】
第９図は回転子位置論理回路網の一例を示し、
該回路網は種々のSCRの組合せに対する作動電
圧を発生し、磁束が電機子巻線に対して正および
負方向に最高の時に、電機子巻線に適正な順序で
電流を出入れする。第９図において、φ１，φ
２，φ３ホールプローブは参照数字２００，２０
１，２０２によつて概略的に示されている。これ
らのホールプローブは電気的に120゜離れて配置
され、かつ、その一対の面に正電圧源＋Ｖから電
圧が供給されているホール材料の基板からなつて
いる。ホール電圧は該ホール素子に供給された磁
束に応答して他方の一対の面の間に発生される。
このホール電圧（一般的には台形波である）は多
数の演算増幅器２０３〜２０５に供給される。こ
れらの演算増幅器は非常に高い利得を有し、非常
に低い電圧レベルで飽和するようになつている。
その結果、演算増幅器の出力は実質的に矩形波と
なる。この演算増幅器からの矩形波出力電圧はホ
ール電圧と180゜位相が異なつているが、一連の
NANDゲート２０６〜２０９を通して反転され、
各ホール電圧と同じ位相の矩形波に変換される。
NANDゲート２０６〜２０８からの出力はNAND
ゲート２０９，２１１および２１３にその一方の
入力として供給される。またNANDゲート２０６
〜２０８の出力は反転NANDゲート２１４〜２１
６にその一方の入力として供給される。NANDゲ
ート２１４〜２１６の出力は１組の３個のNAND
ゲート２１７〜２１９の一方の入力となつてい
る。 NANDゲート２１７〜２１９の他方の入力はφ
３，φ５およびφ１ホール電圧を表わすNANDゲ
ート２０７，２０８および２０６から夫々供給さ
れる。 NANDゲート２０９，２１１および２１３の他
方の入力は夫々ホールプローブ電圧φ３，φ５お
よびφ１の反転を表わすNANDゲート２１５，２
１６および２１４から供給される。従つてNAND
ゲート２１５，２１６および２１４からの出力
は、巻線W3，W5およびW1の近傍の磁束が高い時
は負であり、磁束が低い時（すなわち３，５，
１）は正である。その結果、NANDゲート２０
９，２１１および２１３は両入力が正の時、すな
わち磁束位置の組合せが１・３，３・５，および
５・１の時に負出力を発生する。NANDゲート２
１７，２１８および２１９の出力は、NANDゲー
ト２１７の場合にはNANDゲート２０７および２
１４からの出力が共に正の時に、NANDゲート２
１８の場合にはNANDゲート２０８および２１５
が正の時に、NANDゲート２１９の場合には
NANDゲート２０６および２１６が正の時に、負
になる。すなわち、NANDゲート２１７，２１８
および２１９の出力は両入力が正の時、すなわ
ち、磁束位置の組合せが３−１，５−３、および
１−５の時に正になる。このNANDゲートの配列
からの出力はNANDゲート２２０〜２２６に供給
され、該NANDゲートと関連した例えばNANDゲ
ート２０９等が負になる時に正出力の作動信号を
発生する。すなわち、NANDゲート２２０の出力
は、電機子巻線W1の近傍の磁束が高く、電機子
巻線W3の近傍の磁束が高くないこと、すなわち
１−３をホールプローブ電圧が示す時には正であ
る。NANDゲート２２１は、巻線W3の近傍の磁
束密度が高く、巻線W1の近傍の磁束密度が高く
ないこと、すなわち３−１をホールプローブ電圧
が示す時に正である。従つて、NANDゲート２２
０および２２１の出力は、NANDゲート２２０の
場合には正バンク中の参照数字４のSCRおよび
負バンク中の参照数字１のSCRをトリガするた
めに、また、NANDゲート２２１の場合には正バ
ンク中の参照数字１のSCRおよび負バンク中の
参照数字４のSCRをトリガするために夫々使用
される。 NANDゲート２２３および２２４は、NANDゲ
ート２２３の場合には巻線W3の近傍の磁束が高
く、巻線W5の近傍の磁束が高くないことすなわ
ち３−５をホールプローブが示す時に、また、
NANDゲート２２４の場合には巻線W5の近傍の
磁束が高く、磁束W3の近傍の磁束が高くないこ
とすなわち５−３をホールプローブが示す時に
夫々正である。NANDゲート２２３の出力は負バ
ンク中の参照数字３のSCRおよび正バンク中の
参照数字６のSCRを作動するために使用され、
NANDゲート２２４の出力は正バンク中の参照数
字３のSCRおよび負バンク中の参照数字６の
