JPH0295197A - Operation of ac motor - Google Patents
Operation of ac motorInfo
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は固定子及び回転子に夫々巻線を備えた交流電動
機を、その各巻線に別電源を接続して運転する交流電動
機の運転方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention operates an AC motor having windings on a stator and a rotor, each of which is connected to a separate power supply. Concerning how to operate an AC motor.
（従来の技術）
本出願人は二重励磁方式ともいうべきこの種の運転方法
に関する基本的な発明を完成し、既にこれを出願した（
特願昭６’２−２２２６６８号）。(Prior Art) The present applicant has completed a basic invention regarding this type of operation method, which can be called a double excitation method, and has already filed an application for the same (
(Japanese Patent Application No. 6'2-222668).
これは、固定子巻線及び回転子巻線の夫々に別電源を接
続して運転するもので、例えば電源の一方を商用電源と
し、他方を可変周波数出力のインバータ装置とする。か
かる構成としてインバータ装置の出力周波数を商用電源
の周波数と異ならせれば、固定子巻線と回転子巻線との
双方に異なる速度の回転磁界が生成されるので、回転子
は各回転磁界の速度差に応じた速度で回転することにな
る。This is operated by connecting separate power supplies to each of the stator winding and rotor winding, for example, one of the power supplies is a commercial power supply and the other is an inverter device with variable frequency output. With such a configuration, if the output frequency of the inverter device is made different from the frequency of the commercial power supply, rotating magnetic fields with different speeds are generated in both the stator winding and the rotor winding, so that the rotor can change the speed of each rotating magnetic field. It will rotate at a speed corresponding to the difference.
従って、インバータ装置の周波数を商用電源のそれに近
付ければ回転子は超低速で回転し、双方の電源の相順を
逆にすれば商用周波数の同期速度以上で高速回転する等
、広範囲の速度制御が可能になり、また両電源の周波数
を同一とすれば回転子を停止状態に拘束することができ
る等の優れた制御性が得られる。Therefore, if the frequency of the inverter device is brought close to that of the commercial power supply, the rotor will rotate at an extremely low speed, and if the phase order of both power supplies is reversed, the rotor will rotate at high speed at or above the synchronous speed of the commercial frequency, allowing a wide range of speed control. Moreover, if the frequencies of both power sources are made the same, excellent controllability such as being able to restrain the rotor in a stopped state can be obtained.
（発明が解決しようとする課題）
ところが、従来、この運転方法において、インバータ装
置の出力電圧は交流電動機の負荷率との関係で考慮され
ておらず、その出力電圧は負荷の変動があっても一定値
とされていた。このため、インバータ電流の急増によっ
てインバータ装置の過電流保護機構がトリップしたり、
無駄な電力が消費されて総合運転効率が低下したりする
等の問題があった。(Problem to be Solved by the Invention) Conventionally, however, in this operating method, the output voltage of the inverter device has not been considered in relation to the load factor of the AC motor, and the output voltage remains unchanged even when there are load fluctuations. It was assumed to be a constant value. For this reason, the overcurrent protection mechanism of the inverter device may trip due to a sudden increase in inverter current.
There have been problems such as wasteful consumption of power and reduction in overall operating efficiency.
その事情を次に述べる。尚、以下の説明では、固定子巻
線に商用電源を接続して固定子電圧Ｖｓ、固定子周波数
ｆ’ｓを一定とし、回転子巻線にインバータ装置を接続
して回転子周波数ｆｒを固定子周波数の半分（ｆｒ ＝
１／２ｆｓ 、すベリｓ＝０．５）で運転するものと
する。The circumstances are described below. In the following explanation, a commercial power source is connected to the stator winding to keep the stator voltage Vs and stator frequency f's constant, and an inverter device is connected to the rotor winding to fix the rotor frequency fr. half of the child frequency (fr =
1/2fs, slip s=0.5).
第５図は、交流電動機の負荷率が０．５０，１００゜１
５０％である各場合における固定子電流Ｉｓと回転子電
圧Ｖｒとの関係を示したものである。同図には、固定子
電流Ｉｓが最小になる回転子電圧Ｖｒは、無負荷状態で
はＶｒｌであるが、負荷率が大きくなるに従い低くなる
ことが示されている。Figure 5 shows that the load factor of the AC motor is 0.50,100°1
The relationship between stator current Is and rotor voltage Vr in each case of 50% is shown. The figure shows that the rotor voltage Vr at which the stator current Is is minimum is Vrl in the no-load state, but decreases as the load factor increases.
