JPH08256497A - 電動機駆動方法 - Google Patents
電動機駆動方法Info
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- JPH08256497A JPH08256497A JP7084954A JP8495495A JPH08256497A JP H08256497 A JPH08256497 A JP H08256497A JP 7084954 A JP7084954 A JP 7084954A JP 8495495 A JP8495495 A JP 8495495A JP H08256497 A JPH08256497 A JP H08256497A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 直流電動機の制御性能を向上させる。界磁用
直流電源を不要にする。直流電動機、交流電動機が混在
したシステムにも適用可能とする。 【構成】 三相電圧形インバータ１０１の交流出力線の
うち第１相の出力線１０６と第２相の出力線１０７との
間に直流電動機１０２の電機子巻線１０４を接続し、第
３相の出力線１０８とインバータ１０１の直流入力側の
一端との間に直流電動機１０２の界磁巻線１０５を接続
する。インバータ１０１の第１相及び第２相からなる電
力変換器を４象限チョッパとして動作させると共に、第
３相のトランジスタ１１０Ｗ及び出力線１０８を介して
界磁巻線１０５に直流電流を供給する。
直流電源を不要にする。直流電動機、交流電動機が混在
したシステムにも適用可能とする。 【構成】 三相電圧形インバータ１０１の交流出力線の
うち第１相の出力線１０６と第２相の出力線１０７との
間に直流電動機１０２の電機子巻線１０４を接続し、第
３相の出力線１０８とインバータ１０１の直流入力側の
一端との間に直流電動機１０２の界磁巻線１０５を接続
する。インバータ１０１の第１相及び第２相からなる電
力変換器を４象限チョッパとして動作させると共に、第
３相のトランジスタ１１０Ｗ及び出力線１０８を介して
界磁巻線１０５に直流電流を供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、三相電圧形インバータ
を用いて直流電動機または交流電動機を駆動する電動機
駆動方法に関する。
を用いて直流電動機または交流電動機を駆動する電動機
駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、第１の従来技術として、サイリ
スタコンバータにより直流電動機を駆動するシステムの
構成図である。この図において、４０１は交流電源（図
示せず）に接続されたサイリスタコンバータ、１０２は
コンバータ４０１の直流出力側に接続された直流電動
機、１０４はその電機子巻線、１０５は界磁巻線、４０
２は界磁電流用の直流電源であり、電機子巻線１０４に
はサイリスタコンバータ４０１から電機子電流が供給さ
れ、界磁巻線１０５には直流電源４０２から界磁電流が
供給される。
スタコンバータにより直流電動機を駆動するシステムの
構成図である。この図において、４０１は交流電源（図
示せず）に接続されたサイリスタコンバータ、１０２は
コンバータ４０１の直流出力側に接続された直流電動
機、１０４はその電機子巻線、１０５は界磁巻線、４０
２は界磁電流用の直流電源であり、電機子巻線１０４に
はサイリスタコンバータ４０１から電機子電流が供給さ
れ、界磁巻線１０５には直流電源４０２から界磁電流が
供給される。
【０００３】また、図５は、第２の従来技術として、三
相電圧形インバータにより三相交流電動機を駆動するシ
ステムの構成図である。この図において、１０１は直流
電源（図示せず）に接続された三相電圧形インバータ、
１０９は直流コンデンサ、５０１は三相交流電動機、３
０３はＰＷＭ制御回路等の交流電動機制御手段、３０４
はベース駆動回路等の駆動手段であり、この駆動手段３
０４から出力されるベース信号が電圧形インバータ１０
１のスイッチ素子（トランジスタ）に加えられている。