SCRを夫々作動するために使用される。 同様に、NANDゲート２２５および２２６の出
力は、NANDゲート２２５の場合には巻線W5の
近傍の磁束が高く、巻線W1の近傍の磁束が高く
ないことすなわち５−１をホールプローブが示す
時に、また、NANDゲート２２６の場合には巻線
W1の近傍の磁束が高く、巻線W5の近傍の磁束が
高くないことすなわち１−５をホールプローブが
夫々示す時に正である。従つて、これら２つの
NANDゲートの出力は、NANDゲート２２５の場
合には正バンク中の参照数字２のSCRおよび負
バンク中の参照数字５のSCRを作動するため
に、また、NANDゲート２２６の場合には正バン
ク中の参照数字５のSCRおよび負バンク中の参
照数字２のSCRを作動するために夫々使用され
る。 個々の巻線に近い磁束密度が最大で、次に電流
が送られる巻線に近傍した磁束密度が低いことを
ホールプローブが検出した時はいつでも、回転子
位置論理回網は異つた整流器バンクのそれぞれの
SCRを選択付勢することは前文から分つたであ
ろう。その結果、電流が制御されるので、両方の
巻線の磁束が高い時、120゜の位相転換による間
隔があるにもかかわらず、ある時間に１つの巻線
に電流が流れ、ある時には巻線から電流が流れ
る。種々のSCRの付勢信号は、その巻線と関連
したSCRの全てに同時に加えられる。巻線に入
出力電流を供給するために点弧される個々の
SCRは、SCR付勢電圧ばかりでなく、位相付勢
電圧によつて制御される。例えば、正のバンクの
参照数字１のSCRと負のバンクの参照数字４の
SCRが点弧されることを、回転子位置検出回路
網からNANDゲートの１つの出力が示しているな
らば、正のバンクの参照数字１の全てのSCR
は、負のバンクの参照数字４の全てのSCRと同
様に付勢される。しかしながら、１つの供給電圧
の位相が正で、参照数字４の負のSCRを点弧さ
せ、また１つの供給電圧の位相が負で、参照数字
１の正のSCRを点弧させるから、正のバンクの
１個の参照数字１のSCRと負のバンクの１個の
参照数字４のSCRだけが点弧される。従つて、
電機子巻線の入出力電流は、与えられた時間に電
流が供給される各電機子巻線を制御する位相付勢
信号、電流レベル誤差信号、および回転子位置信
号によつて制御される。 機械電気変換機の各巻線に供給する電流は、供
給電圧の１つの位相あるいは多数の位相のいずれ
かから供給される。任意の与えられた期間中に単
一の位相あるいは複数の位相から電流が供給され
る方法は、主変換機の速度の函数である。主変換
機の低速での回転子の相対的運動と電機子巻線に
送られる電流の割合は、供給周波数と比較して低
いことが明らかである。例えば、１４極対の主変
換機で、略々100rpmでは、電機子巻線間に約25
回／秒で電流が供給される。一方、供給周波数は
約400Hzである。従つて、１つの巻線から他の巻
線へ電流が送られる各回数では、供給電圧は約20
サイクルになる。この時間間隔中に与えられた巻
線に流れる電流は、全ての位相で供給される。す
なわち、位相Ａが正のサイクルになるならば、負
のバンクの１つのSCRは巻線の１つに電流を供
給することができ、それから、その供給電流は位
相Ｂにシフトされ、それから位相Ｃにシフトさ
れ、次の巻線に電流が送られる迄に、位相Ａに戻
る。主変換機Ａの速度が増加すると、回転子の回
転速度と逆起電力の周波数が供給周波数に略近く
なり、またそれを越えさえすれば、１つの供給電
圧位相は多数の巻線に電流を供給する。 １つの機械電気変換機が構造および接続を何ら
変更しないで、始動モードにおいてはブラシ無し
直流電動機として動作し、発電機モードでは同期
交流発電機として動作する始動機−発電機システ
ムが記載されていることは前の記載から明らかで
ある。共通の位相制御整流器バンクは、電動機作
動中、主変換機の電機子巻線に電流を供給するた
めに使用され、発電機作動中、周波数変換回路網
として使用され、変動する周波数発電機出力を一
定の周波数出力に変換する。始動作動中に、整流
器バンクは、回転子検出論理回路網で制御され、
適当な順序で一定の周波数から異つた巻線へ電流
を切換える。発電機モードでは、整流器バンクは
供給発電機および基準波発生器で制御され、一定
の周波数出力を生ずるようにその点弧角が制御さ
れる。整流器バンクの制御回路網は、主変換機作
動モードの函数として選択的に動作されるので、
供給電圧と回転子位置回路網は始動モードに整流
