(57)【要約】【課題】電磁ポンプシステムの補償電源装置として、外部からの制御なしに要求電気出力特性を得る。【解決手段】電磁ポンプシステムは、外部交流電源１５に接続される電磁ポンプ１０と、外部交流電源１５および電磁ポンプ１０に接続される補償電源装置１１とを備える。補償電源装置１１は、シャフトに固定された励磁機回転子コイル１８と、励磁機回転子コイル１８に対向配置されて永久磁石２３を用いた励磁機固定子２２と、シャフトに固定されて励磁機回転子コイル１８に発生した交流電流を直流に整流する回転整流器１９と、シャフトに固定されて回転整流器１９からの直流電流が供給される同期機回転子コイル２０と、同期機回転子コイル２０に対向配置されて外部交流電源１５および電磁ポンプ１０に接続される同期機固定子コイル２６と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受と、
前記軸受によって回転可能に支持されたシャフトと、
前記シャフトに固定された励磁機回転子コイルと、
前記励磁機回転子コイルに対向して静止配置された、永久磁石を用いた励磁機固定子と、
前記シャフトに固定されて、前記励磁機回転子コイルに発生した交流電流を直流に整流する回転整流器と、
前記シャフトに固定されて、前記回転整流器からの直流電流が供給される同期機回転子コイルと、
前記同期機回転子コイルに対向して静止配置されて外部交流電源および外部交流受電機器に並列に接続される同期機固定子コイルと、
を有する補償電源装置。
【請求項２】
前記励磁機回転子コイルに対向して静止配置されて外部交流電源に接続される励磁機固定子コイルをさらに有すること、を特徴とする請求項１に記載の補償電源装置。
【請求項３】
前記励磁機固定子と励磁機回転子コイルとの間に静止配置されて、外部交流電源に接続される磁束調整コイルをさらに有すること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の補償電源装置。
【請求項４】
前記シャフトに固定されたフライホイールをさらに有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の補償電源装置。
【請求項５】
前記フライホイールは複数個あって、少なくとも１個のフライホイールが前記シャフトに着脱可能であること、特徴とする請求項４に記載の補償電源装置。
【請求項６】
前記軸受は磁気軸受機能を有すること特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の補償電源装置。
【請求項７】
前記軸受は磁気軸受機能を喪失したときに機械軸受機能を発揮できるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の補償電源装置。
【請求項８】
外部交流電源に接続される電磁ポンプと、前記外部交流電源および前記電磁ポンプに並列に接続される補償電源装置とを備えた電磁ポンプシステムであって、
前記補償電源装置は、
軸受によって回転可能に支持されたシャフトと、
前記シャフトに固定された励磁機回転子コイルと、
前記励磁機回転子コイルに対向して静止配置された、永久磁石を用いた励磁機固定子と、
前記シャフトに固定されて、前記励磁機回転子コイルに発生した交流電流を直流に整流する回転整流器と、
前記シャフトに固定されて、前記回転整流器からの直流電流が供給される同期機回転子コイルと、
前記同期機回転子コイルに対向して静止配置されて前記外部交流電源および電磁ポンプに並列に接続される同期機固定子コイルと、
を有すること、を特徴とする電磁ポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉システムなどに好適な電磁ポンプシステムと、電磁ポンプシステムなどに好適な補償電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電性を有する金属ナトリウムなどを冷却材とする高速増殖炉などの原子炉システムにおいて、冷却材を循環させるために、たとえば機械式ナトリウムポンプが従来から使用されている。この機械式ナトリウムポンプの駆動源としては、他の汎用ポンプと同様に誘導電動機が採用されており、その運転制御方法は確立されている。