相電圧形インバータにより三相交流電動機を駆動するシ
ステムの構成図である。この図において、１０１は直流
電源（図示せず）に接続された三相電圧形インバータ、
１０９は直流コンデンサ、５０１は三相交流電動機、３
０３はＰＷＭ制御回路等の交流電動機制御手段、３０４
はベース駆動回路等の駆動手段であり、この駆動手段３
０４から出力されるベース信号が電圧形インバータ１０
１のスイッチ素子（トランジスタ）に加えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図４に示したシステム
では、交流電源周波数に依存してサイリスタコンバータ
４０１の応答が決まり、特に、無負荷時には電機子電流
の断続が発生するので性能劣化が顕著であるという問題
があった。従って、直流電動機１０２の応答性は、図５
のように電圧形インバータ１０１により駆動される交流
電動機５０１に比べて劣るという問題があった。一方、
図５のように電圧形インバータ１０１を用いたものは交
流電動機５０１の駆動専用であるため、直流電動機を備
えた設備にそのまま適用することができないという不都
合があった。
では、交流電源周波数に依存してサイリスタコンバータ
４０１の応答が決まり、特に、無負荷時には電機子電流
の断続が発生するので性能劣化が顕著であるという問題
があった。従って、直流電動機１０２の応答性は、図５
のように電圧形インバータ１０１により駆動される交流
電動機５０１に比べて劣るという問題があった。一方、
図５のように電圧形インバータ１０１を用いたものは交
流電動機５０１の駆動専用であるため、直流電動機を備
えた設備にそのまま適用することができないという不都
合があった。
【０００５】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、三相電圧形イン
バータを用いた装置構成により直流電動機及び交流電動
機の双方を駆動可能とし、特に、直流電動機駆動時には
交流電動機と比べて遜色のない制御性能が得られるよう
にした電動機駆動方法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、三相電圧形イン
バータを用いた装置構成により直流電動機及び交流電動
機の双方を駆動可能とし、特に、直流電動機駆動時には
交流電動機と比べて遜色のない制御性能が得られるよう
にした電動機駆動方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載した第１の発明は、三相電圧形イン
バータの交流出力線のうち第１相の出力線と第２相の出
力線との間に直流電動機の電機子巻線を接続し、第３相
の出力線と前記インバータの直流入力側の一端との間に
直流電動機の界磁巻線を接続し、前記インバータの第１
相及び第２相からなる電力変換器を４象限チョッパとし
て動作させると共に、第３相のスイッチ素子及び出力線
を介して前記界磁巻線に直流電流を供給するものであ
る。
め、請求項１に記載した第１の発明は、三相電圧形イン
バータの交流出力線のうち第１相の出力線と第２相の出
力線との間に直流電動機の電機子巻線を接続し、第３相
の出力線と前記インバータの直流入力側の一端との間に
直流電動機の界磁巻線を接続し、前記インバータの第１
相及び第２相からなる電力変換器を４象限チョッパとし
て動作させると共に、第３相のスイッチ素子及び出力線
を介して前記界磁巻線に直流電流を供給するものであ
る。
【０００７】請求項２に記載した第２の発明は、駆動す
るべき電動機が直流電動機であるときには、三相電圧形
インバータの交流出力線のうち第１相の出力線と第２相
の出力線との間に直流電動機の電機子巻線を接続し、第
３相の出力線と前記インバータの直流入力側の一端との
間に直流電動機の界磁巻線を接続し、前記インバータの
第１相及び第２相からなる電力変換器を４象限チョッパ
として動作させると共に、第３相のスイッチ素子及び出
力線を介して前記界磁巻線に直流電流を供給し、駆動す
るべき電動機が交流電動機であるときには、三相電圧形
