JPH0686596A - 交流可変速駆動装置 - Google Patents
交流可変速駆動装置Info
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- JPH0686596A JPH0686596A JP5195429A JP19542993A JPH0686596A JP H0686596 A JPH0686596 A JP H0686596A JP 5195429 A JP5195429 A JP 5195429A JP 19542993 A JP19542993 A JP 19542993A JP H0686596 A JPH0686596 A JP H0686596A
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- rotor
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- motor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 永久磁石形同期電動機と誘導電動機を一体化
した交流電動機のセンサレス駆動を簡単な制御回路によ
り実行する。 【構成】 永久磁石形同期電動機２０と誘導電動機３０
を一体化した交流電動機１００と、各電動機２０，３０
の固定子巻線に交流電力をそれぞれ供給するインバータ
１１２，１２２と、それらの制御回路とを備えた交流可
変速駆動装置に関する。同期電動機２０の電圧・電流実
際値または電圧・電流指令値に基づき、その回転子の回
転速度を演算する速度演算回路２００を備え、この速度
演算回路２００により演算した回転速度ｎを誘導電動機
３０の速度指令値ｎ*に対する速度帰還値として誘導電
動機３０の速度制御ループを構成する。
した交流電動機のセンサレス駆動を簡単な制御回路によ
り実行する。 【構成】 永久磁石形同期電動機２０と誘導電動機３０
を一体化した交流電動機１００と、各電動機２０，３０
の固定子巻線に交流電力をそれぞれ供給するインバータ
１１２，１２２と、それらの制御回路とを備えた交流可
変速駆動装置に関する。同期電動機２０の電圧・電流実
際値または電圧・電流指令値に基づき、その回転子の回
転速度を演算する速度演算回路２００を備え、この速度
演算回路２００により演算した回転速度ｎを誘導電動機
３０の速度指令値ｎ*に対する速度帰還値として誘導電
動機３０の速度制御ループを構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石形同期電動機
及び誘導電動機が一体的に形成された交流電動機と、イ
ンバータとを用いた交流可変速駆動装置に関する。
及び誘導電動機が一体的に形成された交流電動機と、イ
ンバータとを用いた交流可変速駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、永久磁石形同期電動機と誘導電
動機とが一体的に形成された交流電動機の構造を示して
いる。図において、モータのフレーム１０及び回転子軸
１１を共通とし、その回転子軸１１には第１の回転子と
しての永久磁石２２を有する回転子２１と、第２の回転
子としてのかご形回転子のごとき回転子３１とが同軸上
に取り付けられている。第１及び第２の回転子２１，３
１の周囲には、磁気的に互いに干渉しないような構造の
第１及び第２の固定子巻線２３，３３がそれぞれ配置さ
れており、これらの固定子巻線２３，３３は引出線２
４，３４を介して外部のインバータに接続されている。
動機とが一体的に形成された交流電動機の構造を示して
いる。図において、モータのフレーム１０及び回転子軸
１１を共通とし、その回転子軸１１には第１の回転子と
しての永久磁石２２を有する回転子２１と、第２の回転
子としてのかご形回転子のごとき回転子３１とが同軸上
に取り付けられている。第１及び第２の回転子２１，３
１の周囲には、磁気的に互いに干渉しないような構造の
第１及び第２の固定子巻線２３，３３がそれぞれ配置さ
れており、これらの固定子巻線２３，３３は引出線２
４，３４を介して外部のインバータに接続されている。
【０００３】上記第１の回転子２１及び第１の固定子巻
線２３により永久磁石形同期電動機が、また、第２の回
転子３１及び第２の固定子巻線３３により誘導電動機が
それぞれ構成されており、これらの電動機は一体となっ
て一つの交流電動機１００´が形成されている。図４に
示すように、上記回転子軸１１には、回転子の回転速度
