JPH0584000A - 電動機駆動装置 - Google Patents
電動機駆動装置Info
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- JPH0584000A JPH0584000A JP3240766A JP24076691A JPH0584000A JP H0584000 A JPH0584000 A JP H0584000A JP 3240766 A JP3240766 A JP 3240766A JP 24076691 A JP24076691 A JP 24076691A JP H0584000 A JPH0584000 A JP H0584000A
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- Japan
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- current
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明は、永久磁石発電機及び永久磁石電動
機の位相を比較して得られる電流基準補正信号と、永久
磁石電動機の速度フィードバック信号及び速度基準信号
を比較して得られる電流基準信号と、インバータ制御回
路から得られる電流フィードバック信号とから負荷転流
形インバータの位相基準信号を出力する電流制御回路を
備えた電動機駆動装置である。 【効果】 本発明により高周波電源においても安定した
運転のできる電動機駆動装置を提供できる。
機の位相を比較して得られる電流基準補正信号と、永久
磁石電動機の速度フィードバック信号及び速度基準信号
を比較して得られる電流基準信号と、インバータ制御回
路から得られる電流フィードバック信号とから負荷転流
形インバータの位相基準信号を出力する電流制御回路を
備えた電動機駆動装置である。 【効果】 本発明により高周波電源においても安定した
運転のできる電動機駆動装置を提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電動機を高周波電源にて
高速回転駆動する電動機駆動装置に関する。
高速回転駆動する電動機駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電動機を商用電源周波数以上の電源で高
速駆動する技術は変換装置の進歩と共に技術革新されて
きたが、容量及び回転数に限界があり数百kw以上の容量
で20000rpm以上の高速電動機駆動装置は実現していなか
った。この原因の１つとして従来の誘導電動機や同期電
動機では機械的な強度や振動等に問題があり、電動機が
実現しなかった事が挙げられる。
速駆動する技術は変換装置の進歩と共に技術革新されて
きたが、容量及び回転数に限界があり数百kw以上の容量
で20000rpm以上の高速電動機駆動装置は実現していなか
った。この原因の１つとして従来の誘導電動機や同期電
動機では機械的な強度や振動等に問題があり、電動機が
実現しなかった事が挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】最近、永久磁石や磁気
軸受の技術の発達により、大容量、超高速回転の永久磁
石同期電動機の実現性が高まっている。しかしながら、
この永久磁石同期電動機を駆動する為の大容量で正弦波
の高周波出力が可能な変換装置はまだ実現していない。
軸受の技術の発達により、大容量、超高速回転の永久磁
石同期電動機の実現性が高まっている。しかしながら、
この永久磁石同期電動機を駆動する為の大容量で正弦波
の高周波出力が可能な変換装置はまだ実現していない。
【０００４】本発明は、従来の変換装置を用いて大容量
で高速回転の永久磁石電動機を駆動する電動機駆動装置
を提供することを目的とする。
で高速回転の永久磁石電動機を駆動する電動機駆動装置
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は負荷転流形イン
バータで運転されるサイリスタモータと、このサイリス
タモータと直結されて駆動される永久磁石発電機と、こ
の永久磁石発電機による発電電力によって運転され負荷
機械を駆動する永久磁石電動機と、この永久磁石電動機