【０００３】
運転中の原子炉において異常が発生した場合、制御棒が原子炉炉心に急速に挿入される原子炉スクラムが発生するため、炉心出入口での冷却材に過渡的な温度差が生じ、炉心周辺の構造材に大きな衝撃を与える場合がある。また、スクラム後に炉心のナトリウム温度が高くなりすぎると、燃料被覆管が破損し、放射線が炉外に漏洩する場合がある。
【０００４】
このような熱過渡現象を緩和して構造材および燃料の健全性を維持するために、循環ポンプは、冷却材の流れが急激に停止することなく徐々に減速していくようにする機能、つまりフローコーストダウン特性を持たせることが望ましい。循環ポンプに機械式ポンプを適用した場合、機械式ポンプでは、誘導電動機の回転子が保持する慣性力やその回転軸に一体的に取り付けたフライホイールなどの慣性力によって、電源遮断後もポンプインペラをしばらくの間、回転させることにより、フローコーストダウン特性を得ている。
【０００５】
一方、従来の機械式ナトリウムポンプに代えて、最近は電磁ポンプが採用されることが多くなってきた。この電磁ポンプは、液体金属ナトリウムが電気の良導体であることを利用し、電流が流れる導体を磁界中に置くと、この磁界強度に比例してその直角方向に力を受けるという原理に基づき、金属ナトリウム冷却材を移送するものである。
【０００６】
この電磁ポンプは従来の機械式ナトリウムポンプと比較して、冷却材流量を容易に加減できることや、完全に密封とすることができること、および小型であるため設置場所についての制約を受けないこと、さらに可動部分がなく保守補修が容易であること、また高い吐出圧力を得ることができることなどの優れた特長を有している。
【０００７】
従来、比較的小容量の電磁ポンプにおいては、電磁ポンプに変圧器を直結して一定流量運転を行なうか、あるいは、電磁ポンプに誘導電圧調整器のような可変変圧器機能をもつ電気機器を直結して電圧制御によって流量制御を行なっている。
【０００８】
また、特許文献１に開示されているように、電磁ポンプにインバータを直結して、電圧を一定にし、周波数のみを変化させて流量制御をすることが知られている。さらに、特許文献２にあるように、可変変圧器とインバータの電源により、電圧と周波数を共に可変として流量制御を行なうことも知られている。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開昭６０−８４１５９号公報
【特許文献２】実開昭６０−８４１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
電磁ポンプは回転部分を有していないため、原子炉スクラム時などで駆動電源が遮断された場合には、従来の機械式ポンプと異なり運動エネルギーを保存することは不可能であり、このため冷却材の流量が急激に減少するという特性がある。
【００１１】
したがって、原子炉に電磁ポンプを採用した場合に、異常発生時における熱過渡に支障なく対応するためには、炉心構造材の設計基準に大幅に余裕をもたせる必要があり、このため過大な設計基準を採用するという課題があった。また上記熱過渡を緩和するフローコーストダウン特性を付与させるためには、なんらかのエネルギー蓄積手段を装備する必要性があり、経済的で効果的な手段の開発が要望されていた。
【００１２】
前記従来の技術においては、フローコーストダウン時の高速増殖炉の主循環ポンプに適用する電磁ポンプに要求される減衰出力特性を得るために補償電源装置に制御回路を使用している。しかし、制御回路は安全機能を確保するための冗長化（多様化・多重化）が困難であり、必要な信頼性確保に課題があった。