及び磁極位置を検出するための速度センサ１２及び位置
センサ１２′が取り付けられており、これらの検出信号
により各電動機２０，３０の速度や発生トルクを制御す
るようになっている。
線２３により永久磁石形同期電動機が、また、第２の回
転子３１及び第２の固定子巻線３３により誘導電動機が
それぞれ構成されており、これらの電動機は一体となっ
て一つの交流電動機１００´が形成されている。図４に
示すように、上記回転子軸１１には、回転子の回転速度
及び磁極位置を検出するための速度センサ１２及び位置
センサ１２′が取り付けられており、これらの検出信号
により各電動機２０，３０の速度や発生トルクを制御す
るようになっている。
【０００４】図４は交流電動機及びインバータを用いた
従来の交流可変速駆動装置の構成例である。図におい
て、主回路は交流電源１０１、インバータ１０２、交流
電動機Ｍ、センサ１２，１２′から構成されている。な
お、インバータ１０２は、交流／直流変換を行うコンバ
ータ部と、直流／交流変換を行うインバータ部とからな
っている。一方、制御回路はセンサ１２の出力である速
度実際値ｎと速度指令値ｎ*とから速度偏差Δｎを演算
する加算器１０３と、その偏差を零にするようにトルク
指令値τ*を出力する比例・積分調節器１０４と、セン
サ１２′の出力である磁極位置及びトルク指令値τ*か
ら例えば交流電動機Ｍの固定子巻線に印加する電圧また
は電流をインバータ１０２に指令値として与える電圧・
電流演算回路１０５から構成されている。図４では、イ
ンバータ１０２に電流指令値ｉ*を出力する場合を示し
てある。
従来の交流可変速駆動装置の構成例である。図におい
て、主回路は交流電源１０１、インバータ１０２、交流
電動機Ｍ、センサ１２，１２′から構成されている。な
お、インバータ１０２は、交流／直流変換を行うコンバ
ータ部と、直流／交流変換を行うインバータ部とからな
っている。一方、制御回路はセンサ１２の出力である速
度実際値ｎと速度指令値ｎ*とから速度偏差Δｎを演算
する加算器１０３と、その偏差を零にするようにトルク
指令値τ*を出力する比例・積分調節器１０４と、セン
サ１２′の出力である磁極位置及びトルク指令値τ*か
ら例えば交流電動機Ｍの固定子巻線に印加する電圧また
は電流をインバータ１０２に指令値として与える電圧・
電流演算回路１０５から構成されている。図４では、イ
ンバータ１０２に電流指令値ｉ*を出力する場合を示し
てある。
【０００５】電圧・電流演算回路１０５の作用は交流電
動機Ｍの種類及び電動機制御方式によって異なり、交流
電動機Ｍが永久磁石形同期電動機であり、その制御方式
としてＡＣサーボモータに適用されるようなベクトル制
御を用いる場合には、トルク指令値に比例した振幅の電
流が永久磁石の磁極と直交する位相となるように、イン
バータ１０２を制御する。また、交流電動機Ｍが誘導電
動機である場合の制御方法としては、図５に示すような
ベクトル制御方式が広く使用されており、その詳細は同
図が記載されている文献「ＡＣサーボモータとマイコン
制御」（電子総合出版社）等により公知となっている。
動機Ｍの種類及び電動機制御方式によって異なり、交流
電動機Ｍが永久磁石形同期電動機であり、その制御方式
としてＡＣサーボモータに適用されるようなベクトル制
御を用いる場合には、トルク指令値に比例した振幅の電
流が永久磁石の磁極と直交する位相となるように、イン
バータ１０２を制御する。また、交流電動機Ｍが誘導電
動機である場合の制御方法としては、図５に示すような
ベクトル制御方式が広く使用されており、その詳細は同
図が記載されている文献「ＡＣサーボモータとマイコン
制御」（電子総合出版社）等により公知となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に交流可変速駆動
を行う場合、従来では、上述したように交流電動機Ｍの
回転子の回転速度や磁極位置を検出するセンサ１２，１
２′を必要とするため、これがしばしばシステムの故障
の原因となったり、コスト上昇を招くという問題があっ
た。この点に鑑み、同期電動機及び誘導電動機をそれぞ
れセンサレスにて駆動する方式はこれまでにもいくつか
提案されているが、それらを実現するには各々複雑な制
御回路や演算回路を必要としていた。
を行う場合、従来では、上述したように交流電動機Ｍの
回転子の回転速度や磁極位置を検出するセンサ１２，１
２′を必要とするため、これがしばしばシステムの故障
の原因となったり、コスト上昇を招くという問題があっ
