]励磁绕组60中，铜线等导线隔着绝缘物沿径向垂直卷绕于48个齿部52。卷绕于相邻的齿部52的励磁绕组60以彼此相反的方向卷绕，如图2及图3所示，彼此串联连接。
[0026]由直流电源(未图示)向励磁绕组60提供励磁电流。因此，在本实施方式中，励磁绕组60的极数pf为与齿部52的数量相同的48极。另外，励磁绕组60的匝数为9216匝。
[0027]三相的电枢绕组70中，铜线等导线隔着绝缘物沿径向垂直卷绕于48个齿部52。三相电枢绕组70在比励磁绕组60要靠径向内侧的位置以与励磁绕组60绝缘的方式进行卷绕，卷绕于相邻的齿部52的电枢绕组70以彼此相同的方向卷绕。
[0028]如图2及图4所示，电枢绕组70由彼此进行Y接线的三相(U相、V相、W相)的绕组构成，在沿周向形成的48个齿部52上将U相绕组、V相绕组、W相绕组沿周向依次卷绕。因此，在本实施方式中，电枢绕组70的极数(48 + 3X2 = ) 32极。另外，三相的电枢绕组70的匝数为每相528匝。
[0029]另外，励磁绕组60及电枢绕组70的匝数、极数仅为例示，并不限于上述内容。根据同步旋转设备的容量等，在设计上可选择适当的匝数及极数。
[0030]对于旋转设备主体450的动作，以发电机为例进行说明。
[0031]首先，说明旋转设备主体450的动作原理。若利用励磁电流If对励磁绕组60进行直流激励，则在定子40中形成pf极(48极)的静止磁场。此处，若利用设置于旋转设备主体450外部的原动机(未图示)以转速N[min 1J驱动转子10，则该静止磁场由匕极((Pf+Pa)/2 = 40极)的转子10进行磁调制，在气隙中产生pj (32极)的旋转磁场。其结果是，在三相的电枢绕组70感应出式(I)所示的发电频率f[Hz]的三相交流电压。
f = { (Pf+Pa)/120} XN...(I)
另外，通过调整提供给励磁绕组60的励磁电流If，可容易控制电枢绕组70中感应出的感应电压V。
[0032]图5是表示实施方式I的同步旋转设备的励磁控制方法的步骤的一部分的流程图。
[0033]在预先步骤SlO中，首先，实施作为对象的旋转设备主体450的无负载试验，采集各特性数据(步骤SI I)。
[0034]图6是实施方式I的同步旋转设备的开路试验时的等效电路。在将负载侧端子开路的状态下使同步旋转设备500(参照图2)运转，采集旋转设备主体450的感应电动势矢量Eaf、电枢电流矢量Ia、包含电枢绕组70 (参照图2)的定子电路的电感Ls、等效铁损的电阻Re等特性数据。
[0035]图7是实施方式I的同步旋转设备的短路试验时的等效电路。在将负载侧端子短路的状态下使旋转设备主体450 (参照图2)运转，采集旋转设备主体450的感应电动势矢量Eaf、电枢电流矢量Ia、励磁电流If、作为同步电抗的各要素的同步电感Ls、励磁绕组与电枢绕组间的互感Maf、电枢绕组的电阻Ra等特性数据。
[0036]在步骤Sll之后，基于无负载试验中得到的数据，导出等效电路中的特性计算所需的参数的依赖特性(步骤S12)。
[0037]作为特性计算中需要的参数，有同步电感Ls、励磁绕组与电枢绕组间的互感Maf、电枢绕组的电阻Ra。另外，对于除此以外的所需的参数，以下的说明也可同样适用。
[0038]作为这些参数的依赖特性的表现，可将各参数以依赖于电枢绕组交链磁通数Aaf的特性函数的形式来导出。
[0039]SP，在等效电路中，下式⑵成立。
Eaf-Z.1=0...⑵
其中，Eaf为电枢中的感应电动势矢量，Z为电枢绕组70的电抗、铁损电阻Re、及电枢电路的负载的电抗的合成电抗矢量，I为磁化电流矢量。
[0040]此外，各参数的依赖特性作为电枢绕组交链磁通数λ af的函数，由下式(3)至式
(5)所示的特性函数来表示。Maf = Maf(Aaf)...(3)
Ls = Ls ( λ af)...(4)
Re = Re ( λ af)...(5)
此处，作为式(3)至式(5)所意味的函数的具体形式，也可以分别为解析式的表现形式。或者，也可为如下形式:作为对应于电枢绕组交链磁通数Aaf的离散值的表格数据进行存储，对于电枢绕组交链磁通数Aaf的值例如进行内插来求出。式(3)至式(5)的具体内容存放在数据库中。