【００１３】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、外部からの制御なしに要求電気出力特性を得ることができる高信頼性の補償電源装置、および、かかる補償電源装置を利用した電磁ポンプシステム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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る補償電源装置は、軸受と、前記軸受によって回転可能に支持されたシャフトと、前記シャフトに固定された励磁機回転子コイルと、前記励磁機回転子コイルに対向して静止配置された、永久磁石を用いた励磁機固定子と、前記シャフトに固定されて、前記励磁機回転子コイルに発生した交流電流を直流に整流する回転整流器と、前記シャフトに固定されて、前記回転整流器からの直流電流が供給される同期機回転子コイルと、前記同期機回転子コイルに対向して静止配置されて外部交流電源および外部交流受電機器に並列に接続される同期機固定子コイルと、を有する。
【００１５】
また、本発明に係る電磁ポンプシステムは、外部交流電源に接続される電磁ポンプと、前記外部交流電源および前記電磁ポンプに並列に接続される補償電源装置とを備えた電磁ポンプシステムであって、前記補償電源装置は、軸受によって回転可能に支持されたシャフトと、前記シャフトに固定された励磁機回転子コイルと、前記励磁機回転子コイルに対向して静止配置された、永久磁石を用いた励磁機固定子と、前記シャフトに固定されて、前記励磁機回転子コイルに発生した交流電流を直流に整流する回転整流器と、前記シャフトに固定されて、前記回転整流器からの直流電流が供給される同期機回転子コイルと、前記同期機回転子コイルに対向して静止配置されて前記外部交流電源および電磁ポンプに並列に接続される同期機固定子コイルと、を有すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、外部からの制御なしに要求電気出力特性を得ることができる高信頼性の補償電源装置、および、かかる補償電源装置を利用した電磁ポンプシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る電磁ポンプシステムの第１の実施形態の電気的構成を示す模式図である。
【図２】図１の電磁ポンプシステムにおける補償電源装置の機械的構造を示す模式的縦断面図である。
【図３】図１の電磁ポンプシステムにおける電磁ポンプのフローコーストダウン時の流量と電圧の時間変化を相対値で示すグラフである。
【図４】本発明に係る電磁ポンプシステムの第２の実施形態の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１の実施形態］
本発明に係る電磁ポンプシステムの第１の実施形態について、図１および図２を参照して説明する。図１は第１の実施形態の電磁ポンプシステムの電気的構成を示す模式図である。図２は図１の電磁ポンプシステムにおける補償電源装置の機械的構造を示す模式的縦断面図である。
【００１９】
この電磁ポンプシステムは、たとえば、金属ナトリウムなどの導電性冷却材を用いた高速増殖炉などの原子炉システムにおいて、冷却材を循環させるためのものである。電磁ポンプシステムは、電磁ポンプ１０と、補償電源装置１１と、遮断器１２と、インバータ１３を含む。電磁ポンプ１０は界磁巻線１４を有し、この界磁巻線１４は、遮断器１２およびインバータ１３を介して外部三相交流電源１５に接続されている。
【００２０】
インバータ１３は、外部三相交流電源１５の周波数を変換するためのものであって、交流・直流変換部と直流交流・変換部とを備えている。
【００２１】
補償電源装置１１は、軸受（後述）と、この軸受によって回転可能に支持されたシャフト１７とを有する。このシャフト１７に、励磁機回転子コイル１８と、回転整流器１９と、同期機回転子コイル２０とフライホイール２１が取り付けられて、これらが一体で回転するように構成されている。
【００２２】
励磁機回転子コイル１８に対して非接触で対向する静止側に励磁機固定子２２が配置されている。励磁機固定子２２は、永久磁石２３と励磁機固定子コイル２４を有する。励磁機固定子コイル２４は、第１の制御電源２５を介して外部三相交流電源１５に接続されている。励磁機回転子コイル１８と励磁機固定子２２などにより、励磁機が構成されている。
