JPH04340389A - 同期電動機の制御装置 - Google Patents
同期電動機の制御装置Info
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- JPH04340389A JPH04340389A JP3111397A JP11139791A JPH04340389A JP H04340389 A JPH04340389 A JP H04340389A JP 3111397 A JP3111397 A JP 3111397A JP 11139791 A JP11139791 A JP 11139791A JP H04340389 A JPH04340389 A JP H04340389A
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Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
[発明の目的]
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、界磁極に永久磁石を用
いた同期電動機を電力変換装置で可変速駆動する同期電
動機の制御装置に関する。
いた同期電動機を電力変換装置で可変速駆動する同期電
動機の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】界磁極に永久磁石を用いた同期機(発電
機及び電動機)は、空隙に磁束を作るのに全く電力を必
要としないため、高効率で駆動することができると言う
特徴がある。しかし、従来は性能的及び経済的に利点を
生かせるような性能の良い永久磁石が無かったため、大
型の同期機の界磁極を永久磁石化する事は出来なかった
。
機及び電動機)は、空隙に磁束を作るのに全く電力を必
要としないため、高効率で駆動することができると言う
特徴がある。しかし、従来は性能的及び経済的に利点を
生かせるような性能の良い永久磁石が無かったため、大
型の同期機の界磁極を永久磁石化する事は出来なかった
。
【0003】即ち、従来の代表的な永久磁石である金属
合金系永久磁石(鉄・マンガン・ニッケル・クロム等の
金属の合金よりなる)は、図5(a)に示すような角形
の特性を有し、比較的保持力が小さく、また、最大エネ
ルギー積点(磁束密度と減磁界の積が最大となるBHm
ax 点)付近より大きな減磁界を与えると、磁束密度
が急激に減少し、その後減磁界を取り除いても再び元の
磁束密度には復帰しないという性質があるので、瞬間的
な短絡や大きな負荷電流が流れる可能性のある大型の同
期機では、予想される最大の電流による減磁界に対し、
十分な余裕をもった大きな永久磁石を備える必要があり
、結果として同期機の寸法は大きくなり、また経済的に
も高価となって、永久磁石式同期機の利点を発揮するこ
とが出来ない。
合金系永久磁石(鉄・マンガン・ニッケル・クロム等の
金属の合金よりなる)は、図5(a)に示すような角形
の特性を有し、比較的保持力が小さく、また、最大エネ
ルギー積点(磁束密度と減磁界の積が最大となるBHm
ax 点)付近より大きな減磁界を与えると、磁束密度
が急激に減少し、その後減磁界を取り除いても再び元の
磁束密度には復帰しないという性質があるので、瞬間的
な短絡や大きな負荷電流が流れる可能性のある大型の同
期機では、予想される最大の電流による減磁界に対し、
十分な余裕をもった大きな永久磁石を備える必要があり
、結果として同期機の寸法は大きくなり、また経済的に
も高価となって、永久磁石式同期機の利点を発揮するこ
とが出来ない。
【0004】一方、もう一つの代表的な永久磁石である
フェライト系永久磁石(金属の酸化物より成る)は、図
5(b)に示すように、大きな保持力と、ほぼ空気の透
磁率に近い可逆透磁率を持つので、前述の減磁界に対し
ては有利である。
フェライト系永久磁石(金属の酸化物より成る)は、図
5(b)に示すように、大きな保持力と、ほぼ空気の透
磁率に近い可逆透磁率を持つので、前述の減磁界に対し
ては有利である。
【0005】しかし、残留磁束密度が一般的な大型の同