インバータの交流出力線を交流電動機の電機子巻線に接
続して交流電動機をインバータ駆動するものである。
るべき電動機が直流電動機であるときには、三相電圧形
インバータの交流出力線のうち第１相の出力線と第２相
の出力線との間に直流電動機の電機子巻線を接続し、第
３相の出力線と前記インバータの直流入力側の一端との
間に直流電動機の界磁巻線を接続し、前記インバータの
第１相及び第２相からなる電力変換器を４象限チョッパ
として動作させると共に、第３相のスイッチ素子及び出
力線を介して前記界磁巻線に直流電流を供給し、駆動す
るべき電動機が交流電動機であるときには、三相電圧形
インバータの交流出力線を交流電動機の電機子巻線に接
続して交流電動機をインバータ駆動するものである。
【０００８】
【作用】第１の発明では、三相電圧形インバータのうち
２相からなる電力変換器を直流電動機の電機子巻線に接
続して４象限チョッパとして動作させ、かつ、インバー
タの残りの１相を１象限チョッパとして動作させること
等により界磁電流を供給し、直流電動機を正転力行、正
転回生、逆転力行、逆転回生運転する。第２の発明で
は、直流電動機駆動時には上記第１の発明と同様に作用
させ、交流電動機駆動時には三相電圧形インバータの出
力線を交流電動機の電機子巻線に接続してインバータ駆
動する。
２相からなる電力変換器を直流電動機の電機子巻線に接
続して４象限チョッパとして動作させ、かつ、インバー
タの残りの１相を１象限チョッパとして動作させること
等により界磁電流を供給し、直流電動機を正転力行、正
転回生、逆転力行、逆転回生運転する。第２の発明で
は、直流電動機駆動時には上記第１の発明と同様に作用
させ、交流電動機駆動時には三相電圧形インバータの出
力線を交流電動機の電機子巻線に接続してインバータ駆
動する。
【０００９】
【実施例】以下、図に沿って各発明の実施例を説明す
る。まず、図１は第１の発明の一実施例を示しており、
この実施例は、三相電圧形インバータ１０１により直流
電動機１０２を駆動するものである。なお、図４または
図５と同一の構成要素には同一の番号を付してあり、ま
た、１０３は交流電源及び整流器、またはバッテリー等
からなる直流電源である。
る。まず、図１は第１の発明の一実施例を示しており、
この実施例は、三相電圧形インバータ１０１により直流
電動機１０２を駆動するものである。なお、図４または
図５と同一の構成要素には同一の番号を付してあり、ま
た、１０３は交流電源及び整流器、またはバッテリー等
からなる直流電源である。
【００１０】三相電圧形インバータ１０１において、１
１０Ｕ，１１０Ｖ，１１０Ｗ，１１０Ｘ，１１０Ｙ，１
１０Ｚはスイッチ素子としてのトランジスタ、１２０
Ｕ，１２０Ｖ，１２０Ｗ，１２０Ｘ，１２０Ｙ，１２０
Ｚはダイオードであり、トランジスタ１１０Ｕ，１１０
Ｖ，１１０Ｗ，１１０Ｘ，１１０Ｙ，１１０Ｚの駆動手
段等は便宜上、図示されていない。
１０Ｕ，１１０Ｖ，１１０Ｗ，１１０Ｘ，１１０Ｙ，１
１０Ｚはスイッチ素子としてのトランジスタ、１２０
Ｕ，１２０Ｖ，１２０Ｗ，１２０Ｘ，１２０Ｙ，１２０
Ｚはダイオードであり、トランジスタ１１０Ｕ，１１０
Ｖ，１１０Ｗ，１１０Ｘ，１１０Ｙ，１１０Ｚの駆動手
段等は便宜上、図示されていない。
【００１１】この実施例では、電圧形インバータ１０１
の第１相の出力線１０６と第２相の出力線１０７との間
に直流電動機１０２の電機子巻線１０４が接続される。
また、電圧形インバータ１０１の第３相の出力線１０８
と直流電源１０３の一端（図示例では負極）との間に直
流電動機１０２の界磁巻線１０５が接続される。
の第１相の出力線１０６と第２相の出力線１０７との間
に直流電動機１０２の電機子巻線１０４が接続される。
また、電圧形インバータ１０１の第３相の出力線１０８
と直流電源１０３の一端（図示例では負極）との間に直
流電動機１０２の界磁巻線１０５が接続される。
【００１２】このように接続すると、電圧形インバータ
１０１の第１相及び第２相のトランジスタ１１０Ｕ，１
１０Ｖ，１１０Ｘ，１１０Ｙと、第１相及び第２相のダ