【００２３】
同期機回転子コイル２０に対して非接触で対向する静止側に同期機固定子コイル（電気子コイル）２６が配置されている。同期機固定子コイル２６は、電磁ポンプ１０の界磁巻線１４と遮断器１２とを接続する配線から分岐して接続されている。同期機回転子コイル２０および同期機固定子コイル２６などにより同期機が構成されている。
【００２４】
図示の例では、シャフト１７は、二つのラジアル軸受２７と一つのスラスト軸受２８によって水平に支持されている。ラジアル軸受２７とスラスト軸受２８はいずれも磁気軸受構造になっている。
【００２５】
ラジアル軸受２７としては、シャフト１７側にラジアル軸受永久磁石２９が取り付けられ、このラジアル軸受永久磁石２９の半径方向外側で非接触で対向する位置の静止側にラジアル軸受巻線３０が配置されている。ラジアル軸受巻線３０には図示しない電力が供給されて磁力が発生し、ラジアル軸受永久磁石２９との間の相互作用によってシャフト１７が浮上した状態で支持されている。
【００２６】
スラスト軸受２８としては、シャフト１７側に、半径方向および周方向に延びる鍔状のスラスト軸受ガイド３１が取り付けられ、このスラスト軸受ガイド３１を軸方向の両側から非接触ではさむようにスラスト軸受巻線３２が静止配置されている。スラスト軸受巻線３２には図示しない電力が供給されて磁力が発生し、スラスト軸受ガイド３１との間の相互作用によってシャフト１７の軸方向移動が抑制されるようになっている。
【００２７】
つぎに、第１の実施形態の作用を説明する。
【００２８】
通常運転時には、外部三相交流電源１５から、インバータ１３および遮断器１２を介して三相交流電流が電磁ポンプ１０の界磁巻線１４に供給され、電磁ポンプ１０によって、液体金属などの導電性流体（図示せず）が駆動される。
【００２９】
また、外部三相交流電源１５からインバータ１３および遮断器１２を介して三相交流電流が同期機固定子コイル２６に供給され、さらに、外部三相交流電源１５から第１の制御電源２５を介して励磁機固定子コイル２４に三相交流電流が供給される。
【００３０】
励磁機固定子コイル２４に交流電流が供給されることによって回転磁界が形成され、励磁機回転子コイル１８に誘導電圧が励起される。励磁機回転子コイル１８で励起された電圧は回転整流器１９によって直流に変換され、同期機回転子コイル２０で磁束を形成する。
【００３１】
一方、同期機固定子コイル２６には外部三相交流電源１５から供給された電流により磁束が形成される。同期機固定子コイル２６と同期機回転子コイル２０の磁束の磁性の反発力または吸引力によって回転力が生じ、シャフト１７が回転を始める。
【００３２】
始動後、シャフト１７の回転速度が第１の所定回転速度にまで上昇した後に、励磁機固定子コイル２４への給電を停止し、励磁機固定子２２の永久磁石２３で形成される磁束と、励磁機回転子コイル１８の回転によって励磁機に誘導電圧を誘起し、同期機回転子コイル２０で磁束を形成して、同期機のトルクを発生させてシャフト１７の回転速度を上昇させる。回転速度の上昇に伴い、永久磁石２３によって励磁電力が生じるようになるため、シャフト１７の回転速度が第２の所定回転速度まで上昇した後は励磁を停止する。
【００３３】
通常運転時には、シャフト１７は所定の一定回転速度を維持している。
【００３４】
ここで、外部三相交流電源１５が何らかの故障または事故によって瞬時に停止した場合を想定する。この場合、外部三相交流電源１５から電磁ポンプの界磁巻線１４および同期機固定子コイル２６への電力供給は停止する。しかし、補償電源装置１１のフライホイール６の慣性モーメントにより、シャフト１７の回転は瞬時には停止せず、徐々に減速しながらしばらくの間はある程度の回転が継続する。
【００３５】