期機の空隙磁束密度の約半分程度であるので、これを同
期機の界磁極に使用すると、同期機の寸法、質量が大き
くなり結果として経済的にも高価になり永久磁石同期機
としての利点を発揮する事が出来ない。以上の理由によ
り、大型の永久磁石式同期機は製作する事が出来なかっ
たので、それを使用した交流可変速電動機を製作するこ
とも出来なかった。
期機の空隙磁束密度の約半分程度であるので、これを同
期機の界磁極に使用すると、同期機の寸法、質量が大き
くなり結果として経済的にも高価になり永久磁石同期機
としての利点を発揮する事が出来ない。以上の理由によ
り、大型の永久磁石式同期機は製作する事が出来なかっ
たので、それを使用した交流可変速電動機を製作するこ
とも出来なかった。
【0006】近年、永久磁石の製造技術の進歩が目覚ま
しく、サマリュームやネオジューム、コバルトなどの希
土類を主成分として希土類永久磁石が、大形で比較的安
価、多量に製造できるようになった。希土類永久磁石は
、図5(c)に示すような特性を有している。
しく、サマリュームやネオジューム、コバルトなどの希
土類を主成分として希土類永久磁石が、大形で比較的安
価、多量に製造できるようになった。希土類永久磁石は
、図5(c)に示すような特性を有している。
【0007】図5(a),(b)及び(c)を比較して
分かる通り、残留磁束密度は金属合金系永久磁石と同等
であり、保持力はフェライト系永久磁石の約4倍の大き
さとなるなど、従来の永久磁石に比べ極めて優れたもの
となっている。
分かる通り、残留磁束密度は金属合金系永久磁石と同等
であり、保持力はフェライト系永久磁石の約4倍の大き
さとなるなど、従来の永久磁石に比べ極めて優れたもの
となっている。
【0008】可逆透磁率もほぼ空気の透磁率に等しいた
め、減磁界を与えた後それを取り除いても元の磁束密度
に復帰する性質があり、電機子反作用による減磁界に対
して有利である。
め、減磁界を与えた後それを取り除いても元の磁束密度
に復帰する性質があり、電機子反作用による減磁界に対
して有利である。
【0009】この希土類永久磁石を同期機の界磁極に使
用すると、従来の電気磁石の界磁極と同等以下の寸法・
質量になり、同期全体の寸法・質量も同等、場合によっ
ては小形・軽量となるなど永久磁石式同期機の利点を生
かすことが出来るようになってきており、現在数百kW
程度の発電機の実用化が検討中である。
用すると、従来の電気磁石の界磁極と同等以下の寸法・
質量になり、同期全体の寸法・質量も同等、場合によっ
ては小形・軽量となるなど永久磁石式同期機の利点を生
かすことが出来るようになってきており、現在数百kW
程度の発電機の実用化が検討中である。
【0010】この様な背景より、大形の永久磁石式同期
電動機の製作も可能となる見込みであり、これを可変周
波数・可変電圧の電力変換装置で駆動することを実現す
る可能性が出てきた。
電動機の製作も可能となる見込みであり、これを可変周
波数・可変電圧の電力変換装置で駆動することを実現す
る可能性が出てきた。
【0011】大形の交流可変速電動機に付いて詳細な検
討を行なった結果、従来の小形の永久磁石同期機では無
視できて問題にされなかった様な永久磁石式同期電動機
の欠点が無視できなくなり問題になることが判明した。 以下にその問題点を説明する。同期電動機は電機子反作
用による特有の性質があり、図6に定格回転速度におい
て電機子電流の位相をパラメータにした電圧−電流特性
を示す。
討を行なった結果、従来の小形の永久磁石同期機では無
視できて問題にされなかった様な永久磁石式同期電動機
の欠点が無視できなくなり問題になることが判明した。 以下にその問題点を説明する。同期電動機は電機子反作
用による特有の性質があり、図6に定格回転速度におい
て電機子電流の位相をパラメータにした電圧−電流特性
を示す。
【0012】図6において、特性C1 は進み位相、特
性C2 は同相、特性C3 は遅れ位相を示す。この図
に示すように、電機子電流の位相により電機子反作用が
変化して電圧−電流特性が変化する。
性C2 は同相、特性C3 は遅れ位相を示す。この図