イオード１２０Ｕ，１２０Ｖ，１２０Ｘ，１２０Ｙとか
らなる電力変換器を４象限チョッパ（ブリッジ形可逆チ
ョッパ）として動作させることができる。また、第３相
のトランジスタ１１０Ｗ，１１０Ｚを交互にオン、オフ
させて１象限チョッパとして動作させれば、界磁巻線１
０５に界磁電流を供給することができる。
１０１の第１相及び第２相のトランジスタ１１０Ｕ，１
１０Ｖ，１１０Ｘ，１１０Ｙと、第１相及び第２相のダ
イオード１２０Ｕ，１２０Ｖ，１２０Ｘ，１２０Ｙとか
らなる電力変換器を４象限チョッパ（ブリッジ形可逆チ
ョッパ）として動作させることができる。また、第３相
のトランジスタ１１０Ｗ，１１０Ｚを交互にオン、オフ
させて１象限チョッパとして動作させれば、界磁巻線１
０５に界磁電流を供給することができる。
【００１３】従って、トランジスタ１１０Ｕ，１１０
Ｖ，１１０Ｗ，１１０Ｘ，１１０Ｙ，１１０Ｚを周知の
制御手段及び駆動手段を用いて所定のタイミングでオ
ン、オフすることにより、電機子巻線１０４に正負両極
性の電圧を供給して直流電動機１０２の正転力行、正転
回生、逆転力行、逆転回生の４象限動作を行なわせるこ
とができる。なお、界磁巻線１０５に直流電流を供給す
る第３相の上アームのトランジスタ１１０Ｗを常にオ
ン、下アームのトランジスタ１１０Ｚを常にオフさせて
もよい。また、上記結線方法に限らず、電機子巻線１０
４は三相電圧形インバータ１０１の任意の二相の出力線
間に接続し、残りの一相の出力線と直流電源１０３の一
端との間に界磁巻線１０５を接続すれば良い。
Ｖ，１１０Ｗ，１１０Ｘ，１１０Ｙ，１１０Ｚを周知の
制御手段及び駆動手段を用いて所定のタイミングでオ
ン、オフすることにより、電機子巻線１０４に正負両極
性の電圧を供給して直流電動機１０２の正転力行、正転
回生、逆転力行、逆転回生の４象限動作を行なわせるこ
とができる。なお、界磁巻線１０５に直流電流を供給す
る第３相の上アームのトランジスタ１１０Ｗを常にオ
ン、下アームのトランジスタ１１０Ｚを常にオフさせて
もよい。また、上記結線方法に限らず、電機子巻線１０
４は三相電圧形インバータ１０１の任意の二相の出力線
間に接続し、残りの一相の出力線と直流電源１０３の一
端との間に界磁巻線１０５を接続すれば良い。
【００１４】次に、図２は第１の発明の他の実施例を示
している。この実施例は、図１の直流電源１０３に代え
て直流母線２０１からインバータ１０１の直流入力電力
を得るようにしたものであり、その他の構成は図１と同
一である。直流母線２０１は他の直流機器（図示せず）
に接続されており、前記同様に電圧形インバータ１０１
の二相を４象限チョッパとして動作させ、かつ残りの一
相を１象限チョッパとして動作させる。この実施例で
は、直流電動機１０２からの回生電力を直流母線２０１
を介して他の直流機器に供給することが可能である。
している。この実施例は、図１の直流電源１０３に代え
て直流母線２０１からインバータ１０１の直流入力電力
を得るようにしたものであり、その他の構成は図１と同
一である。直流母線２０１は他の直流機器（図示せず）
に接続されており、前記同様に電圧形インバータ１０１
の二相を４象限チョッパとして動作させ、かつ残りの一
相を１象限チョッパとして動作させる。この実施例で
は、直流電動機１０２からの回生電力を直流母線２０１
を介して他の直流機器に供給することが可能である。
【００１５】図３は第２の発明の実施例を示している。
この実施例は、単一のシステムにより直流電動機及び交
流電動機の何れかを駆動できるようにしたものであり、
図１、図２と同一の構成要素には同一の番号を付してあ
る。
この実施例は、単一のシステムにより直流電動機及び交
流電動機の何れかを駆動できるようにしたものであり、
図１、図２と同一の構成要素には同一の番号を付してあ
る。
【００１６】図３において、直流電動機を駆動する場
合、電圧形インバータ１０１の第１相の出力線１０６及
び第２相の出力線１０７は、図１、図２と同様に直流電
動機の電機子巻線に接続され、第３相の出力線１０８及
