(57)【要約】  本発明は、ａ．同期モータおよびシステムの各種の信号を取得するステップと、ｂ．複合パワー角度メータ内部のデータ採集部を介して、前記電気信号をデジタル信号に変換し、獲得されたすべてのデジタル信号をホストコンピュータに入力するステップと、ｃ．キーボードとマウスを利用して、関するパラメータ又はコマンドをホストコンピュータに入力するステップと、ｄ．ホストコンピュータにより、モータの関するデータに対してプログラムで演算が行なわれ、関する点の座標および関するデータを取得して、且つその結果を成像プログラムに入力するステップと、ｅ．ホストコンピュータは、主な点の座標および演算結果を利用して、成像プログラムによる処理を介して、モータのパラメータによって変化する動的な複合パワー角度図と、モータ端部合成磁気漏れ図とがディスプレーにより表示されるステップと、を備えることを特徴とする複合パワー角度メータを用いて同期モータの作動状態を測定する方法が開示される。本発明に開示される方法は、電気と機械との両方から同期モータの作動状態を直観的に反映し、同期モータ端部の合成磁気漏れの状況を反映することができる。【選択図】図１
2007538225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．同期モータおよびシステムの各種の電気信号とデジタル信号とを取得するステップと、
ｂ．複合パワー角度メータ内部のデータ採集部を介して、前記電気信号をデジタル信号に変換し、獲得されたすべてのデジタル信号をホストコンピュータに入力するステップと、
ｃ．キーボードとマウスを利用して、関するパラメータ又はコマンドをホストコンピュータに入力するステップと、
ｄ．コンピュータにより、関するデータに対してプログラムによる処理が行なわれ、計算プログラムで演算され、関する点の座標および関するデータを取得して、且つその結果を成像プログラムに入力するステップと、
ｅ．コンピュータは、主な点の座標および演算結果を利用して、成像プログラムによる処理を介して、同期モータの各種の電気及び機械モデル図と、モータ端部合成磁気漏れ図とを描画し、モータのパラメータによって変化する動的な複合パワー角度図と、モータ端部合成磁気漏れ図とがディスプレーにより表示され、且つ、アラーム等の機能が実行されるステップと、
を備えることを特徴とする複合パワー角度メータを用いて同期モータの作動状態を測定する方法。
【請求項２】
前記成像プログラムによる処理は、画像座標の作成と成像とを含み、前記計算プログラムによる処理は、パラメータの確定と、パラメータの計算と、同期モータの直軸同期リアクタンスの値の確定と、アラームとを含むことを特徴とする請求項１に記載の複合パワー角度メータを用いて同期モータの作動状態を測定する方法。
【請求項３】
非突極同期モータに対して、前記成像プログラムによる処理と計算プログラムによる処理は、下記のステップを含み、即ち、
前記成像プログラムによる処理について
▲１▼下記のように非突極同期モータの複合パワー角度図と、電気パワー角度ベクトル図と、モータ機械モデルと、モータ機械モデル概要図と、同期複合パワー角度図と、モータ端部合成磁気漏れ図との画像座標を作成し、即ち、
複合パワー角度図：Ａ１０（ａ，ｂ）  Ｃ１０（ｅ，０）  Ｄ１０（０，０）  Ｇ１０（ａ，０）
電気パワー角度ベクトル図：Ａ１１（ａ，ｂ）  Ｃ１１（ｅ，０）  Ｄ１１（０，０）
2007538225.tif 000058
モータ機械モデル概要図：Ａ１４（ａ，ｂ）  Ｃ１４（ｅ，０）  Ｄ１４（０，０）
同期複合パワー角度図：Ａ１５（ｈ，ｉ）  Ｃ１５（ｊ，０）  Ｄ１５（０，０）
モータ端部合成磁気漏れ図：Ｔ２２（０，０）  Ｘ２２（Ｘ１，Ｙ１）  Ｘ２２（Ｘ２，Ｙ２）  Ｚ２２（Ｘ３，Ｘ３）
ただし、点Ａ１０、Ａ１１、Ａ１４は、同期モータの励磁電位のベクトル頂点の平面座標であり、
点Ｃ１０、Ｃ１１、Ｃ１４は、同期モータのジェネレーター端子電圧のベクトル頂点の平面座標であり、
点Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１４は、同期モータのパワー角度ベクトル頂点の平面座標であり、
点Ａ１２は、同期モータの励磁電位のベクトル中点の平面座標であり、
点Ｃ１２の座標値は、同期モータのジェネレーター端子電圧のベクトル中点の平面座標であり、
点Ａ１５と点Ｄ１５との間の距離は、同期時の同期モータのジェネレーター端子電圧であり、点Ｃ１５と点Ｄ１５との間の距離は、同期時のシステム電圧であり、
Ｔ２２、Ｘ２２、Ｙ２２、Ｚ２２は、モータ端部合成磁気漏れ図の画像座標であり、
▲２▼成像の要領
ａ）各図の座標点は、本図のみと組合せ、本図のみで成像し、画像がスムーズに移動し、
ｂ）同期モータ回転子剛体の軸心
2007538225.tif 000059
の長さを半径として、白い円を描き、
ｃ）同期モータ回転子剛体
2007538225.tif 000060
の長さを半径として円を描き、回転子剛体円と回転子剛体軸心円と交わっている部分は、依然に白色であり、他の部分は、紺色で表れ、
ｄ）同期モータ回転子レバー
レバーが青色（回転子剛体と同じ色）であり、線の太さが軸心の円の直径と同じ、レバーと回転子の軸心と交わっている部分は、依然に白色であり、
点Ｄ１０と点Ａ１０との間、点Ａ１２と点Ａ１３との間、点Ａ１４と点Ｄ１４との間、点Ａ１５と点Ｄ１５との間が、レバーにより接続され、
ｅ）固定子剛体
2007538225.tif 000061
を描画し、該円は、回転子剛体円、回転子軸心円及び回転子レバーと重合する部分以外の部分は、フレンチグレイで表され、
点Ｃ１０と点Ｄ１０との間、点Ｃ１４と点Ｄ１４との間、点Ｃ１５と点Ｄ１５との間が、それぞれ細い実線により接続され、両側において同期モータの定格作動時の線分Ｃ１０Ｄ１０の半分の長さでそれぞれ延長され、回転子剛体円及び回転子軸心円と交わっている部分が破線で表され、その下に平行で細くて短い斜線でシャドーマークとされる一方、回転子剛体円と回転子軸心円の部分はシャドーマークとされなく、
ｆ）固定子レバー
点Ｃ１２と点Ｃ１３との間が固定子レバーで表れ、固定子レバーの太さが回転子レバーと相同で、色が固定子剛体と同じ、回転子剛体円及び軸心円と交わっている部分は、依然に回転子剛体円及び軸心円の色で表れ、
点Ｃ１０と点Ｄ１０との間、点Ｃ１４と点Ｄ１４との間、点Ｃ１５と点Ｄ１５との間に、幅が軸心円の半径に相当する黒くて太い線分で接続して、レバーとして表され、回転子剛体円及び回転子軸心円と交わっている部分が細い破線で表れ、
ｇ）ばね
黒色であり、形の描画が真に迫り、ばねの伸縮につれて、伸縮らしい視覚的な効果を持ち、ばねとレバーとの間に明らかな接続点があるべき、
点Ａ１０と点Ｃ１０との間、点Ａ１２と点Ｃ１２との間、点Ａ１３と点Ｃ１３との間、点Ａ１４と点Ｃ１４との間が、ばねにより接続され、
ｈ）ばねとレバーとの間の接続点
白い円で表れ、該円の直径がレバーの直径より若干小さく、レバーとばねの軸心に置かれ、ばねとの間に明らかな接続視覚を有し、レバーの頂端において接続点と表れる円の円心は、レバーの両端までの距離が、レバー端部までの距離と相同であり、
ｉ）線分
点Ａ１０と点Ｇ１０との間、点Ｃ１０と点Ｇ１０との間が、細くて黒い線分で接続され、
ｊ）ベクトル
点Ｄ１１と点Ａ１１との間が、矢印を付けた線分で表れ、該矢印が点Ａ１１に向かい、点Ｄ１１と点Ｃ１１との間が、矢印を付けた線分で表れ、該矢印が点Ｃ１１に向かい、点Ｃ１１と点Ａ１１との間が、矢印を付けた線分で表れ、該矢印が点Ｃ１１に向かい、点Ｔ２２と点Ｘ２２との間が、矢印を付けた黒くて太い線分で表れ、該矢印が点Ｘ２２に向かい、点Ｔ２２と点Ｙ２２との間が、矢印を付けた黒くて太い線分で表れ、該矢印が点Ｙ２２に向かい、点Ｔ２２と点Ｚ２２との間が、矢印を付けたカラーの太い線分で表れ、該矢印が点Ｚ２２に向かい、点Ｘ２２と点Ｚ２２との間、点Ｙ２２と点Ｚ２２との間が、黒くて細い破線分で表れ、
ｋ）座標点のマーク
点Ａ１０に「Ｅ０」を、点Ｃ１０に「Ｕ」を、点Ｄ１０に「０」を、点Ｇ１０に「Ｍ」を、それぞれ付け、
2007538225.tif 000062
ぞれ付け、
2007538225.tif 000063
点Ａ１５に「Ｅ０」を、点Ｃ１５に「Ｕ」を、点Ｄ１５に「０」を、それぞれ付け、
2007538225.tif 000064
」を、それぞれ付け、
マークは、座標点の位置の移動につれて移動するが、各マークと対応する座標点との相対位置は変わらなく、
ｌ）パワー角度のマーク
パワー角度として表す破線は、回転子中心を通して、レバーの軸心と重合し、その長さが同期モータの定格作動時の線分Ｃ１０Ｄ１０の長さの１／３を超えなく、パワー角度の範囲内に「ｄ」を付け、パワー角度の両側のレバーの間に円弧で接続し、且つ、円弧の頂点は、レバーの位置変化にしたがって変化し、円弧の半径が回転子剛体円の半径よりも大きく、円弧の円心が固定子の軸心と重合し、
ｍ）励磁調節信号のマーク
二つの方法で表れ、
（ａ）スナップ量算法に基づき、現在励磁電位に対するΔＥ０の百分比長さで、ΔＥ０がある所定値により大きければ、励磁電位のスナップ量を表示し、ΔＥ０が正数であれば、励磁レバーの頂部から回転子の軸心に向かって排列され、ΔＥ０が負数であれば、回転子の軸心から励磁電位の反対方向に沿って排列され、
（ｂ）調節量算法の計算結果に基き、Ｅ０１、Ｅ０２  ．．．．．．  Ｅ０ｎの値で、各調節量は、異なる色で、且つ占められる百分比長さで、増加調節信号であれば、励磁レバーの頂部から回転子の軸心に向かって順次に緊密的に排列され、減少調節信号であれば、回転子の軸心から励磁電位の反対方向に沿って直線で順次に緊密的に排列され、
表示ディスプレーに各調節信号の色が表示され、
ｎ）ＰＱ曲線のマーク
同期モータのジェネレーター端子の発熱限界およびシステムに許容される同期モータの最大作動のパワー角度に基づき、点Ｍ１０から点Ｎ１０までの曲線を確定し、同期モータに許容される最大有効電力に基づき、Ｎ１０Ｏ１０の曲線を確定し、同期モータに許容される最大固定子磁束、最大固定子電流、最大固定子電位に基づき、Ｏ１０Ｐ１０の曲線を確定し、同期モータに許容される最大回転子磁束、最大回転子電流、最大回転子電圧に基づき、Ｐ１０Ｑ１０の曲線を確定し、点Ｍ１０と点Ｑ１０とは全て直線Ｄ１０Ｇ１０上に位置し、点Ｇ１０と点Ｑ１０との間が細い直線により接続され、曲線Ｍ１０Ｎ１０Ｏ１０Ｐ１０Ｑ１０（直線分Ｍ１０Ｑ１０を含まない）は、太い実線により接続され、その色がユーザーニーズによって決定され、
ｏ）合成磁気漏れ図のアラーム円
点Ｔ２２を原点として、同期モータの最大許容漏れ磁束を半径として円が描画され、該円がアラーム円であり、太いカラー線で表れ、
ｐ）同期画像の要求
点Ｄ１５を円心として、線分Ｄ１５Ａ１５と線分Ｄ１５Ｃ１５とをそれぞれ半径として破線からなる円が描画され、
ｑ）機械モデルは、動的に反時計回りに回転可能であり、ディスプレーマークモデルの回転数と実物の回転数との比例、即ち、回転数比が選択可能であり、
ｒ）図形アラームの表示
各電気量または磁束がアラームする時、マークが赤くなってフレアし、マイクロコンピュータのスピーカーが鳴って、複合パワー角度図及びその分図、磁気漏れの画面の対応する線分も赤くなってフレアし、アラームが解除される時、アラームマーク及び線分が赤いままでフレアしなくなり、
ｓ）前記成像の要求に基づき、プログラムによる処理を介して得られた６種の図形が、ユーザーニーズに従って組合せさせることができ、いずれかの組合せの画面が数字表示画面の図１１と組み合わせることができ、所定の複合パワー角度図及びその分図における同期モータの固定子と回転子の半径、固定子と回転子の軸心半径、レバーの太さ、ばねの接続点の半径の大きさに対して小範囲で調整可能であり、モデルを各種の三次元立体機械モデルにすることが可能であり、ユーザーニーズに従ってモデルの色が調整可能であり、
前記計算プログラムによる処理について
（１）パラメータの確定
所定パラメータは、モータ固定子の漏洩抵抗Ｘσと、同期モータ電圧、電流、周波数換算係数ＫＵ、ＫＩ、Ｋωと、システム電圧、周波数換算係数ＫＸＵ、ＫＸωと、有効、無効電力換算係数ＫＰ、ＫＱ、Ｋｍと、励磁電圧及び作動、予備励磁電圧換算係数ＫＬ、ＫＧＬ、ＫＢＬと、同期モータの励磁電流及び作動、予備励磁電流換算係数Ｋｆ、ＫＧｆ、ＫＢｆと、同期モータの計算係数ｍと、逆相電圧換算係数ＫＦと、同期モータのジェネレーター端子電圧同期換算係数ＫＴ、ＫＮと、システム電圧同期換算係数ＫＸＴ、ＫＸＮと、励磁調節信号の電圧換算係数ＫＴＪと、漏れ磁束係数Ｋ１、Ｋ２とを含み、主なパラメータの許容範囲において、主なパラメータは、モータのジェネレーター端子電圧と、固定子電流と、励磁電圧と、励磁電流と、有効電力と、無効電力と、固定子磁束と、回転子磁束と、パワー角度と、システム電圧を含み、モータの定格パラメータは、主にモータのジェネレーター端子電圧と、固定子電流と、励磁電圧と、励磁電流と、有効電力と、無効電力と、固定子磁束と、回転子磁束と、システム電圧を含み、