に示すように、電機子電流の位相により電機子反作用が
変化して電圧−電流特性が変化する。
【0013】この特性の変化は、電機子電流によって生
じる磁束の界磁に作用する成分が位相によって変化する
ことに起因する。界磁巻線を有する同期機では界磁電流
を制御して界磁の磁束を一定に推持する補償制御が可能
であるが、永久磁石式同期機は界磁巻線がないのでその
影響をまともに受けることになる。
じる磁束の界磁に作用する成分が位相によって変化する
ことに起因する。界磁巻線を有する同期機では界磁電流
を制御して界磁の磁束を一定に推持する補償制御が可能
であるが、永久磁石式同期機は界磁巻線がないのでその
影響をまともに受けることになる。
【0014】一方、電力変換器を用いて同期電動機の電
機子電流を制御する場合、遅れ電流とするためには自己
消弧形スイッチ素子を用いなければならない。従って、
現状では遅れ電流を供給する電力変換器の容量に限界が
あり、大容量の同期機ではサイリスタ素子を用いて負荷
転流による進み電流を供給する電力変換器を用いている
。
機子電流を制御する場合、遅れ電流とするためには自己
消弧形スイッチ素子を用いなければならない。従って、
現状では遅れ電流を供給する電力変換器の容量に限界が
あり、大容量の同期機ではサイリスタ素子を用いて負荷
転流による進み電流を供給する電力変換器を用いている
。
【0015】この種の電力変換器を用いた従来装置の主
要構成を図7に示す。図7は同期電動機を可変速駆動す
る装置で、交流電源1から供給される交流電圧は変換器
2により直流電圧に変換され、リアクトル3を介して平
滑された直流電流を変換器4に供給する。変換器4はサ
イリスタ素子を用いて構成された電流形インバータであ
り、同期電動機5の端子に生じる交流電圧にVa によ
り負荷転流し進み位相の交流電流Ia を同期電動機5
に供給する。位置センサー6は同期電動機5の回転軸に
結合され回転子(すなわち界磁極)の位置θを検出する
。微分器7は位置信号θを時間微分して回転速度ωを検
出する。速度制御部8は速度基準ω* と回転速度ωを
比較して電流基準I1 * を出力する。電流制御部9
はI1 * と電流センサー10で検出した交流入力電
流I1 を比較して位相制御部11を介して電流偏差が
なくなるように変換器2を位相制御する。これにより電
流基準I1 * に対応した直流電流Id が変換器4
に供給される。位相制御部12は回転子の位置信号θに
より所定の回転位置毎に転流信号を出力する。これによ
り変換器4は一定の進み位相の交流電流Ia を同期電
動機5に供給する。
要構成を図7に示す。図7は同期電動機を可変速駆動す
る装置で、交流電源1から供給される交流電圧は変換器
2により直流電圧に変換され、リアクトル3を介して平
滑された直流電流を変換器4に供給する。変換器4はサ
イリスタ素子を用いて構成された電流形インバータであ
り、同期電動機5の端子に生じる交流電圧にVa によ
り負荷転流し進み位相の交流電流Ia を同期電動機5
に供給する。位置センサー6は同期電動機5の回転軸に
結合され回転子(すなわち界磁極)の位置θを検出する
。微分器7は位置信号θを時間微分して回転速度ωを検
出する。速度制御部8は速度基準ω* と回転速度ωを
比較して電流基準I1 * を出力する。電流制御部9
はI1 * と電流センサー10で検出した交流入力電
流I1 を比較して位相制御部11を介して電流偏差が
なくなるように変換器2を位相制御する。これにより電
流基準I1 * に対応した直流電流Id が変換器4
に供給される。位相制御部12は回転子の位置信号θに
より所定の回転位置毎に転流信号を出力する。これによ
り変換器4は一定の進み位相の交流電流Ia を同期電
動機5に供給する。
【0016】このように構成された従来装置による同期
電動機の定格速度における電圧−電流特性は図8の特性
A1 に示すように、電流Ia が増加するに連れて電
圧Va が低下し、電動機の出力は特性B1 に示すよ
うに、電流Ia が増加する割合には増加せず、ある点
で最大出力となり、その後は電流の増加にともない出力
は低下する。この現象は電機子反作用による減磁界によ