の回転速度を計測する位置検出器と、この位置検出器に
接続されて永久磁石電動機の回転速度を検出し速度フィ
ードバック信号を出力する速度検出回路と、速度フィー
ドバック信号及び予め定めた速度基準信号とから負荷転
流形インバータの電流基準信号を出力する速度制御回路
と、永久磁石発電機の出力電力及び位置検出器の出力信
号との位相を比較して負荷転流形インバータの電流基準
補正信号と負荷転流形インバータを制御するインバータ
制御回路からの電流フィードバック信号とからインバー
タ制御回路の位相基準信号を出力する電流制御回路とを
具備してなる電動機駆動装置である。
バータで運転されるサイリスタモータと、このサイリス
タモータと直結されて駆動される永久磁石発電機と、こ
の永久磁石発電機による発電電力によって運転され負荷
機械を駆動する永久磁石電動機と、この永久磁石電動機
の回転速度を計測する位置検出器と、この位置検出器に
接続されて永久磁石電動機の回転速度を検出し速度フィ
ードバック信号を出力する速度検出回路と、速度フィー
ドバック信号及び予め定めた速度基準信号とから負荷転
流形インバータの電流基準信号を出力する速度制御回路
と、永久磁石発電機の出力電力及び位置検出器の出力信
号との位相を比較して負荷転流形インバータの電流基準
補正信号と負荷転流形インバータを制御するインバータ
制御回路からの電流フィードバック信号とからインバー
タ制御回路の位相基準信号を出力する電流制御回路とを
具備してなる電動機駆動装置である。
【０００６】
【作用】本発明の電動機駆動装置により、負荷転流イン
バータで運転されるサイリスタモータと直結して永久磁
石発電機を駆動し、永久磁石発電機による発電電力によ
って負荷機械を駆動する永久磁石電動機を運転し、永久
磁石電動機の回転速度を計測し、永久磁石電動機の回転
速度を検出して速度フィードバック信号を出力し、速度
フィードバック信号及び予め定めた速度基準信号とから
負荷転流形インバータの電流基準信号を出力し、永久磁
石発電機の出力電力及び位置検出器の出力信号との位相
を比較して負荷転流形インバータの電流基準補正信号を
出力し、電流基準信号と電流基準補正信号と負荷転流形
インバータを制御するインバータ制御回路からの電流フ
ィードバック信号とからインバータ制御回路の位相基準
信号を出力し、負荷転流形インバータの電流制御を行な
う。
バータで運転されるサイリスタモータと直結して永久磁
石発電機を駆動し、永久磁石発電機による発電電力によ
って負荷機械を駆動する永久磁石電動機を運転し、永久
磁石電動機の回転速度を計測し、永久磁石電動機の回転
速度を検出して速度フィードバック信号を出力し、速度
フィードバック信号及び予め定めた速度基準信号とから
負荷転流形インバータの電流基準信号を出力し、永久磁
石発電機の出力電力及び位置検出器の出力信号との位相
を比較して負荷転流形インバータの電流基準補正信号を
出力し、電流基準信号と電流基準補正信号と負荷転流形
インバータを制御するインバータ制御回路からの電流フ
ィードバック信号とからインバータ制御回路の位相基準
信号を出力し、負荷転流形インバータの電流制御を行な
う。
【０００７】
【実施例】次に本発明の一実施例を説明する。図１は、
負荷転流形インバータ３で運転されるサイリスタモータ
４と、サイリスタモータ４と直結されて駆動される永久
磁石発電機５と、永久磁石発電機５による発電電力によ
って運転され負荷機械７を駆動する永久磁石電動機６
と、永久磁石電動機６の回転速度を計測する位置検出器
８と、位置検出器８に接続されて永久磁石電動機６の回
転速度を検出し速度フィードバック信号11ａを出力する
速度検出回路11と、速度フィードバック信号11ａ及び予
め定めた速度基準信号12とから、負荷転流形インバータ
３の電流基準信号13ａを出力する速度制御回路13と、永
久磁石発電機５の出力電力及び位置検出器８の出力信号
との位相を比較して負荷転流形インバータ３の電流基準
補正信号16を出力する位相比較回路10と、電流基準信号
13ａと電流基準補正信号16と負荷転流形インバータ３を
制御するインバータ制御回路15からの電流フィードバッ
ク信号17とからインバータ制御回路15の位相基準信号14
ａを出力する電流制御回路14とを具備してなる電動機駆
動装置を示している。即ち、サイリスタモータ４と永久
磁石発電機５とで構成されるＭ−Ｇセットと、サイリス
