JPH09191690A - 誘導電動機用入力電力制御装置 - Google Patents
誘導電動機用入力電力制御装置Info
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 改善された誘導電動機への入力電力制御装
置を提供すること。 【解決手段】 スイッチ電圧をサンプリングする手段
と、スイッチ電圧のサンプリング時にモータへの入力電
力を計算する手段と、計算された電力を対応するスイッ
チ電圧のレベルによって指定される記憶場所に格納する
メモリ手段と、サンプリングされたスイッチ電圧のレベ
ルに対しより低いレベルに位置する複数の記憶場所に格
納された電力値の和（第１電力和）と、より高いレベル
に位置する複数の記憶場所に格納された電力値の和（第
２電力和）とを比較する手段と、第１電力和が第２電力
和より大きい場合点弧角を第１の予め定められた量だけ
増加し、第１電力和が第２電力和より小さい場合点弧角
を第１の予め定められた量だけ減少させて、最小電力点
を探す手段とを含むことを特徴とする入力電力制御装置
を提供する。
置を提供すること。 【解決手段】 スイッチ電圧をサンプリングする手段
と、スイッチ電圧のサンプリング時にモータへの入力電
力を計算する手段と、計算された電力を対応するスイッ
チ電圧のレベルによって指定される記憶場所に格納する
メモリ手段と、サンプリングされたスイッチ電圧のレベ
ルに対しより低いレベルに位置する複数の記憶場所に格
納された電力値の和（第１電力和）と、より高いレベル
に位置する複数の記憶場所に格納された電力値の和（第
２電力和）とを比較する手段と、第１電力和が第２電力
和より大きい場合点弧角を第１の予め定められた量だけ
増加し、第１電力和が第２電力和より小さい場合点弧角
を第１の予め定められた量だけ減少させて、最小電力点
を探す手段とを含むことを特徴とする入力電力制御装置
を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は交流誘導電動機に関
し、特に、エネルギーの節約のために交流誘導電動機へ
の入力電力を制御する装置に関する。
し、特に、エネルギーの節約のために交流誘導電動機へ
の入力電力を制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、三相及び単相の交流誘導
電動機は、産業分野で広く用いられている。このような
誘導電動機の効率を向上させるため種々の方法が提案さ
れている。例えば、誘導電動機が一定の回転速度で運転
されているとき、誘導電動機の効率は電動機に印加され
る入力電圧を制御することによって向上させ得る。負荷
が軽いとき、印加電圧を減少させることによって電動機
のエネルギーが節減され得る。
電動機は、産業分野で広く用いられている。このような
誘導電動機の効率を向上させるため種々の方法が提案さ
れている。例えば、誘導電動機が一定の回転速度で運転
されているとき、誘導電動機の効率は電動機に印加され
る入力電圧を制御することによって向上させ得る。負荷
が軽いとき、印加電圧を減少させることによって電動機
のエネルギーが節減され得る。
【０００３】エネルギー節減のために、広く用いられて
いる装置のひとつに、力率制御技術を用いたサイリスタ
ー交流電圧制御装置がある。このような技術は、Ｆ．
Ｊ．Ｎｏｌａに付与された米国特許第４，０５２，６４
８号明細書に開示されている。それによると、誘導電動
機に加えられるライン電圧と電流とをサンプリングし、
これらの電圧と電流との間の位相差を検出し、検出され
た位相差に比例して誘導電動機へ流入する電力を減少さ
せることによって、電力を節減することができる。しか
し、Ｎｏｌａにより提案された力率制御システムは、簡
単に実現することはできるが、誘導電動機の動作条件の
変動、例えば、負荷の変動に対してはあまり効果的でな
いという短所がある。
いる装置のひとつに、力率制御技術を用いたサイリスタ
ー交流電圧制御装置がある。このような技術は、Ｆ．
Ｊ．Ｎｏｌａに付与された米国特許第４，０５２，６４
８号明細書に開示されている。それによると、誘導電動