第６図は、交流電動機の負荷率が０．５．０．１００１
５０％である各場合における回転子電流Ｉ「と回転子電
圧Ｖｒとの関係を示したものである。同図には、回転子
電流Ｉｒが最小になる回転子電圧Ｖｒは、無負荷状態で
はＶｒ２であるが、負荷率が大きくなるに従い第５図と
同様に低くなることが示されている。Figure 6 shows that the load factor of the AC motor is 0.5.0.1001.
The figure shows the relationship between the rotor current I' and the rotor voltage Vr in each case where the rotor current Ir is 50%. As shown in FIG. 5, Vr2 decreases as the load factor increases.
第７図は、交流電動機の負荷率が０．５０，１００゜１
５０％である各場合における固定子入力Ｐｓと回転子電
圧Ｖｒとの関係を示したものである。同図には、固定子
犬力Ｐｓが最小になる回転子電圧Ｖｒは、無負荷状態で
はＶｒｌであるが、やはり負荷率が大きくなるに従い低
くなることが示されている。Figure 7 shows that the load factor of the AC motor is 0.50,100°1
The relationship between stator input Ps and rotor voltage Vr in each case of 50% is shown. The figure shows that the rotor voltage Vr at which the fixed dog force Ps is minimum is Vrl in the no-load state, but it also decreases as the load factor increases.
第８図は、交流電動機の負荷率が０．５０，１００゜１
５０％である各場合における回転子入力Ｐｒと回転子電
圧Ｖｒとの関係を示したものである。同図には、回転子
入力Ｐｒが最小になる回転子電圧Ｖｒは、無負荷状態で
はＶｒ２であるが、やはり負荷率が大きくなるに従い低
くなることが示されている。Figure 8 shows that the load factor of the AC motor is 0.50,100°1
The relationship between the rotor input Pr and the rotor voltage Vr in each case of 50% is shown. The figure shows that the rotor voltage Vr at which the rotor input Pr is minimum is Vr2 in the no-load state, but it also decreases as the load factor increases.
そして、第９図は、交流電動機の負荷率が０゜５０．１
００，１５０％である各場合における全入力Ｐ、１ｎ（
−Ｐｓ＋Ｐｒ）と回転子電圧Ｖｒとの関係を示したもの
である。同図には、全入力Ｐｉｎが最小になる回転子電
圧Ｖｒは、無負荷状態ではＶｒ３であるが、他の特性と
同様にやはり負荷率が大きくなるに従い低くなることが
示されている。Figure 9 shows that the load factor of the AC motor is 0°50.1.
The total input P, 1n(
-Ps+Pr) and the rotor voltage Vr. The figure shows that the rotor voltage Vr at which the total input Pin is minimum is Vr3 in the no-load state, but similarly to other characteristics, it decreases as the load factor increases.
このように、この種の運転方式では、交流電動。In this way, this type of driving method uses AC electric power.
機への電流、入力を尋小にする回転、子電圧Ｖｒの値は
、負荷率により変化する。従って、インバータ装置の出
力電圧を一定にして運転すると、電流が必要以上に増大
して総合運転効率の低下や過熱・焼損の危険が生じ、ま
た過負荷耐量が減少し、負荷率や運転頻度の抑制或いは
インバータ装置の大容量化を余儀なくされたりする等の
問題を生ずるのである。The current to the machine, the rotation to make the input very small, and the value of the child voltage Vr change depending on the load factor. Therefore, if the inverter is operated with a constant output voltage, the current will increase more than necessary, resulting in a decrease in overall operating efficiency and the risk of overheating and burnout.In addition, the overload capacity will decrease, and the load factor and frequency of operation will be reduced. This results in problems such as being forced to suppress the power consumption or increase the capacity of the inverter device.
そこで、本発明の目的は、電動機の負荷率にかかわらず
常に高効率で運転することができる交流電動機の運転方
法を提供するにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a method of operating an AC motor that can be operated with high efficiency regardless of the load factor of the motor.
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明に係る交流電動機の運転方法は、固定子及び回転
子に夫々巻線を備えた交流電動機を、その各巻線に少な
くとも一方が可変電圧・可変周波数のインバータ装置で
ある別電源を夫々接続して運転するものであって、交流
電動機への入力電力を検出し、その値に応じて・インバ
ータ装置の出力電圧を制御するところに特徴を有する。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A method for operating an AC motor according to the present invention includes an AC motor having windings on a stator and a rotor, respectively, in which at least one of the windings has a variable voltage.・It is a variable frequency inverter device that is operated by connecting separate power sources, and its characteristic is that it detects the input power to the AC motor and controls the output voltage of the inverter device according to that value. have
また、交流電動機への入力電力に代えてそのトルク及び
回転子速度を検出し、その値に応じてインバータ装置の
出力電圧を制御するように構成しでもよい。Alternatively, instead of the input power to the AC motor, its torque and rotor speed may be detected, and the output voltage of the inverter device may be controlled in accordance with the detected values.
