JP2590194B2 - 交流電動機の制御装置 - Google Patents
交流電動機の制御装置Info
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Description
波数電源を制御して一定周波数電源と同期状態にし、そ
の後一定周波数電源への切換える場合、その同期開始速
度を可変周波数電源のトルク電源基準により求める制御
手段を備えた交流電動機の制御装置に関する。
数電源(以下周波数変換器という)での運転中に、商用
電源のような一定周波数電源(以下商用電源という)の
出力電圧と同一の電圧、同一の位相に合わせた上で交流
電動機に接続し、しかる後に可変周波数電源を交流電動
機から切り離して、商用電源単独で交流電動機を駆動す
るような切換え方式を商用同期併入(以下、単に併入と
もいう)と呼ぶ。また、交流電動機を周波数変換器で可
変速駆動し、商用電源を切換える方式には、一度電動機
の電源を瞬断した後に切換える方式や、リアクトルを介
して切換え時の過大電流を抑制する方式等、数多くの方
式があるが、前述の周波数変換器と商用電源の電圧を同
期状態で切換える同期切換方式は、切換え時のショック
トルクや過大な切換電流が流れないため優れた切換え方
式である。
併入を行なう場合の制御装置の構成例を示す。ここで
は、可変周波数電源として電流形インバータを用いる場
合を例にとって説明する。
PSにより開閉器14を介して運転可能であり、他方では商
用電源PSから受電する可制御整流器2、平滑用直流リア
クトル3および電流型インバータ4により開閉器15を介
して運転可能である。整流器2は電圧基準VREFと計器用
変圧器42を介して検出されるインバータ4の出力電圧V
を比較してその偏差を零とするような電流基準IREFを出
力する電圧制御回路5、この電流基準IREFと変流器40お
よび整流回路41によって検出される負荷電圧Iとを比較
してその偏差を零とするような位相基準pを出力する電
流制御回路6、およびこの位相pをもとに位相制御する
位相制御回路7によって制御される。インバータ4は、
周波数基準FREF(電圧基準VREFに応じて定められる)を
もとにインバータ4の運転周波数に対応する出力信号
6fを出力する周波数制御回路8、および周波数制御回路
8の出力信号6fをもとにインバータ4の各サイリスタゲ
ート信号を分配してインバータ出力電流位相θIを決定
するリングカウンタ9によって制御される。また、計器
用変圧器42を介して検出されるインバータ4の出力電圧
Vからインバータ出力電圧位相θVを電圧位相演算回路
11によって求められる。さらに計器用変圧器44及び電圧
位相演算回路11を介して得た商用電源位相θPSと出力電
圧位相θVとを位相比較回路12で比較し、位相偏差信号
Δθを得る。この位相偏差信号Δθをローパスフィルタ
13に通して周波数補正信号ΔFを形成し、これを周波数
制御回路8に導入する。
の可変速制御技術は公知のため説明は省き、併入時の動
作を以下説明する。
電動機1は商用電源PSから受電する整流器2、直流リア
クトル3およびインバータ4により任意の周波数で運転
されている。この状態において併入指令HOが外部より入
力されると、電圧/周波数基準V/FREFを前もって設定さ
れている併入時電圧/周波数基準HOV/FREFに切換える。
また、この状態で、計器用変圧器42を介して検出される
インバータ4の出力電圧Vより、電圧位相演算回路11に
て角度に変換されθVを得る。計器用変圧器44を介して
検出される商用電源電圧VPSより同じく電圧位相演算回
路11にて角度に変換されθPSを得る。
θを位相比較回路12にて算出し、ローパスフィルタ13を
経て、周波数補正信号ΔFとして周波数制御回路8に入
力する。周波数制御回路8は周波数基準FREFと周波数補
正信号ΔFとを加算してインバータ4の運転周波数を
決定する。この様に構成すると周波数制御回路8、リン
グカウンタ9、電圧位相演算回路11、位相比較回路12、
ローパスフィルタ13はフェーズロックドループ(PLL)
を形成し、位相偏差(Δθ)が零となる様にインバータ
4の周波数を調整する。つまり商用電源位相θPSとイ
ンバータ出力電圧位相θVとが一致する様に制御動作す
る。
を遮断器開閉タイミング回路45で判断をして、商用側遮
断器閉信号SW1を出力し、商用側開閉器14を閉路し、商
用側の通電を開始する。次に商用側遮断器が完全に閉路
したことをもって周波数変換器は通電を停止した後、遮
断器開閉タイミング回路45はインバータ側開閉器15の開
指令▲▼を出力し、インバータ側開閉器15を開路
し、併入動作を完了する。
数基準に固定値を設定していたために、併入操作時の負