このとき、励磁機固定子２２の永久磁石２３は外部三相交流電源１５がなくても磁束を発生するので、励磁機回転子コイル１８に誘起電圧が誘起される。励磁機電流は、回転整流器１９によって直流に変換され、同期機回転子コイル２０に励磁電圧が誘起される。同期機回転子コイル２０は回転しているので、同期機固定子コイル２６に誘起電圧が生じ、同期機固定子コイル２６から電磁ポンプ１０の界磁巻線１４に電力を供給することができる。すなわち、この実施形態では、通常運転時にフライホイール２１を回転させることによって運動エネルギーを蓄えておき、電源喪失事故時に、運動エネルギーを電気エネルギーに変換してこの電気エネルギーを電磁ポンプ１０に供給することによって、電磁ポンプ１０の瞬時停止を避け、電磁ポンプ１０がある程度駆動されながら時間をかけて徐々に停止するような運転することができる。
【００３６】
原子炉の冷却材を駆動するための電磁ポンプにあっては、安全上の要求として、外部電源が喪失した場合に、図３の点線４０に示すように、指数関数的に流量が減少することが求められている。このような流量の減少過程はフローコーストダウンと呼ばれる。図３の点線４０に示すフローコーストダウンを電磁ポンプ１０によって実現するためには、電磁ポンプ１０の界磁巻線１４に、図３の実線４１に示す電磁ポンプ電圧の変化が必要である。しかも安全上の要求として、外部電源喪失に、特別の制御回路を用いずに、図３の特性を実現することが求められている。
【００３７】
この実施形態では、このような安全上の要求を満足することができる。その理由をつぎに説明する。
【００３８】
上記フローコーストダウン特性を得るために、電磁ポンプ１０の界磁巻線１４の入力電力は指数関数的に減少させる必要がある。この入力電力を得るためには電磁ポンプ１０の電圧は周波数のほぼ２乗に比例した値であることが必要である。
【００３９】
外部三相交流電源１５喪失後、補償電源装置１１の回転エネルギーは電磁ポンプ１０に電気エネルギーを供給することにより減少する。
【００４０】
励磁機の誘起電圧は回転数に比例するので、その電圧によって流れる励磁機回転子コイル１８の電流すなわち励磁機の電機子電流Ｉｆは、励磁機回転子の回転数（シャフト１７の回転速度）ｎの減少にほぼ１次で比例して減少していくことになる。
【００４１】
Ｉｆ＝ａ×ｎ  （ａは比例定数）      ・・・（１）式
そしてこの励磁電流Ｉｆが同期機励磁電流となり、同期機磁束Ｂｆは励磁電流Ｉｆに１次比例する。
【００４２】
Ｂｆ＝ｂ×Ｉｆ  （ｂは比例定数）    ・・・（２）式
その結果、同期機磁束密度Ｂｆは回転数ｎに１次比例して減少することになる。
【００４３】
Ｂｆ＝ｂ’×ｎ  （ｂ’は比例定数）    ・・・（３）式
一方、同期機の誘導電圧Ｖｇは、同期機磁束φの時間変化に比例する。
【００４４】
Ｖｇ＝ｃ×ｄφ／ｄｔ  （ｃは比例定数）    ・・・（４）式
この同期機磁束φの時間変化は同期機磁束密度Ｂｆと回転数ｎの積に比例する。
【００４５】
ｄφ／ｄｔ＝ｃ’×Ｂｆ×ｎ  （ｃ’は比例定数）    ・・・（５）式
（４）式に（５）式を代入すると
Ｖｇ＝ｃ×  ｃ’×Ｂｆ×ｎ    ・・・（６）式
（６）式に（３）式を代入すると
Ｖｇ＝ｃ×ｃ’×ｂ’×ｎ×ｎ
＝ｅ×ｎ×ｎ  （ｅは比例定数）    ・・・（７）式
すなわち、同期機磁束密度Ｂｆの大きさが回転数ｎに比例して減少し、同時に同期機磁束φの時間変化も回転数ｎに比例して減少することから、同期機の誘導電圧Ｖｇは回転数の２乗に比例して小さくなることになる。
【００４６】
Ｖｇ＝ｅ×ｎ２
以上より、フライホイール２１の回転エネルギーを電気エネルギーに変換して取り出す際、フライホイール２１の回転数のほぼ２乗に比例した同期機の電圧が生じることがわかる。電磁ポンプ１０の電圧と流量は比例するため、同期機で発電された電圧が電磁ポンプ１０に供給されることで電磁ポンプ１０の流量は回転数のほぼ２乗に比例して減少することになる。
【００４７】
フライホイール２１の重量および大きさを調整することで、フローコーストダウン特性のグラフの傾きと同期機で発電される電圧の傾きを一致させることができる。
【００４８】
