特開 2024-74092 ブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024074092

(43)【公開日】2024-05-30

(54)【発明の名称】ブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 6/12 20060101AFI20240523BHJP

   G01R 31/34 20200101ALI20240523BHJP

【ＦＩ】

H02P6/12

G01R31/34 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022185161

(22)【出願日】2022-11-18

(71)【出願人】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】株式会社ＴＭＥＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】曾 徳全

【テーマコード（参考）】

2G116

5H560

【Ｆターム（参考）】

2G116BA03

2G116BB02

2G116BC05

5H560BB04

5H560BB16

5H560DC20

5H560JJ19

5H560SS07

5H560TT11

5H560TT15

(57)【要約】

【課題】 検出コイルを使用することなく、かつ、交流電圧変動の影響を受けずに故障検出が可能なブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置を提供する。
【解決手段】 ブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置は、ブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置であって、ブラシレス同期電動機に入力される有効電力値と、無効電力値と、端子電圧値とに基づいて、ブラシレス同期電動機の運転点をアドミタンス座標として演算し、ブラシレス同期電動機の励磁電流演算値を演算する励磁電流演算部と、ブラシレス同期電動機の励磁回路に供給される励磁電流の検出値である励磁電流検出値を取得し、励磁電流演算部によって演算された励磁電流演算値と、取得した励磁電流検出値とを比較し、励磁電流演算値と励磁電流検出値との差分を示す励磁電流差分値を算出する励磁電流差分値算出部と、励磁電流差分値と、許容値とを比較し、励磁電流差分値が許容値以上であれば、回転整流器の故障と判定する故障判定部と、を備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置であって、
前記ブラシレス同期電動機に入力される有効電力値と、無効電力値と、端子電圧値とに基づいて、前記ブラシレス同期電動機の運転点をアドミタンス座標として演算し、前記ブラシレス同期電動機の励磁電流演算値を演算する励磁電流演算部と、
前記ブラシレス同期電動機の励磁回路に供給される励磁電流の検出値である励磁電流検出値を取得し、前記励磁電流演算部によって演算された前記励磁電流演算値と、取得した前記励磁電流検出値とを比較し、前記励磁電流演算値と前記励磁電流検出値との差分を示す励磁電流差分値を算出する励磁電流差分値算出部と、
前記励磁電流差分値と、許容値とを比較し、前記励磁電流差分値が前記許容値以上であれば、回転整流器の故障と判定する故障判定部と、
を備えることを特徴とするブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置。

【請求項2】

請求項１に記載のブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置において、
前記励磁電流演算部は、さらにブラシレス同期電動機の同期インピーダンスに基づいて前記励磁電流演算値を演算する
ことを特徴とするブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置。

【請求項3】

請求項２に記載のブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置において、
前記励磁電流演算部は、前記同期インピーダンスとして、直軸同期リアクタンスと横軸同期リアクタンスとを使用する
ことを特徴とするブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置。

【請求項4】

請求項２に記載のブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置において、
前記励磁電流演算部は、前記同期インピーダンスとして、直軸同期リアクタンスまたは横軸同期リアクタンスのいずれか一方を使用する
ことを特徴とするブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置。

【請求項5】

請求項１に記載のブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置において、
前記許容値は、前記励磁電流検出値または前記励磁電流演算値に基づいて変動する値である
ことを特徴とするブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ブラシレス同期機の回転整流器故障検出装置は、検出コイルを使用する手法を用いるものと、検出コイルを使用しない手法を用いるものとが存在した（例えば、特許文献１～特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－２９５２５２号公報

【特許文献2】特開平１１－３４６４９９号公報

【特許文献3】特開平４－３７２５５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、検出コイルを使用する従来手法では、構造が複雑になるという問題があり、検出コイルを使用しない従来手法では、交流母線電圧の電圧変動を受けてしまう可能性があるという問題があった。

【0005】

そこで、本件開示は、検出コイルを使用することなく、かつ、交流電圧変動の影響を受けずに故障検出が可能なブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一態様に係るブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置は、ブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置であって、ブラシレス同期電動機に入力される有効電力値と、無効電力値と、端子電圧値とに基づいて、ブラシレス同期電動機の運転点をアドミタンス座標として演算し、ブラシレス同期電動機の励磁電流演算値を演算する励磁電流演算部と、ブラシレス同期電動機の励磁回路に供給される励磁電流の検出値である励磁電流検出値を取得し、励磁電流演算部によって演算された励磁電流演算値と、取得した励磁電流検出値とを比較し、励磁電流演算値と励磁電流検出値との差分を示す励磁電流差分値を算出する励磁電流差分値算出部と、励磁電流差分値と、許容値とを比較し、励磁電流差分値が許容値以上であれば、回転整流器の故障と判定する故障判定部と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本件開示によれば、検出コイルを使用することなく、かつ、交流電圧変動の影響を受けずに故障検出が可能なブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係るブラシレス同期電動機システムの全体構成例を示す図である。

【図2】図１に示すブラシレス同期電動機のＰ－Ｑ座標による運転点表示例を示す図である。

【図3】図１に示すブラシレス同期電動機のアドミタンス座標による運転点表示例を示す図である。

【図4】図１に示すブラシレス同期電動機の直軸同期リアクタンスと横軸同期リアクタンスとが等しいとみなせる場合のアドミタンス座標による運転点表示例を示す図である。

【図5】一実施形態の第１変形例に係るブラシレス同期電動機システムの全体構成例を示す図である。

【図6】図１～図５に示した実施形態における回転整流器故障検出装置が有する処理回路のハードウェア構成例を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本件開示のブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置の実施形態について、図面を用いて説明する。

【0010】

＜一実施形態の構成＞
図１は、一実施形態に係るブラシレス同期電動機システム１の全体構成例を示す図である。

【0011】

本実施形態では、本件開示のブラシレス同期電動機の回転整流器故障検出装置が、ブラシレス同期電動機の一例として、ブラシレス同期電動機１０に適用された場合の例について説明する。

【0012】

図１に示すとおり、ブラシレス同期電動機システム１は、ブラシレス同期電動機１０と、励磁装置６０と、回転整流器故障検出装置８０とを備える。また、ブラシレス同期電動機システム１において、ブラシレス同期電動機１０は、電流変成器７１と、電圧変成器７２と、上位遮断器７３と、受電変圧器７４とを介して受電母線７５と接続され、励磁装置６０は、外部電源６６と接続される。また、電流変成器７１と、電圧変成器７２とは、マルチメータ７６を介して回転整流器故障検出装置８０と接続される。以下、本明細書において、ブラシレス同期電動機システム１は、単に「同期電動機システム１」とも称される。