荷大小により併入動作が不安定になったり、電圧位相の
偏差の収束までに長時間を要する場合があった。
定な併入操作のできる交流電動機の制御装置を提供する
ことを目的とする。
変換手段或いは商用電源手段により交流電動機を運転し
ている状態で、出力電圧を別電源(商用電源手段或いは
周波数変換手段)と同期するよう制御し、所定時間後、
別電源の第1或いは第2の開閉器を閉路し、電源切換を
行うとき、交流電動機の一次電流のうちトルク発生に寄
与するトルク電流基準により、別電源の電圧と他方の出
力電圧との位相差を零にするよう周波数変換手段の同期
制御を開始する速度を変化させる制御手段を備えた交流
電動機の制御装置を提供する。
路部分並びに符号6,7で示す制御回路部分は、すでに述
べた第4図のものと同一であり、それら個々の説明は省
略する。商用同期併入を行なう場合を中心として以下説
明する。
出し、これを速度設定回転17により設定された速度基準
ωr *と比較し、両者の偏差として速度偏差Δωrを算
出する。速度制御回転19により、この速度偏差Δωrが
零(Δωr=0)になるように、一次電流のトルク電流
成分i1qの制御を行なう。他方、誘導電動機1の磁束Φ
は、磁束検出回路24により直接検出するか、又は誘導電
動機1の電圧、電流等から演算により求められる。この
磁束Φと磁束基準演算回路21により設定される磁束基準
Φ*とを比較し、その偏差すなわち磁束偏差が零になる
ように磁束制御回路22により一次電流の励磁電流成分i
1dが制御される。トルク電流成分i1qと励磁電流成分i1d
とから電流基準演算回路20は一次電流基準I1 *を求め
る。電流制御回路6はこの一次電流基準I1 *と検出され
た一次電流I1とを比較制御し、すでに述べたように位相
制御回路7に対して位相基準pを与える。位相制御回路
7は整流器2に点弧信号αを与え、最終的に誘導電動機
1の一次電流I1の振幅が制御される。トルク電流成分i
1qと励磁電流成分i1dとから位相角演算回路24により誘
導電動機1の磁束Φと一次電流I1との位相各θ01を算出
する。また、磁束Φとトルク電流成分i1qとからすべり
各演算回路25がすべり角θSを算出する。回転子位置演
算回路26は回転速度ωrを積分し、ロータ位置角θrを
算出する。すべり角θSとロータ位置角θrとから磁束
位相演算回路27が磁束位相θ0を算出する。一次電流位
相演算回路28は磁束位相θ0および位相角θ01から一次
電流の位相θ1を求め、これをインバータ4に与え、最
終的に誘導電動機1の一次電流の位相θ1が制御され
る。このようにして整流器2とインバータ4により誘導
電動機1の一次電流ベクトルが制御される。
電動機1は周波数変換器によって速度基準設定回路17に
従って運転されているものとする。併入指令が入力され
ると、まず速度基準はその時のトルク電流I1qによって
決まる併入時速度基準回路47の出力HOωr *にて切換え
られる。
大させるがために併入時速度基準設定回路でHOωr *を
低下させ、位相偏差Δθの初期量を増加させる。
θPSとインバータ出力電圧位相θVとの偏差Δθを算出
する。ローパスフィルタ13はΔθと比例積分演算を行い
速度偏差ΔSを出力する。この速度偏差ΔSと併入時速
度基準HOωr *を加算し、その値から速度機関ωrを減
算し、速度制御回路19の入力とする。
ィルタ13、速度制御回路19、すべり角演算回路25、磁束
位相演算回路27及び一次電流位相演算回路28の部分でフ
ェーズロックドループ(PLL)を構成し、インバータ出
力電圧位相θVが商用電源電圧位相θPSと一致するよう
に動作する。
間入ったことをもって遮断器開閉タイミング回路45は、
商用側開閉器14の閉指令SW1を出力し、商用電源での通
電を開始する。
周波数変換器は通電を停止した後、遮断器開閉タイミン
グ回路45はインバータ側開閉器15の開指令▲▼を
出力し、インバータ側開閉器15を開路し、併入動作を完
了する。
により、初期値を決めることによって併入動作を安定
に、短時間で完了することが可能となる。
てはその説明を省略する。先の実施例と異なる点は、併
入時速度基準HOωr *を求めるためにすべり周波数ωS
を用いることである。
からすべり角θSを算出するが、その過程においてすべ
り角θSを時間微分することによって、すべり周波数ω
Sを算出し、その値によって併入時速度基準HOωr *を
求める。
ンバータを例にとって説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、トルク電流基準もしくはすべり周
波数を算出しうる変換器であるなら、その形式・種類は
問わない。
度制御し高い速度精度を維持しながら、併入時の負荷の
大きさによらず周波数変換手段の出力電圧を商用電源電