（作用）
既に述べたように、例えば固定子電圧ＶＳ、固定子周波
数を一定とした場合、固定子電流Ｉｓ、回転子電流■「
及び全入力Ｐｉｎを最小にすることかできる回転子電圧
Ｖｒは負荷率により変化する。(Function) As already mentioned, for example, when stator voltage VS and stator frequency are constant, stator current Is, rotor current
And the rotor voltage Vr that can minimize the total input Pin changes depending on the load factor.
そこで、これらを最小にてきる回転子電圧Ｖｒと負荷率
との関係を第１０図に示す。同図には、負荷率にかかわ
らず固定子爪ｔｌ？ＬＩＳを最小にてきる回転子電圧Ｖ
ｒの変化を破線（直線Ｉ）で、負荷率にかかわらず回転
子電流１ｒを最小にてきる回転子電圧ｖｒの変化を一点
鎖線（直線■）で、そして負荷率にかかわらず全人力Ｐ
ｉｎを最小にてきる回転子電圧ｖｒの変化を実線（直線
■）で示している。これらのうち特に直線■から、負荷
率に応じてインバータ装置の出力電圧、この場合は回転
子電圧Ｖｌ・を制御すれば、全入力Ｐｉｎを常に最小に
できて総合運転効率を高め得ることが明らかである。Therefore, the relationship between the rotor voltage Vr and the load factor that minimizes these is shown in FIG. 10. In the same figure, stator claw tl? is shown regardless of the load factor? Rotor voltage V that minimizes LIS
The dashed line (straight line I) shows the change in r, the dashed line (straight line ■) shows the change in rotor voltage vr that minimizes the rotor current 1r regardless of the load factor, and the total human power P regardless of the load factor.
The change in rotor voltage vr that minimizes in is shown by a solid line (straight line ■). Among these, it is clear from the line (■) in particular that if the output voltage of the inverter device, in this case the rotor voltage Vl, is controlled according to the load factor, the total input Pin can always be minimized and the overall operating efficiency can be increased. It is.
第１０図の直線■に示すように負荷率に応じ回転子電圧
Ｖｒを制御する場合には、全入力Ｐｉｎを最小にてきる
ことは上に述べた通りである。そこで、この場合におい
て、更に、負荷率の変動と固定子電流ＩＳ、回転子電流
１ｒｓ固疋子ＫＶＡ及び回転子ＫＶＡとの関係を考察す
る。As mentioned above, when the rotor voltage Vr is controlled according to the load factor as shown by the straight line (■) in FIG. 10, the total input Pin can be minimized. Therefore, in this case, the relationship between the fluctuation of the load factor, the stator current IS, the rotor current 1rs fixed gutter KVA, and the rotor KVA will be further considered.
第１１図は負荷率の変動と固定子電流Ｉｓとの関係、第
１２図は負荷率の変動と回転子電流Ｉｒとの関係、第１
３図は負荷率の変動と固定子ＫＶＡとの関係、第１４図
は負荷率の変動と回転子ＫＶＡとの関係を夫々示し、実
線は第１０図の直線■に示すように負荷率に応じ回転子
電圧Ｖｒを制御した場合、破線はかかる制御を行わず回
転子電圧Ｖｒを一定に維持した場合である。これらの図
から、負荷率に応じ回転子電圧Ｖｒを制御すれば、負荷
率の変動にもかかわらず全入力Ｐｉｎを常に最小にてき
るのみならず、固定子電流Ｉｓ、回転子電流Ｉｒ、固定
子ＫＶＡ及び回転子Ｋ Ｖ Ａも併せて低く抑える得る
ことが明らかである。尚、固定子電流Ｉｓ及び固定子Ｋ
ＶＡについては、軽負荷領域で無制御の場合よりも大き
な値になるが、他の回転子電流１ｒ及び回転子ＫＶＡに
ついては無制御の場合よりも値か小さく、また全負荷付
近では４値とも無制御の場合よりも値が小さくなるから
、負荷率に応じインバータ装置の出力電圧を制御するこ
との優位性が失われるものではない。Figure 11 shows the relationship between load factor fluctuations and stator current Is, and Figure 12 shows the relationship between load factor fluctuations and rotor current Ir.
Figure 3 shows the relationship between load factor fluctuations and stator KVA, and Figure 14 shows the relationship between load factor fluctuations and rotor KVA. When the rotor voltage Vr is controlled, the broken line shows the case where such control is not performed and the rotor voltage Vr is maintained constant. From these figures, it can be seen that if the rotor voltage Vr is controlled according to the load factor, not only can the total input Pin always be minimized despite fluctuations in the load factor, but also the stator current Is, rotor current Ir, and It is clear that the child KVA and rotor KVA can also be kept low. In addition, stator current Is and stator K
Regarding VA, the value is larger than in the case of no control in the light load region, but the values of other rotor current 1r and rotor KVA are smaller than in the case of no control, and near full load, all four values are Since the value is smaller than in the case without control, the advantage of controlling the output voltage of the inverter device according to the load factor is not lost.