本実施形態により、要求される電磁ポンプ１０のフローコーストダウン特性に応じた補償電源１１の電気出力を、出力調整用の制御回路などを使用しないで得ることができる。よって、制御回路の故障によるプラント停止が起こらないため、原子炉システムの信頼性および経済性を向上させることができる。
【００４９】
また、この実施形態によれば、補償電源装置１１を始動させるために、励磁機固定子コイル２４を励磁機固定子２２の永久磁石２３とは別に設置するため、ブラシを使用しない。そのため、メンテナンス性および信頼性を向上させることができる。
【００５０】
また、この実施形態によれば、シャフト１７の回転支持に磁気軸受を使用するので、摩擦がほとんど発生せず、従来の機械式軸受で摩擦熱を冷却するために必要とされた大規模な潤滑油系などの補機設備（オイルユニット、ギア装置、ポニーモーターなど）が不要となる。よって、補機設備の不具合による原子力機器停止のリスクを大幅に低減し、信頼性を向上させることができる。また、補機設備のメンテナンスが不要となるため、経済性を向上させることができる。
【００５１】
［第２の実施形態］
本発明に係る電磁ポンプシステムの第２の実施形態について、図４を参照して説明する。図４は第２の実施形態の電磁ポンプシステムの電気的構成を示す模式図である。ここで、第１の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。この実施形態では、励磁機固定子２２の永久磁石２３と励磁機回転子コイル１８の間の静止側に磁束調整コイル４５が設置されている。磁束調整コイル４５は、第２の制御電源４６を介して外部三相交流電源１５に接続されている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５２】
この実施形態で、補償電源装置１１の始動後、シャフト１７の回転数が上昇して所定の回転数に達した後、外部三相交流電源１５から第２の制御電源４６を介して磁束調整コイル４５に交流電流を通電する。これによって、励磁機固定子２２の永久磁石２３で形成される磁束と逆向きの磁束を発生させて、合成磁場を小さくすることができる。これによって、運転している同期機の励磁電流を調整することができ、同期機の運転効率を最適化することができる。磁束調整コイル４５が何らかの理由で機能喪失した場合においても、励磁機固定子２２の永久磁石２３によって引き続き運転は可能である。
【００５３】
外部三相交流電源１５喪失時においては、磁束調整コイル４５に電流が流れなくなり、永久磁石２３と逆向きの磁束が消失するため、瞬時に永久磁石２３のみからなる大きさの磁束となる。よって、外部三相交流電源１５喪失時に励磁機で要求される大きさの電流を流すことができる。
【００５４】
［他の実施形態］
以上説明した実施形態は単なる例示であって、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５５】
たとえば、上記実施形態では、補償電源装置１１は原子炉システムの電磁ポンプ１０に利用するものとして例示したが、他の用途の電磁ポンプやその他の種々の交流受電機器の補償電源装置として利用できる。
【００５６】
また、上記実施形態の補償電源装置１１は磁気軸受を使用しているが、この磁気軸受の代わりに機械式軸受を使用することも可能である。そのようにすることで、磁気軸受用の制御回路が不要となり、本補償電源装置には制御回路を全く使用しないことになる。そのため、信頼性が向上し、安全系に適用可能な補償電源装置として使用することができる。ただし、機械式軸受を使用するため、メンテナンスは必要となる。
【００５７】
また、補償電源装置において、磁気軸受のみを使用した構成ではなく、外部三相交流電源喪失などによる磁気軸受の機能喪失時に備えて、磁気軸受と機械式軸受の両方を設置する構成とすることもできる。その場合、通常時は磁気軸受を使用するため、制御回路を必要とするが、外部三相交流電源喪失時においては、磁気軸受を使用せず、機械式軸受を使用する。よって、電源が落ちたときに制御回路は使用しないため、安全系への適用が可能であり、信頼性を向上させることができる。
【００５８】