機に加えられるライン電圧と電流とをサンプリングし、
これらの電圧と電流との間の位相差を検出し、検出され
た位相差に比例して誘導電動機へ流入する電力を減少さ
せることによって、電力を節減することができる。しか
し、Ｎｏｌａにより提案された力率制御システムは、簡
単に実現することはできるが、誘導電動機の動作条件の
変動、例えば、負荷の変動に対してはあまり効果的でな
いという短所がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、負荷に応じて効果的に誘導電動機への入力電力
を制御することによって、誘導電動機のエネルギーを節
減する制御装置を提供することである。
目的は、負荷に応じて効果的に誘導電動機への入力電力
を制御することによって、誘導電動機のエネルギーを節
減する制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、入力電力を制御するためのスイ
ッチング素子を有する交流誘導電動機用入力電力制御装
置であって、前記電動機の各相へ印加される相電圧を検
出する手段と、前記各相電圧から相信号を求めて点弧角
を決定する手段と、前記電動機の各相に対する相電流を
検出する手段と、前記スイッチング素子の両端のスイッ
チ電圧を検出する手段と、前記検出されたスイッチ電圧
を予め定められたサンプリング周期に従って、サンプリ
ングする手段と、前記検出されたスイッチ電圧がサンプ
リングされるとき前記電圧と電流の積の和を平均するこ
とによって前記モータへの入力電力を計算する手段と、
前記計算された電力を格納する複数の記憶場所を有する
メモリ手段であって、前記計算された入力電力の各々は
対応する前記サンプリングされたスイッチ電圧のレベル
によって指定される記憶場所に格納される該メモリ手段
と、サンプリングされたスイッチ電圧のレベルに対しよ
り低いレベルに位置する複数の記憶場所に格納された電
力値の和である第１電力和と、サンプリングされたスイ
ッチ電圧のレベルに対しより高いレベルに位置する複数
の記憶場所に格納された電力値の和である第２電力和と
を比較する手段と、前記第１電力和が第２電力和より大
きい場合、前記点弧角を第１の予め定められた量だけ増
加し、前記第１電力和が第２電力和より小さい場合、前
記点弧角を前記第１の予め定められた量だけ減少させ
て、最小電力点を探す手段とを含むことを特徴とする誘
導電動機用入力電力制御装置が提供される。
めに、本発明によれば、入力電力を制御するためのスイ
ッチング素子を有する交流誘導電動機用入力電力制御装
置であって、前記電動機の各相へ印加される相電圧を検
出する手段と、前記各相電圧から相信号を求めて点弧角
を決定する手段と、前記電動機の各相に対する相電流を
検出する手段と、前記スイッチング素子の両端のスイッ
チ電圧を検出する手段と、前記検出されたスイッチ電圧
を予め定められたサンプリング周期に従って、サンプリ
ングする手段と、前記検出されたスイッチ電圧がサンプ
リングされるとき前記電圧と電流の積の和を平均するこ
とによって前記モータへの入力電力を計算する手段と、
前記計算された電力を格納する複数の記憶場所を有する
メモリ手段であって、前記計算された入力電力の各々は
対応する前記サンプリングされたスイッチ電圧のレベル
によって指定される記憶場所に格納される該メモリ手段
と、サンプリングされたスイッチ電圧のレベルに対しよ
り低いレベルに位置する複数の記憶場所に格納された電
力値の和である第１電力和と、サンプリングされたスイ
ッチ電圧のレベルに対しより高いレベルに位置する複数
の記憶場所に格納された電力値の和である第２電力和と
を比較する手段と、前記第１電力和が第２電力和より大
きい場合、前記点弧角を第１の予め定められた量だけ増
加し、前記第１電力和が第２電力和より小さい場合、前
記点弧角を前記第１の予め定められた量だけ減少させ
て、最小電力点を探す手段とを含むことを特徴とする誘
導電動機用入力電力制御装置が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施例につい
て図面を参照しながらより詳しく説明する。