器バンクに連結されたり、また切離されたりす
る。主変換機がある速度に達してこのシステムが
発電機モードに変換された時、基準発生器は整流
器バンクに接続される。従つて、それらの部品と
要素に共通性が多くあることは、同様に隔通性と
実用性があることである。 本考案の実施の態様を以下に列挙する。 １ 回転子位置ゲート装置は、回転子極位置を検
知する装置と、極磁束に比例する多相信号を生
ずる装置と、前記多相信号を比較する装置と、
与えられた電機子巻線に近接した極磁束が高
く、次の電機子巻線に近接した磁束が低い時
に、ゲート信号を生ずる装置とを含んでいるこ
とを特徴とする実用新案登録請求の範囲記載の
始動機−発電機として動作しうる機械電気変換
機を含む電気的装置。 ２ 周波数変換装置は、反対極性のゲートスイツ
チの２個のバンクをそれぞれ含み、この各バン
クが機械電気変換機の電機子の多数の巻線に等
しい数のスイツチを含む３個の周波数変換器
と、供給電圧の各位相が機械電気変換機の電動
機作動中、前記周波数変換器の異つた１つと連
結される３相供給電圧とを含んでいることを特
徴とする実用新案登録請求の範囲記載の始動機
−発電機として動作しうる機械電気変換機を含
む電気的装置。 ３ 供給位相応答ゲート装置は、各位相が先行位
相に関して正である間隔に等しい持続期間を有
する各供給位相に応じて、ゲート信号の第１設
定を生ずる装置と、各位相が先行位相に関して
負である間隔に等しい持続期間を有するゲート
信号の第２の設定手段とを有し、前記第１、第
２設定のゲート信号が各周波数変換器の１つの
バンクに与えられ、他の設定のゲート信号が各
バンクのスイツチを付勢するように各周波数変
換器の反対極のバンクに加えられることを特徴
とする実用新案登録請求の範囲記載の始動機−
発電機として動作しうる機械電気変換機を含む
電気的装置。 ４ 前記ゲート信号を発生する装置は、線対線供
給電圧の積分を生ずる装置と、各位相が先行位
相に関して正である間隔に等しい持続期間を有
する第１設定ゲート信号を生ずるように、線対
線電圧の積分を減ずる装置と、各位相が先行位
相に関して負である間隔と等しい持続期間を有
する第２設定ゲート信号を生ずるように、第１
設定ゲート信号を変換する装置とを含むことを
特徴とする実施の態様３記載の始動機−発電機
として動作しうる機械電気変換機を含む電気的
装置。
該回路網は種々のSCRの組合せに対する作動電
圧を発生し、磁束が電機子巻線に対して正および
負方向に最高の時に、電機子巻線に適正な順序で
電流を出入れする。第９図において、φ１，φ
２，φ３ホールプローブは参照数字２００，２０
１，２０２によつて概略的に示されている。これ
らのホールプローブは電気的に120゜離れて配置
され、かつ、その一対の面に正電圧源＋Ｖから電
圧が供給されているホール材料の基板からなつて
いる。ホール電圧は該ホール素子に供給された磁
束に応答して他方の一対の面の間に発生される。
このホール電圧（一般的には台形波である）は多
数の演算増幅器２０３〜２０５に供給される。こ
れらの演算増幅器は非常に高い利得を有し、非常
に低い電圧レベルで飽和するようになつている。
その結果、演算増幅器の出力は実質的に矩形波と
なる。この演算増幅器からの矩形波出力電圧はホ
ール電圧と180゜位相が異なつているが、一連の
NANDゲート２０６〜２０９を通して反転され、
各ホール電圧と同じ位相の矩形波に変換される。
NANDゲート２０６〜２０８からの出力はNAND
ゲート２０９，２１１および２１３にその一方の
入力として供給される。またNANDゲート２０６
〜２０８の出力は反転NANDゲート２１４〜２１
６にその一方の入力として供給される。NANDゲ
ート２１４〜２１６の出力は１組の３個のNAND
ゲート２１７〜２１９の一方の入力となつてい
る。 NANDゲート２１７〜２１９の他方の入力はφ
３，φ５およびφ１ホール電圧を表わすNANDゲ
ート２０７，２０８および２０６から夫々供給さ
れる。 NANDゲート２０９，２１１および２１３の他
方の入力は夫々ホールプローブ電圧φ３，φ５お
よびφ１の反転を表わすNANDゲート２１５，２
１６および２１４から供給される。従つてNAND
ゲート２１５，２１６および２１４からの出力
は、巻線W3，W5およびW1の近傍の磁束が高い時
は負であり、磁束が低い時（すなわち３，５，
１）は正である。その結果、NANDゲート２０