（２）パラメタの計算
ａ  Ｐｊ＝ＫＰＰ  ΣＰ＝ＫｍＰｊ
ｂ  Ｑｊ＝ＫＱＱ  ΣＱ＝ＫｍＱｊ
ｃ  Ｉａｊ＝ＫＩＩａ  Ｉｂｊ＝ＫＩＩｂ  Ｉｃｊ＝ＫＩＩｃ
ｄ  Ｕａｂｊ＝ＫＵＵａｂ  Ｕｂｃｊ＝ＫＵＵｂｃ  Ｕｃａｊ＝ＫＵＵｃａ
ｅ  Ｉｆ＝ＫｆｉＬ  ＩＧｆ＝ＫＧｆｉＧ  ＩＢｆ＝ＫＢｆｉＢＹ
ｆ  Ｆ＝Ｋωｆ  ＦＸ＝ＫＸωｆＸ
ｇ  ＵＦｊ＝ＫＦＵＦ
ｈ  Ｕｘａｂｊ＝ＫＸＵＵｘａｂ  Ｕｘｂｃｊ＝ＫＸＵＵｘｂｃ  Ｕｘｃａｊ＝ＫＸＵＵｘｃａ
ｉ  ｕＬｊ＝ＫＬｕＬ  ｕＧｊ＝ＫＧＬｕＧ  ｕＢｊ＝ＫＢＬｕＢ
（３）非突極同期モータの直軸同期リアクタンス値Ｘｄ
非突極同期モータの直軸同期リアクタンスＸｄを確定するのは、下記のような二つの方法を含み、
ａ、同期モータの通常作動におけるエアギャップ電位Ｅｄの値に基づき、直接に直軸同期リアクタンスＸｄを確定し、Ｘｄの値は変わらなく、
ｂ、同期モータのエアギャップ電位Ｅδと直軸同期リアクタンスＸｄとの関数関係に基づき、Ｘｄの値を確定し、
ａ）発電機の無負荷（Ｉａ＝０）と零力率（Ｉａ＝ＩＮ）の曲線、即ちＵ＝ｆ０（Ｉｆ）とＵ＝ｆＮ（Ｉｆ）の曲線を描画し、
ｂ）同期モータのエアギャップ電位Ｅδと直軸同期リアクタンスＸｄとの関数関係を確定し、
Ｕ＝ｆ０（Ｉｆ）とＵ＝ｆＮ（Ｉｆ）の曲線図に基づき、Ｉｆ１  Ｉｆ２  ．．．  Ｉｆｎのｎ個の励磁電流値を取って、零力率曲線によって、曲線Ｕ＝ｆＮ（Ｉｆ）におけるＩｆ１  Ｉｆ２  ．．．  Ｉｆｎに対応する点Ｂ１  Ｂ２  ．．．  Ｂｎを確定し、それらの点Ｂ  Ｂ１  Ｂ２  ．．．  Ｂｎを通して、それぞれ点Ｃ  Ｃ１  Ｃ２  ．．．  Ｃｎで無負荷特性曲線Ｕ＝ｆ０（Ｉｆ）と交わっている全等特性三角形（ただし、ＣＤは横座標軸に垂直し、ＣＤ＝ＩＮ＊Ｘσ）をｎ個作り、点０と点Ｃ１とを接続した上で、その線分ＯＣ１を、点Ｂ１を通す、縦座標軸と平行する直線における点Ａ１まで延長し、同様のように、それぞれ点０と点Ｃ２とを、．．．、点０と点Ｃｎとを接続した上で、ＯＣ２．．．ＯＣｎを、縦座標軸と平行する、それぞれ点Ｂ２．．．Ｂｎを通す直線における点Ａ２．．．Ａｎまでそれぞれ延長し、
2007538225.tif 000065
Ｘｄ１，Ｘｄ２，．．．Ｘｄｎとの関係に基づき、エアギャップ電位と飽和リアクタンスとの関係図を描画し、
ｃ）計算
2007538225.tif 000066
2007538225.tif 000067
ｄ）値Ｅδを関数Ｘｄ＝ｆ（Ｅｄ）に代入して、値Ｘｄを取る
（４）計算
2007538225.tif 000068
ｃ  励磁分量の計算
下記のように二つの方法を含み、
（ａ）スナップ量算法
ある時刻から現在の時間ΔＴ内の同期モータの平均励磁電位をＳＥ０とするとともに、現在の励磁電位をＥ０とし、ΔＥ０＝Ｅ０−ＳＥ０のように設定すれば、ΔＴの値と励磁電位を採集する回数とが設定可能であり、
（ｂ）調節量算法
総合アンプの自動励磁調節総量がＳＵであり、各分量はそれぞれΔＵ＝ＫＴＪＵ１    Ｕ′＝ＫＴＪＵ２
2007538225.tif 000069
ｄ磁束単位法値の計算
同期モータのある磁束は、周波数が定格値である時に、磁束の単位法値が対応する電圧の単位法値と同じように設定され、周波数と、電圧と、磁束との関係によって、モータの励磁磁束と、固定子の総磁束との単位法値を確定し、計算値を所定値に比べて、所定値により大きい場合、アラームし、
ｅ各種の電気量を所定値に比べて、所定値により大きい場合、アラームし、
ｆ漏れ磁束座標の計算
Ｘ１＝Ｋ１ａ；Ｙ１＝Ｋ１ｂ；Ｘ２＝Ｋ２（ｅ−ａ）；Ｙ２＝−Ｋ２ｂ；Ｘ３＝Ｘ１＋Ｘ２；Ｙ３＝Ｙ１＋Ｙ２であり、
（５）同期並列又は解列をした時に、即ち、Ｉａ＝Ｉｂ＝Ｉｃ＝０の時に、同期モータ電圧とシステム電圧とをマイクロコンピュータに入力して下記のように計算し、
2007538225.tif 000070
、．．．、ｎ番目のδｘの値であり、且つ、次の測定値が入力されると、一番目のδ１を捨て、再び次の測定値が入力されと、二番目のδ２の値を捨て、このように繰返して、時間及び値ｎが設定可能であり、）
2007538225.tif 000071
2007538225.tif 000072
ｈ  ｊ＝ＫＸＮＵｘａｂｊ
（６）各電気量を所定値に比べて、所定範囲により大きい場合、アラームすることを特徴とする請求項２に記載の複合パワー角度メータを用いて同期モータの作動状態を測定する方法。
【請求項４】
突極同期モータに対して、前記成像プログラムによる処理と計算プログラムによる処理は、下記のステップを含み、即ち、
前記成像プログラムによる処理について
▲１▼  突極同期モータの複合パワー角度図と、電気パワー角度ベクトル図と、モータ機械モデルと、モータ機械モデル概要図と、同期複合パワー角度図と、モータジェネレーター端子合成磁気漏れ図との画像座標を作成し、即ち、
複合パワー角度図：Ａ０（ａ，ｂ）  Ｂ０（ｃ，ｄ）  Ｃ０（ｅ，０）  Ｄ０（０，０）  Ｅ０（ｆ，ｇ）  Ｆ０（ｆ，０）  Ｇ０（ｃ，０）
電気パワー角度ベクトル図：Ａ１（ａ，ｂ）  Ｃ１（ｅ，０）  Ｄ１（０，０）  Ｅ１（ｆ，ｇ）
2007538225.tif 000073
モータ機械モデル概要図：Ａ４（ａ，ｂ）  Ｂ４（ｃ，ｄ）  Ｃ４（ｅ，０）  Ｄ４（０，０）  Ｅ４（ｆ，ｇ）
同期複合パワー角度図：Ａ５（ｈ，ｉ）  Ｃ５（ｊ，０）  Ｄ５（０，０）
モータのジェネレーター端子合成磁気漏れ図：Ｔ２０（０，０）  Ｘ２０（Ｘ１，Ｙ１）  Ｙ２０（Ｘ２，Ｙ２）  Ｚ２０（Ｘ３，Ｙ３）
ただし、点Ａ０、Ａ１、Ａ４は、同期モータの励磁電位のベクトル頂点の平面座標であり、点Ｃ０、Ｃ１、Ｃ４は、同期モータのジェネレーター端子電圧ベクトル頂点の平面座標であり、点Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４は、同期モータのパワー角度のベクトル頂点の平面座標であり、点Ａ２は、同期モータの励磁電位のベクトル中点の平面座標であり、点Ｃ２は、同期モータのジェネレーター端子電圧のベクトル中点の平面座標であり、点Ａ５と点Ｄ５との間の距離は、同期時の同期モータのジェネレーター端子電圧であり、点Ｃ５と点Ｄ５との間の距離は、同期時のシステム電圧であり、Ｔ２０、Ｘ２０、Ｙ２０、Ｚ２０は、モータのジェネレーター端子合成磁気漏れ図の画像座標であり、
▲２▼成像の要領
ａ）各図の座標点は、本図のみと組合せ、本図のみで成像し、画像がスムーズに移動し、
ｂ）同期モータ回転子剛体の軸心
2007538225.tif 000074
長さを半径として、円を描き、
ｃ）同期モータ回転子剛体
2007538225.tif 000075
長さを半径として、円を描き、
ｄ）同期モータ回転子のレバー
レバーが紺色（回転子剛体と同じ色）で、線幅が軸心の円の直径と同じであり、回転子のレバーがＴ型のレバーである場合、複合パワー角度図と、モータ機械モデル概要図と、同期複合パワー角度図のＴ型レバーの頂部横ロッドは、長さが同期モータの定格作動時の線分Ｄ０Ｃ０の２倍であるとともに、中心に置かれ、モータ機械モデル概要図中のＴ型レバーの頂部横ロッドは、長さが同期モータの定格作動時の線分Ｄ２Ｃ２の２倍であるとともに、中心に置かれ、
点Ｄ０と点Ａ０との間、点Ａ３と点Ａ２との間、点Ｄ４と点Ａ４との間、点Ｄ５と点Ａ５との間が、レバーにより接続され、
ｅ）固定子剛体
2007538225.tif 000076
画き、該円は、回転子剛体円、回転子軸心円及び回転子のレバーと重合している部分以外の部分は、フレンチグレイで表され、
点Ｃ０と点Ｄ０との間、点Ｃ４と点Ｄ４との間、点Ｃ５と点Ｄ５との間が、それぞれ細い実線により接続され、両側において、同期モータの定格作動時の線分Ｃ０Ｄ０の１／２の長さでそれぞれ延伸され、回転子剛体円及び回転子軸心円と交わっている部分が破線で表され、その下に平行な細くて短い斜線でシャドーマークとされる一方、回転子剛体円と回転子軸心円の部分はシャドーマークとされなく、
ｆ）固定子のレバー
点Ｃ２と点Ｃ３との間が固定子のレバーで表示され、固定子のレバーの太さが回転子のレバーと相同であり、点Ｃ０と点Ｄ０との間、点Ｃ４と点Ｄ４との間、点Ｃ５と点Ｄ５との間に、幅が軸心円の半径に相当する黒くて太い線分で接続して、レバーとして表され、回転子軸心円及び回転子剛体円と交わっている部分が細い破線で表れ、
ｇ）ばね
黒色であり、形の描画が真に迫り、ばねの伸縮につれて、伸縮らしい視覚的な効果を持ち、ばねとレバーとの間に明らかな接続点があるべき、
点Ｂ０と点Ｃ０との間、点Ｅ０と点Ｃ０との間、点Ｂ２と点Ｃ２との間、点Ｅ２と点Ｃ２との間、点Ｂ３と点Ｃ３との間、点Ｅ３と点Ｃ３との間、点Ｂ４と点Ｃ４との間、点Ｅ４と点Ｃ４との間は、ばねにより接続され、
ｈ）ばねとレバーとの間の接続点
白い円で表れ、該円の直径がレバーの直径より若干小さく、レバーとばねの軸心に置かれ、ばねとの間に明らかな接続視覚を有し、レバーの頂端において接続点と表れる円の円心は、レバーの両端までの距離が、レバー端部までの距離と相同であり、
ｉ）線分
点Ｅ０と点Ｆ０との間、点Ｂ０と点Ｇ０との間、点Ｃ０と点Ｇ０との間が、細くて黒い線分により接続され、
ｊ）ベクトル
点Ｄ１と点Ａ１との間が、矢印を付けた線分で表れ、該矢印が点Ａ１に向かい、点Ｅ１と点Ａ１との間が、矢印を付けた線分で表れ、該矢印が点Ａ１に向かい、点Ｃ１と点Ｅ１との間が、矢印を付けた線分で表れ、該矢印が点Ｅ１に向かい、点Ｄ１と点Ｃ１との間が、矢印を付けた線分で表れ、該矢印が点Ｃ１に向かい、線分Ｅ１Ａ１が線分Ｄ１Ａ１の下に位置し、点Ｔ２０と点Ｘ２０との間が、矢印を付けた黒くて太い線分で表れ、該矢印が点Ｘ２０に向かい、点Ｔ２０と点Ｙ２０
との間が、矢印を付けた黒くて太い線分で表れ、該矢印が点Ｙ２０に向かい、点Ｔ２０と点Ｚ２０との間が、矢印を付けたカラー色の太い線分で表れ、該矢印が点Ｚ２０に向かい、点Ｘ２０と点Ｚ２０との間、点Ｙ２０と点Ｚ２０との間が黒くて細い破線で表れ、
ｋ）座標点のマーク
点Ａ０に「Ｅ０」を、点Ｂ０に「Ｅｄ」を、点Ｃ０に「Ｕ」を、点Ｄ０に「０」を、点Ｅ０に「Ｅｑ」を、点Ｆ０に「Ｍ」を、点Ｇ０に「Ｎ」を、それぞれ付け、
2007538225.tif 000077
」を、それぞれ付け、
2007538225.tif 000078
」を、点Ａ５に「Ｅ０」を、点Ｃ５に「Ｕ」を、点Ｄ５に「０」を、それぞれ付け、
2007538225.tif 000079
マークは、座標点の位置の移動にしたがって移動するが、各マーク及び対応する座標点との相対的な位置は変わらなく、
ｌ）パワー角度のマーク
パワー角度として表す破線は、回転子中心を通して、レバーの軸心と重合し、その長さが同期モータの定格作動時の線分Ｃ０Ｄ０の長さの１／３を超えなく、パワー角度の範囲内に「ｄ」を付け、パワー角度の両側のレバーの間に円弧で接続し、且つ、円弧の頂点は、レバーの位置変化にしたがって変化し、円弧の半径が回転子の剛体円の半径よりも大きく、円弧の円心が固定子の軸心と重合し、
ｍ）励磁調節信号のマーク
二つの方法で表れ、
（ａ）スナップ量算法に基づき、現在励磁電位に対するΔＥ０の百分比長さで、ΔＥ０がある所定値により大きければ、励磁電位のスナップ量を表示し、ΔＥ０が正数であれば、励磁レバーの頂部から回転子の軸心に向かって排列され、ΔＥ０が負数であれば、回転子の軸心から励磁電位の反対方向に沿って排列され、表示ディスプレーに、各調節信号及びその色が表示され、
（ｂ）調節量算法に基き、コンピュータが計算した結果、Ｅ０１、Ｅ０２  ．．．．．．  Ｅ０ｎの値で、各調節量は、異なる色で、且つ占められる百分比長さで、増加調節信号であれば、励磁レバーの頂部から回転子の軸心に向かって順次に緊密的に排列され、減少調節信号であれば、回転子の軸心から励磁電位の反対方向に沿って直線で順次に緊密的に排列され、表示ディスプレーに各調節信号及びその色が表示され、
ｎ）ＰＱ曲線のマーク
同期モータ端部の発熱限界およびシステムに許容される同期モータの最大作動のパワー角度に基づき、点Ｍ０から点Ｎ０までの曲線を確定し、同期モータに許容される最大有効電力に基づき、Ｎ０Ｏ０の曲線を確定し、同期モータに許容される最大固定子磁束、最大固定子電流、最大固定子電位に基づき、Ｏ０Ｐ０の曲線を確定し、同期モータに許容される最大回転子磁束、最大回転子電流、最大回転子電圧に基づき、Ｐ０Ｑ０の曲線を確定し、点Ｍ０と点Ｑ０とは全て直線Ｄ０Ｇ０上に位置し、点Ｇ０と点Ｑ０との間が細い直線により接続され、曲線Ｍ０Ｎ０Ｏ０Ｐ０Ｑ０（直線分Ｍ０Ｑ０を含まない）は、太い実線により接続され、その色がユーザーニーズによって決定され、