タモータ４を可変速駆動する負荷転流形インバータ３
と、永久磁石発電機５の出力で駆動される永久磁石電動
機６において、永久磁石電動機６の速度基準信号12と永
久磁石電動機６の速度フィードバック信号11ａにより永
久磁石電動機６の速度を制御する速度制御回路13と、速
度制御回路13の出力である電流基準信号13ａ、負荷転流
形インバータ３の出力電流の電流フィードバック信号17
及び永久磁石電動機６の電圧位相と永久磁石電動機６の
回転子の位相差を検出する位相比較回路10の出力である
電流基準補正信号16により負荷転流形インバータ３の出
力電流を制御する電流制御回路14と、電流制御回路14の
出力である位相制御信号14ａと永久磁石電動機６の速度
基準信号12により負荷転流形インバータ３を制御するイ
ンバータ制御回路15を具備してなる電動機駆動装置であ
り、永久磁石電動機６が必要な周波数に合わせてＭ−Ｇ
セットのサイリスタモータ４と永久磁石発電機５の極数
を選択し、サイリスタモータ４を永久磁石電動機６の速
度に合わせて可変速駆動することにより、永久磁石発電
機５の出力にて永久磁石電動機６を駆動する。
負荷転流形インバータ３で運転されるサイリスタモータ
４と、サイリスタモータ４と直結されて駆動される永久
磁石発電機５と、永久磁石発電機５による発電電力によ
って運転され負荷機械７を駆動する永久磁石電動機６
と、永久磁石電動機６の回転速度を計測する位置検出器
８と、位置検出器８に接続されて永久磁石電動機６の回
転速度を検出し速度フィードバック信号11ａを出力する
速度検出回路11と、速度フィードバック信号11ａ及び予
め定めた速度基準信号12とから、負荷転流形インバータ
３の電流基準信号13ａを出力する速度制御回路13と、永
久磁石発電機５の出力電力及び位置検出器８の出力信号
との位相を比較して負荷転流形インバータ３の電流基準
補正信号16を出力する位相比較回路10と、電流基準信号
13ａと電流基準補正信号16と負荷転流形インバータ３を
制御するインバータ制御回路15からの電流フィードバッ
ク信号17とからインバータ制御回路15の位相基準信号14
ａを出力する電流制御回路14とを具備してなる電動機駆
動装置を示している。即ち、サイリスタモータ４と永久
磁石発電機５とで構成されるＭ−Ｇセットと、サイリス
タモータ４を可変速駆動する負荷転流形インバータ３
と、永久磁石発電機５の出力で駆動される永久磁石電動
機６において、永久磁石電動機６の速度基準信号12と永
久磁石電動機６の速度フィードバック信号11ａにより永
久磁石電動機６の速度を制御する速度制御回路13と、速
度制御回路13の出力である電流基準信号13ａ、負荷転流
形インバータ３の出力電流の電流フィードバック信号17
及び永久磁石電動機６の電圧位相と永久磁石電動機６の
回転子の位相差を検出する位相比較回路10の出力である
電流基準補正信号16により負荷転流形インバータ３の出
力電流を制御する電流制御回路14と、電流制御回路14の
出力である位相制御信号14ａと永久磁石電動機６の速度
基準信号12により負荷転流形インバータ３を制御するイ
ンバータ制御回路15を具備してなる電動機駆動装置であ
り、永久磁石電動機６が必要な周波数に合わせてＭ−Ｇ
セットのサイリスタモータ４と永久磁石発電機５の極数
を選択し、サイリスタモータ４を永久磁石電動機６の速
度に合わせて可変速駆動することにより、永久磁石発電
機５の出力にて永久磁石電動機６を駆動する。
【０００８】この際、永久磁石電動機６の速度を制御す
る速度制御回路13の出力である電流基準信号13ａと変換
装置の出力電流とで負荷転流インバータ３の電流を制御
する電流制御に、永久磁石電動機６の電圧位相と回転子
の位相の差を電流基準補正信号16として加えることによ
り、負荷変動の際永久磁石電動機６の脱調を防止し、永
久磁石電動機６を安定に運転する。
る速度制御回路13の出力である電流基準信号13ａと変換
装置の出力電流とで負荷転流インバータ３の電流を制御
する電流制御に、永久磁石電動機６の電圧位相と回転子
の位相の差を電流基準補正信号16として加えることによ
り、負荷変動の際永久磁石電動機６の脱調を防止し、永
久磁石電動機６を安定に運転する。
【０００９】即ち、図１において、１は開閉器、２は変
圧器、３は負荷転流インバータ、４は負荷転流形インバ