磁気軸受と機械式軸受の両方を設置した場合に、磁気軸受が機能停止した場合、シャフトは浮上することができず、回転しながら機械式軸受で支持される。よって、シャフトと機械式軸受の接触面で摩擦が生じ、回転エネルギーは減少する。磁気軸受がタッチダウンした場合においても要求された出力電圧を確保するため、シャフトと機械式軸受の材料として、接触面は摩擦係数が小さく、強度が十分な材料を使用するのが好ましい。これによって、フローコーストダウンに必要な電気出力を確保することができ、信頼性向上させることができる。
【００５９】
また、上記実施形態の補償電源装置において、シャフト１７は水平に延びているものとしたが、シャフト１７は水平でなくてもよく、たとえば鉛直に延びていてもよい。その場合は、スラスト軸受に回転体の荷重がかかり、ラジアル軸受には回転体の荷重がかからないので、軸受の設計は上記実施形態とは当然に異なる。
【００６０】
上記実施形態では補償電源装置１１を始動するために励磁機固定子コイル２４および第１の制御電源２５を設けるものとしたが、これらをなくして、スリップリングとブラシ（図示せず）を用いて始動することも可能である。その場合、シャフト１７にスリップリングを設け、このスリップリングに、外部三相交流電源１５から整流装置（図示せず）を通して交流を直流に変換した電力が供給されたブラシを接触させる。それによって、同期機回転子コイル２０に電流を流し、磁束を形成する。以降は第１の実施形態の起動方法と同じである。回転後はスリップリングからブラシを切り離す。
【００６１】
また、スリップリングおよびブラシは使用せず、シャフトにポニーモーターを接続して、補償電源装置を始動させることも可能である。
【００６２】
前記実施形態ではシャフト１７にフライホイール２１を取り付けて、これを回転することによって大きな回転エネルギーを保持することができるようにした。フライホイール２１は回転体全体の回転モーメントを大きくするために用いられるものであるが、シャフト１７およびこれと一体に回転する回転体全体の回転モーメントを十分に大きなものとすれば、必ずしも特別のフライホイール２１を取り付けなくてもよい。このようにフライホイール２１を取り付けない構成にすれば、部品数が減少して構成が簡素化するので好ましい。
【００６３】
なお、同期機回転子コイル２０に励磁電流が通電されることによって同期機回転子コイル２０の温度が上昇することがあるので、同期機回転子コイル２０の回転半径を大きくすることは冷却性能向上にとって好ましく、それと同時に回転モーメントを大きくする効果も得られる。
【００６４】
さらに、シャフト１７取り付けられるフライホイール２１は１個とは限らず、複数個としてもよい。また、フライホイール２１を着脱可能としてフライホイール２１の貯蔵回転エネルギーを調整できるようにしてもよい。これによって、補償電源装置１１から供給する電源の特性曲線の傾きを変更することができる。フライホイール２１の個数を調整することで電源の特性曲線が変更できるため、補償電源装置１１を必要とする任意の原子力機器に適用することができ、拡張性が高い。
【符号の説明】
【００６５】
１０  電磁ポンプ
１１  補償電源装置
１２  遮断器
１３  インバータ
１４  界磁巻線
１５  外部三相交流電源
１７  シャフト
１８  励磁機回転子コイル
１９  回転整流器
２０  同期機回転子コイル
２１  フライホイール
２２  励磁機固定子
２３  永久磁石
２４  励磁機固定子コイル
２５  第１の制御電源
２６  同期機固定子コイル
２７  ラジアル軸受
２８  スラスト軸受
２９  ラジアル軸受永久磁石
３０  ラジアル軸受巻線
３１  スラスト軸受ガイド
３２  スラスト軸受巻線
４５  磁束調整コイル
４６  第２の制御電源
【図１】
2011176969.tif 000003
【図２】
2011176969.tif 000004
【図３】
2011176969.tif 000005
【図４】
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