た。この点に鑑み、同期電動機及び誘導電動機をそれぞ
れセンサレスにて駆動する方式はこれまでにもいくつか
提案されているが、それらを実現するには各々複雑な制
御回路や演算回路を必要としていた。
【０００７】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、永久磁石形同期
電動機及び誘導電動機を一体に形成した交流電動機とそ
の駆動用インバータとを備えた交流可変速駆動装置にお
いて、回転子の磁極位置及び回転速度のセンサレス駆動
を従来よりも簡単な回路構成により行えるようにした交
流可変速駆動装置を提供することにある。
れたもので、その目的とするところは、永久磁石形同期
電動機及び誘導電動機を一体に形成した交流電動機とそ
の駆動用インバータとを備えた交流可変速駆動装置にお
いて、回転子の磁極位置及び回転速度のセンサレス駆動
を従来よりも簡単な回路構成により行えるようにした交
流可変速駆動装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、永久磁石形同期電動機及び誘導電動
機が一体的に形成された交流電動機と、各電動機の固定
子巻線に交流電力をそれぞれ供給するインバータと、こ
れらのインバータの制御回路とを備えた交流可変速駆動
装置において、前記同期電動機の電圧・電流実際値また
は電圧・電流指令値に基づき、同期電動機の回転子の回
転速度を演算する速度演算回路を備え、この速度演算回
路により演算した回転速度を誘導電動機の速度指令値に
対する速度帰還値として誘導電動機の速度制御ループを
構成する。
め、第１の発明は、永久磁石形同期電動機及び誘導電動
機が一体的に形成された交流電動機と、各電動機の固定
子巻線に交流電力をそれぞれ供給するインバータと、こ
れらのインバータの制御回路とを備えた交流可変速駆動
装置において、前記同期電動機の電圧・電流実際値また
は電圧・電流指令値に基づき、同期電動機の回転子の回
転速度を演算する速度演算回路を備え、この速度演算回
路により演算した回転速度を誘導電動機の速度指令値に
対する速度帰還値として誘導電動機の速度制御ループを
構成する。
【０００９】第２の発明は、同期電動機の電圧・電流実
際値または電圧・電流指令値に基づき、同期電動機の回
転子の磁極位置または回転速度を演算する位置・速度演
算回路と、誘導電動機の二次磁束指令値、トルク指令値
及び電気定数を用いて誘導電動機の固定子巻線に印加す
る電圧または電流指令値を出力する電圧・電流演算回路
とを備え、前記位置・速度演算回路から出力される磁極
位置または回転速度を前記電圧・電流演算回路における
誘導電動機の回転子の位置または速度信号として使用す
る。
際値または電圧・電流指令値に基づき、同期電動機の回
転子の磁極位置または回転速度を演算する位置・速度演
算回路と、誘導電動機の二次磁束指令値、トルク指令値
及び電気定数を用いて誘導電動機の固定子巻線に印加す
る電圧または電流指令値を出力する電圧・電流演算回路
とを備え、前記位置・速度演算回路から出力される磁極
位置または回転速度を前記電圧・電流演算回路における
誘導電動機の回転子の位置または速度信号として使用す
る。
【００１０】第３の発明は、上記第１または第２の発明
において、誘導電動機に対し予め設定された電圧／周波
数比となる電圧指令値を出力する指令回路を備え、電動
機の始動時には上記電圧指令値により誘導電動機のみを
駆動し、一定時間経過後または一定速度に到達した後に
上記電圧指令値をトルク指令値から演算した電圧指令値
または電流指令値に切り換える手段を備える。
において、誘導電動機に対し予め設定された電圧／周波
数比となる電圧指令値を出力する指令回路を備え、電動
機の始動時には上記電圧指令値により誘導電動機のみを
駆動し、一定時間経過後または一定速度に到達した後に
上記電圧指令値をトルク指令値から演算した電圧指令値
または電流指令値に切り換える手段を備える。
【００１１】
【作用】第１の発明では、同期電動機の電圧・電流実際
値または電圧・電流指令値に基づき回転子の回転速度を
演算し、この回転速度を誘導電動機の速度制御ループに
おける速度帰還値として使用する。第２の発明では、同
期電動機の電圧・電流実際値または電圧・電流指令値に
基づき回転子の磁極位置または回転速度を演算する。ま
た、誘導電動機の二次磁束指令値、トルク指令値及び電
気定数を用いて誘導電動機の固定子巻線に印加する電圧
または電流指令値を演算し、出力する。この電圧または
