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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- speed
- current
- signal
- motor
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
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)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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