て図面を参照しながらより詳しく説明する。
【０００７】図１には、本発明による三相交流誘導電動
機１０用の入力電力制御装置１００を含むシステムが模
式的に示されている。
機１０用の入力電力制御装置１００を含むシステムが模
式的に示されている。
【０００８】スイッチング装置３０は誘導電動機１０と
直列に配置されており、同一の３対のサイリスターから
構成されている。各サイリスター対は背面接続された２
つのサイリスターを含み、誘導電動機１０の各相と直列
に結合されている。スイッチング装置３０の各サイリス
ター対は制御装置１００からのサイリスター制御信号Ｓ
ａ、Ｓｂ、Ｓｃによって制御されてターンオンし、各々
電源供給ライン２２、２４、２６上の入力電圧Ｖａ、Ｖ
ｂ、Ｖｃをスイッチング素子３０の出力端子２３、２
５、２７を通じて誘導電動機の対応する相へ印加する。
直列に配置されており、同一の３対のサイリスターから
構成されている。各サイリスター対は背面接続された２
つのサイリスターを含み、誘導電動機１０の各相と直列
に結合されている。スイッチング装置３０の各サイリス
ター対は制御装置１００からのサイリスター制御信号Ｓ
ａ、Ｓｂ、Ｓｃによって制御されてターンオンし、各々
電源供給ライン２２、２４、２６上の入力電圧Ｖａ、Ｖ
ｂ、Ｖｃをスイッチング素子３０の出力端子２３、２
５、２７を通じて誘導電動機の対応する相へ印加する。
【０００９】図２には、本発明による入力電力制御装置
１００の詳細ブロック図が示されている。入力電力制御
装置１００は、相電圧検出器２００、相検出器３００、
相電流検出器５００、スイッチ電圧検出器６００、スイ
ッチング素子駆動装置７００及びコントローラ８００を
含む。
１００の詳細ブロック図が示されている。入力電力制御
装置１００は、相電圧検出器２００、相検出器３００、
相電流検出器５００、スイッチ電圧検出器６００、スイ
ッチング素子駆動装置７００及びコントローラ８００を
含む。
【００１０】電圧検出器２００は、ライン２２、２４、
２６上のライン電圧を用いて電動機１０の各相に対する
電圧を検出する。検出された相電圧はコントローラ８０
０と相検出器３００へ供給される。図５（ａ）に、検出
される相電圧の１つを示す。
２６上のライン電圧を用いて電動機１０の各相に対する
電圧を検出する。検出された相電圧はコントローラ８０
０と相検出器３００へ供給される。図５（ａ）に、検出
される相電圧の１つを示す。
【００１１】電流検出器５００は電動機１０の各相に対
しスイッチング素子３０を通って流入する入力電流を検
出する。図５（ｂ）に、検出される相電流の１つを示
す。検出された相電流は、前記検出された電圧と共に誘
導電動機１０の入力電力を測定するためにコントローラ
８００へ供給される。
しスイッチング素子３０を通って流入する入力電流を検
出する。図５（ｂ）に、検出される相電流の１つを示
す。検出された相電流は、前記検出された電圧と共に誘
導電動機１０の入力電力を測定するためにコントローラ
８００へ供給される。
【００１２】一方、相検出器３００は各相電圧から相信
号を検出し、検出された相信号は、スイッチング装置３
０の制御に用いられる点弧角を決定するため、コントロ
ーラ８００へ供給される。図５（ｃ）に、検出される相
信号の１つを示す。
号を検出し、検出された相信号は、スイッチング装置３
０の制御に用いられる点弧角を決定するため、コントロ
ーラ８００へ供給される。図５（ｃ）に、検出される相
信号の１つを示す。
【００１３】図５（ｃ）に於いて、各パルスはサイリス
ター対の中の一つのサイリスターに順電圧が加わる期間
を表す。点弧角は、前記順電圧が加わる点（パルスの上
昇エッジ）から導通開始が遅延される角度を表す。点弧
角を増加することにより、電動機への電圧は減少され
る。
ター対の中の一つのサイリスターに順電圧が加わる期間
を表す。点弧角は、前記順電圧が加わる点（パルスの上
昇エッジ）から導通開始が遅延される角度を表す。点弧
角を増加することにより、電動機への電圧は減少され
る。
【００１４】スイッチ電圧検出器６００は、スイッチン
グ装置３０の各素子の両端の電圧（スイッチ電圧）を検