電流指令値の演算にあたり、前記回転子の磁極位置また
は回転速度を、誘導電動機の回転子の位置または速度信
号として使用する。
値または電圧・電流指令値に基づき回転子の回転速度を
演算し、この回転速度を誘導電動機の速度制御ループに
おける速度帰還値として使用する。第２の発明では、同
期電動機の電圧・電流実際値または電圧・電流指令値に
基づき回転子の磁極位置または回転速度を演算する。ま
た、誘導電動機の二次磁束指令値、トルク指令値及び電
気定数を用いて誘導電動機の固定子巻線に印加する電圧
または電流指令値を演算し、出力する。この電圧または
電流指令値の演算にあたり、前記回転子の磁極位置また
は回転速度を、誘導電動機の回転子の位置または速度信
号として使用する。
【００１２】第３の発明では、誘導電動機の始動時に電
動機特性に合わせた所定の電圧／周波数比の電圧指令値
に従って誘導電動機を駆動し、オープンループでの運転
を可能にする。そして、その後、トルク指令値から演算
した電圧指令値または電流指令値に切り換えて運転す
る。
動機特性に合わせた所定の電圧／周波数比の電圧指令値
に従って誘導電動機を駆動し、オープンループでの運転
を可能にする。そして、その後、トルク指令値から演算
した電圧指令値または電流指令値に切り換えて運転す
る。
【００１３】
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１は第１及び第２の発明の一実施例を示してお
り、図３、図４と同一の構成要素には同一の番号を付し
てある。図１において、永久磁石形同期電動機２０と誘
導電動機３０とが一体的に構成された交流電動機１００
には、同期電動機２０を駆動するためのインバータ１１
２と誘導電動機３０を駆動するためのインバータ１２２
とが各々接続されており、これらのインバータ１１２，
１２２は交流電源（商用電源）１０１に接続されてい
る。ここで、交流電動機１００の構成は先の図３とほぼ
同一であるが、図３に示したセンサ１２，１２′は設け
られていない。インバータ１１２，１２２は、前記同様
に交流／直流変換を行うコンバータ部と、直流／交流変
換を行うインバータ部とから構成されており、インバー
タ１１２，１２２が直流受電すなわち直流／交流変換の
みを行う場合には、交流電源１０１の代わりに直流電源
が個別または共通に接続される。
る。図１は第１及び第２の発明の一実施例を示してお
り、図３、図４と同一の構成要素には同一の番号を付し
てある。図１において、永久磁石形同期電動機２０と誘
導電動機３０とが一体的に構成された交流電動機１００
には、同期電動機２０を駆動するためのインバータ１１
２と誘導電動機３０を駆動するためのインバータ１２２
とが各々接続されており、これらのインバータ１１２，
１２２は交流電源（商用電源）１０１に接続されてい
る。ここで、交流電動機１００の構成は先の図３とほぼ
同一であるが、図３に示したセンサ１２，１２′は設け
られていない。インバータ１１２，１２２は、前記同様
に交流／直流変換を行うコンバータ部と、直流／交流変
換を行うインバータ部とから構成されており、インバー
タ１１２，１２２が直流受電すなわち直流／交流変換の
みを行う場合には、交流電源１０１の代わりに直流電源
が個別または共通に接続される。
【００１４】両電動機２０，３０の制御回路としては、
速度指令値ｎ*と速度実際値ｎとの偏差を得るための加
算器１１３，１２３、速度偏差を零にするようにトルク
指令値を出力するためのＰＩ調節器１１４，１２４、ト
ルク指令値に基づき各電動機２０，３０に対する電圧指
令値もしくは電流指令値を出力するための電圧・電流演
算回路１１５，１２５、トルク指令値を制限するための
リミッタ回路１１６，１２６を有している。この構成で
は、トルク指令値を出力するＰＩ調節器１１４，１２４
を各電動機２０，３０ごとに備えているが、これはどち
らかの電動機の応答に差をつけたい場合等の自由度を増
やすためで、これらの調節器を共通として出力した全体
のトルク指令値を各電動機に分配しても本発明の本質に
は無関係である。
速度指令値ｎ*と速度実際値ｎとの偏差を得るための加
算器１１３，１２３、速度偏差を零にするようにトルク
指令値を出力するためのＰＩ調節器１１４，１２４、ト
ルク指令値に基づき各電動機２０，３０に対する電圧指
令値もしくは電流指令値を出力するための電圧・電流演
算回路１１５，１２５、トルク指令値を制限するための
リミッタ回路１１６，１２６を有している。この構成で