【0013】

ブラシレス同期電動機１０は、シンクロナスモーター（ＳＭ：Synchronous Motor）とも称され、受電母線７５に接続される不図示の一次側の主回路入力電源である交流電源の周波数によって決まる同期速度で、その回転軸が回転する電動機である。ブラシレス同期電動機１０は、同期電動機本体２０と、回転整流器３０と、交流励磁機４０とを備え、同期電動機本体２０の一部構成と、回転整流器３０と、交流励磁機４０の一部構成とが、回転子５０を構成する。以下、本明細書において、ブラシレス同期電動機１０は、単に「同期電動機１０」とも称される。

【0014】

同期電動機本体２０は、同期電動機電機子２１と、同期電動機主励磁巻線２２とを有する。なお、同期電動機本体２０は、「同期電動機本体」の一例である。

【0015】

同期電動機電機子２１は、例えば、受電母線７５と接続される固定子であり、受電母線７５から供給される交流電流によって回転磁界が作られる。同期電動機電機子２１は、例えば、円筒状の固定子巻線であり、円筒状の内部には、回転子５０である同期電動機主励磁巻線２２が挿入される。

【0016】

同期電動機主励磁巻線２２は、例えば、円筒状の同期電動機電機子２１の内部に挿入される回転子５０を構成するものであり、交流励磁機４０から供給される励磁電流によって磁束を発生させ、同期電動機電機子２１の回転磁界に吸引されて追従し回転する。

【0017】

回転整流器３０には、複数の半導体素子３１が３相ブリッジにて接続配置され、直流側が同期電動機主励磁巻線２２と接続され、交流側が交流励磁機電機子４１と接続されて回転する。すなわち、回転整流器３０は、回転子５０の回転軸と機械的に接続されている。回転整流器３０は、後述の交流励磁機電機子４１から供給される交流電流を半導体素子３１によって直流電流に変換し（整流し）、変換された直流電流を機械的に接続されている同期電動機主励磁巻線２２に供給する。

【0018】

半導体素子３１は、例えば、短絡（ショート）又は開放（オープン）故障が発生すると、整流の際に通常とは異なる電流リップルおよび電圧リップルを発生させる。発生した電圧リップルは、交流励磁機励磁コイル４２に伝搬される。

【0019】

交流励磁機４０は、交流励磁機電機子４１と、交流励磁機励磁コイル４２とを有する。

【0020】

交流励磁機電機子４１は、交流励磁機励磁コイル４２の磁界内で回転することにより、交流励磁機励磁コイル４２から電力を供給される。

【0021】

交流励磁機励磁コイル４２は、励磁装置６０を介して外部電源６６と接続される。交流励磁機励磁コイル４２は、励磁装置６０によって交流電流から直流電流に変換された励磁電流が流れることで磁界を発生させる。

【0022】

励磁装置６０は、例えば、一端が交流励磁機励磁コイル４２と接続され、他端が外部電源６６と接続される。励磁装置６０は、外部電源６６から供給される交流電流を整流した励磁電流を交流励磁機励磁コイル４２に供給する。励磁装置６０は、電流センサ６１と、トランスデューサ６２と、サイリスタ整流器６３と、遮断器６４とを有する。

【0023】

電流センサ６１は、例えば、交流励磁機励磁コイル４２とサイリスタ整流器６３との間に配置され、出力端がトランスデューサ６２と接続される。電流センサ６１は、サイリスタ整流器６３から出力される直流電流を検出し、トランスデューサ６２に出力する。

【0024】

トランスデューサ６２は、例えば、電流センサ６１の出力を入力とし、適切なレベルの信号に変換し、その出力は、回転整流器故障検出装置８０や、不図示の励磁電流制御装置と接続される。トランスデューサ６２は、電流センサ６１から出力される電流信号を計装用信号である励磁電流検出値Ｉｆに変換して回転整流器故障検出装置８０に出力する。すなわち、トランスデューサ６２は、交流励磁機４０に供給される励磁電流の検出値である励磁電流検出値Ｉｆを回転整流器故障検出装置８０に出力する。以下、本明細書において、トランスデューサ６２は、「ＴＲＤ（Transducer）６２」とも称される。

【0025】

サイリスタ整流器６３は、例えば、直流出力の一端が交流励磁機励磁コイル４２と接続され、交流入力の他端が遮断器６４を介して外部電源６６と接続される。サイリスタ整流器６３は、外部電源６６から供給される交流電流を直流電流に変換し（整流し）、変換（整流）された直流電流を交流励磁機励磁コイル４２に供給する。

【0026】

遮断器６４は、例えば、外部電源６６とサイリスタ整流器６３との間に直列に設けられる。遮断器６４は、例えば、回転整流器故障検出装置８０から出力される動作信号ＴＣに基づいて、外部電源６６からサイリスタ整流器６３へ流れる電流を遮断し、同期電動機１０を停止させる。これにより、遮断器６４は、同期電動機１０の励磁回路を保護し、同期電動機システム１や同期電動機１０が用いられる設備への故障波及を防止する。

【0027】

外部電源６６は、例えば、三相交流電源であり、励磁装置６０において、遮断器６４を介してサイリスタ整流器６３と接続されており、サイリスタ整流器６３に三相交流電力を供給する。

【0028】

電流変成器７１は、例えば、上位遮断器７３と同期電動機電機子２１との間に配置され、受電母線７５から供給される交流電流を、マルチメータ７６で検出可能な電流に変換させる。以下、本明細書において、電流変成器７１は、「ＣＴ（Current Transformer）７１」とも称される。

【0029】

電圧変成器７２は、例えば、上位遮断器７３と同期電動機電機子２１との間に配置され受電母線７５から供給される交流電圧をマルチメータ７６で検出可能な電圧に降圧させる。以下、本明細書において、電圧変成器７２は、「ＶＴ（Voltage Transformer）７２」とも称される。

【0030】

上位遮断器７３は、例えば、受電変圧器７４と同期電動機電機子２１との間に直列に設けられる。上位遮断器７３は、例えば、回転整流器故障検出装置８０から出力される動作信号ＴＣに基づいて、受電母線７５から受電変圧器７４を介してサイリスタ整流器６３へ流れる電流を遮断し、同期電動機１０を停止させる。これにより、上位遮断器７３は、同期電動機１０を保護し、同期電動機システム１や同期電動機１０が用いられる設備への故障波及を防止する。