ータ３で駆動されるサイリスタモータであり永久磁石発
電機５を駆動することにより、Ｍ−Ｇセットを構成して
いる。永久磁石電動機６は永久磁石発電機５の出力によ
って運転され負荷７を駆動する８は位置検出器であり、
永久磁石電動機６の回転子の位置を検出する。９は変圧
器、10は位相比較回路、11は速度検出回路、12は永久磁
石電動機の速度基準信号、13は速度制御回路、14は電流
制御回路、15は電流制御回路の出力である位相制御信号
と速度基準信号12より負荷転流形インバータ３を制御す
る負荷転流形インバータの制御回路である。まず、主回
路構成について説明する。
圧器、３は負荷転流インバータ、４は負荷転流形インバ
ータ３で駆動されるサイリスタモータであり永久磁石発
電機５を駆動することにより、Ｍ−Ｇセットを構成して
いる。永久磁石電動機６は永久磁石発電機５の出力によ
って運転され負荷７を駆動する８は位置検出器であり、
永久磁石電動機６の回転子の位置を検出する。９は変圧
器、10は位相比較回路、11は速度検出回路、12は永久磁
石電動機の速度基準信号、13は速度制御回路、14は電流
制御回路、15は電流制御回路の出力である位相制御信号
と速度基準信号12より負荷転流形インバータ３を制御す
る負荷転流形インバータの制御回路である。まず、主回
路構成について説明する。
【００１０】永久磁石電動機６が20000rpmで運転される
為には、永久磁石電動機６が２極機の場合、約333.3Hz
の電源が必要となる。この電源を作る為にＭ−Ｇセット
を用いる場合には例えば、発電機を12極として333rpmで
発電機を電動機で運転してやれば良い事になるが通常の
発電機で3000rpm 以上はソリッドロータを用いた２極機
となり、12極で3000rpm 以上の発電機を製作する事は機
械的な強度上制約であり困難である。しかるに、永久磁
石を用いれば多極機を構成する事は容易であり、発電機
は永久磁石発電機５を採用している。
為には、永久磁石電動機６が２極機の場合、約333.3Hz
の電源が必要となる。この電源を作る為にＭ−Ｇセット
を用いる場合には例えば、発電機を12極として333rpmで
発電機を電動機で運転してやれば良い事になるが通常の
発電機で3000rpm 以上はソリッドロータを用いた２極機
となり、12極で3000rpm 以上の発電機を製作する事は機
械的な強度上制約であり困難である。しかるに、永久磁
石を用いれば多極機を構成する事は容易であり、発電機
は永久磁石発電機５を採用している。
【００１１】又、Ｍ−Ｇセットの電動機側は永久磁石電
動機６の所望の速度に対応する周波数を永久磁石発電機
５が出力できるように可変速駆動とするために負荷転流
形インバータ３を用いてサイリスタモータ４としてい
る。
動機６の所望の速度に対応する周波数を永久磁石発電機
５が出力できるように可変速駆動とするために負荷転流
形インバータ３を用いてサイリスタモータ４としてい
る。
【００１２】この主回路構成により、永久磁石電動機６
を正弦波出力の高周波電源により運転する事が可能であ
る。
を正弦波出力の高周波電源により運転する事が可能であ
る。
【００１３】次に制御回路について説明する。
【００１４】永久磁石電動機６及び永久磁石発電機５は
共に界磁に永久磁石を用いている為、従来の同期機のよ
うに界磁の磁束を調整する事が出来ず界磁は固定とな
る。従って単に負荷転流形インバータ３により電動機４
の速度すなわち永久磁石電動機の速度と、サイリスタモ
ータ４の出力を制御しているだけでは負荷７が負荷変動
を生じた際、永久磁石電動機６の出力を即座に制御する
事が出来ず永久磁石電動機６が脱調し、運転を継続でき
ない恐れがあり、例え脱調しない場合でも運転が不安定
となる。
共に界磁に永久磁石を用いている為、従来の同期機のよ
うに界磁の磁束を調整する事が出来ず界磁は固定とな
る。従って単に負荷転流形インバータ３により電動機４
の速度すなわち永久磁石電動機の速度と、サイリスタモ
ータ４の出力を制御しているだけでは負荷７が負荷変動
を生じた際、永久磁石電動機６の出力を即座に制御する
事が出来ず永久磁石電動機６が脱調し、運転を継続でき
ない恐れがあり、例え脱調しない場合でも運転が不安定
となる。
【００１５】そこで下記の様に制御回路を構成する。
【００１６】まず、永久磁石電動機６の速度基準信号と