るもので永久磁石を用いた同期機では避けることができ
ない。なお、界磁巻線を持つ同期電動機で電機子反作用
による減磁界を界磁電流を制御して理想的に補償した場
合の特性A2 ,B2 を比較のために示す。上述の電
機子反作用による電圧−電流特性は図9のベクトル図で
定量的に説明することができる。
電動機の定格速度における電圧−電流特性は図8の特性
A1 に示すように、電流Ia が増加するに連れて電
圧Va が低下し、電動機の出力は特性B1 に示すよ
うに、電流Ia が増加する割合には増加せず、ある点
で最大出力となり、その後は電流の増加にともない出力
は低下する。この現象は電機子反作用による減磁界によ
るもので永久磁石を用いた同期機では避けることができ
ない。なお、界磁巻線を持つ同期電動機で電機子反作用
による減磁界を界磁電流を制御して理想的に補償した場
合の特性A2 ,B2 を比較のために示す。上述の電
機子反作用による電圧−電流特性は図9のベクトル図で
定量的に説明することができる。
【0017】図9のベクトル図は、電機子電流Ia が
端子電圧Va より位相差βだけ進み位相の状態を示し
ている。端子電圧Va は内部誘起電圧EO と同期リ
アクタンスXと電機子電流Ia で定まるリアクタンス
電圧XIa のベクトル和であり、リアクタンス電圧X
Ia はIa より90°進み位相となる。従って、端
子電圧Va は図9のように内部誘起電圧EO に対し
て位相差φだけ進み位相となる。
端子電圧Va より位相差βだけ進み位相の状態を示し
ている。端子電圧Va は内部誘起電圧EO と同期リ
アクタンスXと電機子電流Ia で定まるリアクタンス
電圧XIa のベクトル和であり、リアクタンス電圧X
Ia はIa より90°進み位相となる。従って、端
子電圧Va は図9のように内部誘起電圧EO に対し
て位相差φだけ進み位相となる。
【0018】また、内部誘起電圧EO は界磁の磁束Φ
0 より90°進み位相となることから図9のように示
される。この磁束ΦO は界磁極(永久磁石)の起磁力
による見かけの磁束であって、空隙の有効磁束Φは電機
子電流Ia による起磁力Φa が作用して両起磁力Φ
O ,Φa のベクトル合成となり、図9のように示さ
れる。
0 より90°進み位相となることから図9のように示
される。この磁束ΦO は界磁極(永久磁石)の起磁力
による見かけの磁束であって、空隙の有効磁束Φは電機
子電流Ia による起磁力Φa が作用して両起磁力Φ
O ,Φa のベクトル合成となり、図9のように示さ
れる。
【0019】このベクトル図から明らかなように、電機
子電流Ia が進み位相の場合、電機子電流Ia の増
大にともなって空隙有効磁束Φが減少し、端子電圧Va
が低下する。
子電流Ia が進み位相の場合、電機子電流Ia の増
大にともなって空隙有効磁束Φが減少し、端子電圧Va
が低下する。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、電機子
電流Ia の増大に伴って端子電圧Va が低下する場
合、当然のことながら軽負荷時の端子電圧は高くなる。
電流Ia の増大に伴って端子電圧Va が低下する場
合、当然のことながら軽負荷時の端子電圧は高くなる。
【0021】従って、定格電流時に定格電圧となるよう
に設定すると、無負荷時の端子電圧は定格電圧よりかな
り高くなり、交流電源1の電圧を高く設定し電源設備と
変換器1、2の容量も必要以上に大きな装置となる。
に設定すると、無負荷時の端子電圧は定格電圧よりかな
り高くなり、交流電源1の電圧を高く設定し電源設備と
変換器1、2の容量も必要以上に大きな装置となる。
【0022】電動機が小容量の場合は差程重要な問題に
ならないが、大容量の電動機になると、装置容量の増大
は装置の大形化をまねき、設置場所の増大、価格の上昇
となって実現を阻害する。
ならないが、大容量の電動機になると、装置容量の増大
は装置の大形化をまねき、設置場所の増大、価格の上昇
となって実現を阻害する。
【0023】本発明は、同期電動機における電機子反作
用を積極的に利用して軽負荷時の端子電圧の上昇を抑え