【0031】

受電変圧器７４は、例えば、受電母線７５と上位遮断器７３との間に配置され、受電母線７５から供給される交流電圧を所定の電圧に変換する。

【0032】

受電母線７５は、例えば、一端が不図示の三相交流電源と接続され、他端が受電変圧器７４と上位遮断器７３とを介して同期電動機電機子２１と接続されており、同期電動機電機子２１に三相交流電源から供給される三相交流電力を供給する。

【0033】

マルチメータ７６は、指示計器と変換器とが一体化された計器であり、ＣＴ７１及びＶＴ７２と接続され、ＣＴ７１及びＶＴ７２を介して、受電母線７５から同期電動機１０に供給される交流電力の電流および端子電圧等の値を測定する。また、マルチメータ７６は、有効電力検出器と、無効電力検出器等の機能を有し、測定された電流、電圧等の値に所定の変換等を行って、有効電力、無効電力等の値を検出（算出）する。

【0034】

マルチメータ７６によって取得された測定値や検出値は、例えば、不図示の上位装置や制御装置等によって取得され、同期電動機１０の運転状態の監視や励磁装置６０の出力制御に使用される。また、マルチメータ７６によって測定された端子電圧信号の値である端子電圧値Ｖと、検出（算出）された有効電力信号の値である有効電力値Ｐと、検出（算出）された無効電力信号の値である無効電力値Ｑとは、回転整流器故障検出装置８０によって取得される。

【0035】

回転整流器故障検出装置８０は、例えば、プログラムを実行することにより動作するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の後述のプロセッサ９１（図６参照）を有する。回転整流器故障検出装置８０は、例えば、後述のメモリ９２（図６参照）に記憶された所定のプログラムを実行することにより後述のプロセッサ９１（図６参照）を動作させて、回転整流器３０の故障（素子故障）を検出する。回転整流器故障検出装置８０は、マルチメータ７６から出力される有効電力値Ｐと、無効電力値Ｑと、端子電圧値Ｖと、ＴＲＤ６２から出力される励磁電流検出値Ｉｆとに基づいて回転整流器３０の故障を検出する。

【0036】

回転整流器故障検出装置８０は、入力部８１と、座標変換部８２と、励磁電流演算器８３と、差分器８４と、コンパレータ８５と、記憶部８６との構成又は機能を有する。

【0037】

＜一実施形態の動作＞
入力部８１は、マルチメータ７６から出力される有効電力値Ｐと、無効電力値Ｑと、端子電圧値Ｖとを取得する。入力部８１は、取得した有効電力値Ｐと、無効電力値Ｑと、端子電圧値Ｖとを、単位法（Per-Unit method）の値に変換し、座標変換部８２に出力する。

【0038】

座標変換部８２は、入力部８１から取得した有効電力値Ｐと、無効電力値Ｑと、端子電圧値Ｖとを、アドミタンス座標系での値を示すアドミタンス座標値に変換する。なお、以下、アドミタンス座標を「Ｇ－Ｂ座標」と称することもあり、アドミタンス座標で表した値（運転点）等を「Ｇ－Ｂ座標値」と称することもある。なお、Ｇ－Ｂ座標変換の詳細は、後述する（図３、４参照）。座標変換部８２は、変換したＧ－Ｂ座標値を、励磁電流演算器８３に出力する。なお、Ｇ－Ｂ座標は、「アドミタンス座標」の一例であり、座標変換部８２は、「座標変換部」の一例である。

【0039】

励磁電流演算器８３は、座標変換部８２から取得したＧ－Ｂ座標値と、記憶部８６から取得した同期インピーダンスＺｓと、比例係数ＫＬとに基づいて、励磁電流演算値Ｉｆ_０を演算し、差分器８４に出力する。なお、励磁電流演算器８３は、「励磁電流演算部」の一例である。

【0040】

差分器８４は、励磁電流演算器８３から、励磁電流演算値Ｉｆ_０を取得するとともに、ＴＲＤ６２から、交流励磁機４０に供給される励磁電流の検出値である励磁電流検出値Ｉｆを取得する。そして、差分器８４は、取得した励磁電流演算値Ｉｆ_０と励磁電流検出値Ｉｆとを比較し、励磁電流演算値Ｉｆ_０と励磁電流検出値Ｉｆとの差分を示す励磁電流差分値ΔＩｆを算出する。差分器８４は、算出した励磁電流差分値ΔＩｆを、コンパレータ８５に出力する。なお、差分器８４は、「励磁電流差分値算出部」の一例である。

【0041】

コンパレータ８５は、その出力が、上位遮断器７３や遮断器６４、あるいは不図示の上位制御装置や表示装置等と接続されていてもよい。コンパレータ８５は、差分器８４から取得した励磁電流差分値ΔＩｆと、記憶部８６に記憶されている許容値ΔＩｆ_ｔｈとを比較する。コンパレータ８５は、差分器８４から励磁電流差分値ΔＩｆを取得し、記憶部８６から許容値ΔＩｆ_ｔｈを取得し、取得した励磁電流差分値ΔＩｆと許容値ΔＩｆ_ｔｈとを比較して、回転整流器３０の故障を検出する。

【0042】

回転整流器３０が正常な場合は、同期電動機主励磁巻線２２に流れる電流は、交流励磁機励磁コイルと交流励磁機４０の巻線比や結合比を考慮した励磁電流検出値Ｉｆとほぼ等しくなる。従って、励磁電流演算値Ｉｆ_０と、励磁電流検出値Ｉｆとは、ほぼ等しい値となる。しかし、回転整流器３０にて短絡故障が発生した場合は、交流励磁機４０の出力電流の一部が短絡部に流れてしまい、短絡電流分だけ同期電動機主励磁巻線２２に流れる電流が減少する。従って、励磁電圧が減少するので無効電力の増加や、有効電力の減少が生じ、励磁電流演算値Ｉｆ_０は減少する。よって、励磁電流演算値Ｉｆ_０よりも励磁電流検出値Ｉｆが大きくなり、励磁電流差分値ΔＩｆが増加する。