永久磁石電動機６に取付けられた位置検出器８の出力を
速度検出回路11を通して得られる永久磁石電動機の速度
フィードバック信号11ａにより速度制御回路13にて速度
制御を行ない速度制御回路13の出力を負荷転流形インバ
ータ３の電流基準信号13ａとする。
永久磁石電動機６に取付けられた位置検出器８の出力を
速度検出回路11を通して得られる永久磁石電動機の速度
フィードバック信号11ａにより速度制御回路13にて速度
制御を行ない速度制御回路13の出力を負荷転流形インバ
ータ３の電流基準信号13ａとする。
【００１７】次に電流基準信号と負荷転流形インバータ
の電流フィードバック信号17により電流制御回路14に
て、電流制御を行なう際以下の補正を行なう。永久磁石
電動機６の電圧の位相と位置検出器８により検出される
永久磁石電動機６の回転子の位相の差は永久磁石電動機
６の内部相差角に相当し、負荷機械７が必要とするエネ
ルギーが急に増加した場合、内部相差角が大きくなり90
゜を越えると永久磁石電動機６は脱調に至る。そこで永
久磁石電動機が定格運転時の内部相差角をδとし、実際
運転時の内部相差角をδ´とした場合その差分δ´−δ
を位相比較回路10にて電流基準補正信号16に変換し電流
制御に加えることにより、負荷急変時のエネルギーの増
減補正を行なう。電流制御回路14の出力である位相基準
信号14ａと、速度基準信号12により、負荷転流形インバ
ータ３は、負荷転流形のインバータ制御回路15により、
制御されサイリスタモータ４を制御する。
の電流フィードバック信号17により電流制御回路14に
て、電流制御を行なう際以下の補正を行なう。永久磁石
電動機６の電圧の位相と位置検出器８により検出される
永久磁石電動機６の回転子の位相の差は永久磁石電動機
６の内部相差角に相当し、負荷機械７が必要とするエネ
ルギーが急に増加した場合、内部相差角が大きくなり90
゜を越えると永久磁石電動機６は脱調に至る。そこで永
久磁石電動機が定格運転時の内部相差角をδとし、実際
運転時の内部相差角をδ´とした場合その差分δ´−δ
を位相比較回路10にて電流基準補正信号16に変換し電流
制御に加えることにより、負荷急変時のエネルギーの増
減補正を行なう。電流制御回路14の出力である位相基準
信号14ａと、速度基準信号12により、負荷転流形インバ
ータ３は、負荷転流形のインバータ制御回路15により、
制御されサイリスタモータ４を制御する。
【００１８】上記によりサイリスタモータ４は永久磁石
電動機６が所望の速度で運転される為に必要な周波数と
出力を永久磁石発電機５が出力できる速度及び出力で運
転される。更に負荷機械７の必要エネルギー急変時、電
流基準補正信号により負荷転流形インバータの出力を負
荷変動に合わらて変更し、永久磁石電動機６の内部相差
角を一定に保つよう制御することにより、永久磁石電動
機６の脱調を防ぎ安定な運転を継続することができる。
電動機６が所望の速度で運転される為に必要な周波数と
出力を永久磁石発電機５が出力できる速度及び出力で運
転される。更に負荷機械７の必要エネルギー急変時、電
流基準補正信号により負荷転流形インバータの出力を負
荷変動に合わらて変更し、永久磁石電動機６の内部相差
角を一定に保つよう制御することにより、永久磁石電動
機６の脱調を防ぎ安定な運転を継続することができる。
【００１９】以上の実施例はＭ−Ｇセットの電動機にサ
イリスタモータを用い変換装置に負荷転流形インバータ
を用いて説明したがＭ−Ｇセットの電動機及び同電動機
を制御する変換装置に他の可変速駆動システムを用いて
も、本発明が適用できる事は明らかである。
イリスタモータを用い変換装置に負荷転流形インバータ
を用いて説明したがＭ−Ｇセットの電動機及び同電動機
を制御する変換装置に他の可変速駆動システムを用いて
も、本発明が適用できる事は明らかである。
【００２０】また、ＭＧセットの発電機と電動機速度の
組合せも永久磁石電動機に必要な周波数に応じて種々選
択できる事は明らかである。
組合せも永久磁石電動機に必要な周波数に応じて種々選
択できる事は明らかである。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば永久磁石電動機を正弦波
の高周波電流にて、安定に運転する電動機駆動装置を提
供することができる。
の高周波電流にて、安定に運転する電動機駆動装置を提
供することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す電動機駆動装置の構成
図である。
図である。
【符号の説明】 ３…負荷転流形インバータ ４…サイリスタモータ ５…永久磁石発電機 ６…永久磁石電動機 ８…位置検出器 10…位相比較回路 11…速度検出回路 13…速度制御回路 14…電流制御回路
Claims (1)
- 【請求項１】 負荷転流形インバータで運転されるサイ
リスタモータと、このサイリスタモータと直結されて駆
動される永久磁石発電機と、この永久磁石発電機による
発電電力によって運転され負荷機械を駆動する永久磁石
電動機と、この永久磁石電動機の回転速度を計測する位
置検出器と、この位置検出器に接続されて前記永久磁石
電動機の回転速度を検出し速度フィードバック信号を出
力する速度検出回路と、前記速度フィードバック信号及
び予め定めた速度基準信号とから前記負荷転流形インバ
ータの電流基準信号を出力する速度制御回路と、前記永
久磁石発電機の出力電力及び前記位置検出器の出力信号
との位相を比較して前記負荷転流形インバータの電流基
準補正信号を出力する位相比較回路と、前記電流基準信
号と前記電流基準補正信号と前記負荷転流形インバータ
を制御するインバータ制御回路からの電流フィードバッ
ク信号とから前記インバータ制御回路の位相基準信号を
出力する電流制御回路とを具備してなる電動機駆動装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240766A JPH0584000A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 電動機駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240766A JPH0584000A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 電動機駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0584000A true JPH0584000A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17064396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3240766A Pending JPH0584000A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 電動機駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0584000A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5003371A (en) * | 1987-11-06 | 1991-03-26 | Sgs-Thomson Microelectronics | Fuse-melting device |
| JP2009038851A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Nishishiba Electric Co Ltd | 高速電動機駆動装置 |
| JP2010045965A (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Siemens Ag | システムへの出力供給のための装置 |
| JP2012026444A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンの始動を制御するためのシステム及び方法 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3240766A patent/JPH0584000A/ja active Pending
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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