は、トルク指令値を出力するＰＩ調節器１１４，１２４
を各電動機２０，３０ごとに備えているが、これはどち
らかの電動機の応答に差をつけたい場合等の自由度を増
やすためで、これらの調節器を共通として出力した全体
のトルク指令値を各電動機に分配しても本発明の本質に
は無関係である。
【００１５】各電動機２０，３０の速度制御における速
度実際値（回転速度）ｎ及び永久磁石の駆動に必要とな
る磁極位置ψは、位置・速度演算回路２００から得られ
る。この演算回路２００は永久磁石形同期電動機２０を
センサレス駆動するために必要なものであり、例えば文
献「永久磁石界磁同期電動機の回転子位置と速度のセン
サレス検出の一方法」（電気学会論文誌Ｄ分冊１１０巻
１１号ｐ．１１９３〜ｐ．１２００）等により公知であ
る。その詳細については説明を省略するが、演算原理と
しては、同期電動機の各巻線相電圧、電流の瞬時値をイ
ンバータ側で検出し、これらの検出値からＤＳＰ（ディ
ジタル・シグナル・プロセッサ）等により回転子位置角
及び回転速度の値を演算するものである。
度実際値（回転速度）ｎ及び永久磁石の駆動に必要とな
る磁極位置ψは、位置・速度演算回路２００から得られ
る。この演算回路２００は永久磁石形同期電動機２０を
センサレス駆動するために必要なものであり、例えば文
献「永久磁石界磁同期電動機の回転子位置と速度のセン
サレス検出の一方法」（電気学会論文誌Ｄ分冊１１０巻
１１号ｐ．１１９３〜ｐ．１２００）等により公知であ
る。その詳細については説明を省略するが、演算原理と
しては、同期電動機の各巻線相電圧、電流の瞬時値をイ
ンバータ側で検出し、これらの検出値からＤＳＰ（ディ
ジタル・シグナル・プロセッサ）等により回転子位置角
及び回転速度の値を演算するものである。
【００１６】すなわち、この演算回路２００では、同期
電動機２０に印加される電圧と電流から、ディジタル演
算により磁極位置ψ及び回転速度ｎを検出することがで
きる。また、同期電動機２０に印加される電圧及び電流
の実際値の代わりに、電圧・電流演算回路１１５からイ
ンバータ１１２に与えられる電圧及び電流の指令値を用
いても良い。周知のように、永久磁石形同期電動機２０
を制御するには、磁極位置に応じて印加電流の位相を制
御する必要があるが、本実施例によれば、演算回路２０
０の演算処理によりセンサレスにて回転子の絶対位置ψ
及び速度制御ループにおける回転速度ｎを検出すること
ができる。
電動機２０に印加される電圧と電流から、ディジタル演
算により磁極位置ψ及び回転速度ｎを検出することがで
きる。また、同期電動機２０に印加される電圧及び電流
の実際値の代わりに、電圧・電流演算回路１１５からイ
ンバータ１１２に与えられる電圧及び電流の指令値を用
いても良い。周知のように、永久磁石形同期電動機２０
を制御するには、磁極位置に応じて印加電流の位相を制
御する必要があるが、本実施例によれば、演算回路２０
０の演算処理によりセンサレスにて回転子の絶対位置ψ
及び速度制御ループにおける回転速度ｎを検出すること
ができる。
【００１７】また、誘導電動機３０についても、演算回
路２００により求めた回転速度ｎを速度制御ループの帰
還値とし、ＰＩ調節器１２４によりトルク指令値を出力
する。更に、これとは別に、図５に示すベクトル制御の
ように座標変換を行う際に必要となる回転子の相対的な
角度情報として回転速度ｎを用いる。
路２００により求めた回転速度ｎを速度制御ループの帰
還値とし、ＰＩ調節器１２４によりトルク指令値を出力
する。更に、これとは別に、図５に示すベクトル制御の
ように座標変換を行う際に必要となる回転子の相対的な
角度情報として回転速度ｎを用いる。
【００１８】すなわち、位置・速度演算回路２００を少
なくとも速度演算回路として用い、これにより演算され
た回転速度ｎを誘導電動機３０の速度指令値に対する速
度帰還値として誘導電動機３０の速度制御ループを構成
することが第１の発明に相当する。更に、誘導電動機３
０の二次磁束指令値、トルク指令値及び電気定数を用い
て固定子巻線に印加する電圧または電流指令値を出力す
る電圧・電流演算回路１２５を備え、位置・速度演算回
路２００から出力される磁極位置ψまたは回転速度ｎを
電圧・電流演算回路１２５における誘導電動機３０の回
転子位置または速度信号として使用することが第２の発
明に相当する。このため、図１の実施例では演算回路１
２５に回転速度ｎが入力されているが、演算回路２００
により演算された磁極位置ψを用いても良い。
なくとも速度演算回路として用い、これにより演算され