さて、負荷率とは定数である定格負荷に対する実際の負
荷の割合をいうから、以上の記述から、電動機の実際の
負荷を検出しそれに応じてインバータ装置の出力電圧を
制御すれば、全入力Ｐｉｎのみならず、固定子電流ＩＳ
、回転子電流■ｒ、固定子ＫＶＡ及び回転子ＫＶＡを低
く抑えることができることか明らかである。ここで、実
際の負荷を検出するには、負荷と電動機への入力電力と
が対応していること、或いは負荷と［トルク×回転子の
角速度］とが対応していることを利用できる。Now, the load factor refers to the ratio of the actual load to the rated load, which is a constant, so from the above description, if the actual load of the motor is detected and the output voltage of the inverter device is controlled accordingly, the total input Pin Not only the stator current IS
It is clear that the rotor current r, stator KVA, and rotor KVA can be kept low. Here, in order to detect the actual load, it is possible to utilize the fact that the load corresponds to the input power to the electric motor, or that the load corresponds to [torque x angular velocity of the rotor].
従って、請求項１の発明のように電動機の入力電力を検
出し、これに応じてインバータ装置の出力電圧を制御す
れば、全入力Ｐｉｎのみならず、固定子電流Ｉｓ、回転
子電流１ｒ、固定子ＫＶＡ及び回転子ＫＶＡを低く抑え
ることができる。Therefore, if the input power of the motor is detected as in the invention of claim 1 and the output voltage of the inverter device is controlled accordingly, not only all the input pins but also the stator current Is, rotor current 1r, fixed The child KVA and rotor KVA can be kept low.
また、入力電力に代えて請求項２の発明のようにトルク
・回転子速度を検出し、これに応じてインバータ装置の
出力電圧を制御することにより、やはり全入力Ｐｉｎの
みならず、固定子電流ＩＳ。In addition, by detecting torque and rotor speed instead of input power as in the invention of claim 2 and controlling the output voltage of the inverter device accordingly, not only the total input pin but also the stator current I.S.
回転子電流Ｉｒ、固定子ＫＶＡ及び回転子ＫＶＡを低く
抑えることができるようになる。The rotor current Ir, stator KVA, and rotor KVA can be kept low.
（実施例）
く第１実施例〉
第１図にブロック図を示す。図示はしないが交流電動機
１は共に多相の固定子巻線及び回転子巻線を独立して有
し、回転子巻線には例えばスリップリングを介して外部
から電力を供給することができる。そして、固定子巻線
には商用電源２が接続され、定周波数ｆｓ、定電圧Ｖｓ
の交流電力が供給される。一方、回転子巻線には可変周
波数・可変電圧のインバータ装置３が接続され、周波数
ｆｒ、電圧Ｖｒの交流電力が供給される。これにより、
各巻線には接続された電源の周波数に応じた回転磁界が
発生されるから、回転子は両回転磁界の速度差に応じた
速度で回転する。即ち、固定子巻線により作られる回転
磁界の速度をＮＳ’、回転子巻線により作られる回転磁
界の速度をＮｒ。(Example) First Example> A block diagram is shown in FIG. 1. Although not shown, the AC motor 1 has independent multiphase stator windings and rotor windings, and power can be supplied to the rotor windings from the outside via, for example, a slip ring. A commercial power supply 2 is connected to the stator winding, with a constant frequency fs and a constant voltage Vs.
AC power is supplied. On the other hand, a variable frequency/variable voltage inverter device 3 is connected to the rotor winding, and AC power having a frequency fr and a voltage Vr is supplied. This results in
Since a rotating magnetic field corresponding to the frequency of the connected power source is generated in each winding, the rotor rotates at a speed corresponding to the speed difference between the two rotating magnetic fields. That is, the speed of the rotating magnetic field created by the stator winding is NS', and the speed of the rotating magnetic field created by the rotor winding is Nr.
極数をＰとすると、回転子の回転速度Ｎは次式で表され
る。When the number of poles is P, the rotational speed N of the rotor is expressed by the following equation.