び直流電源の負極は界磁巻線に接続される。この場合
も、直流電動機の電機子巻線は電圧形インバータ１０１
の任意の二相の出力線間に接続し、残りの一相の出力線
と直流電源の一端との間に界磁巻線を接続すれば良い。
また、三相交流電動機を駆動する場合には、各相の出力
線１０６，１０７，１０８が三相交流電動機の各相の電
機子巻線に接続される。
合、電圧形インバータ１０１の第１相の出力線１０６及
び第２相の出力線１０７は、図１、図２と同様に直流電
動機の電機子巻線に接続され、第３相の出力線１０８及
び直流電源の負極は界磁巻線に接続される。この場合
も、直流電動機の電機子巻線は電圧形インバータ１０１
の任意の二相の出力線間に接続し、残りの一相の出力線
と直流電源の一端との間に界磁巻線を接続すれば良い。
また、三相交流電動機を駆動する場合には、各相の出力
線１０６，１０７，１０８が三相交流電動機の各相の電
機子巻線に接続される。
【００１７】制御手段３０１は、直流電動機制御手段３
０２と、交流電動機制御手段３０３と、これらを選択的
に切り替える切替手段３０５と、駆動手段３０４とから
構成されている。ここで、直流電動機制御手段３０２は
実質的に４象限チョッパ及び１象限チョッパの制御回
路、交流電動機制御手段３０３は通常の三相電圧形イン
バータの制御回路であり、駆動手段３０４はベース駆動
回路である。
０２と、交流電動機制御手段３０３と、これらを選択的
に切り替える切替手段３０５と、駆動手段３０４とから
構成されている。ここで、直流電動機制御手段３０２は
実質的に４象限チョッパ及び１象限チョッパの制御回
路、交流電動機制御手段３０３は通常の三相電圧形イン
バータの制御回路であり、駆動手段３０４はベース駆動
回路である。
【００１８】この実施例において、直流電動機の駆動時
には、切替手段３０５により直流電動機制御手段３０２
を駆動手段３０４に接続し、三相電圧形インバータ１０
１を４象限チョッパ及び１象限チョッパとして動作させ
ることにより、図１、図２の実施例と同様に直流電動機
を駆動する。また、三相交流電動機の駆動時には、切替
手段３０５により交流電動機制御手段３０３を駆動手段
３０４に接続し、三相電圧形インバータ１０１を本来の
インバータ動作させて三相交流電動機を駆動するもので
ある。
には、切替手段３０５により直流電動機制御手段３０２
を駆動手段３０４に接続し、三相電圧形インバータ１０
１を４象限チョッパ及び１象限チョッパとして動作させ
ることにより、図１、図２の実施例と同様に直流電動機
を駆動する。また、三相交流電動機の駆動時には、切替
手段３０５により交流電動機制御手段３０３を駆動手段
３０４に接続し、三相電圧形インバータ１０１を本来の
インバータ動作させて三相交流電動機を駆動するもので
ある。
【００１９】なお、三相電圧形インバータは、トランジ
スタ以外にサイリスタ、ＧＴＯ等をスイッチ素子に使用
したものであっても良い。また、図３の実施例により交
流電動機を駆動する場合には、三相電圧形インバータを
単相インバータとして使用して単相交流電動機を駆動し
ても良い。
スタ以外にサイリスタ、ＧＴＯ等をスイッチ素子に使用
したものであっても良い。また、図３の実施例により交
流電動機を駆動する場合には、三相電圧形インバータを
単相インバータとして使用して単相交流電動機を駆動し
ても良い。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、第１または第２の発明に
よれば、三相電圧形インバータをチョッパ動作させて直
流電動機を駆動するため、直流電動機の制御性能は、サ
イリスタコンバータ等による駆動時に比べて全動作領域
で大幅に改善される。また、交流電動機駆動用インバー
タと同一のハードウェアを使用できるから経済性に富
み、界磁電流用に別個の直流電源を用意する必要もな
い。
よれば、三相電圧形インバータをチョッパ動作させて直
流電動機を駆動するため、直流電動機の制御性能は、サ
イリスタコンバータ等による駆動時に比べて全動作領域
で大幅に改善される。また、交流電動機駆動用インバー