た回転速度ｎを誘導電動機３０の速度指令値に対する速
度帰還値として誘導電動機３０の速度制御ループを構成
することが第１の発明に相当する。更に、誘導電動機３
０の二次磁束指令値、トルク指令値及び電気定数を用い
て固定子巻線に印加する電圧または電流指令値を出力す
る電圧・電流演算回路１２５を備え、位置・速度演算回
路２００から出力される磁極位置ψまたは回転速度ｎを
電圧・電流演算回路１２５における誘導電動機３０の回
転子位置または速度信号として使用することが第２の発
明に相当する。このため、図１の実施例では演算回路１
２５に回転速度ｎが入力されているが、演算回路２００
により演算された磁極位置ψを用いても良い。
【００１９】このように本実施例によれば、永久磁石形
同期電動機２０をセンサレス駆動する際に演算により検
出される磁極位置や回転速度を用いて、同期電動機２０
と一体に形成されている誘導電動機３０の速度制御及び
トルク制御を行うことができ、簡単な制御回路のみで各
電動機２０，３０共にセンサレス駆動を行うことが可能
になる。
同期電動機２０をセンサレス駆動する際に演算により検
出される磁極位置や回転速度を用いて、同期電動機２０
と一体に形成されている誘導電動機３０の速度制御及び
トルク制御を行うことができ、簡単な制御回路のみで各
電動機２０，３０共にセンサレス駆動を行うことが可能
になる。
【００２０】次に、図２は第３の発明の一実施例を示し
ている。この実施例が図１の実施例と異なるのは、イン
バータ１２２に与えられる電圧または電流指令値とし
て、指令回路１２７からの指令値（ここでは電圧指令値
としてｖ1 *）とトルク指令値に基づき演算回路１２５に
よって演算される指令値（電流指令値としてｉ2 *）とを
スイッチ１２８により切り換えている点である。
ている。この実施例が図１の実施例と異なるのは、イン
バータ１２２に与えられる電圧または電流指令値とし
て、指令回路１２７からの指令値（ここでは電圧指令値
としてｖ1 *）とトルク指令値に基づき演算回路１２５に
よって演算される指令値（電流指令値としてｉ2 *）とを
スイッチ１２８により切り換えている点である。
【００２１】本実施例によれば、例えば、汎用インバー
タのように、電動機の特性に合わせた一定のＶ／Ｆ比に
よる周波数の電圧指令値ｖ1 *を、電動機の始動時に指令
回路１２７から印加することで誘導電動機３０をオープ
ンループで運転することができる。そして、一定時間経
過した後、または誘導電動機３０が一定速度に到達し、
同期電動機２０の速度及び磁極位置を十分正確に検出で
きる程度の大きさの同期電動機２０の逆起電力が得られ
るようになったら、スイッチ１２８を切り換えて演算回
路１２５による電流指令値ｉ2 *に切り換え、運転をベク
トル制御による運転に移行する。上述のように指令回路
１２７及びスイッチ１２８を追加することにより、永久
磁石形同期電動機２０の位置・速度演算回路２００の演
算方式として、電動機の逆起電圧を利用する方式を用い
ることができる。
タのように、電動機の特性に合わせた一定のＶ／Ｆ比に
よる周波数の電圧指令値ｖ1 *を、電動機の始動時に指令
回路１２７から印加することで誘導電動機３０をオープ
ンループで運転することができる。そして、一定時間経
過した後、または誘導電動機３０が一定速度に到達し、
同期電動機２０の速度及び磁極位置を十分正確に検出で
きる程度の大きさの同期電動機２０の逆起電力が得られ
るようになったら、スイッチ１２８を切り換えて演算回
路１２５による電流指令値ｉ2 *に切り換え、運転をベク
トル制御による運転に移行する。上述のように指令回路
１２７及びスイッチ１２８を追加することにより、永久
磁石形同期電動機２０の位置・速度演算回路２００の演
算方式として、電動機の逆起電圧を利用する方式を用い
ることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、第１ないし第３の発明に
よれば、永久磁石形同期電動機をセンサレス駆動する際
に演算により検出される磁極位置や回転速度を用いて、
同期電動機と一体に形成されている誘導電動機の速度制
御及びトルク制御を行うことができ、簡単な構成の演算
回路や制御回路によって両電動機をセンサレス駆動する
ことができる。
よれば、永久磁石形同期電動機をセンサレス駆動する際
に演算により検出される磁極位置や回転速度を用いて、
同期電動機と一体に形成されている誘導電動機の速度制
御及びトルク制御を行うことができ、簡単な構成の演算