、必要以上に大きな容量の変換器とすることなく経済的
な同期電動機の制御装置を提供することを目的としてい
る。[発明の構成]
用を積極的に利用して軽負荷時の端子電圧の上昇を抑え
、必要以上に大きな容量の変換器とすることなく経済的
な同期電動機の制御装置を提供することを目的としてい
る。[発明の構成]
【0024】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、界磁極に永久磁石を用いた同期電動機を
可変電圧可変周波数の制御電源で可変速駆動する装置に
おいて、該同期電動機の電機子電圧(端子電圧)が所定
値を越えるとき、該同期電動機の電機子電流の位相を進
ませ、該同期電動機の電機子電流が所定値を越えるとき
、該電機子電流の位相を遅らせる位相補正手段を設ける
。
に、本発明は、界磁極に永久磁石を用いた同期電動機を
可変電圧可変周波数の制御電源で可変速駆動する装置に
おいて、該同期電動機の電機子電圧(端子電圧)が所定
値を越えるとき、該同期電動機の電機子電流の位相を進
ませ、該同期電動機の電機子電流が所定値を越えるとき
、該電機子電流の位相を遅らせる位相補正手段を設ける
。
【0025】
【作用】同期電動機の負荷が減少して電機子電流が減少
し、電機子電圧が所定値を越えたとき、該電機子電流の
位相を進ませることにより力率を低下させると共に電機
子反作用による減磁界を増大させ電機子電圧の上昇を抑
制する。
し、電機子電圧が所定値を越えたとき、該電機子電流の
位相を進ませることにより力率を低下させると共に電機
子反作用による減磁界を増大させ電機子電圧の上昇を抑
制する。
【0026】また、同期電動機の負荷が増加して電機子
電流が所定電流を越えたとき、該電機子電流の位相を遅
らせて力率を良くすると共に電機子反作用による減磁界
を減少させ電機子電圧の低下を抑制する。
電流が所定電流を越えたとき、該電機子電流の位相を遅
らせて力率を良くすると共に電機子反作用による減磁界
を減少させ電機子電圧の低下を抑制する。
【0027】
【実施例】本発明による実施例を図1に示す。
【0028】この実施例に示すように、従来の装置に対
して、変換器4の転流位相を補正する位相補正手段15
が新たに設けられている。駆動回路16は位相補正手段
15からの転流指令により変換器4を駆動するものであ
る。位相補正手段15は位置センサ6からの回転子位置
信号θにより転流位相を決定すると共に、電流センサ1
3で検出した電機子電流Ia 及び電圧センサ14で検
出した端子電圧(電機子電圧)Va により該転流位相
を補正するものである。その他の要素は従来のものと同
じものである。
して、変換器4の転流位相を補正する位相補正手段15
が新たに設けられている。駆動回路16は位相補正手段
15からの転流指令により変換器4を駆動するものであ
る。位相補正手段15は位置センサ6からの回転子位置
信号θにより転流位相を決定すると共に、電流センサ1
3で検出した電機子電流Ia 及び電圧センサ14で検
出した端子電圧(電機子電圧)Va により該転流位相
を補正するものである。その他の要素は従来のものと同
じものである。
【0029】位相補正手段15は、図1(B)に示すよ
うに、電機子電流Ia の検出信号I2 と指令電流I
2Lを比較し、I2 >I2Lのとき位相を遅らせる信
号PNを出力する比較増幅器で成る電流補正部18と、
端子電圧Va の検出信号V2 と指令電圧V2Lを比
較しV2 >V2Lのとき位相を進ませる信号PPを出
力する比較増幅器で成る電圧補正部19と、位置センサ
6からの位置信号θと上記信号PN,PPにより転流タ
イミングを決定し転流指令PH2 を出力する位相補正
演算部20とから構成される。
うに、電機子電流Ia の検出信号I2 と指令電流I
2Lを比較し、I2 >I2Lのとき位相を遅らせる信
号PNを出力する比較増幅器で成る電流補正部18と、
端子電圧Va の検出信号V2 と指令電圧V2Lを比
較しV2 >V2Lのとき位相を進ませる信号PPを出
力する比較増幅器で成る電圧補正部19と、位置センサ
6からの位置信号θと上記信号PN,PPにより転流タ