ｏ）合成磁気漏れ図のアラーム円
点Ｔ２０を原点として、同期モータの最大許容漏れ磁束を半径として円が描画され、該円がアラーム円であり、太いカラー線で表れ、
ｐ）同期画像の要求
点Ｄ５を円心として、それぞれ線分Ｄ５Ａ５と線分Ｄ５Ｃ５とを半径として破線円が描画され、
ｑ）機械モデルは、動的に反時計回りに回転可能であり、ディスプレーマークモデルの回転数と実物の回転数との比例、即ち、回転数比が選択可能であり、
ｒ）図形アラームの表示
各電気量または磁束がアラームする時、マークが赤くなってフレアし、マイクロコンピュータのスピーカーが鳴って、複合パワー角度図及びその分図、ジェネレーター端子合成磁気漏れ図の画面の対応する線分も赤くなってフレアし、アラームが解除される時、アラームマーク又は線分が赤いままでフレアしなくなり、
ｓ）前記成像の要求に基づき、プログラムによる処理を介して得られた６種の図形が、ユーザーニーズに従って組合せでき、いずれかの組み合わせの画面が数字表示画面の図１１と組み合わせることができ、所定の複合パワー角度図及びその分図中の同期モータの固定子と回転子の半径、固定子と回転子の軸心半径、レバーの太さ、ばねの接続点の半径の大きさに対して小範囲で調整可能であり、機械モデル図を、各種の三次元立体機械モデル図にすることが可能であり、ユーザーニーズに従ってモデルの色が調整可能であり、
前記計算プログラムによる処理について
（１）パラメータの確定
所定のパラメータは、モータの固定子の漏洩抵抗Ｘσ（ポーシェリアクタンス）と、横軸同期リアクタンスＸｑと、同期モータ電圧、電流、周波数換算係数ＫＵ、ＫＩ、Ｋωと、システム電圧、周波数換算係数ＫＸＵ、ＫＸωと、有効、無効電力換算係数ＫＰ、ＫＱ、Ｋｍと、同期モータの励磁電圧及び作動、予備励磁電圧換算係数ＫＬ、ＫＧＬ、ＫＢＬと、同期モータの励磁電流及び作動、予備励磁電流換算係数Ｋｆ、ＫＧｆ、ＫＢｆと、逆相電圧換算係数ＫＦと、同期モータのジェネレーター端子電圧同期換算係数ＫＴ、ＫＮとシステム電圧同期換算係数ＫＸＴ、ＫＸＮと、励磁調節信号の電圧換算係数ＫＴＪと、漏れ磁束係数Ｋ１、Ｋ２とを含み、主なパラメータの許容範囲において、主なパラメータは、モータのジェネレーター端子電圧と、固定子電流と、励磁電圧と、励磁電流と、有効電力と、無効電力と、固定子磁束と、回転子磁束と、パワー角度と、システム電圧などを含み、モータの定格パラメータは、主にモータのジェネレーター端子電圧と、固定子電流と、励磁電圧と、励磁電流と、有効電力と、無効電力と、固定子磁束と、回転子磁束と、システム電圧を含み、
（２）パラメータの計算
ａ  Ｐｊ＝ＫＰＰ  ΣＰ＝ＫｍＰｊ
ｂ  Ｑｊ＝ＫＱＱ  ΣＱ＝ＫｍＱｊ
ｃ  Ｉａｊ＝ＫＩＩａ  Ｉｂｊ＝ＫＩＩｂ  Ｉｃｊ＝ＫＩＩｃ
ｄ  Ｕａｂｊ＝ＫＵＵａｂ  Ｕｂｃｊ＝ＫＵＵｂｃ  Ｕｃａｊ＝ＫＵＵｃａ
ｅ  Ｉｆ＝ＫｆｉＬ  ＩＧｆ＝ＫＧｆｉＧ  ＩＢｆ＝ＫＢｆｉＢＹ
ｆ  Ｆ＝Ｋωｆ  ＦＸ＝ＫＸωｆＸ
ｇ  ＵＦｊ＝ＫＦＵＦ
ｈ  Ｕｘａｂｉ＝ＫＸＵＵｘａｂ  Ｕｘｂｃｊ＝ＫＸＵＵｘｂｃ  Ｕｘｃａｊ＝ＫＸＵＵｘｃａ
ｉ  ｕＬｊ＝ＫＬｕＬ  ｕＧｊ＝ＫＧＬｕＧ  ｕＢｊ＝ＫＢＬｕＢ
（３）突極同期モータの直軸同期リアクタンスＸｄの確定
突極同期モータの直軸同期リアクタンスＸｄを確定するのは、下記のような二つの方法を含み、
ａ、同期モータの通常作動におけるエアギャップ電位Ｅδの値に基づき、直接に直軸同期リアクタンスＸｄを確定し、Ｘｄの値は変わらなく、
ｂ、同期モータのエアギャップ電位Ｅδと直軸同期リアクタンスＸｄとの関数関係に基づき、ＥδによってＸｄの値を確定し、
ａ）発電機の無負荷（Ｉａ＝０）と零力率（Ｉａ＝ＩＮ）の曲線、即ちＵ＝ｆ０（Ｉｆ）とＵ＝ｆＮ（Ｉｆ）の曲線を描画し、
ｂ）同期モータのエアギャップ電位Ｅδと直軸同期リアクタンスＸｄとの関数関係を確定し、
Ｕ＝ｆ０（Ｉｆ）とＵ＝ｆＮ（Ｉｆ）の曲線図に基づき、Ｉｆ１  Ｉｆ２  ．．．  Ｉｆｎのｎ個の励磁電流値を取って、零力率曲線によって、曲線Ｕ＝ｆＮ（Ｉｆ）におけるＩｆ１  Ｉｆ２  ．．．  Ｉｆｎに対応する点Ｂ１  Ｂ２  ．．．  Ｂｎを確定し、それらの点Ｂ  Ｂ１  Ｂ２  ．．．  Ｂｎを通して、それぞれ点Ｃ  Ｃ１  Ｃ２  ．．．  Ｃｎで無負荷特性曲線Ｕ＝ｆ０（Ｉｆ）と交わっている全等特性三角形（ただし、ＣＤは横座標軸に垂直し、ＣＤ＝ＩＮ＊Ｘσ）をｎ個作り、点０と点Ｃ１とを接続した上で、その線分ＯＣ１を、点Ｂ１を通す、縦座標軸と平行する直線における点Ａ１まで延長し、同様のように、それぞれ点０と点Ｃ２とを、．．．、点０と点Ｃｎとを接続した上で、ＯＣ２．．．ＯＣｎを、縦座標軸と平行する、それぞれ点Ｂ２．．．Ｂｎを通す直線における点Ａ２．．．Ａｎまでそれぞれ延長し、
2007538225.tif 000080
Ｘｄ１，Ｘｄ２，．．．Ｘｄｎとの関係に基づき、エアギャップ電位と飽和リアクタンスとの関係図を描画し、
ｃ）Ｅδの求め
2007538225.tif 000081
ｄ）Ｅδを関数Ｘｄ＝ｆ（Ｅｄ）に代入して、Ｘｄを得り、
（４）計算
2007538225.tif 000082
ｂ  Ｉｄ＝Ｉａｊｓｉｎ（δ＋ψ）
ｃ  Ｉｑ＝Ｉａｊｃｏｓ（δ÷ψ）
ｄ  ａ＝（ｅ＊ｃｏｓδ＋Ｉｄ＊Ｘｄ）＊ｃｏｓδ
ｅ  ｂ＝（ｅ＊ｃｏｓδ＋Ｉｄ＊Ｘｄ）＊ｓｉｎδ
ｆ  ｃ＝ｅ＋Ｉｄ＊Ｘｄ＊ｃｏｓδ
ｇ  ｄ＝Ｉｄ＊Ｘｄ＊ｓｉｎδ
ｈ  ｆ＝ｅ＊ｃｏｓ２δ
2007538225.tif 000083
ｊ  励磁分量の計算
下記のように二つの方法を含み、
（ａ）スナップ量算法
ある時刻から現在の時間ΔＴ内の同期モータの平均励磁電位をＳＥ０とするとともに、現在の励磁電位をＥ０とし、ΔＥ０＝Ｅ０−ＳＥ０のように設定すれば、ΔＴの値と励磁電位を採集する回数とが設定可能であり、
（ｂ）調節量算法
総合アンプの自動励磁調節総量がＳＵであり、各分量はそれぞれΔＵ＝ＫＴＪＵ１  Ｕ′＝ＫＴＪＵ２
2007538225.tif 000084
ｋ  漏れ磁束座標の計算
Ｘ１＝Ｋ１ａ；Ｙ１＝Ｋ１ｂ；Ｘ２＝Ｋ２（ｆ−ａ）＋Ｋ３（ｃ−ａ）；Ｙ２＝Ｋ２（ｇ−ｂ）＋Ｋ３（ｄ−ｂ）；Ｘ３＝Ｘ１＋Ｘ２；Ｙ３＝Ｙ１＋Ｙ２
ｉ磁束単位法値の計算
同期モータのある磁束は、周波数が定格値である時に、磁束の単位法値が対応する電圧の単位法値と同じように設定され、周波数と、電圧と、磁束との関係によって、モータの励磁磁束と、固定子の総磁束との単位法値を確定し、且つ数字で表示し、計算値を所定値に比べて、所定値により大きい場合、アラームし、
ｊ  ニーズによる各量の単位法値の計算
（５）同期並列又は解列をした時、即ち、Ｉａ＝Ｉｂ＝Ｉｃ＝０の場合に、マイクロコンピュータに入力された各群の同期モータの電圧とシステム電圧とに対して、下記のような計算を行い、
2007538225.tif 000085
2007538225.tif 000086
、．．．、ｎ番目のδｘの値であり、且つ、次の測定値が入力されると、一番目のδ１を捨て、再び次の測定値が入力されと、二番目δ２の値を捨て、このように繰返して、時間及び値ｎが設定可能であり、）
2007538225.tif 000087
ｈ  ｊ＝ＫＸＮＵｘａｂｊ
（６）各電気量を各所定値に比べて、所定値により大きい場合、アラームすることを特徴する請求項２に記載の複合パワー角度メータを用いて同期モータの作動状態を測定する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、複合パワー角度メータを用いて同期モータの作動状態を測定する方法に関し、電力システム電機学分野に属する。
【背景技術】
【０００２】  電力システムの生産実行の過程において、同期モータの最適な作動状態を確保するため、同期モータの作動状態を監視し続ける必要がある。従来、電力システムの生産現場で、一般的に各メータにより同期モータの電流、電圧、パワーなどの関する電気量が表示され、特にパワー角度メータを利用して同期モータのパワー角度及び関する電気量を測定し、テレビ画面を介して同期モータの電気パワー角度ベクトル図を表示し（図６、図１５に示すように）、作動スタッフに直観的な電気ベクトル図を提供する。【０００３】  しかしながら、従来に用いられる各電気測定メータも欠点があり、突極同期モータの電気量と電気ベクトル図とが表示可能なパワー角度メータを例とすれば、このような同期モータのパワー角度メータの欠点が下記のようである。【０００４】  １、パワー角度メータは、同期モータの電気パワー角度ベクトル図のみが表示でき（図６に示すように）、同期モータの固定子と回転子との間の機械関係が直接に表示されることができない。【０００５】  ２、このようなパワー角度メータは、同期モータの電気パワー角度ベクトル図が表示し、同期モータの固定子アーマチュア電位、励磁電位、ジェネレーター端子電圧、及びパワー角度などの電気量を反映することができるが、同期モータの有効電力と無効電力の大きさ、及び同期モータの他の量の有効分量と無効分量の大きさは、最適的な線分により表示されることができない。【０００６】  ３、同期モータを監視／操作する各業種の専門者の要望を満足することができない。電力技術の発展につれて、大部分の発電所における発電ユニットは、プログラム総括制御が実現されたため、発電機の作動を監視／操作するための電気関係専門者は、別業種の専門者と比べて、占める比率は益々少なくなっていく。同期モータのパワー角度メータに表示される電気パワー角度ベクトル図は、電気関係専門者ではない人間にとって理解し難い。【０００７】  ４、このようなパワー角度メータは、同期モータの同期並列ネットワーク監視に用いられることができない。【０００８】  ５、このようなパワー角度メータは、同期モータの端部の磁気漏れの状況を表示することができない。
【発明の開示】
【０００９】  このような問題に鑑み、本発明は、複合パワー角度メータを用いて同期モータの作動状態を測定する方法を提供することを目的とする。当該方法により、電気と機械との両方から同期モータの各種の作動状態を直観的に反映可能であり、各業種の作業者が電気と機械との両方から同期モータの作動原理を弁証的に理解するために有利であり、同期モータの並列ネットワーク作動状態を機械化的に解析するために直観的なモデルを提供し、且つ同期モータ端部の合成磁気漏れ図を描画したことにより、作業者に、同期モータ端部の発熱状態を分析や監視するための画面を提供する。
【００１０】  上記目的を達成すべく、本発明によれば、
ａ．同期モータおよびシステムの各種の電気信号を取得し、関する設備のデジタル信号を取得するステップと、
ｂ．複合パワー角度メータ内部のデータ採集部を介して、前記電気信号をデジタル信号に変換し、獲得されたデジタル信号をホストコンピュータに入力するステップと、
ｃ．キーボードとマウスを利用して、関するパラメータ又はコマンドをホストコンピュータに入力するステップと、
ｄ．コンピュータにより、関するデータに対してプログラムによる処理が行なわれ、計算プログラムで演算され、関する点の座標および関するデータを取得して、且つその結果を成像プログラムに入力するステップと、
ｅ．コンピュータは、主な点の座標および演算結果を利用して、成像プログラムによる処理を介して、同期モータの各種の電気及び機械モデル図を描画し、モータのパラメータによって変化する動的な複合パワー角度図がディスプレーにより表示され、且つ、アラームの機能が実行されるステップと、
ｆ．コンピュータは、主な点の座標および演算結果を利用して、成像プログラムによる処理を介して、同期モータ端部合成磁気漏れ図を描画し、モータのパラメータによって変化する同期モータ端部合成磁気漏れ図がディスプレーにより表示され、且つ、アラームの機能が実行されるステップと、
を備えることを特徴とする複合パワー角度メータを用いて同期モータの作動状態を測定する方法という技術案が採用される。
【００１１】  本発明における複合パワー角度メータを用いて同期モータの作動状態を測定する方法において、プログラムによる処理は、成像プログラムと計算プログラムと、２部分を含み、成像プログラムによる処理において、画像座標の作成と成像が含まれ、計算プログラムによる処理において、パラメータの確定と、パラメータの計算と、アラームとが含まれる。
【００１２】  本発明により、前記のような技術案、即ち、複合パワー角度メータを利用して同期モータの固定子電圧、電流信号と、励磁電圧、電流信号と、励磁調節信号及びシステム電圧信号とをリアルタイムに取得し、そのうちのコントロールプログラムを実行して、同期モータの関するパラメータをリアルタイムに計算し、同期モータの各種の特性の電気と機械モデル図を描画し、同期モータ端部合成磁気漏れ図を描画してディスプレーにより表示される技術案が提供される。従って、従来の同期モータのパワー角度メータを用いて同期モータの作動状態を測定する方法と比べると、本発明が下記のような利点を備える。