出する。その一例を図５（ｄ）に示す。検出されたスイ
ッチ電圧はコントローラ８００へ供給される。
グ装置３０の各素子の両端の電圧（スイッチ電圧）を検
出する。その一例を図５（ｄ）に示す。検出されたスイ
ッチ電圧はコントローラ８００へ供給される。
【００１５】駆動装置７００は、コントローラ８００か
ら供給される各相に対する点弧角制御信号Ｇａ、Ｇｂ、
Ｇｃに応答して、前述したサイリスターのゲート制御信
号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃを発生する。図５（ｅ）及び図５
（ｆ）に一対のサイリスターに対するサイリスターゲー
ト制御信号を示す。
ら供給される各相に対する点弧角制御信号Ｇａ、Ｇｂ、
Ｇｃに応答して、前述したサイリスターのゲート制御信
号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃを発生する。図５（ｅ）及び図５
（ｆ）に一対のサイリスターに対するサイリスターゲー
ト制御信号を示す。
【００１６】コントローラ８００は、予め定められたサ
ンプリング周期で検出されたスイッチ電圧をサンプリン
グする。また、スイッチ電圧のサンプリング周期と同じ
周期で相電圧と相電流の積の和を平均することによっ
て、入力電力を計算する。このように計算された電力
は、コントローラ８００に組み込まれたルックアップテ
ーブル９００（図４参照）に格納される。これと同時
に、前記検出された相信号から点弧角が決定される。
ンプリング周期で検出されたスイッチ電圧をサンプリン
グする。また、スイッチ電圧のサンプリング周期と同じ
周期で相電圧と相電流の積の和を平均することによっ
て、入力電力を計算する。このように計算された電力
は、コントローラ８００に組み込まれたルックアップテ
ーブル９００（図４参照）に格納される。これと同時
に、前記検出された相信号から点弧角が決定される。
【００１７】コントローラ８００はサンプリングされた
スイッチ電圧と計算された電力に基づいて点弧角を制御
する。その結果、モータへの印加電圧が変化し、モータ
の速度が変化する。
スイッチ電圧と計算された電力に基づいて点弧角を制御
する。その結果、モータへの印加電圧が変化し、モータ
の速度が変化する。
【００１８】本発明によれば、点弧角の調節によってモ
ータの速度はモータが最大効率を有する定格速度の近傍
に制御される。その後、コントローラは印加電圧を更に
微調整して、最小電力点を与える電圧レベルを探し出
す。しかし、モータの速度が一定に維持されており印加
電圧がそれに応じて調整されているときモータの負荷が
急変すると、モータは失速してしまう。従って、モータ
の効率を高く維持するには、モータの速度を定格速度の
近傍に速やかに戻す必要がある。
ータの速度はモータが最大効率を有する定格速度の近傍
に制御される。その後、コントローラは印加電圧を更に
微調整して、最小電力点を与える電圧レベルを探し出
す。しかし、モータの速度が一定に維持されており印加
電圧がそれに応じて調整されているときモータの負荷が
急変すると、モータは失速してしまう。従って、モータ
の効率を高く維持するには、モータの速度を定格速度の
近傍に速やかに戻す必要がある。
【００１９】モータを定格速度の近傍に制御するため、
本発明では、所与の負荷条件に対し定格速度で発生され
るスイッチ電圧に対してやや小さい値である最低スイッ
チ電圧と、やや大きい値である最大スイッチ電圧とを用
いる。図３に、スイッチ電圧と負荷率の関係を示す。図
３に示されているように、全ての負荷に対して、最低及
び最大スイッチ電圧は、予め次のように設定される。負
荷がゼロ値に接近する時、最低及び最大スイッチ電圧は
各々ピークスイッチ電圧である「Ａ」点に収束する。ま
た、最低スイッチ電圧は負荷率６０％でゼロとなり、最
大スイッチ電圧は負荷率９０％でゼロになるように設定
される。従って、ピークスイッチ点と負荷率６０％と９
０％の点を連結することによって、最低スイッチ電圧ラ
イン５２及び最大スイッチ電圧ライン５４が規定され
る。こうして、所与の負荷条件に対して、直線５２及び
５４上の一点が定まり、最低及び最大スイッチ電圧が定