【0043】

そして、コンパレータ８５は、取得した励磁電流差分値ΔＩｆが許容値ΔＩｆ_ｔｈ以上である場合、回転整流器３０の故障と判定し、例えば、不図示の外部の表示装置や制御装置や上位装置等に回転整流器３０の故障を示す情報である故障警報ＡＬを出力する。この場合、例えば、表示装置等に表示された故障警報ＡＬの見た不図示のオペレータの操作や、制御装置等の動作指示によって、同期電動機１０が点検又は停止される。また、コンパレータ８５は、例えば、不図示の外部の制御装置や上位装置等に対して、或いは上位遮断器７３や遮断器６４等に直接、上位遮断器７３や遮断器６４等のトリップ指令等である動作信号ＴＣを出力してもよい。この場合、上位遮断器７３や遮断器６４等は、例えば、動作信号ＴＣを取得した制御装置等からの指示により、或いは動作信号ＴＣを直接取得することにより、開放（遮断）される。これにより、同期電動機１０や励磁装置６０へ供給される交流電流が遮断され、同期電動機１０は、運転を停止する。

【0044】

一方、コンパレータ８５は、取得した励磁電流差分値ΔＩｆが許容値ΔＩｆ_ｔｈ未満である場合、回転整流器３０に故障は発生しておらず、正常と判定し、例えば、不図示の外部の表示装置や制御装置等には、特に何の信号も出力しない。この場合、同期電動機１０は、運転を継続する。なお、コンパレータ８５は、「故障判定部」の一例である。

【0045】

なお、コンパレータ８５の外部出力である故障警報ＡＬの外部出力の前段に、不図示のオンディレイ等の遅延回路を設けてもよい。これにより、コンパレータ８５は、同期電動機１０の負荷変動時に、同期電動機１０の過渡インピーダンス等の影響により励磁電流差分値ΔＩｆが過渡的に許容値ΔＩｆ_ｔｈを越えても、この場合は、コンパレータ８５は、故障警報ＡＬを出力しないので、回転整流器３０の故障であるとの誤判断を防止することが可能となる。遅延回路の時限は、同期電動機１０の過渡インピーダンス等を考慮して決定される。

【0046】

記憶部８６は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の揮発性又は不揮発性の記憶媒体であり、回転整流器故障検出装置８０の動作に必要なプログラムを記憶する。記憶部８６は、例えば、回転整流器故障検出装置８０による演算で用いられる各種係数、各種演算式、各種閾値、各種グラフ、及び各種テーブル等を記憶する。

【0047】

また、記憶部８６は、励磁電流演算器８３での演算で用いられる同期電動機１０の回転子５０の同期インピーダンスＺｓや比例係数ＫＬ等が記憶される。なお、同期インピーダンスＺｓと比例係数ＫＬ等とは、同期電動機１０毎に予め設定されて記憶部８６に記憶されていてもよく、例えば、不図示のオペレータの操作や上位装置からの指示等に基づいて設定されて記憶部８６に記憶されてもよい。

【0048】

なお、同期インピーダンスＺｓと比例係数ＫＬ等とは、例えば、同期電動機１０の設計データや、同期電動機１０の工場試験（型式試験または出荷試験）のデータ等から計算で求められて設定され、記憶部８６に記憶される。なお、例えば、大型の同期電動機１０の場合、工場試験にてこれらの値は予め設定された値であることが確認されてから出荷されるが、同一型式の同期電動機１０ではこれらの値は基本的に同じ値となるため、試験の一部が省略されることもある。その場合、例えば、記憶部８６には、同一型式の同期電動機１０の同期インピーダンスＺｓと比例係数ＫＬ等との値が設定されて記憶されていてもよい。複数の値が記憶される場合、不図示のオペレータあるいは上位装置からの指示で自動的に適切な値が呼び出され使用されてもよい。

【0049】

また、記憶部８６は、コンパレータ８５の判定に用いられる許容値ΔＩｆ_ｔｈを記憶する。なお、許容値ΔＩｆ_ｔｈは、予め記憶部８６に記憶されていてもよく、例えば、不図示のオペレータの操作や上位装置からの指示等に基づいて記憶部８６に記憶されてもよい。また許容値ΔＩｆ_ｔｈについても同期インピーダンスＺｓと比例係数ＫＬ等と同様に複数の値が記憶され、不図示のオペレータあるいは上位装置からの指示で自動的に適切な値が呼び出され使用されてもよい。また、記憶部８６は、運転する１つの電動機の所定の設定値および許容値ΔＩｆ_ｔｈを１種類のみ記憶するようにしてもよい。

【0050】

なお、記憶部８６は、不図示のバス等により、回転整流器故障検出装置８０の各部と接続される。また、記憶部８６は、回転整流器故障検出装置８０の外部に設けられ、有線又は無線で回転整流器故障検出装置８０と接続されていてもよく、メモリカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の外部記憶媒体であってもよい。なお、記憶部８６は、後述のメモリ９２（図６参照）と共通であってもよい。また、記憶部８６は、回転整流器故障検出装置８０以外の不図示の制御装置等と共用されてもよい。

【0051】

＜座標変換部および励磁電流演算器の動作＞
図２は、図１に示す同期電動機１０の運転点を有効電力軸と無効電力軸の直交座標系で表した所謂Ｐ－Ｑ座標による運転点表示の一例を示す図である。縦軸である無効電力を意味するＱ軸と横軸である有効電力を意味するＰ軸とは互いに直交している。Ｐ軸は、受電変圧器７４を経由して受電母線７５から同期電動機１０に入力される有効電力Ｐであり、図上の右方向を正（力行）としている。Ｑ軸は受電変圧器７４を経由して受電母線７５から同期電動機１０に入力される遅相の無効電力Ｑであり、図上の上方向を正（遅相）としている。図２において、破線は、同期電動機１０の端子電圧は一定かつ入力電流が一定時の運転点の軌跡であり、直線Ｌ０と横軸（Ｐ軸）とがはさむ角θ０は、運転点Ａ０（Ｐ０，Ｑ０）における力率角である。

【0052】

まず、入力部８１は、マルチメータ７６から、有効電力値Ｐと無効電力値Ｑとを取得する。そして、入力部８１は、取得した有効電力値Ｐと無効電力値Ｑとを、同期電動機１０の運転点として、Ｐ－Ｑ座標の値として取得し、同期電動機１０を基準とした単位法（Per-Unit method）の値に変換する。さらにマルチメータ７６から端子電圧値Ｖを取得し、単位法の値に変換する。ここで、基準値１ＰＵは、同期電動機１０の定格容量および定格電圧であることが望ましい。その理由は、同期インピーダンスＺｓが電動機の定格ベースの単位法でカタログや試験成績書等に記載されていることが多いためである。