【００１３】  １、本発明は、電気と機械との両方から直観的に同期モータの作動状態が反映可能である。本発明により、同期モータの電気パワー角度ベクトル図が表示されるのみならず、同期モータの複合パワー角度図と、モータ機械モデル図と、モータ機械モデル概要図と、モータ同期複合パワー角度図とが表示される。従来のパワー角度メータに表示される図形により、同期モータ回転子と固定子剛体、同期モータ回転子、固定子レバー、ばねなどの機械モデルが増加された。
【００１４】  ２、電気ベクトル図と比べて、本発明により同期モータの作動状態を測定して描画した同期モータ複合パワー角度図は、同期モータの機械モデル図が加えられ、ＥｑＭとＥｄＭとの補助線が増加された。従来のベクトル図と比べて、同期モータのパワー分配と、固定子電圧の有効分量、無効分量と、固定子電流の有効分量、無効分量と、ばねの引張力の有効分量、無効分量と、を更に容易に発見でき、励磁調節信号の変化量も表示可能である。
【００１５】  ３、本発明の複合パワー角度メータを利用してモータの作動状態を測定して描画したモータの作動状態図は、各業種の作業者が電気と機械との両方から同期モータの動作原理を弁証的に理解するために有利であり、同期モータの並列ネットワーク作動状態を機械化的に解析するために直観的なモデルを提供し、同期モータの励磁特性解析、励磁デバッグ、同期並列ネットワーク、作動監視、コントロールなどの作業の有効な手段となる。
【００１６】  ４、本発明を利用して描画した同期モータの同期パワー角度図は、同期モータの同期並列ネットワーク監視に用いられる。
【００１７】  ５、本発明を利用して描画した同期モータ端部合成磁気漏れ図により、同期モータ端部の発熱状況を分析し監視することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  図１に示すように、本発明の複合パワー角度メータは、データ採集部１及びコンピュータ設備２からなる。データ採集部１は、Ｉ／Ｖ変換回路とＡＤ変換チップとを有し、同期モータに関する各種の電気信号を採集し、且つ、それをデジタル信号に変換してコンピュータ２に転送する機能を持つ電気信号採集と、関する設備のデジタル信号を採集してコンピュータ２に転送するデジタル信号採集とを備える。ホストコンピュータ２には、図形成像プログラムと計算プログラムが記憶されておき、ホストコンピュータ２は、取得された同期モータに関するパラメータに基づき計算プログラムによって演算し、図形の関する点の座標及び関するデータを獲得し、さらにその結果を成像プログラムに入力して、コンピュータは、その主な点の座標及び演算結果に基づき、前記成像プログラムの処理によって、モータのパラメータにつれて変化する、同期モータの作動状態を示すための電気と機械モデル図、ダイナミック複合パワー角度図、同期モータの端部合成磁気漏れ図をコンピュータのディスプレーで表示し、且つアラーム機能を実行する。【００１９】  図２に示すように、本発明の複合パワー角度メータは、導線を介して電力システムにおける測定手段に接続し、表１に挙げられた同期モータ及び電力システムにおける測定手段（即ち、変換器）に出力された電気信号を受信し、電力システムは、使用可能なデジタル信号が提供可能である場合、対応する電気信号採集回路が省略可能で、デジタル信号の採集により、対応するパラメータが獲得できる。【００２０】
【表１】
2007538225.tif 000003
【００２１】  複合パワー角度メータの電気信号データ採集部に行われる作業は主に下記の三つのステップに分けている。【００２２】  １、各種の電気量変換器を介して、モータの信号を受信し、且つ各信号を０−±２０ｍＡのアナログ電流信号に変換する。【００２３】  ２、Ｉ／Ｖ変換回路により、電気量変換器に出力された電流信号を０−±５Ｖの電圧信号に変換する。【００２４】  ３、０−±５Ｖの電圧信号をインターフェースカードに入力し、Ａ／Ｄ変換によりデジタル信号に変換してマイクロコンピュータの内部記憶装置まで送信する。図３により、変換器に出力される電流信号が抵抗Ｒ１、Ｒ２を流れると、Ｒ２における０−±５Ｖの電圧信号をＡ／Ｄ変換手段まで転送するようなＩ／Ｖ変換回路の作業原理が示された。【００２５】  ４、図４によりデータ採集システムのＡ／Ｄ変換手段の作業原理図が示されたが、その主な技術条件は、下記の内容を含む。即ち、
ａ、同時点のジェネレーター端子電圧とシステム電圧との瞬時値を取得し、マイクロコンピュータの内部記憶装置に入力して計算する必要がある。【００２６】  即ち、データ採集システムのＡ／Ｄ変換手段は、同時点のジェネレーター端子三相瞬時線
2007538225.tif 000004
マイクロコンピュータにより各群の瞬時電圧に対して計算する必要がある。【００２７】  ｂ、Ａ／Ｄ変換手段は、充分な信号が採集可能であり、余分な採集点は、臨時増加採集量として予備しておく。【００２８】  複合パワー角度メータは、複合パワー角度メータに入力された各種の電気信号に対して、Ａ／Ｄチップにより、電気信号のデジタル化変換がされ、デジタル化された各種の信号をシリアルポート又はパラレルポートを介してホストコンピュータに入力し、ホストコンピュータにより、入力された信号に対して計算プログラムと成像プログラムによる処理を行なって、同期モータの作動状態を示す図形を描画する。【００２９】  他の設備から必要な計算量が取得可能な場合、その電気量採集回路と計算プログラムを省略することができる。【００３０】  本発明の複合パワー角度メータを用いて同期モータの作動状態を測定する方法は、下記のようである。即ち、
１、同期モータの固定子電圧及び電流信号、励磁電圧及び電流信号、励磁調節信号、システム電圧及び電流信号、同期モータの出口スイッチ及びその励磁回路のスイッチ状態信号を獲得し、
２、データ採集部を介して、関するデジタル信号と電気信号を受信して、電気信号のデジタル化変換をし、獲得されたデジタル信号をホストコンピュータに入力し、
３、キーボードとマウスを利用して、関するパラメータ又はコマンドをホストコンピュータに入力し、
４、ホストコンピュータは、モータの関する作動パラメータに対して演算し、関するデータに対して計算プログラムによる処理を行い、プログラムによる処理を経って、取得されたデータを成像プログラムに入力させ、主な点の瞬時座標を確定し、
５、ホストコンピュータは、主な点の座標を利用して、成像プログラムによる処理を行なって、同期モータの各種の電気と機械のモデル図が描画され、モータのパラメータにつれて変化する同期モータのダイナミック複合パワー角度図と同期モータのジェネレーター端子合成磁気漏れ図がディスプレーに表示される。【００３１】  同期モータは、モータ回転子の形状によって、突極同期モータと非突極同期モータと、２種に区別されるため、同期モータの複合パワー角度メータも、モータの種類によって、突極同期モータの複合パワー角度メータと非突極同期モータの複合パワー角度メータとに区別される。【００３２】  以下、異なる類型の同期モータを結合して、複合パワー角度メータを用いてどのように異なる類型のモータに対して測定するかの方法を詳しく説明する。【００３３】  （一）複合パワー角度メータを用いて突極同期モータの作動状態を測定する方法。【００３４】  １、複合パワー角度メータの外部連接線を介して、同期モータの固定子電圧及び電流信号、励磁電圧及び電流信号、励磁調節信号、システム電圧信号、同期モータの出口スイッチ及びその励磁回路のスイッチ状態信号を獲得する。【００３５】  ２、複合パワー角度メータのデータ採集部のＡ／Ｄ変換チップを介して、前記関する電気信号をデジタル信号に変換する。このようなチップにより変換されたデジタル信号は、受信されたデジタル信号とともに、シリアルポート又はパラレルポートを介してホストコンピュータに入力され、マイクロコンピュータにより、入力された信号をプログラムによる処理をする。【００３６】  ３、キーボードとマウスを利用して、ホストコンピュータへ関するパラメータ又はコマンドを入力する。【００３７】  ４、ホストコンピュータを利用して、前記データをプログラムによる処理をする。【００３８】  前記プログラムによる処理は、成像プログラムと計算プログラムとの両部分を含む。要領は下記のようである。【００３９】  １）成像プログラムの要領
▲１▼画像座標の作成
突極同期モータの複合パワー角度メータは、図５に示すような突極同期モータの複合パワー角度図と、図６に示すような突極同期モータの複合パワー角度図の分図Ｉである電気パワー角度ベクトル図と、図７に示すような突極同期モータの複合パワー角度図の分図ＩＩであるモータ機械モデル図と、図８に示すような突極同期モータの複合パワー角度図の分図ＩＩＩであるモータ機械モデル概要図と、図９に示すような突極同期モータの複合パワー角度図の分図ＩＶである同期複合パワー角度図と、図２０に示すような突極同期モータのジェネレーター端子合成磁気漏れ図と、合せて６種の図形が表示される。図１０に示すように、図５、図６、図７、図８、図９に基づき、求めようとするデータを利用して座標モデルを作成する。図２１に示すように、図２０に基き、求めようとするデータを利用して座標モデルを作成する。【００４０】  図５における座標点の文字の下付きが０で、図６における座標点の文字の下付きが１で、図７における座標点の文字の下付きが２と３とで、図８における座標点の文字の下付きが４で、図９における座標点の文字の下付きが５で、図２０における座標点の文字の下付きが２０で、それぞれ示される。各点の座標の求めようとする量は下記のようである。【００４１】  図５：Ａ０（ａ，ｂ）  Ｂ０（ｃ，ｄ）  Ｃ０（ｅ，０）  Ｄ０（０，０）  Ｅ０（ｆ，ｇ）  Ｆ０（ｆ，０）  Ｇ０（ｃ，０）
図６：Ａ１（ａ，ｂ）  Ｃ１（ｅ，０）  Ｄ１（０，０）  Ｅ１（ｆ，ｇ）
2007538225.tif 000005
図８：Ａ４（ａ，ｂ）  Ｂ４（ｃ，ｄ）  Ｃ４（ｅ，０）  Ｄ４（０，０）  Ｅ４（ｆ，ｇ）
図９：Ａ５（ｈ，ｉ）  Ｃ５（ｊ，０）  Ｄ５（０，０）
図２０：Ｔ２０（０，０）  Ｘ２０（Ｘ１，Ｙ１）  Ｙ２０（Ｘ２，Ｙ２）  Ｚ２０（Ｘ３，Ｙ３）
ただし、図６に示すのは、電機学分野に称される突極同期モータのパワー角度ベクトル
2007538225.tif 000006
ル頂点の平面座標と相同し、点Ｃ０（ｅ，０）、Ｃ１（ｅ，０）、Ｃ４（ｅ，０）は、図６に示す同期モータのジ
2007538225.tif 000007
、Ｄ４（０，０）は、図６に示す同期モータのパワー角度ベクトル頂点０の平面座標と相同し、点
2007538225.tif 000008
ベクトル頂点の平面座標値の半分でり、点Ａ５と点Ｄ５との間の距離は、同期時の同期モータのジェネレーター端子電圧であり、点Ｃ５と点Ｄ５との間の距離は、同期時のシステム電圧であり、図９に示す角ｄは、同期時の同期モータ電圧とシステム電圧との間の位相角差である。【００４２】  ▲２▼成像の要領
ａ）各図の座標点は、本図のみと組合せ、本図のみで成像し、画像がスムーズに移動し、同期モータの固定子電流は零でなければ、図５の画像が図９の画像に取って代わる。【００４３】  ｂ）同期モータの回転子剛体の軸心
2007538225.tif 000009
長さを半径として、白い円を描く。【００４４】  ｃ）同期モータの回転子剛体
2007538225.tif 000010
長さを半径とし、回転子剛体の円と回転子剛体軸心の円と交わっている部分は依然に白色であり、他の部分は、紺色で表れる。【００４５】  ｄ）同期モータの回転子のレバー
レバーが紺色（回転子剛体と同じ色）で、線幅が軸心の円の直径と同じであり、回転子のレバーがＴ型のレバーである場合、図５、図８、図９におけるＴ型レバーの頂部横ロッドは、長さが同期モータの定格作動時の線分Ｄ０Ｃ０の２倍であるとともに、中心に置かれ、レバーと回転子の軸心と交わっている部分は、依然に白色であり、図７におけるＴ型レバーの頂部横ロッドは、長さが同期モータの定格作動時の線分Ｄ２Ｃ２の２倍であるとともに、中心に置かれる。レバーと回転子の軸心と交わっている部分は、依然に白色である。頂部横ロッドの長さの半分は、それぞれの図内の線分Ｃ０Ｅ０、Ｃ２Ｅ２、Ｃ４Ｅ４の長さの以上である。【００４６】  点Ｄ０と点Ａ０との間、点Ａ３と点Ａ２との間、点Ｄ４と点Ａ４との間、点Ｄ５と点Ａ５との間が、レバーにより接続されている。【００４７】  ｅ）固定子剛体
2007538225.tif 000011