まる。最低スイッチ電圧Ｙ１及び最大スイッチ電圧Ｙ２
を規定するライン５２及び５４を式で表すと以下のよう
になる。
本発明では、所与の負荷条件に対し定格速度で発生され
るスイッチ電圧に対してやや小さい値である最低スイッ
チ電圧と、やや大きい値である最大スイッチ電圧とを用
いる。図３に、スイッチ電圧と負荷率の関係を示す。図
３に示されているように、全ての負荷に対して、最低及
び最大スイッチ電圧は、予め次のように設定される。負
荷がゼロ値に接近する時、最低及び最大スイッチ電圧は
各々ピークスイッチ電圧である「Ａ」点に収束する。ま
た、最低スイッチ電圧は負荷率６０％でゼロとなり、最
大スイッチ電圧は負荷率９０％でゼロになるように設定
される。従って、ピークスイッチ点と負荷率６０％と９
０％の点を連結することによって、最低スイッチ電圧ラ
イン５２及び最大スイッチ電圧ライン５４が規定され
る。こうして、所与の負荷条件に対して、直線５２及び
５４上の一点が定まり、最低及び最大スイッチ電圧が定
まる。最低スイッチ電圧Ｙ１及び最大スイッチ電圧Ｙ２
を規定するライン５２及び５４を式で表すと以下のよう
になる。
【００２０】Ｙ１＝−（Ｍ／Ｎ１）Ｘ＋Ｍ Ｙ２＝−（Ｍ／Ｎ２）Ｘ＋Ｍ
【００２１】ここで、Ｍはピークスイッチ電圧であっ
て、Ｎ１とＮ２は各々モータの最小負荷率（即ち、６０
％）及び最大負荷率（即ち、９０％）を表す。また、Ｘ
は負荷率で表した負荷である。従って、所与の負荷条件
に対して最低及び最大スイッチ電圧は上記式から定ま
る。必要に応じて、予め選択された負荷に対して最低及
び最大スイッチ電圧値を貯蔵する補助メモリを用いても
よい。
て、Ｎ１とＮ２は各々モータの最小負荷率（即ち、６０
％）及び最大負荷率（即ち、９０％）を表す。また、Ｘ
は負荷率で表した負荷である。従って、所与の負荷条件
に対して最低及び最大スイッチ電圧は上記式から定ま
る。必要に応じて、予め選択された負荷に対して最低及
び最大スイッチ電圧値を貯蔵する補助メモリを用いても
よい。
【００２２】また、本発明によれば、ピークスイッチ電
圧付近で発生するモータの速度の急激な変動を避けるた
め、最低及び最大スイッチ電圧は、ライン５６で示され
ているようにピークスイッチ電圧の約８０％以下に制限
される。
圧付近で発生するモータの速度の急激な変動を避けるた
め、最低及び最大スイッチ電圧は、ライン５６で示され
ているようにピークスイッチ電圧の約８０％以下に制限
される。
【００２３】コントローラ８００は、サンプリングされ
たスイッチ電圧が最低スイッチ電圧より低い場合、サン
プリングされるスイッチ電圧が最低スイッチ電圧より高
くなるまで点弧角を第１の予め定められた量ずつ増加し
て、モータ速度を低下させ、電動機への入力電圧を減少
させる。また、サンプリングされたスイッチ電圧が最大
スイッチ電圧より高い場合、サンプリングされるスイッ
チ電圧が最大スイッチ電圧より低くなるまで点弧角を第
１の予め定められた量ずつ減少させることによって電動
機への入力電圧を増加させ、モータ速度を高める。
たスイッチ電圧が最低スイッチ電圧より低い場合、サン
プリングされるスイッチ電圧が最低スイッチ電圧より高
くなるまで点弧角を第１の予め定められた量ずつ増加し
て、モータ速度を低下させ、電動機への入力電圧を減少
させる。また、サンプリングされたスイッチ電圧が最大
スイッチ電圧より高い場合、サンプリングされるスイッ
チ電圧が最大スイッチ電圧より低くなるまで点弧角を第
１の予め定められた量ずつ減少させることによって電動
機への入力電圧を増加させ、モータ速度を高める。
【００２４】モータ速度が定格速度の近傍に調節される
と、コントローラ８００は前述した最小電力探索を行
う。
と、コントローラ８００は前述した最小電力探索を行
う。
【００２５】図４には、本発明に基づく最小電力点を探
す過程で用いられるルックアップテーブルの一例９００
が模式的に示されている。
す過程で用いられるルックアップテーブルの一例９００
が模式的に示されている。
【００２６】図４に示されているように、ルックアップ
テーブル９００は、図３に示したスイッチ電圧のレベル
に一対一に対応する、計算された入力電力値を格納する