Ｎ＝ Ｎｓ −Ｎｒ
＝ ｌ １２０ｆｓ ／Ｐ −１２０ｆｒ
／Ｐ＝ １２０１ ｆｓ−ｆｒ ｌ／Ｐ
［ｒｌ）ｍ］ここで、極数Ｐ１固定子周波数ｆＳは一
定であるから、回転子の回転速度Ｎはインバータ装置３
の出力周波数であるｆｒのみによって決定されることに
なる。N= Ns −Nr = l 120fs /P −120fr
/P= 1201 fs-fr l/P
[rl)m] Here, since the number of poles P1 and the stator frequency fS are constant, the rotational speed N of the rotor is
is determined only by the output frequency fr.
さて、固定子巻線への電力ラインには固定子入力Ｐｓを
検出する固定子入力検出装置４が設けられ、回転子巻線
への電力ラインには回転子入力Ｐｒを検出する回転子入
力検出装置５が設けられている。各入力検出装置４．５
により検出された両人力Ｐｓ、Ｐｒに対応する信号は加
算器６に入力され、ここから交流電動機１への全入力Ｐ
ｉｎ（＝Ｐｓ 十Ｐｓ ）に対応する信号が演算装置７
に入力される。Now, the power line to the stator winding is provided with a stator input detection device 4 that detects the stator input Ps, and the power line to the rotor winding is provided with a rotor input detection device 4 that detects the rotor input Pr. A device 5 is provided. Each input detection device 4.5
The signals corresponding to the two-person forces Ps and Pr detected by are input to the adder 6, from which the total input P to the AC motor 1 is inputted to the adder 6.
The signal corresponding to in(=Ps 10Ps) is sent to the arithmetic unit 7.
is input.
ここで、全入力Ｐｊｎは交流電動機１の実際の負荷状況
に対応している。そこで、演算装置７は、その全入力Ｐ
ｉｎに基づき定格負荷との比率である負荷率を算出し、
所定のサンプリング時間ごとに負荷率（全入力Ｐｊｎ）
と基準値との比較動作を行い、これに基づきインバータ
装置３に電圧指令Ｖ８を出力する。この電圧指令Ｖ＊は
、インバータ装置３の出力電圧（この場合回転子電圧Ｖ
ｒ）を、第１０図に示すように全入力Ｐｉｎが常に最小
となるように制御するものである。この場合、回転子周
波数ｆｒを変化させることにより交流電動機１の回転速
度Ｎが変化したり、負荷状態が変化しても、その時点に
おける全入力Ｐｉｎに対応する信号が演算装置７に入力
されるから、インバータ装置３の出力電圧Ｖｒは常に全
入力Ｐｉｎか最小となるように制御される。Here, the total input Pjn corresponds to the actual load situation of the AC motor 1. Therefore, the arithmetic device 7 has all its inputs P
Calculate the load factor, which is the ratio to the rated load, based on in,
Load factor (total input Pjn) at each predetermined sampling time
A comparison operation is performed between the reference value and the reference value, and a voltage command V8 is output to the inverter device 3 based on this comparison. This voltage command V* is the output voltage of the inverter device 3 (in this case, the rotor voltage V
r) is controlled so that all input pins are always minimized as shown in FIG. In this case, even if the rotational speed N of the AC motor 1 changes by changing the rotor frequency fr or the load condition changes, signals corresponding to all input Pins at that time are input to the calculation device 7. Therefore, the output voltage Vr of the inverter device 3 is always controlled to be the minimum value of all inputs Pin.
このように本実施例によれば、固定子入力検出装置４及
び回転子入力検出装置５により検出した交流電動機１へ
の全入力Ｐｉｎ（負荷率に対応する）に応じてインバー
タ装置３の出力電圧（回転子電圧Ｖｒ）を制御するよう
にしたから、第１０図から明らかなように全入力Ｐｉｎ
を最小に抑え、しかも固定子電流Ｉｓ、回転子電流Ｉｒ
−，固定子ＫＶ八及び回転子ＫＶＡも低く抑えることが
できる。これにより、総合運転効率を高く維持でき、電
流の増大による巻線の過熱・焼損等の危険を防止し、ま
た過負荷耐量、負荷率或いは運転頻度も大きくでき、イ
ンバータ装置３がいたずらに過電流トリップしたり、容
量不足に陥ることを未然に防止することができる。As described above, according to the present embodiment, the output voltage of the inverter device 3 is determined according to the total input Pin (corresponding to the load factor) to the AC motor 1 detected by the stator input detection device 4 and the rotor input detection device 5. Since the (rotor voltage Vr) is controlled, as is clear from FIG.
while minimizing stator current Is and rotor current Ir.
-, stator KV8 and rotor KVA can also be kept low. As a result, it is possible to maintain high overall operating efficiency, prevent dangers such as overheating and burnout of the windings due to increased current, and increase overload capacity, load factor, or operation frequency, and prevent the inverter device 3 from unnecessarily overcurrent. Trips and capacity shortages can be prevented.