画く。該円は、回転子剛体円、回転子軸心円及び回転子のレバーと重合している部分以外の部分は、フレンチグレイで表される。【００４８】  点Ｃ０と点Ｄ０との間、点Ｃ４と点Ｄ４との間、点Ｃ５と点Ｄ５との間が、それぞれ細い実線により接続され、両側において、同期モータの定格作動時の線分Ｃ０Ｄ０の１／２の長さでそれぞれ延伸され、回転子剛体円及び回転子軸心円と交わっている部分が破線で表され、その下に平行な細くて短い斜線でシャドーマークとされる一方、回転子剛体円と回転子軸心円の部分はシャドーマークとされない。【００４９】  ｆ）固定子のレバー
点Ｃ２と点Ｃ３との間が固定子のレバーで表示され、固定子のレバーの太さが回転子のレバーと相同であり、色が固定子剛体円と同じ、回転子剛体円及び軸心円と交わっている部分も回転子剛体円及び軸心円の色と同じようにされる。【００５０】  点Ｃ０と点Ｄ０との間、点Ｃ４と点Ｄ４との間、点Ｃ５と点Ｄ５との間に、幅が軸心円の半径に相当する黒くて太い線分で接続して、レバーとして表され、回転子軸心円及び回転子剛体円と交わっている部分が細い破線で表れる。【００５１】  ｇ）ばね
黒色であり、形の描画が真に迫り、ばねの伸縮につれて、伸縮らしい視覚的な効果を持ち、ばねとレバーとの間に明らかな接続点があるべき。【００５２】  点Ｂ０と点Ｃ０との間、点Ｅ０と点Ｃ０との間、点Ｂ２と点Ｃ２との間、点Ｅ２と点Ｃ２との間、点Ｂ３と点Ｃ３との間、点Ｅ３と点Ｃ３との間、点Ｂ４と点Ｃ４との間、点Ｅ４と点Ｃ４との間は、ばねにより接続される。【００５３】  ｈ）ばねとレバーとの間の接続点
白い円で表れ、該円の直径がレバーの直径より若干小さく、レバーとばねの軸心に置かれ、ばねとの間に明らかな接続視覚を有する。レバーの頂端において接続点と表れる円の円心は、レバーの両端までの距離が、レバー端部までの距離と相同である。【００５４】  ｉ）線分
点Ｅ０と点Ｆ０との間、点Ｂ０と点Ｇ０との間、点Ｃ０と点Ｇ０との間が、細くて黒い線分により接続される。【００５５】  ｊ）ベクトル
点Ｄ１と点Ａ１との間が、矢印を付けた線分で表れ、該矢印が点Ａ１に向かい、点Ｅ１と点Ａ１との間が、矢印を付けた線分で表れ、該矢印が点Ａ１に向かい、点Ｃ１と点Ｅ１との間が、矢印を付けた線分で表れ、該矢印が点Ｅ１に向かい、点Ｄ１と点Ｃ１との間が、矢印を付けた線分で表れ、該矢印が点Ｃ１に向かう。線分Ｅ１Ａ１が線分Ｄ１Ａ１の下に位置する。点Ｔ２０と点Ｘ２０との間が、矢印を付けた黒くて太い線分で表れ、該矢印が点Ｘ２０に向かい、点Ｔ２０と点Ｙ２０との間が、矢印を付けた黒くて太い線分で表れ、該矢印が点Ｙ２０に向かい、点Ｔ２０と点Ｚ２０との間が、矢印を付けたカラー色の太い線分で表れ、該矢印が点Ｚ２０に向かい、点Ｘ２０と点Ｚ２０との間、点Ｙ２０と点Ｚ２０との間が黒くて細い破線で表れる。【００５６】  ｋ）座標点のマーク
点Ａ０に「Ｅ０」を、点Ｂ０に「Ｅｄ」を、点Ｃ０に「Ｕ」を、点Ｄ０に「０」を、点Ｅ０に「Ｅｑ」を、点Ｆ０に「Ｍ」を、点Ｇ０に「Ｎ」を付ける。【００５７】
2007538225.tif 000012
【００５８】
2007538225.tif 000013
」を付ける。【００５９】
2007538225.tif 000014
」を、点Ａ５に「Ｅ０」を、点Ｃ５に「Ｕ」を、点Ｄ５に「０」を付ける。【００６０】
2007538225.tif 000015
【００６１】  マークは、座標点の位置の移動にしたがって移動するが、各マーク及び対応する座標点との相対的な位置は変わらない。【００６２】  １）パワー角度のマーク
パワー角度として表す破線は、回転子中心を通して、レバーの軸心と重合し、その長さが同期モータの定格作動時の線分Ｃ０Ｄ０の長さの１／３を超えない。パワー角度の範囲内に「ｄ」を付け、パワー角度の両側のレバーの間に円弧で接続し、且つ、円弧の頂点は、レバーの位置変化にしたがって変化し、円弧の半径が回転子の剛体円の半径よりも大きく、円弧の円心が固定子の軸心と重合する。【００６３】  ｍ）励磁調節信号のマーク
二つの方法で表れる。【００６４】  （ａ）スナップ量算法に基づき、現在励磁電位に対するΔＥ０の百分比長さで、ΔＥ０がある所定値により大きければ、励磁電位のスナップ量を表示し、ΔＥ０が正数であれば、励磁レバーの頂部から回転子の軸心に向かって排列され、ΔＥ０が負数であれば、回転子の軸心から励磁電位の反対方向に沿って排列される。図５における表示ディスプレーに、各調節信号及びその色が表示される。【００６５】  （ｂ）調節量算法に基き、コンピュータが計算した結果、Ｅ０１、Ｅ０２  ．．．．．．  Ｅ０ｎの値で、図５に示すように、各調節量は、異なる色で、且つ占められる百分比長さで、図５に示すように、増加調節信号であれば、励磁レバーの頂部から回転子の軸心に向かって順次に緊密的に排列され、減少調節信号であれば、回転子の軸心から励磁電位の反対方向に沿って直線で順次に緊密的に排列される。図５における表示ディスプレーに各調節信号及びその色が表示される。【００６６】  ｎ）ＰＱ曲線のマーク
図１０において、同期モータのジェネレーター端子の発熱限界およびシステムに許容される同期モータの最大作動のパワー角度に基づき、点Ｍ０から点Ｎ０までの曲線を確定し、同期モータに許容される最大有効電力に基づき、Ｎ０Ｏ０の曲線を確定し、同期モータに許容される最大固定子磁束、最大固定子電流、最大固定子電位に基づき、Ｏ０Ｐ０の曲線を確定し、同期モータに許容される最大回転子磁束、最大回転子電流、最大回転子電圧に基づき、Ｐ０Ｑ０の曲線を確定する。点Ｍ０と点Ｑ０とは全て直線Ｄ０Ｇ０上に位置し、点Ｇ０と点Ｑ０との間が細い直線により接続される。曲線Ｍ０Ｎ０Ｏ０Ｐ０Ｑ０（直線分Ｍ０Ｑ０を含まない）は、太い実線により接続され、その色がユーザーニーズによって決定される。【００６７】  ｏ）合成磁気漏れ図のアラーム円
点Ｔ２０を原点として、同期モータの最大許容漏れ磁束を半径として円が描画され、該円がアラーム円であり、太いカラー線で表れた。【００６８】  Ｐ）同期画像の要求
点Ｄ５を円心として、線分Ｄ５Ａ５と線分Ｄ５Ｃ５とをそれぞれ半径として破線からなる円が描
2007538225.tif 000016
バーＤ５Ａ５の位置がはっきり見分け可能な場合、図９に示す図形により表れる。【００６９】  Ｑ）図７に示すような機械モデルは、動的に反時計回りに回転可能であり、ディスプレーマークモデルの回転数と実物の回転数との比例、即ち、回転数比が選択可能である。【００７０】  Ｒ）図形アラームの表示
各電気量または磁束がアラームする時、マークが赤くなってフレアし、マイクロコンピュータのスピーカーが鳴って、複合パワー角度図及びその分図の画面の対応する線分も赤くなってフレアする。アラームが解除される時、アラームマーク又は線分が赤いままでフレアしなくなる。各種の量がアラームする時、図１０に示すような対応するアラーム線分は、表２のようであり、且つ、相応的な複合パワー角度図又はその分図の対応する図形が赤いフレア光でアラームし、アラームが解除される時、アラーム図形が赤いままでフレアしなくなる。あるパラメータをマウスでクリックすると、表２を参照するように、図１０に示す対応する線分がアラーム色が表れ、且つ、相応的な複合パワー角度図又はその分図の対
2007538225.tif 000017
。【００７１】
【表２】
2007538225.tif 000018
【００７２】  ｓ）数字及びマークの表示画面
図１１に示すようなモータの一次図形を作成し、且つ、文字もマークするとともに、その文字の後に対応する数字量を表示し、実際値と単位法値（ｐｅｒ−ｕｎｉｔ  ｖａｌｕｅ）との切替が可能であり、アラームの時にマーク及び数字が赤くなってフレアするとともに、マイクロコンピュータのスピーカーが鳴って、アラーム解除の後、赤いままでフレアしなくなる。マークと数字との表示条件は、下記のようである。【００７３】  （ａ）同期モータが並列した後、即ち、モータの出口の遮断機ＤＬは、スイッチがオンに
2007538225.tif 000019
の遮断機ＤＬが青くなって、数字表示画面は、システム側の電圧（ＵｘａｂＵｘｂｃＵｘｃａ）及び周波数（ｆｘ）の文字マークと数字を表示しなく、他のマークと数字を表示する。【００７４】  （ｂ）同期モータが解列又は並列をした期間、即ち、モータの出口の遮断機ＤＬは、スイ
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モータの出口の遮断機ＤＬが白くマークして、すべてのマークと数字を表示する。【００７５】
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【００７６】  （ｅ）モータの出口の遮断機ＤＬはスイッチがオフにしたときに、同期モータの回転子の
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。【００７７】  前記成像要求に基づき、プログラムによる処理を介して、図５、図６、図７、図８、図９、図２０に示すような６種の図形が得られ、ユーザーニーズに従って、この６種の図形に対して組み合わせることができ、いずれかの組み合わせの画面が数字表示画面の図１１と組み合わせることができる。所定の図５、図７、図８、図９における同期モータの固定子と回転子の半径、固定子と回転子の軸心半径、レバーの太さ、ばねの接続点の半径の大きさに対して小範囲で調整可能であり、図５、図７、図８、図９に示すようなモデルを、各種の三次元機械モデルにすることが可能であり、ユーザーニーズに従ってモデルの色が調整可能である。【００７８】  ２）計算プログラムの要領
（１）パラメータの確定
所定のパラメータは、モータの固定子の漏洩抵抗Ｘσ（ポーシェリアクタンス）と、横軸同期リアクタンスＸｑと、同期モータ電圧、電流、周波数換算係数ＫＵ、ＫＩ、Ｋωと、システム電圧、周波数換算係数ＫＸＵ、ＫＸωと、有効、無効電力換算係数ＫＰ、ＫＱ、Ｋｍと、同期モータの励磁電圧及び作動、予備励磁電圧換算係数ＫＬ、ＫＧＬ、ＫＢＬと、同期モータの励磁電流及び作動、予備励磁電流換算係数Ｋｆ、ＫＧｆ、ＫＢｆと、逆相電圧換算係数ＫＦと、同期モータのジェネレーター端子電圧同期換算係数ＫＴ、ＫＮと、システム電圧同期換算係数ＫＸＴ、ＫＸＮと、励磁調節信号の電圧換算係数ＫＴＪと、漏れ磁束係数Ｋ１、Ｋ２とを含む。主なパラメータの許容範囲において、主なパラメータは、モータのジェネレーター端子電圧と、固定子電流と、励磁電圧と、励磁電流と、有効電力と、無効電力と、固定子磁束と、回転子磁束と、パワー角度と、システム電圧などを含む。モータの定格パラメータは、主にモータのジェネレーター端子電圧と、固定子電流と、励磁電圧と、励磁電流と、有効電力と、無効電力と、固定子磁束と、回転子磁束と、システム電圧などを含む。【００７９】  （２）パラメータの計算
ａ  Ｐｊ＝ＫＰＰ  ΣＰ＝ＫｍＰｊ
ｂ  Ｑｊ＝ＫＱＱ  ΣＱ＝ＫｍＱｊ
ｃ  Ｉａｊ＝ＫＩＩａ  Ｉｂｊ＝ＫＩＩｂ  Ｉｃｊ＝ＫＩＩｃ
ｄ  Ｕａｂｊ＝ＫＵＵａｂ  Ｕｂｃｊ＝ＫＵＵｂｃ  Ｕｃａｊ＝ＫＵＵｃａ
ｅ  Ｉｆ＝ＫｆｉＬ  ＩＧｆ＝ＫＧｆｉＧ  ＩＢｆ＝ＫＢｆｉＢＹ
ｆ  Ｆ＝Ｋωｆ  ＦＸ＝ＫＸωｆＸ
ｇ  ＵＦｊ＝ＫＦＵＦ
ｈ  Ｕｘａｂｊ＝ＫＸＵＵｘａｂ  Ｕｘｂｃｊ＝ＫＸＵＵｘｂｃ  Ｕｘｃａｊ＝ＫＸＵＵｘｃａ
ｉ  ｕＬｊ＝ＫＬｕＬ  ｕＧｊ＝ＫＧＬｕＧ  ｕＢｊ＝ＫＢＬｕＢ
（３）突極同期モータの直軸同期リアクタンスＸｄの確定
突極同期モータの直軸同期リアクタンスＸｄを確定するのは、下記のような二つの方法を含む。【００８０】  ａ、同期モータの通常作動におけるエアギャップ電位の値に基づき、直接に直軸同期リアクタンスＸｄを確定し、Ｘｄの値は変わらない。【００８１】  ｂ、同期モータのエアギャップ電位Ｅδと直軸同期リアクタンスＸｄとの関数関係に基づき、ＥδによってＸｄの値を確定する。【００８２】  ａ）図１２に示すような発電機の無負荷（Ｉａ＝０）と零力率（Ｉａ＝ＩＮ）の曲線、即ちＵ＝ｆ０（Ｉｆ）とＵ＝ｆＮ（Ｉｆ）の曲線を入力する。【００８３】  ｂ）同期モータのエアギャップ電位Ｅδと直軸同期リアクタンスＸｄとの関数関係を確定する。【００８４】  Ｕ＝ｆ０（Ｉｆ）とＵ＝ｆＮ（Ｉｆ）の曲線図に基づき、Ｉｆ１  Ｉｆ２  …  Ｉｆｎ個の励磁電流値を取って、零力率曲線によって、曲線Ｕ＝ｆＮ（Ｉｆ）におけるＩｆ１  Ｉｆ２  …  Ｉｆｎに対応する点Ｂ１  Ｂ２  ．．．  Ｂｎを確定し、それらの点Ｂ  Ｂ１  Ｂ２  ．．．  Ｂｎを通して、それぞれ点Ｃ  Ｃ１  Ｃ２  ．．．  Ｃｎで無負荷特性曲線Ｕ＝ｆ０（Ｉｆ）と交わっている全等特性三角形（ただし、ＣＤは横座標軸に垂直し、ＣＤ＝ＩＮ＊Ｘσ）をｎ個作り、点０と点Ｃ１とを接続した上で、その線分ＯＣ１を、点Ｂ１を通す、縦座標軸と平行する直線における点Ａ１まで延長する。同様のように、それぞれ点０と点Ｃ２とを、．．．、点０と点Ｃｎとを接続した上で、ＯＣ２．．．ＯＣｎを、縦座標軸と平行する、それぞれ点Ｂ２．．．Ｂｎを通す直線における点Ａ２．．．Ａｎまでそれぞれ延長する。【００８５】