ための複数の記憶場所を有する。計算された入力電力
は、対応するスイッチ電圧のレベルに応じて指定される
記憶場所に格納される。格納された電力値はスイッチ電
圧がサンプリングされる度、新たな値に更新される。
テーブル９００は、図３に示したスイッチ電圧のレベル
に一対一に対応する、計算された入力電力値を格納する
ための複数の記憶場所を有する。計算された入力電力
は、対応するスイッチ電圧のレベルに応じて指定される
記憶場所に格納される。格納された電力値はスイッチ電
圧がサンプリングされる度、新たな値に更新される。
【００２７】計算された電力値が対応する記憶場所に格
納されるとき、コントローラ８００は第１電力和と第２
電力和とを比較する。ここで、第１電力和とは、サンプ
リングされたスイッチ電圧のレベルＶｓｗに対しより低
いレベルに位置する複数の記憶場所（例えば、少なくと
も３つの記憶場所３１、３２、３３）に格納された電力
値の和である。同様に第２電力和は、サンプリングされ
たスイッチ電圧のレベルＶｓｗに対しより高いレベルに
位置する複数の記憶場所（例えば、少なくとも３つの記
憶場所３５、３６、３７）に格納された電力値の和であ
る。比較の結果に応じて、コントローラ８００は点弧角
制御信号を発生する。詳述すると、第１電力和が第２電
力和より大きい場合、第１電力和が第２電力和と等しく
なるまでコントローラ８００は点弧角を第２の予め定め
られた量ずつ増加させ電動機への入力電圧を減少させ
る。また、第１電力和が第２電力和より小さい場合、第
２電力和と第１電力和が等しくなるまでコントローラ８
００は点弧角を第２の予め定められた量ずつ減少させ電
動機への入力電圧を増加させる。このようにして最小電
力点に到達することができる。
納されるとき、コントローラ８００は第１電力和と第２
電力和とを比較する。ここで、第１電力和とは、サンプ
リングされたスイッチ電圧のレベルＶｓｗに対しより低
いレベルに位置する複数の記憶場所（例えば、少なくと
も３つの記憶場所３１、３２、３３）に格納された電力
値の和である。同様に第２電力和は、サンプリングされ
たスイッチ電圧のレベルＶｓｗに対しより高いレベルに
位置する複数の記憶場所（例えば、少なくとも３つの記
憶場所３５、３６、３７）に格納された電力値の和であ
る。比較の結果に応じて、コントローラ８００は点弧角
制御信号を発生する。詳述すると、第１電力和が第２電
力和より大きい場合、第１電力和が第２電力和と等しく
なるまでコントローラ８００は点弧角を第２の予め定め
られた量ずつ増加させ電動機への入力電圧を減少させ
る。また、第１電力和が第２電力和より小さい場合、第
２電力和と第１電力和が等しくなるまでコントローラ８
００は点弧角を第２の予め定められた量ずつ減少させ電
動機への入力電圧を増加させる。このようにして最小電
力点に到達することができる。
【００２８】本発明よれば、第１の点弧角増減量は第２
の点弧角増減量より大きいように設定される。従って、
定格速度制御は負荷の急激な変動に適応するべく最小電
力制御より速やかに反応する。このようなコントローラ
８００は米国インテル社から購入可能な８０１９６シン
グルチップマイクロプロセッサで具現され得る。
の点弧角増減量より大きいように設定される。従って、
定格速度制御は負荷の急激な変動に適応するべく最小電
力制御より速やかに反応する。このようなコントローラ
８００は米国インテル社から購入可能な８０１９６シン
グルチップマイクロプロセッサで具現され得る。
【００２９】図１１は、本発明に基づきコントローラ８
００によって行われる制御動作を説明するためのフロー
ダイヤグラムである。
００によって行われる制御動作を説明するためのフロー
ダイヤグラムである。
【００３０】この過程は、コントローラ８００が所定の
サンプリング周期でスイッチ電圧をサンプリングする過
程６２から始まる。次の過程６４で入力電力が計算さ
れ、過程６６で、計算された電力はサンプリングされた
スイッチ電圧のレベルに応じて指定されるルックアップ
テーブル内の記憶場所に格納される。
サンプリング周期でスイッチ電圧をサンプリングする過