９，２１１および２１３は両入力が正の時、すな
わち磁束位置の組合せが１・３，３・５，および
５・１の時に負出力を発生する。NANDゲート２
１７，２１８および２１９の出力は、NANDゲー
ト２１７の場合にはNANDゲート２０７および２
１４からの出力が共に正の時に、NANDゲート２
１８の場合にはNANDゲート２０８および２１５
が正の時に、NANDゲート２１９の場合には
NANDゲート２０６および２１６が正の時に、負
になる。すなわち、NANDゲート２１７，２１８
および２１９の出力は両入力が正の時、すなわ
ち、磁束位置の組合せが３−１，５−３、および
１−５の時に正になる。このNANDゲートの配列
からの出力はNANDゲート２２０〜２２６に供給
され、該NANDゲートと関連した例えばNANDゲ
ート２０９等が負になる時に正出力の作動信号を
発生する。すなわち、NANDゲート２２０の出力
は、電機子巻線W1の近傍の磁束が高く、電機子
巻線W3の近傍の磁束が高くないこと、すなわち
１−３をホールプローブ電圧が示す時には正であ
る。NANDゲート２２１は、巻線W3の近傍の磁
束密度が高く、巻線W1の近傍の磁束密度が高く
ないこと、すなわち３−１をホールプローブ電圧
が示す時に正である。従つて、NANDゲート２２
０および２２１の出力は、NANDゲート２２０の
場合には正バンク中の参照数字４のSCRおよび
負バンク中の参照数字１のSCRをトリガするた
めに、また、NANDゲート２２１の場合には正バ
ンク中の参照数字１のSCRおよび負バンク中の
参照数字４のSCRをトリガするために夫々使用
される。 NANDゲート２２３および２２４は、NANDゲ
ート２２３の場合には巻線W3の近傍の磁束が高
く、巻線W5の近傍の磁束が高くないことすなわ
ち３−５をホールプローブが示す時に、また、
NANDゲート２２４の場合には巻線W5の近傍の
磁束が高く、磁束W3の近傍の磁束が高くないこ
とすなわち５−３をホールプローブが示す時に
夫々正である。NANDゲート２２３の出力は負バ
ンク中の参照数字３のSCRおよび正バンク中の
参照数字６のSCRを作動するために使用され、
NANDゲート２２４の出力は正バンク中の参照数
字３のSCRおよび負バンク中の参照数字６の
SCRを夫々作動するために使用される。 同様に、NANDゲート２２５および２２６の出
力は、NANDゲート２２５の場合には巻線W5の
近傍の磁束が高く、巻線W1の近傍の磁束が高く
ないことすなわち５−１をホールプローブが示す
時に、また、NANDゲート２２６の場合には巻線
W1の近傍の磁束が高く、巻線W5の近傍の磁束が
高くないことすなわち１−５をホールプローブが
夫々示す時に正である。従つて、これら２つの
NANDゲートの出力は、NANDゲート２２５の場
合には正バンク中の参照数字２のSCRおよび負
バンク中の参照数字５のSCRを作動するため
に、また、NANDゲート２２６の場合には正バン
ク中の参照数字５のSCRおよび負バンク中の参
照数字２のSCRを作動するために夫々使用され
る。 個々の巻線に近い磁束密度が最大で、次に電流
が送られる巻線に近傍した磁束密度が低いことを
ホールプローブが検出した時はいつでも、回転子
位置論理回網は異つた整流器バンクのそれぞれの
SCRを選択付勢することは前文から分つたであ
ろう。その結果、電流が制御されるので、両方の
巻線の磁束が高い時、120゜の位相転換による間
隔があるにもかかわらず、ある時間に１つの巻線
に電流が流れ、ある時には巻線から電流が流れ
る。種々のSCRの付勢信号は、その巻線と関連
したSCRの全てに同時に加えられる。巻線に入
出力電流を供給するために点弧される個々の
SCRは、SCR付勢電圧ばかりでなく、位相付勢
電圧によつて制御される。例えば、正のバンクの
参照数字１のSCRと負のバンクの参照数字４の
SCRが点弧されることを、回転子位置検出回路
網からNANDゲートの１つの出力が示しているな
らば、正のバンクの参照数字１の全てのSCR
は、負のバンクの参照数字４の全てのSCRと同
様に付勢される。しかしながら、１つの供給電圧
の位相が正で、参照数字４の負のSCRを点弧さ
せ、また１つの供給電圧の位相が負で、参照数字
１の正のSCRを点弧させるから、正のバンクの
１個の参照数字１のSCRと負のバンクの１個の
参照数字４のSCRだけが点弧される。従つて、