【0053】

次に、座標変換部８２は、入力部８１から単位法で換算されたＰ－Ｑ座標値（すなわち同期電動機１０の入力有効電力Ｐｕおよび入力無効電力Ｑｕ）、及び端子電圧値Ｖｕを取得する。そして、座標変換部８２は、入力部８１から取得したＰ－Ｑ座標値を、アドミタンス座標値に変換する。すなわち、例えば、同期電動機１０の端子電圧が端子電圧値Ｖｕである場合、Ｐｕ／Ｖｕ^２が同期電動機１０のコンダクタンス分（Ｇ分）となり、Ｑｕ／Ｖｕ^２が同期電動機のサセプタンス分となる。このため、横軸（Ｇ軸）を（Ｐｕ／Ｖｕ^２）に、縦軸（Ｂ軸）を（Ｑｕ／Ｖｕ^２）にすることで、Ｐ－Ｑ座標値をＧ－Ｂ座標値に変換することができる。ここで、無効電力は遅相を正としている。

【0054】

ここで、同期電動機１０の運転点がＰＵ換算端子電圧Ｖａ１にてＰＵ換算有効電力Ｐａ１、ＰＵ換算無効電力Ｑａ１とすると、その運転点Ａ１は座標（Ａ１ｇ，Ａ１ｂ）と表現することができ、このとき、Ａ１ｇは後述の式（１）であり、Ａ１ｂは式（２）である。

【0055】

ここで、同期インピーダンスＺｓは電機子抵抗Ｒｓと同期リアクタンスＸｓに分けられるが、一般的に電機子抵抗Ｒｓによる電圧降下は同期リアクタンスＸｓによる電圧降下に比較し十分小さいので無視してもよい。よって、以下では同期リアクタンスＸｓのみで評価した場合について説明する。

【0056】

図３は、図１に示すブラシレス同期電動機１０のアドミタンス座標による運転点表示例を示す図である。二反作用法により同期リアクタンスを磁極中心軸（直軸またはｄ軸と称す）成分の直軸同期リアクタンスＸｄと、磁極間軸（横軸またはｑ軸と称す）成分の横軸同期リアクタンスＸｑとに分けて、同期電動機１０の運転点をＧ－Ｂ座標系で表現した一例が図３である。

【0057】

座標変換部８２は、同期電動機１０が突極機である場合、入力部８１によって変換されたＰ－Ｑ座標値を、端子電圧値Ｖとキルヒホッフの法則とにより、図３に示すＧ－Ｂ座標に変換する。図３において、縦軸（Ｂ軸）は、サセプタンスＢｕ＝Ｑｕ／Ｖｕ^２であり、誘導性の値が上向きである。横軸（Ｇ軸）は、コンダクタンスＧｕ＝Ｐｕ／Ｖｕ^２である。Ｂ軸とＱ軸とは互いに直交している。

【0058】

同期電動機１０が突極機である場合、直軸同期リアクタンスＸｄより横軸同期リアクタンスＸｑの方が小さい。このため、図３に示すとおり、内部誘起電圧がゼロの運転点の軌跡は、Ｂ軸上の点Ｃの座標（０，１／Ｘｄ）の点とＢ軸上の点Ｄの座標（０，１／Ｘｑ）を直径とする円Ｓで表すことができる。なお、破線は、端子電圧Ｖが一定の場合の同期電動機１０の皮相電力が一定の場合の運転点の軌跡を表している。ここで、同期電動機１０の運転点がＰＵ換算端子電圧Ｖａ１にてＰＵ換算有効電力Ｐａ１、ＰＵ換算無効電力Ｑａ１とすると、その運転点Ａ１、すなわち座標（Ａ１ｇ，Ａ１ｂ）は、式（１）、（２）で表される。

【0059】

【数1】

【0060】

【数2】

【0061】

ここで、点Ａ１と原点Ｏを結ぶ直線とＧ軸とのなす角θ１が運転点Ａ１における力率角となる。点Ａ１と点Ｄを結ぶ直線と点Ｄと原点を結ぶ直線のなす角δ１が内部操作角であり、点Ａ１と点Ｄとを結ぶ直線と円Ｓとの交点を点Ｂ１とすると、点Ａ１と点Ｂ１とを結ぶ直線の長さＬ１が運転点Ａ１における励磁電流演算値Ｉｆ_０ａ１に比例する値となる。そして、同期電動機１０の横軸同期サセプタンスをＢ軸上に示す点Ｄすなわち座標（０，１／Ｘｑ）、と同期電動機１０の運転点Ａ１を示す座標とを結ぶ直線と、内部誘起電圧がゼロの運転点の軌跡を示す線である円Ｓとの交点をＢ１とする。このとき、点Ａ１と点Ｂ１との間の座標上の長さＬ１を、励磁電流演算値Ｉｆ_０ａ１に比例する値として演算することが出来る。

【0062】

ここで、点Ｂ１の座標を（Ｂ１ｇ，Ｂ１ｂ）とし、円と直線の交点を求める方程式を立てると、Ｂ１ｇを未知数とする２次方程式である式（３）が成立し、簡単な計算で、その解を求めることができる。

【0063】

【数3】

【0064】

ここで、ａ～ｃは、以下の式（４）から式（６）のとおりである。

【0065】

【数4】

【0066】

【数5】

【0067】

【数6】

【0068】

ここで、ｋ１～ｋ４は、以下の式（７）から式（１０）のとおりである。

【0069】

【数7】

【0070】

【数8】

【0071】

【数9】

【0072】

【数10】

【0073】

式（３）の解は、式（１１）または式（１２）となる。

【0074】

【数11】

【0075】

【数12】

【0076】

ここで、式（１１）は、１／Ｘｑであるので、Ｂ１ｇは、式（１２）で求められる。すなわち、以下の式（１３）である。

【0077】

【数13】

【0078】

従って、Ｂ１ｂは、以下の式（１４）となる。

【0079】

【数14】

【0080】

従って、三平方の定理を用いると、以下の式（１５）からＬ１を求めることができる。

【0081】

【数15】

【0082】

以上説明したとおり、励磁電流演算器８３は、同期電動機１０が突極機である場合、図３に示すＧ－Ｂ座標値と直軸同期リアクタンスＸｄと横軸同期リアクタンスＸｑとから、上記の式（１５）に基づいて、励磁電流演算値Ｉｆ_０を相当する値Ｌ１を演算する。さらに、実単位系の励磁電流演算値Ｉｆ_０は式（１５）のＬ１に適切な比例係数ＫＬ１を乗算して実際の単位系の値として求められる。すなわち、以下の式（１６）である。