く第２実施例〉
第２図にブロック図を示す。前記第１実施例との相違は
、回転子入力検出装置５をインバータ装置３の入力側に
設けた点にある。このように構成しても、第１実施例と
同様な効果を奏することは勿論である。Second Embodiment> FIG. 2 shows a block diagram. The difference from the first embodiment is that the rotor input detection device 5 is provided on the input side of the inverter device 3. Even with this configuration, it goes without saying that the same effects as in the first embodiment can be achieved.
く第３実施例〉
第３図にブロック図を示す。第１実施例との相違は、イ
ンバータ装置３０入力側と固定子巻線とを共通の電源母
線８に接続し、その電源母線８に人力検出装置９を設け
てここで全人力Ｐｉｎを検出するようにした点にある。Third Embodiment> FIG. 3 shows a block diagram. The difference from the first embodiment is that the input side of the inverter device 30 and the stator winding are connected to a common power supply bus 8, and a human power detection device 9 is provided on the power supply bus 8 to detect the total human power Pin. This is what I did.
この場合、第１実施例と同様な効果を奏することは勿論
であり、しかも第１実施例のような２つの入力検出装置
４．５を設ける必要がなくなる。In this case, it goes without saying that the same effects as in the first embodiment can be achieved, and there is no need to provide two input detection devices 4.5 as in the first embodiment.
く第４実施例〉
第４図にブロック図を示す。第１〜第３実施例との基本
的な相違は、インバータ装置３の出力電圧を全入力Ｐｉ
ｎではなくトルクＴ及び回転子速度Ｎに基・づき決定す
るようにした点にある。このために交流電動機１の電動
機軸１ａにトルクセンサ１０を設けて電動機軸］ａに作
用するトルクＴを検出し、その検出されたトルクＴに対
応する信号を演算装置１１に出力する。一方、インバー
タ装置３からは交流電動機１の回転速度Ｎに対応する信
号が演算装置１１に与えられる。この実施例の場合も、
交流電動機１の回転速度Ｎは第１実施例と同様に次式で
与えられるから、結局、インバータ装置３の出力周波数
（回転子周波数ｆｒ）により一義的に定まる。ここで、
ｆＳは固定子周波数、Ｐは極数で、共に一定値である。Fourth Embodiment> FIG. 4 shows a block diagram. The basic difference from the first to third embodiments is that the output voltage of the inverter device 3 is
The point is that the determination is made based on the torque T and the rotor speed N instead of n. For this purpose, a torque sensor 10 is provided on the motor shaft 1a of the AC motor 1 to detect the torque T acting on the motor shaft]a, and outputs a signal corresponding to the detected torque T to the arithmetic unit 11. On the other hand, the inverter device 3 provides a signal corresponding to the rotation speed N of the AC motor 1 to the arithmetic device 11 . Also in this example,
Since the rotational speed N of the AC motor 1 is given by the following equation as in the first embodiment, it is ultimately uniquely determined by the output frequency (rotor frequency fr) of the inverter device 3. here,
fS is the stator frequency and P is the number of poles, both of which are constant values.
Ｎ＝１２０１ｆｓ−ｆｒｌ／Ｐ ［ｒｐｍコ
さて、上記演算装置１１は、トルクセンサ１０から与え
られたトルクＴに対応する信号′と、イン］４
バータ装置３から与えられた回転速度Ｎに対応する信号
とから出力Ｐｏ （負荷）を算出しくｐ□ ｃｘ：Ｔ
−Ｎ）、更にこれから算出さ□れる負荷率に応じてイン
バータ装置３に電圧指令■１を出力する。N=1201fs-frl/P [rpm] Now, the arithmetic unit 11 generates a signal ' corresponding to the torque T given from the torque sensor 10 and a signal ' corresponding to the rotational speed N given from the converter device 3. Calculate the output Po (load) from the signal p□ cx:T
-N), and further outputs voltage command ■1 to the inverter device 3 according to the load factor calculated from this.
この電圧指令Ｖ＊は、インバータ装置３の出力電圧（こ
の場合回転子電圧Ｖｒ）を全入力Ｐｉｎが最小となるよ
うに制御するもので、回転子周波数ｆｒを変化させるこ
とにより交流電動機１の回転速度Ｎか変化したり、負荷
状態（トルクＴ）が変化しても、その時点におけるトル
クＴと回転速度Ｎとに対応する信号が演算装置１１に入
力されるから、インバータ装置３の出力電圧Ｖｒは常に
全入力Ｐｉｎが最小となるように制御される。This voltage command V* controls the output voltage of the inverter device 3 (rotor voltage Vr in this case) so that the total input Pin becomes the minimum, and by changing the rotor frequency fr, the AC motor 1 rotates. Even if the speed N changes or the load condition (torque T) changes, a signal corresponding to the torque T and rotational speed N at that time is input to the calculation device 11, so that the output voltage Vr of the inverter device 3 is always controlled so that all input Pins are minimized.