電機子巻線の入出力電流は、与えられた時間に電
流が供給される各電機子巻線を制御する位相付勢
信号、電流レベル誤差信号、および回転子位置信
号によつて制御される。 機械電気変換機の各巻線に供給する電流は、供
給電圧の１つの位相あるいは多数の位相のいずれ
かから供給される。任意の与えられた期間中に単
一の位相あるいは複数の位相から電流が供給され
る方法は、主変換機の速度の函数である。主変換
機の低速での回転子の相対的運動と電機子巻線に
送られる電流の割合は、供給周波数と比較して低
いことが明らかである。例えば、１４極対の主変
換機で、略々100rpmでは、電機子巻線間に約25
回／秒で電流が供給される。一方、供給周波数は
約400Hzである。従つて、１つの巻線から他の巻
線へ電流が送られる各回数では、供給電圧は約20
サイクルになる。この時間間隔中に与えられた巻
線に流れる電流は、全ての位相で供給される。す
なわち、位相Ａが正のサイクルになるならば、負
のバンクの１つのSCRは巻線の１つに電流を供
給することができ、それから、その供給電流は位
相Ｂにシフトされ、それから位相Ｃにシフトさ
れ、次の巻線に電流が送られる迄に、位相Ａに戻
る。主変換機Ａの速度が増加すると、回転子の回
転速度と逆起電力の周波数が供給周波数に略近く
なり、またそれを越えさえすれば、１つの供給電
圧位相は多数の巻線に電流を供給する。 １つの機械電気変換機が構造および接続を何ら
変更しないで、始動モードにおいてはブラシ無し
直流電動機として動作し、発電機モードでは同期
交流発電機として動作する始動機−発電機システ
ムが記載されていることは前の記載から明らかで
ある。共通の位相制御整流器バンクは、電動機作
動中、主変換機の電機子巻線に電流を供給するた
めに使用され、発電機作動中、周波数変換回路網
として使用され、変動する周波数発電機出力を一
定の周波数出力に変換する。始動作動中に、整流
器バンクは、回転子検出論理回路網で制御され、
適当な順序で一定の周波数から異つた巻線へ電流
を切換える。発電機モードでは、整流器バンクは
供給発電機および基準波発生器で制御され、一定
の周波数出力を生ずるようにその点弧角が制御さ
れる。整流器バンクの制御回路網は、主変換機作
動モードの函数として選択的に動作されるので、
供給電圧と回転子位置回路網は始動モードに整流
器バンクに連結されたり、また切離されたりす
る。主変換機がある速度に達してこのシステムが
発電機モードに変換された時、基準発生器は整流
器バンクに接続される。従つて、それらの部品と
要素に共通性が多くあることは、同様に隔通性と
実用性があることである。 本考案の実施の態様を以下に列挙する。 １ 回転子位置ゲート装置は、回転子極位置を検
知する装置と、極磁束に比例する多相信号を生
ずる装置と、前記多相信号を比較する装置と、
与えられた電機子巻線に近接した極磁束が高
く、次の電機子巻線に近接した磁束が低い時
に、ゲート信号を生ずる装置とを含んでいるこ
とを特徴とする実用新案登録請求の範囲記載の
始動機−発電機として動作しうる機械電気変換
機を含む電気的装置。 ２ 周波数変換装置は、反対極性のゲートスイツ
チの２個のバンクをそれぞれ含み、この各バン
クが機械電気変換機の電機子の多数の巻線に等
しい数のスイツチを含む３個の周波数変換器
と、供給電圧の各位相が機械電気変換機の電動
機作動中、前記周波数変換器の異つた１つと連
結される３相供給電圧とを含んでいることを特
徴とする実用新案登録請求の範囲記載の始動機
−発電機として動作しうる機械電気変換機を含
む電気的装置。 ３ 供給位相応答ゲート装置は、各位相が先行位
相に関して正である間隔に等しい持続期間を有
する各供給位相に応じて、ゲート信号の第１設
定を生ずる装置と、各位相が先行位相に関して
負である間隔に等しい持続期間を有するゲート
信号の第２の設定手段とを有し、前記第１、第
２設定のゲート信号が各周波数変換器の１つの
バンクに与えられ、他の設定のゲート信号が各
バンクのスイツチを付勢するように各周波数変
換器の反対極のバンクに加えられることを特徴
とする実用新案登録請求の範囲記載の始動機−
発電機として動作しうる機械電気変換機を含む
電気的装置。 ４ 前記ゲート信号を発生する装置は、線対線供
給電圧の積分を生ずる装置と、各位相が先行位
相に関して正である間隔に等しい持続期間を有
する第１設定ゲート信号を生ずるように、線対