【0083】

【数16】

【0084】

比例係数ＫＬ１は理論的に計算等で求めてもよく、予め、工場試験等で回転整流器３０が健全なときに、同期電動機１０をある試験運転点ＡＴにて運転し、有効電力ＰＡＴ、無効電力ＱＡＴ、端子電圧ＶＡＴおよび励磁電流検出値ＩｆＡＴを測定して求めてもよい。すなわち、これらの値を使用して上記の式（１５）で求めたＬ１の値をＬ１ＡＴとすれば、以下の式（１７）によりＫＬ１を求めることができる。

【0085】

【数17】

【0086】

図４は、図１に示すブラシレス同期電動機１０の直軸同期リアクタンスＸｄと横軸同期リアクタンスＸｑとが等しいとみなせる場合のアドミタンス座標による運転点表示例を示す図である。

【0087】

同期電動機１０が円筒機の様に、直軸同期リアクタンスＸｄと横軸同期リアクタンスＸｑとを同一とみなすことができる場合、上述の方法で求めてもよいが、より簡単に以下の計算でも求めることが出来る。直軸同期リアクタンスＸｄと横軸同期リアクタンスＸｑとが等しければ、図３に示す円Ｓの直径はゼロとなるので、図４に示すように、ＰＵ換算端子電圧Ｖａ２にてＰＵ換算有効電力Ｐａ２、ＰＵ換算無効電力Ｑａ２とすると、その運転点Ａ２、すなわち座標（Ａ２ｇ，Ａ２ｂ）は、直軸同期リアクタンスＸｄのみで表すことができる。ここで、Ａ２ｇとＡ２ｂは、以下の式（１８）、（１９）である。

【0088】

【数18】

【0089】

【数19】

【0090】

ここで、点Ａ２と原点Ｏを結ぶ直線とＧ軸とのなす角θ２が運転点Ａ２における力率角となる。Ｇ軸上の座標（０，１／Ｘｄ）を点Ｂ２とすると、点Ａ２と点Ｂ２を結ぶ直線と点Ｂ２と原点を結ぶ直線のなす角δ２が内部操作角であり、点Ａ２と点Ｂ２を結ぶ直線の長さＬ２が運転点Ａ２における励磁電流演算値Ｉｆ_０ａ２に比例する値となる。したがって、三平方の定理を用いると、以下の式（２０）からＬ２を求めることができる。

【0091】

【数20】

【0092】

以上説明したとおり、励磁電流演算器８３は、同期電動機１０の直軸同期リアクタンスと横軸同期リアクタンスとが等しいとみなすことが出来る場合、図４に示すＧ－Ｂ座標値と直軸同期リアクタンスＸｄとから、上記の式（２０）に基づいて、励磁電流演算値Ｉｆ_０に相当する値Ｌ２を演算する。さらに、実単位系の励磁電流演算値Ｉｆ_０は式（２０）のＬ２に適切な比例係数ＫＬ２を乗算して実際の単位系の値としてもとめられる。すなわち、以下の式（２１）である。なお、この場合、直軸同期リアクタンスＸｄと横軸同期リアクタンスＸｑとが同じ値とみなせる場合であるので、直軸同期リアクタンスＸｄの代りに横軸同期リアクタンスＸｑを使用してもよい。

【0093】

【数21】

【0094】

なお、ＫＬ２の求め方は、前述のＫＬ１と同様である。

【0095】

＜一実施形態の作用効果＞
以上、図１から図４に示す一実施形態によれば、検出コイルを使用せずに、故障の検出が可能なブラシレス同期電動機１０の回転整流器故障検出装置８０を提供することができる。さらに、単に無効電力や有効電力により、故障を検出する場合は受電母線７５の交流電源電圧変動による影響があるが、本実施様態では、Ｇ－Ｂアドミタンス座標系により、励磁回路のアドミタンスを計算することになる。このため、交流電源電圧変動の影響を受けることがない同期電動機１０の回転整流器故障検出装置８０を提供することができる。

【0096】

＜一実施形態の第１変形例＞
図５は、一実施形態の第１変形例に係るブラシレス同期電動機システム１Ａの全体構成例を示す図である。図５において、図１から図４に示す実施形態と同一又は同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略又は簡略化する。

【0097】

図５において、図１と異なる点は、回転整流器故障検出装置８０Ａが、判定値算出部８７を有し、さらに、記憶部８６は、判定値算出部８７へ判定基準補助値ΔＫｆｈを出力する点である。そして、トランスデューサ６２から回転整流器故障検出装置８０Ａへ出力された励磁電流検出値Ｉｆは、差分器８４ともに判定値算出部８７に入力される。そして、判定値算出部８７は、判定基準補助値ΔＫｆｈと励磁電流検出値Ｉｆとに基づいて許容値ΔＩｆ_ｔｈを決定し、コンパレータ８５に出力する点である。なお、図５において、回転整流器故障検出装置８０Ａは、判定値算出部８７を有する点以外の構成については、図１に示す回転整流器故障検出装置８０と同一又は同様である。

【0098】

例えば、判定値算出部８７は、許容値ΔＩｆ_ｔｈを、固定値ではなく、判定基準補助値ΔＫｆｈに基づいて励磁電流検出値Ｉｆに応じて変動させて算出する。そして、判定値算出部８７は、算出した許容値ΔＩｆ_ｔｈをコンパレータ８５に出力する。

【0099】

例えば、判定値算出部８７は、記憶部８６から入力され、判定基準補助値ΔＫｆｈと励磁電流検出値Ｉｆの積を許容値ΔＩｆ_ｔｈとしてコンパレータ８５に出力するようにしてもよい。