2007538225.tif 000023
Ｘｄ１，Ｘｄ２，．．．Ｘｄｎとの関係に基づき、エアギャップ電位と飽和リアクタンスとの関係図を描画し、図１３に示すように、この曲線により関数Ｘｄ＝ｆ（Ｅｄ）が確定される。【００８６】  ｃ）Ｅδの求め
2007538225.tif 000024
ｄ）Ｅδを関数Ｘｄ＝ｆ（Ｅｄ）に代入して、Ｘｄを得る
（４）計算
2007538225.tif 000025
ｂ  Ｉｄ＝Ｉａｊｓｉｎ（δ＋ψ）
ｃ  Ｉａ＝Ｉａｊｃｏｓ（δ＋ψ）
ｄ  ａ＝（ｅ＊ｃｏｓδ＋Ｉｄ＊Ｘｄ）＊ｃｏｓδ
ｅ  ｂ＝（ｅ＊ｃｏｓδ＋Ｉｄ＊Ｘｄ）＊ｓｉｎδ
ｆ  ｃ＝ｅ＋Ｉｄ＊Ｘｄ＊ｃｏｓδ
ｇ  ｄ＝Ｉｄ＊Ｘｄ＊ｓｉｎδ
ｈ  ｆ＝ｅ＊ｃｏｓ２δ
2007538225.tif 000026
ｊ  励磁分量の計算
下記のように二つの方法を含む。【００８７】  （ａ）スナップ量算法
ある時刻から現在の時間ΔＴ内の同期モータの平均励磁電位をＳＥ０とするとともに、現在の励磁電位をＥ０とし、ΔＥ０＝Ｅ０−ＳＥ０のように設定すれば、ΔＴの値と励磁電位を採集する回数とが設定可能である。【００８８】  （ｂ）調節量算法
総合アンプの自動励磁調節総量がＳＵであり、各分量はそれぞれΔＵ＝ＫＴＪＵ１  Ｕ′＝ＫＴＪＵ２
2007538225.tif 000027
。【００８９】  ｋ  漏れ磁束座標の計算
Ｘ１＝Ｋ１ａ；Ｙ１＝Ｋ１ｂ；Ｘ２＝Ｋ２（ｆ−ａ）＋Ｋ３（ｃ−ａ）；Ｙ２＝Ｋ２（ｇ−ｂ）＋Ｋ３（ｄ−ｂ）；Ｘ３＝Ｘ１＋Ｘ２；Ｙ３＝Ｙ１＋Ｙ２
ｌ  磁束単位法値の計算
同期モータのある磁束は、周波数が定格値である時に、磁束の単位法値が対応する電圧の単位法値と同じように設定され、周波数と、電圧と、磁束との関係によって、モータの励磁磁束と、固定子の総磁束との単位法値を確定し、且つ数字で表示し、計算値を所定値に比べて、所定値により大きい場合、アラームする。【００９０】  ｍ  ニーズによる各量の単位法値の計算
（５）同期並列又は解列をした時、即ち、Ｉａ＝ｂ＝Ｉｃ＝０の場合に、マイクロコンピュータに入力された各群の同期モータの電圧とシステム電圧とに対して、下記のような計算を行い、
2007538225.tif 000028
、．．．、ｎ番目のδｘの値であり、且つ、次の測定値が入力されると、一番目のδ１を捨て、再び次の測定値が入力されと、二番目のδ２の値を捨て、このように繰返して、時間及び値ｎが設定可能である。）
2007538225.tif 000029
ｈ  ｊ＝ＫＸＮＵｘａｂｊ
（６）各電気量を各所定値に比べて、所定値により大きい場合、アラームする。【００９１】  （二）非突極同期モータの複合パワー角度メータを用いて非突極同期モータの作動状態を測定する方法
１、複合パワー角度メータの外部接続線を介して、同期モータの固定子電圧及び電流信号、励磁電圧及び電流信号、励磁調節信号、システム電圧信号、同期モータの出口スイッチ及びその励磁回路スイッチの状態信号を獲得する。【００９２】  ２、複合パワー角度メータのデータ採集部のＡ／Ｄ変換チップを利用し、前記関する電気信号をデジタル信号に変換する。このようなチップにより変換されたデジタル信号は、受信されたデジタル信号とともに、シリアルポート又はパラレルポートを介してホストコンピュータに入力し、マイクロコンピュータにより、入力された信号に対してプログラムによる処理を行なう。【００９３】  ３、キーボードとマウスを利用し、関するパラメータ又はコマンドをホストコンピュータに入力する。【００９４】  ４、ホストコンピュータを利用し、前記データに対してプログラムによる処理を行なう。【００９５】  前記プログラムによる処理は、成像プログラムと計算プログラムとの両部分が含まれる。要領は、下記のようである。【００９６】  １）成像プログラムの要領
▲１▼画像座標の作成
非突極同期モータの複合パワー角度メータは、図１４に示すような非突極同期モータの複合パワー角度図と、図１５に示すような非突極同期モータの複合パワー角度図の分図Ｉである電気パワー角度ベクトル図と、図１６に示すような非突極同期モータの複合パワー角度図の分図ＩＩであるモータ機械モデル図と、図１７に示すような非突極同期モータの複合パワー角度図の分図ＩＩＩであるモータ機械モデル概要図と、図１８に示すような非突極同期モータの複合パワー角度図の分図ＩＶである同期複合パワー角度図と、図２２に示すような非突極同期モータのジェネレーター端子合成磁気漏れ図と、合せて５種の図形が表示される。図１９に示すように、前記の各図の共同特徴に基き、求めようとするデータを利用して座標モデルを作成する。図２３に示すように、図２２の特徴に基づき、求めようとするデータを利用して座標モデルを作成する。図１４における座標点の文字の下付きは１０で、図１５における座標点の文字の下付きは１１で、図１６における座標点の文字の下付きは１２と１３とで、図１７における座標点の文字の下付きは１４で、図１８における座標点の文字の下付きは１５で、図２２における座標点の文字の下付きは２２で、それぞれ表れる。各点の座標用の求めようとする量は下記のようである。【００９７】  図１４：Ａ１０（ａ，ｂ）  Ｃ１０（ｅ，０）  Ｄ１０（０，０）  Ｇ１０（ａ，０）
図１５：Ａ１１（ａ，ｂ）  Ｃ１１（ｅ，０）  Ｄ１１（０，０）
2007538225.tif 000030
図１７：Ａ１４（ａ，ｂ）  Ｃ１４（ｅ，０）  Ｄ１４（０，０）
図１８：Ａ１５（ｈ，ｉ）  Ｃ１５（ｊ，０）  Ｄ１５（０，０）
図２２：Ｔ２２（０，０）  Ｘ２２（Ｘ１，Ｙ１）  Ｘ２３（Ｘ２，Ｙ２）  Ｚ２２（Ｘ３，Ｘ３）
ただし、図１５に示すのは、電機学分野に称される非突極同期モータのパワー角度ベクトル図であって、点Ａ１０（ａ，ｂ）、Ａ１１（ａ，ｂ）、Ａ１４（ａ，ｂ）は図１５に示すような同期モータの励磁電位
2007538225.tif 000031
、点Ｄ１０（０，０）、Ｄ１１（０，０）、Ｄ１２（０，０）、Ｄ１４（０，０）は、図１５に示すような同期モータのパワー角度
2007538225.tif 000032
値の半分であり、点Ａ１５と点Ｄ１５との間の距離は、同期時の同期モータのジェネレーター端子電圧であり、点Ｃ１５と点Ｄ１５との間の距離は、同期時のシステム電圧であり、図１８に示すような角ｄは、同期時の同期モータ電圧とシステム電圧との間の位相角差である。【００９８】  ▲２▼成像の要領
ａ）各図の座標点は、本図のみと組合せ、本図のみで成像し、画像がスムーズに移動し、同期モータの固定子電流は零でなければ、図１４の画像が図１７の画像に取って代わる。【００９９】  ｂ）同期モータの回転子剛体の軸心
2007538225.tif 000033
の長さを半径として、白い円を描く。【０１００】  ｃ）同期モータの回転子剛体
2007538225.tif 000034
の長さを半径として円を描く。回転子剛体の円と回転子剛体軸心の円と交わっている部分は、依然に白色であり、他の部分は、紺色で表れる。【０１０１】  ｄ）同期モータの回転子レバー
レバーが青色（回転子剛体と同じ色）であり、線の太さが軸心の円の直径と同じ、レバーと回転子の軸心と交わっている部分は、依然に白色である。【０１０２】  点Ｄ１０と点Ａ１０との間、点Ａ１２と点Ａ１３との間、点Ａ１４と点Ｄ１４との間、点Ａ１５と点Ｄ１５との間が、レバーにより接続されている。【０１０３】  ｅ）固定子剛体
2007538225.tif 000035
を描画する。該円は、回転子剛体円、回転子軸心円及び回転子レバーと重合する部分以外の部分は、フレンチグレイで表される。【０１０４】  点Ｃ１０と点Ｄ１０との間、点Ｃ１４と点Ｄ１４との間、点Ｃ１５と点Ｄ１５との間が、細い実線により接続され、両側において同期モータの定格作動時の線分Ｃ１０Ｄ１０の半分の長さでそれぞれ延長され、回転子剛体円及び回転子軸心円と交わっている部分が破線で表され、その下に平行で細くて短い斜線でシャドーマークとされる一方、回転子剛体円と回転子軸心円の部分はシャドーマークとされない。【０１０５】  ｆ）固定子レバー
点Ｃ１２と点Ｃ１３との間が固定子レバーで表れ、固定子レバーの太さが回転子レバーと相同で、色が固定子剛体と同じ、回転子剛体円及び軸心円と交わっている部分は、依然に回転子剛体円及び軸心円の色で表れる。【０１０６】  点Ｃ１０と点Ｄ１０との間、点Ｃ１４と点Ｄ１４との間、点Ｃ１５と点Ｄ１５との間に、幅が軸心円の半径に相当する黒くて太い線分で接続して、レバーとして表され、回転子剛体円及び回転子軸心円と交わっている部分が細い破線で表れる。【０１０７】  ｇ）ばね
黒色であり、形の描画が真に迫り、ばねの伸縮につれて、伸縮らしい視覚的な効果を持ち、ばねとレバーとの間に明らかな接続点があるべき。【０１０８】  点Ａ１０と点Ｃ１０との間、点Ａ１２と点Ｃ１２との間、点Ａ１３と点Ｃ１３との間、点Ａ１４と点Ｃ１４との間が、ばねにより接続される。【０１０９】  ｈ）ばねとレバーとの間の接続点
白い円で表れ、該円の直径がレバーの直径より若干小さく、レバーとばねの軸心に置かれ、ばねとの間に明らかな接続視覚を有する。レバーの頂端において接続点と表れる円の円心は、レバーの両端までの距離が、レバー端部までの距離と相同である。【０１１０】  ｉ）線分
点Ａ１０と点Ｇ１０との間、点Ｃ１０と点Ｇ１０との間が、細くて黒い線分で接続される。【０１１１】  ｊ）ベクトル
点Ｄ１１と点Ａ１１との間が、矢印を付けた線分で表れ、該矢印が点Ａ１１に向かい、点Ｄ１１と点Ｃ１１との間が、矢印を付けた線分で表れ、該矢印が点Ｃ１１に向かい、点Ｃ１１と点Ａ１１との間が、矢印を付けた線分で表れ、該矢印が点Ｃ１１に向かう。点Ｔ２２と点Ｘ２２との間が、矢印を付けた黒くて太い線分で表れ、該矢印が点Ｘ２２に向かい、点Ｔ２２と点Ｙ２２との間が、矢印を付けた黒くて太い線分で表れ、該矢印が点Ｙ２２に向かい、点Ｔ２２と点Ｚ２２との間が、矢印を付けたカラーの太い線分で表れ、該矢印が点Ｚ２２に向かい、点Ｘ２２と点Ｚ２２との間、点Ｙ２２と点Ｚ２２との間が、黒くて細い破線分で表れる。【０１１２】  ｋ）座標点のマーク
点Ａ１０に「Ｅ０」を、点Ｃ１０に「Ｕ」を、点Ｄ１０に「０」を、点Ｇ１０に「Ｍ」を、それぞれ付ける。【０１１３】
2007538225.tif 000036
ぞれ付ける。【０１１４】
2007538225.tif 000037
【０１１５】
2007538225.tif 000038
【０１１６】  点Ａ１５に「Ｅ０」を、点Ｃ１５に「Ｕ」を、点Ｄ１５に「０」を、それぞれ付ける。【０１１７】
2007538225.tif 000039
」を、それぞれ付ける。【０１１８】  マークは、座標点の位置の移動につれて移動するが、各マークと対応する座標点との相対位置は変わらない。【０１１９】  ｌ）パワー角度のマーク
パワー角度として表す破線は、回転子中心を通して、レバーの軸心と重合し、その長さが同期モータの定格作動時の線分Ｃ１０Ｄ１０の長さの１／３を超えない。パワー角度の範囲内に「ｄ」を付け、パワー角度の両側のレバーの間に円弧で接続し、且つ、円弧の頂点は、レバーの位置変化にしたがって変化し、円弧の半径が回転子の剛体円の半径よりも大きく、円弧の円心が固定子の軸心と重合する。【０１２０】  ｍ）励磁調節信号のマーク
二つの方法で表れる。【０１２１】  （ａ）スナップ量算法に基づき、現在励磁電位に対するΔＥ０の百分比長さで、ΔＥ０がある所定値により大きければ、励磁電位のスナップ量を表示し、ΔＥ０が正数であれば、励磁レバーの頂部から回転子の軸心に向かって排列され、ΔＥ０が負数であれば、回転子の軸心から励磁電位の反対方向に沿って排列される。図１４における表示ディスプレーに、各調節信号及びその色が表示される。【０１２２】  （ｂ）調節量算法に基き、コンピュータが計算した結果により、Ｅ０１、Ｅ０２  ．．．．．．  Ｅ０ｎの値で、図５に示すように、各調節量は、異なる色で、且つ占められる百分比長さで、図１４に示すように、増加調節信号であれば、励磁レバーの頂部から回転子の軸心に向かって順次に緊密的に排列され、減少調節信号であれば、回転子の軸心から励磁電位の反対方向に沿って直線で順次に緊密的に排列される。図１４における表示ディスプレーに各調節信号及びその色が表示される。【０１２３】  ｎ）ＰＱ曲線のマーク