線電圧の積分を減ずる装置と、各位相が先行位
相に関して負である間隔と等しい持続期間を有
する第２設定ゲート信号を生ずるように、第１
設定ゲート信号を変換する装置とを含むことを
特徴とする実施の態様３記載の始動機−発電機
として動作しうる機械電気変換機を含む電気的
装置。
第１図は単一の機械電気変換機を使用した始動
機−発電機装置の全体的なブロツク線図、第２図
は主変換機の電流レベルおよび装置の励磁を制御
する第１図の回路の部分的回路線図、第３図は主
変換機の電機子巻線と位相制御整流器バンクの回
路線図、第４図は各整流器バンクに対する点弧制
御回路を示す図、第５図は供給電圧および該電圧
から線対線電圧を示す図、第６図は供給電圧位相
制御論理回路、第７図は第６図の位相制御回路の
各部における波形図、第８図は電動機と作動する
時に主変換機に発生される電圧およびその位置検
出器との位相関係および位置検出器の出力を示す
図、第９図は周波数変換器整流器バンク中の位相
制御整流器の点弧を制御する論理を発生するため
に、位置検出器と関連された回路図である。 １……主パワーチエーン、２……周波数変換
器、３……電流制御系、４……点弧角制御回路、
１０……主変換機（機械電気変換機）、１２……
励磁機、１３……励磁および界磁巻線接続制御回
路、１４……永久磁石発電機、１５〜１７………
ホール発電器、２１〜２３……周波数変換器、３
３……供給源遮断回路、４０……点弧および空白
波回路、４１……基準波発生回路、４３……制御
回路、４４……始動電流制御回路、４５……始動
電流制御回路、４６……変流器、４７……電機子
電流制御回路、４８……電機子電流／速度制御回
路、４９……回転子位置−速度変換器、５０……
界磁弱め制御回路、５１……界磁弱め回路、５２
……界磁制御回路。
機−発電機装置の全体的なブロツク線図、第２図
は主変換機の電流レベルおよび装置の励磁を制御
する第１図の回路の部分的回路線図、第３図は主
変換機の電機子巻線と位相制御整流器バンクの回
路線図、第４図は各整流器バンクに対する点弧制
御回路を示す図、第５図は供給電圧および該電圧
から線対線電圧を示す図、第６図は供給電圧位相
制御論理回路、第７図は第６図の位相制御回路の
各部における波形図、第８図は電動機と作動する
時に主変換機に発生される電圧およびその位置検
出器との位相関係および位置検出器の出力を示す
図、第９図は周波数変換器整流器バンク中の位相
制御整流器の点弧を制御する論理を発生するため
に、位置検出器と関連された回路図である。 １……主パワーチエーン、２……周波数変換
器、３……電流制御系、４……点弧角制御回路、
１０……主変換機（機械電気変換機）、１２……
励磁機、１３……励磁および界磁巻線接続制御回
路、１４……永久磁石発電機、１５〜１７………
ホール発電器、２１〜２３……周波数変換器、３
３……供給源遮断回路、４０……点弧および空白
波回路、４１……基準波発生回路、４３……制御
回路、４４……始動電流制御回路、４５……始動
電流制御回路、４６……変流器、４７……電機子
電流制御回路、４８……電機子電流／速度制御回
路、４９……回転子位置−速度変換器、５０……
界磁弱め制御回路、５１……界磁弱め回路、５２
……界磁制御回路。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 ａ ブラシ無し直流電動機としておよび交流発電
機として作動する機械電気変換機、 ｂ 電動機作動中は前記機械電気変換機の電機子
巻線に選択的に電流を供給し、発電機作動中は
前記機械電気変換機から一定周波数の出力を供
給するために該機械電気変換機からの出力周波
数を変換する、前記機械電気変換機に結合され
且つ反対極性の位相ゲートスイツチング装置の
バンクを包含する周波数変換器装置、 ｃ 前記機械電気変換機をブラシ無し直流電動機
として作動させる以下を包含する装置、 (イ) 前記スイツチング装置のバンクに結合され
た多相交流供給電圧源、 (ロ) 前記機械電気変換機の回転子位置を検知
し、且つ順次前記スイツチング装置の選択さ
れた１つをゲートして、電機子巻線に正トル
クを発生するための高磁束を伴う電流が流れ
るよう選択された電機子巻線に回転子位置の
関数としての電流を流す装置、 (ハ) 多相の供給電圧のシーケンスにおける個々
の供給位相に応答して、各位相が先行する位
相に対して正となる期間に等しい期間を持つ