程６２から始まる。次の過程６４で入力電力が計算さ
れ、過程６６で、計算された電力はサンプリングされた
スイッチ電圧のレベルに応じて指定されるルックアップ
テーブル内の記憶場所に格納される。
【００３１】その後、過程６８及び７０で、サンプリン
グされたスイッチ電圧が最低スイッチ電圧値及び最大ス
イッチ電圧値の間にあるかどうかが判定される。サンプ
リングされたスイッチ電圧が最低スイッチ電圧より低い
場合、過程７２で、点弧角を第１の予め定められた量だ
け増加させることによって電動機への入力電圧を減少さ
せる。一方、サンプリングされたスイッチ電圧が最大ス
イッチ電圧より高い場合、過程７４で、点弧角を第１の
予め定められた量だけ減少させることによって電動機へ
の入力電圧を増加させる。
グされたスイッチ電圧が最低スイッチ電圧値及び最大ス
イッチ電圧値の間にあるかどうかが判定される。サンプ
リングされたスイッチ電圧が最低スイッチ電圧より低い
場合、過程７２で、点弧角を第１の予め定められた量だ
け増加させることによって電動機への入力電圧を減少さ
せる。一方、サンプリングされたスイッチ電圧が最大ス
イッチ電圧より高い場合、過程７４で、点弧角を第１の
予め定められた量だけ減少させることによって電動機へ
の入力電圧を増加させる。
【００３２】上記の結果、サンプリングされたスイッチ
電圧が制限範囲に入ると、即ち、モータの回転速度が定
格速度に十分近くなると、過程７６で、コントローラ８
００はルックアップテーブル９００に格納された第１電
力和と第２電力和を比較する。
電圧が制限範囲に入ると、即ち、モータの回転速度が定
格速度に十分近くなると、過程７６で、コントローラ８
００はルックアップテーブル９００に格納された第１電
力和と第２電力和を比較する。
【００３３】第１電力和が第２電力和より大きい場合、
過程７８で、点弧角を第２の予め定められた量だけ増加
させることによって電動機への入力電圧を減少させる。
第１電力和が第２電力和より大きくない場合は、過程８
０で、点弧角を第１の予め定められた量だけ減少させ電
動機への入力電圧を増加させる。こうして、最小入力点
に至るようにする。
過程７８で、点弧角を第２の予め定められた量だけ増加
させることによって電動機への入力電圧を減少させる。
第１電力和が第２電力和より大きくない場合は、過程８
０で、点弧角を第１の予め定められた量だけ減少させ電
動機への入力電圧を増加させる。こうして、最小入力点
に至るようにする。
【００３４】上記において、本発明の特定の実施例につ
いて説明したが、本明細書に記載した特許請求の範囲を
逸脱することなく、当業者は種々の変更を加え得ること
は勿論である。
いて説明したが、本明細書に記載した特許請求の範囲を
逸脱することなく、当業者は種々の変更を加え得ること
は勿論である。
【００３５】
【発明の効果】従って、本発明によれば、最大効率が得
られる定格速度付近で動作するように速やかに電動機を
制御することによって負荷の変動による失速の影響を小
さくすることができ、定格速度の近傍で最小電力点を速
やかに探し出すことができるため最小電力制御が容易に
なるという利点がある。
られる定格速度付近で動作するように速やかに電動機を
制御することによって負荷の変動による失速の影響を小
さくすることができ、定格速度の近傍で最小電力点を速
やかに探し出すことができるため最小電力制御が容易に
なるという利点がある。
【図１】本発明による三相交流誘導電動機用入力電力制
御装置を含む概略的な回路図である。
御装置を含む概略的な回路図である。
【図２】図１に示した入力電力制御装置の詳細なブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】スイッチ電圧と負荷率の関係を示したグラフで
ある。
ある。
【図４】計算された入力電力を格納するルックアップテ
ーブルの例示的な図面である。
ーブルの例示的な図面である。
【図５】本発明の入力電力制御装置から発生される波形
図である。
図である。
【図６】図２に示した入力電力装置の制御過程を説明す
るためのフローダイヤグラムである。
るためのフローダイヤグラムである。