イミングを決定し転流指令PH2 を出力する位相補正
演算部20とから構成される。
【0030】上記構成において、従来と同様に、変換器
4に直流電流Id が供給され、位相補正手段15は位
置信号θに応じて変換器4の所定のスイッチ素子を導通
させ同期電動機5に一定の進み位相の電機子電流Ia
を供給し同期電動機5は所定の速度で回転する。一定の
回転速度で運転しているとき、負荷が減少して端子電圧
Vaが上昇し、指令電圧V2Lを越えると電圧補正部1
9から位相を進める信号PPが出力され進みの無効電流
が増加して端子電圧Va は指令電圧V2Lの値に制限
される。この様子を図2に示す。図2は同期電動機の回
転速度をパラメータにしたVa−Ia特性でC1 ,C
2 ,C3 は100%、90%、80%速度の例であ
る。なお、図2中の破線は本発明を適用しない場合の端
子電圧Va の上昇を示したものである。
4に直流電流Id が供給され、位相補正手段15は位
置信号θに応じて変換器4の所定のスイッチ素子を導通
させ同期電動機5に一定の進み位相の電機子電流Ia
を供給し同期電動機5は所定の速度で回転する。一定の
回転速度で運転しているとき、負荷が減少して端子電圧
Vaが上昇し、指令電圧V2Lを越えると電圧補正部1
9から位相を進める信号PPが出力され進みの無効電流
が増加して端子電圧Va は指令電圧V2Lの値に制限
される。この様子を図2に示す。図2は同期電動機の回
転速度をパラメータにしたVa−Ia特性でC1 ,C
2 ,C3 は100%、90%、80%速度の例であ
る。なお、図2中の破線は本発明を適用しない場合の端
子電圧Va の上昇を示したものである。
【0031】位相を進めることにより上記の作用が生じ
ることを図3を用いて説明する。図3は一定の回転速度
において、電機子電流Ia の進み位相をパラメータと
して電機子電流Ia に対する端子電圧Va と電動機
出力Pの特性を示したもので、電圧特性Va1、Va2
はVa2の方がVa1より進み位相であり、出力特性P
a1、Pa2はPa2の方がPa1より進み位相である
。
ることを図3を用いて説明する。図3は一定の回転速度
において、電機子電流Ia の進み位相をパラメータと
して電機子電流Ia に対する端子電圧Va と電動機
出力Pの特性を示したもので、電圧特性Va1、Va2
はVa2の方がVa1より進み位相であり、出力特性P
a1、Pa2はPa2の方がPa1より進み位相である
。
【0032】今、特性Va1、Pa1の交点Aで電機子
電流がI0 端子電圧がV0 ,出力がP0の状態から
負荷が減少して出力P1 の状態に変化した場合を仮定
する。この場合、位相補正を行なわなければ電機子電流
はI1 に減少し端子電圧はV1 に上昇する。しかし
、端子電圧がV2Lを越えると電圧補正部19から信号
PPにより電機子電流の位相が進められ、特性Va2、
Pa2に自動的に移行する。従って、本発明によれば電
機子電流はI2 に減少し端子電圧の上昇はV2Lに制
限される。図4は上述の状態変化をベクトル図で示した
ものである。
電流がI0 端子電圧がV0 ,出力がP0の状態から
負荷が減少して出力P1 の状態に変化した場合を仮定
する。この場合、位相補正を行なわなければ電機子電流
はI1 に減少し端子電圧はV1 に上昇する。しかし
、端子電圧がV2Lを越えると電圧補正部19から信号
PPにより電機子電流の位相が進められ、特性Va2、
Pa2に自動的に移行する。従って、本発明によれば電
機子電流はI2 に減少し端子電圧の上昇はV2Lに制
限される。図4は上述の状態変化をベクトル図で示した
ものである。
【0033】同期電動機が一定の回転速度において端子
電圧Va1に対し進み角βの電機子電流Ia1で運転し
ている状態から負荷が減少した場合のベクトルの変化に
ついて説明する。
電圧Va1に対し進み角βの電機子電流Ia1で運転し
ている状態から負荷が減少した場合のベクトルの変化に
ついて説明する。
【0034】負荷が減少して電機子電流Ia1がIa2
に減少するとリアクタンス電圧XIa1がXIa2に減
少し端子電圧Va1からVa2に増大する。この場合、
電圧補正部19からの信号PPにより電機子電流が位相