このように、この第４実施例によれば、交流電動機１の
トルクＴと回転速度Ｎとに基づきインバータ装置３の出
力電圧（回転子電圧Ｖｒ）を制御するようにしたから、
第１実施例と同様に、全入力Ｐｉｎを最小に抑え、しか
も固定子電流Ｉｓ、回転回転子電流Ｉｒ足固定子Ａ及び
回転子ＫＶＡも低く抑えることができる。これにより、
やはり総合運転動率を高く維持でき、電流の増大による
巻線の過熱・焼−損等の危険を防止し、また過負荷耐量
、負荷率或いは運転頻度も大きくでき、インバータ装置
３がいたずらに過電流トリップしたり、容量不足に陥る
ことを未然に防止することができるものである。As described above, according to the fourth embodiment, the output voltage (rotor voltage Vr) of the inverter device 3 is controlled based on the torque T and rotational speed N of the AC motor 1.
As in the first embodiment, the total input Pin can be suppressed to a minimum, and the stator current Is, rotor current Ir, stator A, and rotor KVA can also be suppressed low. This results in
After all, it is possible to maintain a high overall operating efficiency, prevent dangers such as overheating and burnout of the windings due to an increase in current, and also increase the overload capacity, load factor, or operation frequency, and prevent the inverter device 3 from being unnecessarily overloaded. This can prevent current trips and capacity shortages.
尚、上記各実施例では、回転子巻線側にインバータ装置
を接続し、回転子巻線側に商用電源を接続するようにし
たが、本発明は必ずしもこれに限られず、逆に、固定子
巻線側にインバータ装置を接続して回転子電圧Ｖｓを交
流電動機への入力電力に応じて制御するようにしても同
様の効果を得ることができる。また、交流電動機の両巻
線に別々のインバータ装置を接続し、一方のインバータ
装置の周波数・電圧を固定し、他方のインバータ装置の
電圧を交流電動機への入力電力又はトルク及び回転速度
に応じて制御する構成としても良い等、要旨を逸脱しな
い範囲内で種々変更して実施することかできる。In each of the above embodiments, the inverter device is connected to the rotor winding side, and the commercial power source is connected to the rotor winding side, but the present invention is not necessarily limited to this. A similar effect can be obtained by connecting an inverter device to the winding side and controlling the rotor voltage Vs according to the input power to the AC motor. In addition, separate inverter devices are connected to both windings of the AC motor, the frequency and voltage of one inverter device are fixed, and the voltage of the other inverter device is adjusted according to the input power or torque to the AC motor and the rotation speed. Various changes and modifications can be made without departing from the scope of the invention, such as a configuration for controlling the invention.
［発明の効果コ
本発明は以上述べたように、固定子巻線及び回転子巻線
に少なくとも一方が可変電圧・可変周波数のインバータ
装置である別電源を夫々接続して運転するにあたり、交
流電動機への入力電力又は交流電動機のトルク及び回転
子速度に応じてインバータ装置の出力電圧を制御するよ
うにしたところに特徴を有する。この結果、電動機への
全入力Ｐｉｎは勿論のこと、固定子電流Ｉｓ、ｓ、子電
流Ｉｒ、固定子ＫＶＡ及び回転子ＫＶＡも低く抑えるこ
とができ、これにより総合運転効率を高く維持でき、し
かも電流の増大による巻線の過熱・焼損等の危険を防止
することができる等の優れた効果を得ることができる。[Effects of the Invention] As described above, the present invention provides an AC motor that is operated by connecting separate power supplies, at least one of which is a variable voltage/variable frequency inverter device, to the stator winding and rotor winding. The feature is that the output voltage of the inverter device is controlled according to the input power to the AC motor or the torque and rotor speed of the AC motor. As a result, not only the total input Pin to the motor, but also the stator current Is, s, child current Ir, stator KVA, and rotor KVA can be kept low, which makes it possible to maintain high overall operating efficiency. Excellent effects such as being able to prevent dangers such as overheating and burnout of the winding due to an increase in current can be obtained.