【0100】

また、判定基準補助値ΔＫｆｈは複数の値から構成されてもよい。例えば、判定基準補助値ΔＫｆｈは、第１判定基準補助値ΔＫｆｈ１と、第２判定基準補助値ΔＫｆｈ２と、第３判定基準補助値ΔＫｆｈ３と、第４判定基準補助値ΔＫｆｈ４と、第５判定基準補助値ΔＫｆｈ５とから構成される。そして、励磁電流検出値Ｉｆが第１判定基準補助値ΔＫｆｈ１以下の場合は、第２判定基準補助値ΔＫｆｈ２を許容値ΔＩｆ_ｔｈとしてコンパレータ８５に出力する。励磁電流検出値Ｉｆが第４判定基準補助値ΔＫｆｈ４を超える場合は、第５判定基準補助値ΔＫｆｈ５を許容値ΔＩｆ_ｔｈとしてコンパレータ８５に出力する。励磁電流検出値Ｉｆが第１判定基準補助値ΔＫｆｈ１を超え且つ第４判定基準補助値ΔＫｆｈ４以下の場合は、第３判定基準補助値ΔＫｆｈ３と励磁電流検出値Ｉｆとの積を許容値ΔＩｆ_ｔｈとしてコンパレータ８５に出力してもよい。あるいは励磁電流の飽和特性を考慮した許容値となる様に、許容値ΔＩｆ_ｔｈ＝ΔＫｆｈ（Ｉｆ）という関数の形で判定値算出部８７が許容値ΔＩｆ_ｔｈを算出する様にしてもよい。

【0101】

以上、図５に示す一実施形態の第１変形例において、上記以外の構成及び動作は、図１から図４に示す一実施形態と同一又は同様であるため、説明を省略する。

【0102】

＜一実施形態の第１変形例の作用効果＞
以上、図５に示す一実施形態の第１変形例によれば、図１から図４に示す一実施形態と同様の効果を奏する。また、励磁電流検出値Ｉｆによりコンパレータ８５の判定基準を変更することにより、回転整流器３０の故障を、同期電動機１０の各種運転点に対し、より正確に判定可能である。したがって、検出コイルを使用せずに、単純な演算かつ、交流電源の電圧変動の影響を受けることのない同期電動機１０の回転整流器故障検出装置８０Ａを提供することができる。

【0103】

＜一実施形態の第２変形例＞
第２変形例において、第１変形例と異なる点は、回転整流器故障検出装置８０Ｂが、判定値算出部８７の代りに、判定値算出部８７Ｂを有する点である。そして、励磁電流演算器８３から出力された励磁電流演算値Ｉｆ_０は、コンパレータ８５と判定値算出部８７Ｂとに入力される。そして、判定値算出部８７Ｂは、判定基準補助値ΔＫｆｈｂと励磁電流演算値Ｉｆ_０とに基づいて許容値ΔＩｆ_ｔｈを決定し、コンパレータ８５に出力する。これ以外の点は第１変形例と同様であるので図示は省略する。

【0104】

例えば、判定値算出部８７Ｂは、許容値ΔＩｆ_ｔｈを、固定値ではなく、判定基準補助値ΔＫｆｈに基づいて、励磁電流演算値Ｉｆ_０に応じて変動させ算出する。そして、判定値算出部８７Ｂは、算出した許容値ΔＩｆ_ｔｈをコンパレータ８５に出力する。

【0105】

例えば、判定値算出部８７Ｂは、記憶部８６から入力され、判定基準補助値ΔＫｆｈｂと励磁電流検出値Ｉｆとの積を許容値ΔＩｆ_ｔｈとしてコンパレータ８５に出力するようにしてもよい。

【0106】

また、判定基準補助値ΔＫｆｈｂは複数の値から構成されてもよい。例えば、判定基準補助値ΔＫｆｈｂは、第ｂ１判定基準補助値ΔＫｆｈｂ１と、第ｂ２判定基準補助値ΔＫｆｈｂ２と、第ｂ３判定基準補助値ΔＫｆｈｂ３と、第ｂ４判定基準補助値ΔＫｆｈｂ４と、第ｂ５判定基準補助値ΔＫｆｈｂ５とから構成される。そして、判定値算出部８７Ｂは、励磁電流演算値Ｉｆ_０が第ｂ１判定基準補助値ΔＫｆｈｂ１以下の場合は、第ｂ２判定基準補助値ΔＫｆｈｂ２を許容値ΔＩｆ_ｔｈとしてコンパレータ８５に出力する。励磁電流演算値Ｉｆ_０が第ｂ４判定基準補助値ΔＫｆｈｂ４を超える場合は、第ｂ５判定基準補助値ΔＫｆｈｂ５を許容値ΔＩｆ_ｔｈとしてコンパレータ８５に出力する。励磁電流演算値Ｉｆ_０が第ｂ１判定基準補助値ΔＫｆｈｂ１を超え且つ第ｂ４判定基準補助値ΔＫｆｈｂ４を以下の場合は、第ｂ３判定基準補助値ΔＫｆｈｂ３と励磁電流演算値Ｉｆ_０との積を許容値ΔＩｆ_ｔｈとしてコンパレータ８５に出力してもよい。励磁電流の飽和特性を考慮した許容値となる様に、許容値ΔＩｆ_ｔｈ＝ΔＫｆｈｂ（Ｉｆ_０）という関数の形で判定値算出部８７Ｂが許容値ΔＩｆ_ｔｈを算出する様にしてもよい。

【0107】

＜一実施形態の第２変形例の作用効果＞
以上、一実施形態の第２変形例によれば、図１から図４に示す一実施形態と同様の効果を奏する。また、励磁電流演算値Ｉｆ_０によりコンパレータ８５の判定基準を変更することにより、回転整流器３０の故障を、同期電動機１０の各種運転点に対し、より正確に判定可能である。従って、検出コイルを使用せずに、単純な演算かつ、交流電源の電圧変動の影響を受けることのない同期電動機１０の回転整流器故障検出装置８０Ｂを提供することができる。

【0108】

＜ハードウェア構成例＞
図６は、図１～図５に示した実施形態における回転整流器故障検出装置８０、８０Ａ及び８０Ｂが有する処理回路９０のハードウェア構成例を示す概念図である。

【0109】

上述した各機能は、処理回路９０により実現される。一態様として、処理回路９０は、少なくとも１つのプロセッサ９１と少なくとも１つのメモリ９２とを備える。他の態様として、処理回路９０は、少なくとも１つの専用のハードウェア９３を備える。

【0110】

処理回路９０がプロセッサ９１とメモリ９２とを備える場合、各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、メモリ９２に格納される。プロセッサ９１は、メモリ９２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。

【0111】

処理回路９０が専用のハードウェア９３を備える場合、処理回路９０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、又はこれらを組み合わせたものである。各機能は処理回路９０で実現される。

【0112】

回転整流器故障検出装置８０、８０Ａ及び８０Ｂが有する各機能は、それぞれ一部又は全部がハードウェアによって構成されてもよく、プロセッサが実行するプログラムとして構成されてもよい。すなわち、回転整流器故障検出装置８０、８０Ａ及び８０Ｂは、コンピュータとプログラムとによっても実現可能であり、プログラムは、記憶媒体に記憶されることも、ネットワークを通して提供されることも可能である。