角△βだけ進み位相に補正されIa3のようになるとリ
アクタンス電圧ベクトルがXIa3のように変化し端子
電圧はVa3のようにVa2より低い値に抑制される。
に減少するとリアクタンス電圧XIa1がXIa2に減
少し端子電圧Va1からVa2に増大する。この場合、
電圧補正部19からの信号PPにより電機子電流が位相
角△βだけ進み位相に補正されIa3のようになるとリ
アクタンス電圧ベクトルがXIa3のように変化し端子
電圧はVa3のようにVa2より低い値に抑制される。
【0035】本実施例によれば、定格速度付近の高速運
転時に負荷(電機子)電流が少なくなっても、電動機の
端子電圧の上昇を電源電圧の条件により許容できる範囲
に低く抑制出来るので、電源電圧を必要以上に高くする
必要がなくなり、電源容量の低減・電源設備の小型化と
設置面積の縮小が可能となる。また、半導体電力変換器
の電圧レベルも低くできるので、その容量の低減、装置
の小形・軽量化が図れ、また価格の低減が出来る。
転時に負荷(電機子)電流が少なくなっても、電動機の
端子電圧の上昇を電源電圧の条件により許容できる範囲
に低く抑制出来るので、電源電圧を必要以上に高くする
必要がなくなり、電源容量の低減・電源設備の小型化と
設置面積の縮小が可能となる。また、半導体電力変換器
の電圧レベルも低くできるので、その容量の低減、装置
の小形・軽量化が図れ、また価格の低減が出来る。
【0036】なお、以上の説明では、軽負荷の時の電圧
の上昇の抑制のみに付いて説明したが、定格負荷より大
きな負荷電流が流れた時電動機の端子電圧が定格より低
下するので、電圧と電流の位相差を力率が定格時より1
、0に近ずく様に遅れ位相にして、電機子反作用の影響
を小さくして、電圧の低下を抑制することもできる。
の上昇の抑制のみに付いて説明したが、定格負荷より大
きな負荷電流が流れた時電動機の端子電圧が定格より低
下するので、電圧と電流の位相差を力率が定格時より1
、0に近ずく様に遅れ位相にして、電機子反作用の影響
を小さくして、電圧の低下を抑制することもできる。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、電機子反作用による減
磁界の影響を考慮し、予め電源電圧を大きくする必要が
なく、電源容量及び半導体電力変換装置の容量を必要以
上に大きくすることなく小形化することが出来、経済的
な同期電動機の制御装置が得られる。
磁界の影響を考慮し、予め電源電圧を大きくする必要が
なく、電源容量及び半導体電力変換装置の容量を必要以
上に大きくすることなく小形化することが出来、経済的
な同期電動機の制御装置が得られる。
【図1】本発明による実施例の全体及び要部の構成図。
【図2】上記実施例の作用を説明するためのIa −V
a 特性図。
a 特性図。
【図3】上記実施例の作用を説明するためのIa −V
a −P特性図。
a −P特性図。
【図4】上記実施例の作用を説明するためのベクトル図
。
。
【図5】永久磁石の減磁界特性図。
【図6】同期電動機の特性を説明するための電圧−電流
特性図。
特性図。
【図7】従来装置の構成図。
【図8】従来装置の問題点を説明するための特性図。
【図9】進み電流時における同期電動機のベクトル図。
1…交流電源 2
、4…変換器3…リアクトル
5…同期電動機6…位置センサ
7…微分器8…速度制御部 9…
電流制御部10,13…電流センサ 1
1…位相制御部14…電圧センサ
15…位相補正手段16…駆動回路
18…電流補正部19…電圧補
正部 20…位相補正演算
部
、4…変換器3…リアクトル
5…同期電動機6…位置センサ
7…微分器8…速度制御部 9…
電流制御部10,13…電流センサ 1
1…位相制御部14…電圧センサ
15…位相補正手段16…駆動回路
18…電流補正部19…電圧補
正部 20…位相補正演算
部
Claims (2)
- 【請求項1】 界磁極に永久磁石を用いた同期電動機
を可変電圧可変周波数の制御電源で可変速駆動する装置
において、該同期電動機の電機子電圧が所定値を越える
とき、該同期電動機の電機子電流の位置を進ませる位相