第１のゲート信号群を発生する手段と、個々
の供給位相に応答して各位相が先行する位相
に対して負となる期間に等しい期間を持つ第
２のゲート信号群を発生する手段とを有し、
前記第１のゲート信号群は周波変換器装置の
各々の１つのバンクに印加され、他のゲート
信号群はそれぞれのバンクにあるスイツチを
作動状態にするためそれぞれの周波数変換器
装置にある反対極性のバンクに供給される位
相応答ゲート装置と、 ｄ 一定周波数の参照波源、 ｅ 電動機モードから発電機モードに変換するた
めの以下を包含する装置、 (イ) 前記機械電気変換機の速度に応答し、前記
機械電気変換機が発電機として作動する予定
の速度に達した時に、前記周波数変換器装置
のスイツチング装置のバンクから、前記多相
交流供給電圧源と、前記選択された電機子巻
線に回転子位置の関数としての電流を流す装
置とを切り離す装置、 (ロ) 前記機械電気変換機が発電機モードに変換
されている時に該機械電気変換機から一定周
波数の交流出力を供給するために、前記機械
電気変換機の速度に応答し、前記予定の速度
において前記参照波源の出力する参照波の位
相と前記機械電気変換機からの出力の位相と
を比較し、その比較結果を前記周波数変換器
装置の前記スイツチング装置のバンクに結合
し、前記機械電気変換機からの出力電圧と前
記参照波信号との両方に応答してスイツチが
導通する点である前記機械電気変換機からの
出力電圧の位相における導通点を制御して前
記スイツチング装置をゲートする装置、 とから成る始動機−発電機装置として動作しう
る機械電気変換機を含む電気的装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US440322A US3902073A (en) | 1974-02-07 | 1974-02-07 | Starter generator electrical system utilizing phase controlled rectifiers to drive a dynamoelectric machine as a brushless dc motor in the starter mode and to provide frequency conversion for a constant frequency output in the generating mode |
| US440322 | 1974-02-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5918583U JPS5918583U (ja) | 1984-02-04 |
| JPS6223274Y2 true JPS6223274Y2 (ja) | 1987-06-13 |
Family
ID=23748311
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50016116A Pending JPS50109333A (ja) | 1974-02-07 | 1975-02-07 | |
| JP1983077076U Granted JPS5918583U (ja) | 1974-02-07 | 1983-05-24 | 始動機−発電機として動作しうる機械電気変換機を含む電気的装置 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50016116A Pending JPS50109333A (ja) | 1974-02-07 | 1975-02-07 |
Country Status (7)
| Country | Link |
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| US (1) | US3902073A (ja) |
| JP (2) | JPS50109333A (ja) |
| DE (1) | DE2504890C2 (ja) |
| FR (1) | FR2260893B1 (ja) |
| GB (1) | GB1493875A (ja) |
| IL (1) | IL46574A (ja) |
| IT (1) | IT1031522B (ja) |
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