回路や制御回路によって両電動機をセンサレス駆動する
ことができる。
【図１】第１の発明の一実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】第３の発明の一実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】誘導電動機と永久磁石形同期電動機とを一体に
形成した交流電動機の構造を示す図である。
形成した交流電動機の構造を示す図である。
【図４】従来の交流可変速駆動装置の全体構成図であ
る。
る。
【図５】誘導電動機のベクトル制御方式を示すブロック
図である。
図である。
２０ 永久磁石形同期電動機 ２１，３１ 回転子 ２３，３３ 固定子巻線 ３０ 誘導電動機 １００ 交流電動機 １０１ 交流電源 １１２，１２２ インバータ １１３，１２３ 加算器 １１４，１２４ ＰＩ調節器 １１５，１２５ 電圧・電流演算回路 １１６，１２６ リミッタ回路 １２７ 指令回路 １２８ スイッチ ２００ 位置・速度演算回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 元吉 攻 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 伊藤 善夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 第２の回転子と永久磁石を有する第１の
回転子とが同一回転子軸上に形成され、前記各回転子に
それぞれ対応して互いに磁気的に干渉しないような構造
に形成された第１及び第２の固定子巻線を備え、第１の
回転子及び第１の固定子巻線により構成される永久磁石
形同期電動機と、第２の回転子及び第２の固定子巻線に
より構成される誘導電動機とが一体的に形成された交流
電動機と、 前記第１及び第２の固定子巻線に交流電力をそれぞれ供
給するインバータと、 これらのインバータの制御回路とを備えた交流可変速駆
動装置において、 前記同期電動機の電圧・電流実際値または電圧・電流指
令値に基づき、第１の回転子の回転速度を演算する速度
演算回路を備え、この速度演算回路により演算した回転
速度を誘導電動機の速度指令値に対する速度帰還値とし
て誘導電動機の速度制御ループを構成したことを特徴と
する交流可変速駆動装置。 - 【請求項２】 第２の回転子と永久磁石を有する第１の
回転子とが同一回転子軸上に形成され、前記各回転子に
それぞれ対応して互いに磁気的に干渉しないような構造
に形成された第１及び第２の固定子巻線を備え、第１の
回転子及び第１の固定子巻線により構成される永久磁石
形同期電動機と、第２の回転子及び第２の固定子巻線に
より構成される誘導電動機とが一体的に形成された交流
電動機と、 前記第１及び第２の固定子巻線に交流電力をそれぞれ供
給するインバータと、 これらのインバータの制御回路とを備えた交流可変速駆
動装置において、 前記同期電動機の電圧・電流実際値または電圧・電流指
令値に基づき、第１の回転子の磁極位置または回転速度
を演算する位置・速度演算回路と、 誘導電動機の二次磁束指令値、トルク指令値及び電気定
数を用いて第２の固定子巻線に印加する電圧または電流
指令値を出力する電圧・電流演算回路とを備え、 前記位置・速度演算回路から出力される磁極位置または
回転速度を前記電圧・電流演算回路における誘導電動機
の回転子の位置または速度信号として使用することを特
徴とする交流可変速駆動装置。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の交流可変速駆動
装置において、 誘導電動機に対し予め設定された電圧／周波数比となる
電圧指令値を出力する指令回路を備え、電動機の始動時
には上記電圧指令値により誘導電動機のみを駆動し、一
定時間経過後または一定速度に到達した後に上記電圧指
令値をトルク指令値から演算した電圧指令値または電流
指令値に切り換える手段を備えたことを特徴とする交流
可変速駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5195429A JPH0686596A (ja) | 1992-07-17 | 1993-07-13 | 交流可変速駆動装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21346492 | 1992-07-17 | ||
| JP4-213464 | 1992-07-17 | ||