第１図乃至第４図は順に本発明の第１乃至第４実施例を
示すブロック図、第５図は回転子電圧Ｖｒと固定子電流
Ｉｓとの関係を示すグラフ、第６図は回転子電圧Ｖｒと
回転子電流Ｉｒとの関係を示すグラフ、第７図は回転子
電圧Ｖｒと固定子入力Ｐｓとの関係を示すグラフ、第８
図は回転子電圧Ｖｒと回転子犬力Ｐｒとの関係を示すグ
ラフ、第９図は回転子電圧Ｖｒと全人力Ｐｊｎとの関係
を示すグラフ、第１０図は負荷率と回転子電圧Ｖｒとの
関係を示すグラフ、第１１図は負荷率と固定子電流Ｉｓ
との関係を示すグラフ、第１２図は負荷率と回転子電流
Ｉｒとの関係を示すグラフ、第１３図は負荷率と固定子
ＫＶＡとの関係を示すグラフ、第１４図は負荷率と回転
子ＫＶＡとの関係を示すグラフである。
図面中、１は交流電動機、３はインバータ装置、１０は
トルクセンサである。
出願人 株式会社 東 芝
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禰−回ｍＭＢ’甥と1 to 4 are block diagrams showing the first to fourth embodiments of the present invention, FIG. 5 is a graph showing the relationship between rotor voltage Vr and stator current Is, and FIG. 6 is a graph showing the relationship between rotor voltage Vr and stator current Is. FIG. 7 is a graph showing the relationship between voltage Vr and rotor current Ir, and FIG. 8 is a graph showing the relationship between rotor voltage Vr and stator input Ps.
The figure is a graph showing the relationship between rotor voltage Vr and rotor power Pr, Figure 9 is a graph showing the relationship between rotor voltage Vr and total human power Pjn, and Figure 10 is a graph showing the relationship between rotor voltage Vr and rotor voltage Vr. A graph showing the relationship, Figure 11, shows the relationship between load factor and stator current Is.
12 is a graph showing the relationship between load factor and rotor current Ir, FIG. 13 is a graph showing the relationship between load factor and stator KVA, and FIG. 14 is a graph showing the relationship between load factor and rotor current Ir. It is a graph showing the relationship with child KVA. In the drawings, 1 is an AC motor, 3 is an inverter device, and 10 is a torque sensor. Applicant: Toshiba Corporation] 8 National Provisional $Be F2 ←1 ton of decoy cloth! 10 〇 Face - Once ≦ I't - Obon ~ ← Marks I + - Shoulder and < - Kokusai 1'l - Mi ÷ - Painting + 81- Period! Similar - one time M + ≧ Ne - times mMB' nephew and
Claims (1)
、その各巻線に少なくとも一方が可変電圧・可変周波数
のインバータ装置である別電源を夫々接続して運転する
ものであって、前記交流電動機への入力電力を検出し、
その値に応じて前記インバータ装置の出力電圧を制御す
ることを特徴とする交流電動機の運転方法。 ２、固定子及び回転子に夫々巻線を備えた交流電動機を
、その各巻線に少なくとも一方が可変電圧・可変周波数
のインバータ装置である別電源を夫々接続して運転する
ものであって、前記交流電動機のトルク及び回転子速度
を検出し、その値に応じて前記インバータ装置の出力電
圧を制御することを特徴とする交流電動機の運転方法。[Claims] 1. An AC motor having windings on its stator and rotor is operated by connecting each winding to a separate power source, at least one of which is a variable voltage/variable frequency inverter device. detecting input power to the AC motor;
A method for operating an AC motor, characterized in that the output voltage of the inverter device is controlled according to the value. 2. An AC motor having windings on the stator and rotor is operated by connecting each winding to a separate power source, at least one of which is a variable voltage/variable frequency inverter device, A method for operating an AC motor, comprising detecting the torque and rotor speed of the AC motor, and controlling the output voltage of the inverter device according to the detected values.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63241533A JPH0295197A (en) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | Operation of ac motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63241533A JPH0295197A (en) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | Operation of ac motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0295197A true JPH0295197A (en) | 1990-04-05 |
Family
ID=17075767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63241533A Pending JPH0295197A (en) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | Operation of ac motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0295197A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104079230A (en) * | 2014-07-07 | 2014-10-01 | 神王伟国 | Asynchronous motor efficiency optimizing control method, device and system and electric car |
| WO2016006439A1 (en) * | 2014-07-07 | 2016-01-14 | 神王偉国 | Method and device for optimizing efficiency of induction motor in electric vehicle |
| WO2016098373A1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | 神王偉国 | Energy saving control method and device for induction motor by load following |
-
1988
- 1988-09-27 JP JP63241533A patent/JPH0295197A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104079230A (en) * | 2014-07-07 | 2014-10-01 | 神王伟国 | Asynchronous motor efficiency optimizing control method, device and system and electric car |
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| JP2016019465A (en) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | 偉国 神王 | Efficiency optimizing method and device for induction motor in electric vehicle |
| WO2016098373A1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | 神王偉国 | Energy saving control method and device for induction motor by load following |
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