[0041]图8是表示基于实施方式I的同步旋转设备的励磁控制装置400 (图1)的无负载试验结果的依赖特性的示例的曲线图。实验中使用了 4kVA的原型机。横轴为电枢绕组交链磁通数Aaf [Wb]，左边的纵轴为同步电感Ls [H]及互感Maf [H]，右边的纵轴为等效铁损电阻Rc[Q]。
[0042]将其用解析式来呈现，则例如由下面的近似式(图8的虚线)来表示。
Maf = -11.5 λ af3+2.34 λ af2_0.0882 λ af
+0.0882...(6)
Re = -9.07 X 14 λ af3+2.69 X 14 λ af2-1.84 X 13 λ af+2.62 X 12...(7)
Ls = -4.77 λ af3+l.16 λ af2-0.0760 λ af+0.0234...(8)
以上是作为对象的旋转设备主体450的预先步骤S10。
[0043]在预先步骤SlO之后，进入控制作为对象的旋转设备主体450的励磁的励磁控制步骤S20。
[0044]首先，接收运转条件要求值作为输入(步骤S21)。运转条件要求值为包含主要控制量的运转状态下的要求值，在作为同步发电机的同步旋转设备500的情况下，为发电机电压、发电机输出、转速、功率因数等。此外，主要控制量为发电机电压。
[0045]在步骤S21之后，基于步骤S21中接收到的运转条件要求值，计算励磁电流在先要求值(步骤S22)。步骤S22中，利用步骤S12中导出的、存放于数据库中的依赖特性。
[0046]可通过如下方法来进行使用数据库中存放的式(3)至式(5)的具体内容的、满足要求运转条件的励磁电流If的计算。
[0047]在上述式(2)中，右边为零，因此，左边的实数部和虚数部也为零。SP，
Real [Eaf ( λ af、δ ) -Z ( λ af).I] = 0...(9)
Imag[Eaf( λ af、δ ) -Z ( λ af).I] = 0...(10) 其中，S为电枢电压相对于感应电动势矢量Eaf的相位延迟、即负载角。
[0048]若求解式(9)、式(10)，则求出所要求的运转条件下的电枢绕组交链磁通数Aaf、负载角δ。若将求出的Aaf代入到式(3)至式(5)，则可确定互感Maf、同步电感Ls、等效铁损电阻Re。
[0049]若用这样得到的互感Maf、同步电感Ls、等效铁损电阻Re来求解等效电路的式
(2)，则可计算出所要求的运转条件下的励磁电流if、共同损耗、效率η等发电机特性。
[0050]图9是表示利用了基于实施方式I的同步旋转设备的励磁控制方法的无负载试验结果的依赖特性得到的计算值与实测值的比较示例的曲线图。
[0051]如图9所示，与横轴的发电机输出Po对应的纵轴的励磁电流If [Α]及效率η [% ]的计算值与实测值非常一致，可确认特性计算的妥当性。
[0052]接下来，基于步骤S22中计算出的励磁电流在先要求值，调整励磁电流(步骤S23)。励磁电流的调整例如通过交流励磁方式、直流励磁方式或静止型励磁方式等方式来进行。
[0053]如图1所示，励磁控制装置400具有目标运转条件输入部110、电压控制部120、在先运算部130以及励磁调整部140。
[0054]目标运转条件输入部110接收包含主要控制量的运转状态下的目标运转条件要求值，并将该目标运转条件要求值输出到在先运算部130。此外，将目标运转条件要求值中作为主要控制量的电压的要求值输出到电压控制部120。
[0055]另外，只要目标运转条件要求值未被变更，目标运转条件输入部110就保持向在先运算部130及电压控制部120的输出。另外，在目标运转条件要求值被变更的情况下，将该变更后的值输出到在先运算部130及电压控制部120，并保持该值。
[0056]也可以为在先运算部130及电压控制部120侧分别具有该保持功能，而不是目标运转条件输入部110侧具有该保持功能。
[0057]此处，在作为同步发电机的同步旋转设备500的情况下，目标运转条件为发电机电压、发电机输出、转速等。
[0058]电压控制部120具有第I减法部121、电压控