同期モータのジェネレーター端子の発熱限界およびシステムに許容される同期モータの最大作動のパワー角度に基づき、点Ｍ１０から点Ｎ１０までの曲線を確定し、同期モータに許容される最大有効電力に基づき、Ｎ１０Ｏ１０の曲線を確定し、同期モータに許容される最大固定子磁束、最大固定子電流、最大固定子電位に基づき、Ｏ１０Ｐ１０の曲線を確定し、同期モータに許容される最大回転子磁束、最大回転子電流、最大回転子電圧に基づき、Ｐ１０Ｑ１０の曲線を確定する。点Ｍ１０と点Ｑ１０とは全て直線Ｄ１０Ｇ１０上に位置し、点Ｇ１０と点Ｑ１０との間が細い直線により接続される。曲線Ｍ１０Ｎ１０Ｏ１０Ｐ１０Ｑ１０（直線分Ｍ１０Ｑ１０を含まない）は、太い実線により接続され、その色がユーザーニーズによって決定される。【０１２４】  ｏ）合成磁気漏れ図のアラーム円
点Ｔ２２を原点として、同期モータの最大許容漏れ磁束を半径として円が描画され、該円がアラーム円であり、太いカラー線で表れた。【０１２５】  ｐ）同期画像の要求
点Ｄ１５を円心として、線分Ｄ１５Ａ１５と線分Ｄ１５Ｃ１５とをそれぞれ半径として破線からなる円
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く、レバーＤ１５Ａ１５の位置がはっきり見分け可能な場合、図１８に示す図形により表れる。【０１２６】  ｑ）図１６に示すような機械モデルは、動的に反時計回りに回転可能であり、ディスプレーマークモデルの回転数と実物の回転数との比例、即ち、回転数比が選択可能である。【０１２７】  ｒ）図形アラームの表示
各電気量または磁束がアラームする時、マークが赤くなってフレアし、マイクロコンピュータのスピーカーが鳴って、複合パワー角度図及びその分図の画面の対応する線分も赤くなってフレアする。アラームが解除される時、アラームマーク及び線分が赤いままでフレアしなくなる。各種の量がアラームする時、図１９に示すような対応するアラーム線分は、表３のようであり、且つ、相応的な複合パワー角度図又はその分図の対応する図形が赤いフレア光でアラームし、アラームが解除される時、アラーム図形が赤いままでフレアしなくなる。あるパラメータをマウスでクリックすると、表３を参照するように、図１９に示す対応する線分がアラーム色が表れ、且つ、相応的な複合パワー角度図又はその分図の対
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。【０１２８】
【表３】
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【０１２９】  ｓ）数字及びマークの表示画面
図１１に示すようなモータの一次図形を作成し、且つ、文字もマークするとともに、その文字の後に対応する数字量を表示し、実際値と単位法値（ｐｅｒ−ｕｎｉｔ  ｖａｌｕｅ）との切替が可能であり、アラームの時にマーク及び数字が赤くなってフレアするとともに、マイクロコンピュータのスピーカーが鳴って、アラーム解除の後、赤いままでフレアしなくなる。マークと数字との表示条件は、下記のようである。【０１３０】  （ａ）同期モータが並列した後、即ち、モータの出口の遮断機ＤＬは、スイッチがオンに
2007538225.tif 000044
の遮断機ＤＬが青くなって、数字表示画面は、システム側の電圧（ＵｘａｂＵｘｂｃＵｘｃａ）及び周波数（ｆｘ）の文字マークと数字を表示しなく、他のマークと数字を表示する。【０１３１】  （ｂ）同期モータが解列又は並列をした期間、即ち、モータの出口の遮断機ＤＬは、スイ
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モータの出口の遮断機ＤＬが白くマークして、すべてのマークと数字を表示する。【０１３２】
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【０１３３】  （ｅ）モータの出口の遮断機ＤＬはスイッチがオフにしたときに、同期モータの回転子の
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。【０１３４】  前記成像要求に基づき、プログラムによる処理を介して、図１４、図１５、図１６、図１７、図１８、図２２に示すような６種の図形が得られ、ユーザーニーズに従って、この６種の図形に対して組み合わせることができ、組み合わせの図形のいずれかの画面が数字表示画面の図１１と組み合わせることができる。所定の図１４、図１６、図１７、図１８における同期モータの固定子と回転子の半径、固定子と回転子の軸心半径、レバーの太さ、ばねの接続点の半径の大きさに対して小範囲で調整可能であり、図１４、図１６、図１７、図１８に示すようなモデルを、各種の三次元機械モデルにすることが可能であり、ユーザーニーズに従ってモデルの色が調整可能である。【０１３５】  ２）計算プログラムの要領
（１）パラメータの確定
所定パラメータは、モータ固定子の漏洩抵抗Ｘσと、同期モータ電圧、電流、周波数換算係数ＫＵ、ＫＩ、Ｋωと、システム電圧、周波数換算係数ＫＸＵ、ＫＸωと、有効、無効電力換算係数ＫＰ、ＫＱ、Ｋｍと、同期モータの励磁電圧及び作動、予備励磁電圧換算係数ＫＬ、ＫＧＬ、ＫＢＬと、同期モータの励磁電流及び作動、予備励磁電流換算係数Ｋｆ、ＫＧｆ、ＫＢｆと、同期モータの計算係数ｍと、逆相電圧換算係数ＫＦと、同期モータのジェネレーター端子電圧同期換算係数ＫＴ、ＫＮ、システム電圧同期換算係数ＫＸＴ、ＫＸＮと、励磁調節信号の電圧換算係数ＫＴＪと、漏れ磁束係数Ｋ１、Ｋ２とを含む。主なパラメータの許容範囲において、主なパラメータは、モータのジェネレーター端子電圧と、固定子電流と、励磁電圧と、励磁電流と、有効電力と、無効電力と、固定子磁束と、回転子磁束と、パワー角度と、システム電圧を含む。モータの定格パラメータは、主にモータのジェネレーター端子電圧と、固定子電流と、励磁電圧と、励磁電流と、有効電力と、無効電力と、固定子磁束と、回転子磁束と、システム電圧を含む。【０１３６】  （２）パラメータの計算
ａ  Ｐｊ＝ＫＰＰ  ΣＰ＝ＫｍＰｊ
ｂ  Ｑｊ＝ＫＱＱ  ΣＱ＝ＫｍＱｊ
ｃ  Ｉａｊ＝ＫＩＩａ  Ｉｂｊ＝ＫＩＩｂ  Ｉｃｊ＝ＫＩＩｃ
ｄ  Ｕａｂｊ＝ＫＵＵａｂ  Ｕｂｃｊ＝ＫＵＵｂｃ  Ｕｃａｊ＝ＫＵＵｃａ
ｅ  Ｉｆ＝ＫｆｉＬ  ＩＧｆ＝ＫＧｆｉＧ  ＩＢｆ＝ＫＢｆｉＢＹ
ｆ  Ｆ＝Ｋωｆ  ＦＸ＝ＫＸωｆＸ
ｇ  ＵＦｊ＝ＫＦＵＦ
ｈ  Ｕｘａｂｊ＝ＫＸＵＵｘａｂ  Ｕｘｂｃｊ＝ＫＸＵＵｘｂｃ  Ｕｘｃａｊ＝ＫＸＵＵｘｃａ
ｉ  ｕＬｊ＝ＫＬｕＬ  ｕＧｊ＝ＫＧＬｕＧ  ｕＢｊ＝ＫＢＬｕＢ
（３）非突極同期モータの直軸同期リアクタンスＸｄの確定
非突極同期モータの直軸同期リアクタンスＸｄを確定するのは、下記のような二つの方法を含む。【０１３７】  ａ、同期モータの通常作動におけるエアギャップ電位の値に基づき、直接に直軸同期リアクタンスＸｄを確定し、Ｘｄの値は変わらない。【０１３８】  ｂ、同期モータのエアギャップ電位Ｅδと直軸同期リアクタンスＸｄとの関数関係に基づき、Ｘｄの値を確定する。【０１３９】  ａ）図１２に示すような発電機の無負荷（Ｉａ＝０）と零力率（Ｉａ＝ＩＮ）の曲線、即ちＵ＝ｆ０（Ｉｆ）とＵ＝ｆＮ（Ｉｆ）の曲線を入力する。【０１４０】  ｂ）同期モータのエアギャップ電位Ｅδと直軸同期リアクタンスＸｄとの関数関係を確定する。【０１４１】  Ｕ＝ｆ０（Ｉｆ）とＵ＝ｆＮ（Ｉｆ）の曲線図に基づき、Ｉｆ１  Ｉｆ２  ．．．  Ｉｆｎのｎ個の励磁電流値を取って、零力率曲線によって、曲線Ｕ＝ｆＮ（Ｉｆ）におけるＩｆ１  Ｉｆ２  ．．．  Ｉｆｎに対応する点Ｂ１  Ｂ２  ．．．  Ｂｎを確定し、それらの点Ｂ  Ｂ１  Ｂ２  ．．．  Ｂｎを通して、それぞれ点Ｃ  Ｃ１  Ｃ２  ．．．  Ｃｎで無負荷特性曲線Ｕ＝ｆ０（Ｉｆ）と交わっている全等特性三角形（ただし、ＣＤは横座標軸に垂直し、ＣＤ＝ＩＮ＊Ｘσ）をｎ個作り、点０と点Ｃ１とを接続した上で、その線分ＯＣ１を、点Ｂ１を通す、縦座標軸と平行する直線における点Ａ１まで延長する。同様のように、それぞれ点０と点Ｃ２とを、．．．、点０と点Ｃｎとを接続した上で、ＯＣ２．．．ＯＣｎを、縦座標軸と平行する、それぞれ点Ｂ２．．．Ｂｎを通す直線における点Ａ２．．．Ａｎまでそれぞれ延長する。【０１４２】
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Ｘｄ１，Ｘｄ２，．．．Ｘｄｎとの関係に基づき、エアギャップ電位と飽和リアクタンスとの関係図を描画し、図１３に示すように、この曲線により関数Ｘｄ＝ｆ（Ｅｄ）が確定される。【０１４３】  ｃ）計算
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ｄ）値Ｅδを関数Ｘｄ＝ｆ（Ｅｄ）に代入して、値Ｘｄを取る
（４）計算
2007538225.tif 000050
ｃ  励磁分量の計算
下記のように二つの方法を含む。【０１４４】  （ａ）スナップ量算法
ある時刻から現在の時間ΔＴ内の同期モータの平均励磁電位をＳＥ０とするとともに、現在の励磁電位をＥ０とし、ΔＥ０＝Ｅ０−ＳＥ０のように設定すれば、ΔＴの値と励磁電位を採集する回数とが設定可能である。【０１４５】  （ｂ）調節量算法
総合アンプの自動励磁調節総量がＳＵであり、各分量はそれぞれΔＵ＝ＫＴＪＵ１  Ｕ′＝ＫＴＪＵ２
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。【０１４６】  ｄ磁束単位法値の計算
同期モータのある磁束は、周波数が定格値である時に、磁束の単位法値が対応する電圧の単位法値と同じように設定され、周波数と、電圧と、磁束との関係によって、モータの励磁磁束と、固定子の総磁束との単位法値を確定し、計算値を所定値に比べて、所定値により大きい場合、アラームする。【０１４７】  ｅ各種の電気量を所定値に比べて、所定値により大きい場合、アラームする。【０１４８】  ｆ漏れ磁束座標の計算
Ｘ１＝Ｋ１ａ；Ｙ１＝Ｋ１ｂ；Ｘ２＝Ｋ２（ｅ−ａ）；Ｙ２＝−Ｋ２ｂ；Ｘ３＝Ｘ１＋Ｘ２；Ｙ３＝Ｙ１＋Ｙ２である。【０１４９】  （５）同期並列又は解列をした時に、即ち、Ｉａ＝Ｉｂ＝Ｉｃ＝０の時に、同期モータ電圧とシステム電圧とをマイクロコンピュータに入力して下記のように計算する。【０１５０】
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、．．．、ｎ番目のδｘの値であり、且つ、次の測定値が入力されると、一番目のδ１を捨て、再び次の測定値が入力されと、二番目のδ２の値を捨て、このように繰返して、時間及び値ｎが設定可能である。）
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ｈ  ｊ＝ＫＸＮＵｘａｂｊ
（６）各電気量を各所定値に比べて、所定値により大きい場合、アラームする。【０１５１】  本発明の複合パワー角度メータを利用して同期モータの作動状態を測定して描画した電気と機械のモデル図、ジェネレーター端子合成磁気漏れ図は、従来の複合パワー角度メータを利用してモータの作動状態を測定して描画した単純な電気パワー角度ベクトル図に比べて、下記のような利点がある。【０１５２】  （一）突極同期モータの複合パワー角度メータと従来のパワー角度メータとの比較
１、突極同期モータの複合パワー角度メータは、６種の図形が表示でき、突極同期モータの複合パワー角度を表示することだけではなく、図５−図９のように、複合パワー角度の分図も表示でき、画像と音響でのアラームが実現できる。複合パワー角度図５における曲線ＰＱで励磁レバーの頂点Ｅ０の軌跡の範囲が規定され、図２０における合成磁気漏れ図で同期モータのジェネレーター端子の発熱により許容される固定子と回転子の合成磁気漏れの範囲が規定されるため、作業員にモータのパラメータの制限図を直観的に提供する一方、従来のパワー角度メータは、図６のように、電気ベクトル図しか表示できない。【０１５３】  ２、突極同期モータの複合パワー角度メータに表示される複合パワー角度図（図５）は、突極同期モータの電気パワー角度ベクトル図を表示するとともに、磁束を利用して表示された機械パワー角度図を表示するという二重意義を持つ。突極モータの複合パワー角度図は、パワー角度が電気と機械との二重特性を持つことを表す。しかしながら、従来のパワー角度図は、電気ベクトルしか表示しなく、パワー角度の電気特性しか反映しない。【０１５４】  ３、電気ベクトル図と比べて、複合パワー角度メータに表示される図形は、同期モータの機械モデルが増加された。図７に示すような機械モデル固定子と回転子レバーは、それぞれモータ固定子内の総合成磁束ΣΣΦ、励磁合成磁束ΣΦ０であり、横軸ばね及び直軸ばねの
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定子コイルの有効巻数であり、ｌｑ、ｌｄは夫々モータの横軸と直軸の同期インダクタンス係数である）であり、且つ該図形は、モータ固定子と回転子の反時計回りの回転を模擬するようにする。図５、図８に示すような機械モデルは、固定子を基準物として、固定子レバーはΣΣΦであり、回転子レバーはΣΦ０であり、横軸ばねと直軸ばねの弾性係数は、それぞ