圧に短時間で同期させ安定に切換えることが可能とな
る。
は、トルク電流成分と併入時速度基準との関係を示す
図、第3図は、本発明の他の実施例を示すブロック図、
第4図は、従来の交流電動機の制御装置のブロック図で
ある。 PS…商用電源、1…誘導電動機 2…整流器、3…直流リアクトル 4…インバータ、6…電流制御回路 7…位相制御回路、11…電圧位相演算回路 12…位相比較回路、13…ローパスフィルタ 14…商用電源側開閉器 15…インバータ側開閉器 16…速度検出器、17…速度基準設定回路 19…速度制御回路、20…電流基準演算回路 21…磁束基準演算回路 22…磁束演算回路、23…磁束検出回路 24…位相角演算回路、25…すべり角演算回路 26…回転子位置演算回路 27…磁束位相演算回路 28…一次電流位相演算回路 42…インバータ側電圧検出器 44…商用電源側電圧検出器 45…遮断器開閉タイミング回路 47…併入時速度基準設定回路
Claims (1)
- 【請求項1】第1の開閉器を閉路することにより交流電
動機に給電する商用電源手段と、第2の開閉器を閉路す
ることにより前記交流電動機に給電する周波数変換手段
と、前記交流電動機の回転数を検出し、所定の基準回転
数との偏差により、前記交流電動機の回転数を制御する
速度制御手段とを有する交流電動機の制御装置におい
て、前記周波数変換手段或いは前記商用電源手段により
前記交流電動機を運転している状態で、出力電圧を別電
源(前記商用電源手段或いは前記周波数変換手段)と同
期するよう制御し、所定時間後、前記別電源の前記第1
或いは第2の開閉器を閉路し、電源切換を行うとき、前
記交流電動機の一次電流のうちトルク発生に寄与するト
ルク電流基準により、前記別電源の電圧と他方の出力電
圧との位相差を零にするよう前記周波数変換手段の同期
制御を開始する速度を変化させる制御手段を具備したこ
とを特徴とする交流電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63082233A JP2590194B2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 交流電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63082233A JP2590194B2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 交流電動機の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01255491A JPH01255491A (ja) | 1989-10-12 |
JP2590194B2 true JP2590194B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=13768690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63082233A Expired - Lifetime JP2590194B2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 交流電動機の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2590194B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2804035B2 (ja) | 1988-01-20 | 1998-09-24 | 株式会社東芝 | 誘導機の制御装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105676742B (zh) * | 2016-03-14 | 2018-07-03 | 广东明阳龙源电力电子有限公司 | 一种高压变频器工频与变频间无扰动切换的控制方法 |
-
1988
- 1988-04-05 JP JP63082233A patent/JP2590194B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2804035B2 (ja) | 1988-01-20 | 1998-09-24 | 株式会社東芝 | 誘導機の制御装置 |
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JPH01255491A (ja) | 1989-10-12 |
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