補正手段を設けたことを特徴とする同期電動機の制御装
置。 - 【請求項2】 界磁極に永久磁石を用いた同期電動機
を可変電圧可変周波数の制御電源で可変速駆動する装置
において、該同期電動機の電機子電流が所定値を越える
とき、該電機子電流の位相を遅らせる位相補正手段を設
けたことを特徴とする同期電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3111397A JPH04340389A (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 同期電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3111397A JPH04340389A (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 同期電動機の制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04340389A true JPH04340389A (ja) | 1992-11-26 |
Family
ID=14560119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3111397A Pending JPH04340389A (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 同期電動機の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04340389A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993024990A1 (en) * | 1992-06-01 | 1993-12-09 | Fanuc Ltd | Control method for synchronous motor |
JP2013531459A (ja) * | 2010-06-22 | 2013-08-01 | エアリステック・コントロール・テクノロジーズ・リミテッド | 制御装置 |
US8906969B2 (en) | 2010-08-19 | 2014-12-09 | Japan Oil, Gas, And Metals National Corporation | Process for producing hydrocarbon oil and system for producing hydrocarbon oil |
-
1991
- 1991-05-16 JP JP3111397A patent/JPH04340389A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993024990A1 (en) * | 1992-06-01 | 1993-12-09 | Fanuc Ltd | Control method for synchronous motor |
US5436544A (en) * | 1992-06-01 | 1995-07-25 | Fanuc Ltd. | Method of phase advancing compensation control for an AC synchronous motor |
JP2013531459A (ja) * | 2010-06-22 | 2013-08-01 | エアリステック・コントロール・テクノロジーズ・リミテッド | 制御装置 |
US8906969B2 (en) | 2010-08-19 | 2014-12-09 | Japan Oil, Gas, And Metals National Corporation | Process for producing hydrocarbon oil and system for producing hydrocarbon oil |
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