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【０１５５】  機械パワー角度図は、機械の面からモータの固定子と回転子との相互作用の関係が直観的に表れるため、作業者が機械モデルを参照してモータの仕事原理を理解し、モータのパラメータを確かに調節することができる。【０１５６】  ４、図５に示すように、電気ベクトル図と比べて、複合パワー角度図は、補助線を増加した。【０１５７】  １）ＯＥ０とＯＵの長さで夫々発電機の励磁電位とジェネレーター端子電圧を表し、ＵＥｑとＵＥｄで夫々同期モータの固定子電位の横軸分量と直軸分量を表し、ＥｑＭとＭＵで夫々同期モータ固定子の直軸電位の有効分量と無効分量を表し、点Ｍが線分ＯＵ上に位置し、又は点Ｕと重合する時は、それぞれ横軸電位が行なったインダクティブ無効電力は負値又は零であることが表れ、点Ｅｑは直線ＯＵの上方、下方に位置する、又は直線的に重合する時は、それぞれ直軸電位が行なった有効電力は正値、負値又は零であることが表れ、ＥｄＮとＮＵはそれぞれ同期モータ固定子の直軸電位の有効分量と無効分量が表れ、点Ｎは、線分ＯＵ上にあり、線分ＯＵの延長線上にあり、又は点Ｕと重合する時は、それぞれ直軸電位が行なったインダクティブ無効電力は負値、正値又は零であることが表れ、点Ｅｑは直線ＯＵの上方、下方に位置する、又は直線的に重合する時は、それぞれ直軸電位が行なった有効電力は正値、負値又は零であることが表れる。【０１５８】  ２）ＯＥ０とＯＵの長さでそれぞれ発電機の励磁磁束と固定子コイル内の合成総磁束を表し、ＵＥｑとＵＥｄでそれぞれ同期モータ固定子のアーマチュア反応合成磁束の横軸分量と直軸分量を表す。【０１５９】  ３）ＯＥ０とＯＵの長さでそれぞれ同期モータの回転子レバーと固定子レバーを表し、ＵＥｑとＵＥｄでそれぞれ同期モータの回転子レバーが固定子レバーの横軸と直軸の方向で引張力を生じたためのばねが伸ばされる長さが表れ、線分ＥｑＭとＥｄＮはそれぞれ横軸ばねと直軸ばねが伸ばされることにより有効電力の長さ分量を生じたことが表れ、反時計回り又は正時計周りの引張力はそれぞれ正有効電力又は負有効電力を生じ、線分ＭＵとＵＮはそれぞれ横軸ばねと直軸ばねが伸ばされることにより無効電力の長さ分量を生じたことが表れ、点０から点Ｕへの方向に沿う引張力は、正インダクティブ無効電力を生じ、それと反対の時に、負インダクティブ無効電力を生じる。概略的にみれば、ＥｑＭ±ＥｄＮの和を有効電力に、ＭＵ±ＵＮの和を無効電力に見なすことができ、ばねが生じる力は、一致の時に加算し、それと反対の時に、減算する。【０１６０】  ５、電機ベクトル図（図６）と比べて、突極同期モータの複合パワー角度図（図５）は、励磁調節信号を表すための図形を増加した。【０１６１】  励磁調節の表示を増加したため、作業員が自動励磁調節器の作動状態を直観的に検知し、調節信号が電力システムの安定作動に対する影響を直観的に判断し、事故が起こる場合に早速に励磁を正確に調節することができる。【０１６２】  ６、新増加した同期画像（図９）が同期モータの回転子剛体の磁気レバーと電力システムの磁気レバーの相対位置を直観的に表したため、作業員がモータの回転数とジェネレーター端子電圧を正確に調整することができる。【０１６３】  （二）非突��同期モータのパワー角度メータが従来のパワー角度メータとの比較
１、非突極同期モータの複合パワー角度メータは、５種の図形が表示でき、非突極同期モータの複合パワー角度を表示することだけではなく、図１４−図１８のように、複合パワー角度の分図も表示でき、画像と音響でのアラームが実現できる。複合パワー角度図１４における曲線ＰＱで励磁レバーの頂点Ｅ０の軌跡の範囲が規定され、図２２における磁気漏れ合成図でも同期モータのジェネレーター端子の発熱により許容される固定子と回転子の合成磁気漏れの範囲が規定されるため、作業員にモータのパラメータの制限図を直観的に提供する一方、従来のパワー角度メータは、図１５のように、電気ベクトル図しか表示できない。【０１６４】  ２、非突極同期モータの複合パワー角度メータに表示される複合パワー角度図（図１４）は、非突極同期モータの電気パワー角度ベクトル図を表示するとともに、磁束を利用して表示された機械パワー角度図を表示するという二重意義を持つ。非突極モータの複合パワー角度図は、同期モータのパワー角度が電気と機械との二重特性を持つことを表す。しかしながら、従来のパワー角度図（図１５）は、電気ベクトルしか表示しなく、パワー角度の電気特性しか反映しない。【０１６５】  ３、従来のパワー角度メータに表示される電気ベクトル図と比べて、複合パワー角度メータに表示される図形は、同期モータの機械モデルを増加して、機械の面からモータの固定子と回転子との相互作用の関係を直観的に表し、図１６に示すような機械モデル固定子と回転子レバーはそれぞれモータ固定子内の総合成磁束ΣΣΦ、励磁合成磁束ΣΦ０であり、ばね
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巻数であり、ｌはモータの同期インダクタンス係数である）であり、且つ該図形はモータ固定子と回転子の反時計回りの回転を模擬するようにする。図１４、図１７に示すような機械モデルは固定子を基準物として、固定子レバーはΣΣΦ、回転子レバーはΣΦ０であり、ばね
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【０１６６】  機械パワー角度図は、機械の面からモータの固定子と回転子との相互作用の関係が直観的に表れるため、作業者が機械モデルを参照してモータの仕事原理を理解し、モータのパラメータを確かに調節することができる。【０１６７】  ４、図１４に示すように、電気ベクトル図と比べて、複合パワー角度図は、補助線を増加した。【０１６８】  １）ＯＥ０とＯＵの長さでそれぞれ発電機の励磁電位とジェネレーター端子電圧を表し、Ｅ０ＵとＥ０ＭとＵＭでそれぞれモータの固定子電位及び固定子電位の有効分量と無効分量を表し、点Ｍが線分ＯＵ上に位置する、線分ＯＵの延長線上に位置する、又は点Ｕと重合する時は、それぞれモータの発容性無効電力、インダクティブ無効電力及び無効電力は零であることが表れ、点Ｅ０は直線ＯＵの上方、下方に位置する、又は直線ＯＵと重合する時は、それぞれモータが発電機、電動機である、又は有効電力が零であることが表れる。【０１６９】  ２）ＯＥ０とＯＵの長さでそれぞれモータ励磁磁束レバーと固定子コイル内の総磁束レバーを表し、Ｅ０ＵとＥ０ＭとＵＭでそれぞれ発電機機械レバーのばねが伸ばされた長さ及びばねの伸ばされた長さの有効分量と無効分量を表し、点Ｍが線分ＯＵ上にあり、線分ＯＵの延長線上にあり、又は点Ｕと重合する時は、それぞれモータの発容性無効電力、インダクティブ無効電力及び無効電力は零であることが表れ、点Ｅ０は直線ＯＵの上方、下方に位置する、又は直線ＯＵと重合する時は、それぞればねが固定子に対して反時計回り、又は正時計回りのモーメントを生じ、或いは生じないことが表れ、モータは発電機、電動機又は有効電力が零であるとの方式で作動される。【０１７０】  ３）ＵＥ０の長さでモータのアパレントパワーの値を表せば、Ｅ０ＭとＵＭの長さでそれぞれ発電機の有効電力と無効電力の値を表す。【０１７１】  ４）ＵＥ０の長さでモータの固定子電流Ｉの値を表せば、Ｅ０ＭとＵＭの長さでそれぞれモータの固定子電流の有効と無効分量ＩｐとＩＱの値を表す。【０１７２】  ５）電気ベクトル図（図１５）と比べて、非突極同期モータの複合パワー角度図（図１４）は、励磁調節信号を表すための図形を増加した。【０１７３】  励磁調節の表示を増加したため、作業員が自動励磁調節器の作動状態を直観的に検知し、調節信号が電力システムの安定作動に対する影響を直観的に判断し、事故が起こる場合に早速に励磁を正確に調節することができる。【０１７４】  ６、新増加した同期画像（図１８）が同期モータの回転子剛体の磁気レバーと電力システムの磁気レバーの相対位置を直観的に表したため、作業員がモータの回転数とジェネレーター端子電圧を正確に調整することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７５】  本発明は、電機と機械との両方から同期モータの作動状態を直観的に反映し、同期モータのジェネレーター端子合成磁気漏れの状況を表示することができる。描画されたモータの複合パワー角度図は、電気ベクトル図と比べて、同期モータの機械モデル図を増加したため、各業種の作業者が電気と機械との両方から同期モータの作動状態を弁証的に解析するには有利であり、且つ、描画された同期モータのジェネレーター端子の合成磁気漏れ図により、作業者が同期モータ端部の発熱状態を分析や監視するには有利である。従って、本発明の方法は、電力システムの生産実行の過程において、同期モータの励磁特性解析、励磁デバッグ、同期並列ネットワーク、作動監視及びコントロールなどの作業に用いられる有効な手段であり、同期モータの最適な作動状態を確保する。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】本発明の複合パワー角度メータの構造を示す図である。
【図２】本発明の複合パワー角度メータの外部接続関係図である。
【図３】本発明の複合パワー角度メータのＩ／Ｖ変換回路の動作原理図である。
【図４】本発明の複合パワー角度メータのデータ採集部の具体的な回路図である。
【図５】本発明の複合パワー角度メータを利用して突極同期モータの作動状態を測定して描画した複合パワー角度図である。
【図６】本発明の複合パワー角度メータを利用して突極同期モータの作動状態を測定して描画した複合パワー角度図の分図Ｉである電気パワー角度ベクトル図である。
【図７】本発明の複合パワー角度メータを利用して突極同期モータの作動状態を測定して描画した複合パワー角度図の分図ＩＩであるモータ機械モデル図である。
【図８】本発明の複合パワー角度メータを利用して突極同期モータの作動状態を測定して描画した複合パワー角度図の分図ＩＩＩであるモータ機械モデル概要図である。
【図９】本発明の複合パワー角度メータを利用して突極同期モータの作動状態を測定して描画した複合パワー角度図の分図ＩＶである同期複合パワー角度図である。
【図１０】本発明の複合パワー角度メータを利用して突極同期モータの作動状態を測定して作成した突極同期モータのパワー角度図の座標モデルである。
【図１１】同期モータの数字マーク表示画面である。
【図１２】描画された発電機の無負荷と零力率の関係グラフである。
【図１３】描画された発電機のエアギャップ電位と飽和リアクタンスの関係グラフである。
【図１４】本発明の複合パワー角度メータを利用して非突極同期モータの作動状態を測定して描画した複合パワー角度図である。
【図１５】本発明の複合パワー角度メータを利用して非突極同期モータの作動状態を測定して描画した複合パワー角度図の分図Ｉである電気パワー角度ベクトル図である。
【図１６】本発明の複合パワー角度メータを利用して非突極同期モータの作動状態を測定して描画した複合パワー角度図の分図ＩＩであるモータ機械モデル図である。
【図１７】本発明の複合パワー角度メータを利用して非突極同期モータの作動状態を測定して描画した複合パワー角度図の分図ＩＩＩであるモータ機械モデル概要図である。
【図１８】本発明の複合パワー角度メータを利用して非突極同期モータの作動状態を測定して描画した複合パワー角度図の分図ＩＶである同期複合パワー角度図である。
【図１９】本発明の複合パワー角度メータを利用して非突極同期モータの作動状態を測定して作成した非突極同期モータのパワー角度図の座標モデルである。
【図２０】本発明の複合パワー角度メータを利用して突極同期モータの作動状態を測定して描画したジェネレーター端子合成磁気漏れ図である。
【図２１】本発明の複合パワー角度メータを利用して突極同期モータの作動状態を測定して作成したジェネレーター端子合成磁気もれの座標モデルである。
【図２２】本発明の複合パワー角度メータを利用して非突極同期モータの作動状態を測定して描画したジェネレーター端子合成磁気漏れ図である。
【図２３】本発明の複合パワー角度メータを利用して非突極同期モータの作動状態を測定して作成したジェネレーター端子合成磁気漏れの座標モデルである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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