【0113】

＜実施形態の補足事項＞
以上、図１～図６に示す実施形態によれば、本件開示の一態様として、回転整流器故障検出装置８０、８０Ａ及び８０Ｂがブラシレス同期電動機システム１に適用された場合について説明した。しかし、これには限られず、回転整流器故障検出装置８０、８０Ａ及び８０Ｂは、同期電動機、同期発電機に拘わらず、全てのブラシレス同期電動機に適用可能である。

【0114】

また、図１～図６に示す実施形態によれば、コンパレータ８５は、故障警報ＡＬと動作信号ＴＣとを出力させたが、これには限られない。コンパレータ８５は、不図示の外部の表示装置や制御装置や上位装置等に対し、回転整流器３０の故障を示す情報である故障警報ＡＬと、上位遮断器７３や遮断器６４等のトリップ指令等である動作信号ＴＣとの何れか一方又は両方を出力してもよい。

【0115】

また、図１～図６に示す実施形態によれば、同期電動機１０は、コンパレータ８５からの故障警報ＡＬや動作信号ＴＣが出力されると不図示のオペレータの操作や制御装置等からの従って運転が停止される。しかし、これには限られない。同期電動機１０は、コンパレータ８５からの故障警報ＡＬや動作信号ＴＣが出力されると自動的に運転が停止されてもよく、故障警報ＡＬや動作信号ＴＣと、不図示の別の保護装置からの信号との両方を受けたときに、自動的に運転が停止されてもよい。

【0116】

また、図１～図６に示す実施形態によれば、本件開示の一態様として、ブラシレス同期電動機システム１内に設けられた回転整流器故障検出装置８０、８０Ａ及び８０Ｂを例に説明したが、これには限られない。本件開示は、独立の回転整流器故障検出装置や回転整流器故障検出システムとしても実現可能である。

【0117】

また、本件開示は、回転整流器故障検出装置８０、８０Ａ及び８０Ｂの各部における処理ステップが行われる回転整流器故障検出方法としても実現可能である。

【0118】

また、本件開示は、回転整流器故障検出装置８０、８０Ａ及び８０Ｂの各部における処理ステップをコンピュータに実行させる回転整流器故障検出プログラムとしても実現可能である。

【0119】

また、本件開示は、回転整流器故障検出プログラムが記憶された記憶媒体（非一時的なコンピュータ可読記憶媒体）としても実現可能である。回転整流器故障検出プログラムは、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等のリムーバブルメディア等に記憶して頒布することができる。なお、これらのプログラムは、同期電動機システム１が有する不図示のネットワークインタフェース等を介してネットワーク上にアップロードされてもよく、ネットワークからダウンロードされ、メモリ９２等に格納されてもよい。

【0120】

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。

【符号の説明】

【0121】

１，１Ａ…ブラシレス同期電動機システム（同期電動機システム）；１０…ブラシレス同期電動機（同期電動機）；２０…同期電動機本体；２１…同期電動機電機子；２２…同期電動機主励磁巻線；３０…回転整流器；３１…半導体素子；４０…交流励磁機；４１…交流励磁機電機子；４２…交流励磁機励磁コイル；５０…回転子；６０…励磁装置；６１…電流センサ；６２…トランスデューサ（ＴＲＤ）；６３…サイリスタ整流器；６４…遮断器；６６…外部電源；７１…電流変成器（ＣＴ）；７２…電圧変成器（ＶＴ）；７３…上位遮断器；７４…受電変圧器；７５…受電母線；７６…マルチメータ；８０，８０Ａ，８０Ｂ…回転整流器故障検出装置；８１…入力部；８２…座標変換部；８３…励磁電流演算器（励磁電流演算部）；８４…差分器（励磁電流差分値算出部）；８５…コンパレータ（故障判定部）；８６…記憶部；８７，８７Ｂ…判定値算出部；９０…処理回路；９１…プロセッサ；９２…メモリ；９３…ハードウェア；Ａ０，Ａ１，Ａ２…運転点（点）；ＡＬ…故障警報；ＡＴ…試験運転点；Ｂ１，Ｂ２…点；Ｂｕ…サセプタンス；Ｃ…点；Ｄ…運転点（点）；Ｇｕ…コンダクタンス；Ｉｆ…励磁電流検出値；Ｉｆ_０，Ｉｆ_０ａ１，Ｉｆ_０ａ２…励磁電流演算値；ＩｆＡＴ…励磁電流検出値；ＫＬ，ＫＬ１，ＫＬ２…比例係数；Ｌ０…直線；Ｌ１，Ｌ２…長さ（値）；Ｏ…原点；Ｐ…有効電力値（有効電力）；Ｐａ１，Ｐａ２…ＰＵ換算有効電力；ＰＡＴ…有効電力；Ｐｕ…入力有効電力；Ｑ…無効電力値（無効電力）；Ｑａ１，Ｑａ２…ＰＵ換算無効電力；ＱＡＴ…無効電力；Ｑｕ…入力無効電力；Ｒｓ…電機子抵抗；Ｓ…円；ＴＣ…動作信号；Ｖ…端子電圧値（端子電圧）；Ｖａ１，Ｖａ２…ＰＵ換算端子電圧；ＶＡＴ…端子電圧；Ｖｕ…端子電圧値；Ｘｄ…直軸同期リアクタンス；Ｘｑ…横軸同期リアクタンス；Ｘｓ…同期リアクタンス；Ｚｓ…同期インピーダンス；δ，δ１，δ２…内部相差角（角）；ΔＩｆ…励磁電流差分値；ΔＩｆ_ｔｈ…許容値；ΔＫｆｈ…判定基準補助値；ΔＫｆｈ１…第１判定基準補助値；ΔＫｆｈ２…第２判定基準補助値；ΔＫｆｈ３…第３判定基準補助値；ΔＫｆｈ４…第４判定基準補助値；ΔＫｆｈ５…第５判定基準補助値；ΔＫｆｈｂ…判定基準補助値；ΔＫｆｈｂ１…第ｂ１判定基準補助値；ΔＫｆｈｂ２…第ｂ２判定基準補助値；ΔＫｆｈｂ３…第ｂ３判定基準補助値；ΔＫｆｈｂ４…第ｂ４判定基準補助値；ΔＫｆｈｂ５…第ｂ５判定基準補助値；θ０，θ１，θ２…角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】