| JP5195429A JPH0686596A (ja) | 1992-07-17 | 1993-07-13 | 交流可変速駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0686596A true JPH0686596A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=26509108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5195429A Pending JPH0686596A (ja) | 1992-07-17 | 1993-07-13 | 交流可変速駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0686596A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005528074A (ja) * | 2002-05-24 | 2005-09-15 | バージニア テック インテレクチュアル プロパティーズ インコーポレーテッド | ラジアル−アキシャル磁束電気モータ、コアキシャル磁束電気モータおよびそのロータ |
| WO2007139045A1 (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 動力出力装置およびそれを備えた車両 |
| WO2009008049A1 (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Mitsubishi Electric Corporation | エレベータ装置 |
| WO2016084219A1 (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 株式会社日立製作所 | 永久磁石式回転電機、並びにこれを用いる駆動システムおよび圧縮機システム |
-
1993
- 1993-07-13 JP JP5195429A patent/JPH0686596A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005528074A (ja) * | 2002-05-24 | 2005-09-15 | バージニア テック インテレクチュアル プロパティーズ インコーポレーテッド | ラジアル−アキシャル磁束電気モータ、コアキシャル磁束電気モータおよびそのロータ |
| WO2007139045A1 (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 動力出力装置およびそれを備えた車両 |
| JP2007325352A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Toyota Motor Corp | 動力出力装置およびそれを備えた車両 |
| US8164282B2 (en) | 2006-05-30 | 2012-04-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motive power output apparatus and vehicle with the same |
| WO2009008049A1 (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Mitsubishi Electric Corporation | エレベータ装置 |
| JPWO2009008049A1 (ja) * | 2007-07-09 | 2010-09-02 | 三菱電機株式会社 | エレベータ装置 |
| JP5089695B2 (ja) * | 2007-07-09 | 2012-12-05 | 三菱電機株式会社 | エレベータ装置 |
| WO2016084219A1 (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 株式会社日立製作所 | 永久磁石式回転電機、並びにこれを用いる駆動システムおよび圧縮機システム |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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