タと同一のハードウェアを使用できるから経済性に富
み、界磁電流用に別個の直流電源を用意する必要もな
い。
【００２１】更に、第２の発明によれば、直流電動機及
び交流電動機が混在したシステムに適用できるので、汎
用性が高い。
び交流電動機が混在したシステムに適用できるので、汎
用性が高い。
【図１】第１の発明の一実施例を示す回路構成図であ
る。
る。
【図２】第１の発明の他の実施例を示す回路構成図であ
る。
る。
【図３】第２の発明の実施例を示す回路構成図である。
【図４】第１の従来技術の説明図である。
【図５】第２の従来技術の説明図である。
１０１ 三相電圧形インバータ １０２ 直流電動機 １０３ 直流電源 １０４ 電機子巻線 １０５ 界磁巻線 １０６，１０７，１０８ 出力線 １０９ 直流コンデンサ １１０Ｕ，１１０Ｖ，１１０Ｗ，１１０Ｘ，１１０Ｙ，
１１０Ｚ トランジスタ １２０Ｕ，１２０Ｖ，１２０Ｗ，１２０Ｘ，１２０Ｙ，
１２０Ｚ ダイオード ２０１ 直流母線 ３０１ 制御手段 ３０２ 直流電動機制御手段 ３０３ 交流電動機制御手段 ３０４ 駆動手段 ３０５ 切替手段
１１０Ｚ トランジスタ １２０Ｕ，１２０Ｖ，１２０Ｗ，１２０Ｘ，１２０Ｙ，
１２０Ｚ ダイオード ２０１ 直流母線 ３０１ 制御手段 ３０２ 直流電動機制御手段 ３０３ 交流電動機制御手段 ３０４ 駆動手段 ３０５ 切替手段
Claims (2)
- 【請求項１】 三相電圧形インバータの交流出力線のう
ち第１相の出力線と第２相の出力線との間に直流電動機
の電機子巻線を接続し、第３相の出力線と前記インバー
タの直流入力側の一端との間に直流電動機の界磁巻線を
接続し、前記インバータの第１相及び第２相からなる電
力変換器を４象限チョッパとして動作させると共に、第
３相のスイッチ素子及び出力線を介して前記界磁巻線に
直流電流を供給することを特徴とする電動機駆動方法。 - 【請求項２】 駆動するべき電動機が直流電動機である
ときには、三相電圧形インバータの交流出力線のうち第
１相の出力線と第２相の出力線との間に直流電動機の電
機子巻線を接続し、第３相の出力線と前記インバータの
直流入力側の一端との間に直流電動機の界磁巻線を接続
し、前記インバータの第１相及び第２相からなる電力変
換器を４象限チョッパとして動作させると共に、第３相
のスイッチ素子及び出力線を介して前記界磁巻線に直流
電流を供給し、 駆動するべき電動機が交流電動機であるときには、三相
電圧形インバータの交流出力線を交流電動機の電機子巻
線に接続して交流電動機をインバータ駆動することを特
徴とする電動機駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7084954A JPH08256497A (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 電動機駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7084954A JPH08256497A (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 電動機駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08256497A true JPH08256497A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=13845036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7084954A Pending JPH08256497A (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 電動機駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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