１０ 誘導電動機 ３０ スイッチング装置 １００ 入力電力制御装置 ２００ 電圧検出器 ３００ 相検出器 ５００ 電流検出器 ６００ スイッチ電圧検出器 ７００ 駆動装置 ８００ コントローラ ９００ ルックアップテーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鄭 勝基 大韓民国ソウル特別市蘆原区月溪洞三湖ア パート27−905 (72)発明者 李 承哲 大韓民国ソウル特別市城北区長位３洞89− 20
Claims (7)
- 【請求項１】 入力電力を制御するためのスイッチン
グ素子を有する交流誘導電動機用入力電力制御装置であ
って、 前記電動機の各相へ印加される相電圧を検出する手段
と、 前記各相電圧から相信号を求めて点弧角を決定する手段
と、 前記電動機の各相に対する相電流を検出する手段と、 前記スイッチング素子の両端のスイッチ電圧を検出する
手段と、 前記検出されたスイッチ電圧を予め定められたサンプリ
ング周期に従って、サンプリングする手段と、 前記検出されたスイッチ電圧がサンプリングされるとき
前記電圧と電流の積の和を平均することによって前記モ
ータへの入力電力を計算する手段と、 前記計算された電力を格納する複数の記憶場所を有する
メモリ手段であって、前記計算された入力電力の各々は
対応する前記サンプリングされたスイッチ電圧のレベル
によって指定される記憶場所に格納される該メモリ手段
と、 サンプリングされたスイッチ電圧のレベルに対しより低
いレベルに位置する複数の記憶場所に格納された電力値
の和である第１電力和と、サンプリングされたスイッチ
電圧のレベルに対しより高いレベルに位置する複数の記
憶場所に格納された電力値の和である第２電力和とを比
較する手段と、 前記第１電力和が第２電力和より大きい場合、前記点弧
角を第１の予め定められた量だけ増加し、前記第１電力
和が第２電力和より小さい場合、前記点弧角を前記第１
の予め定められた量だけ減少させて、最小電力点を探す
手段とを含むことを特徴とする誘導電動機用入力電力制
御装置。 - 【請求項２】 所与の負荷条件に対して予め定められ
た最低スイッチ電圧と最大スイッチ電圧を提供する手段
と、 前記サンプリングされたスイッチ電圧が前記予め定めら
れた最低スイッチ電圧と最大スイッチ電圧との間にある
かどうかを判断する手段と、 前記サンプリングされたスイッチ電圧が前記最低スイッ
チ電圧より低い場合、前記点弧角を第２の予め定められ
た量だけ増加させ、前記サンプリングされたスイッチ電
圧が前記最大スイッチ電圧より高い場合、前記点弧角を
前記第２の予め定められた量だけ減少させる手段とを更
に含むことを特徴とする請求項１に記載の誘導電動機用
入力電力制御装置。 - 【請求項３】 Ｍがピークスイッチ電圧を表し、Ｎ１
とＮ２が各々前記モータの最小負荷率及び最大負荷率を
表し、Ｘが負荷率を表すとき、前記予め定められた最低
スイッチ電圧Ｙ１及び最大スイッチ電圧Ｙ２が、下記式
のように規定されることを特徴とする請求項２に記載の
誘導電動機用入力電力制御装置。 Ｙ１＝−（Ｍ／Ｎ１）Ｘ＋Ｍ Ｙ２＝−（Ｍ／Ｎ２）Ｘ＋Ｍ - 【請求項４】 前記最小負荷率が６０％であり、前記
最大負荷率が９０％であることを特徴とする請求項３に
記載の誘導電動機用入力電力制御装置。 - 【請求項５】 前記第２の点弧角増減量が前記第１の
点弧角増減量より大きいことを特徴とする請求項２に記
載の誘導電動機用入力電力制御装置。 - 【請求項６】 前記最低及び最大スイッチ電圧が、前
記ピークスイッチ電圧の８０％以下に制限されているこ
とを特徴とする請求項４に記載の誘導電動機用電力制御
装置。 - 【請求項７】 前記最低及び最大スイッチ電圧を提供
する手段が、前記最低スイッチ電圧値及び最大スイッチ
電圧値を格納する手段を備えていることを特徴とする請
求項２に記載の誘導電動機用入力電力制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950012821A KR0153103B1 (ko) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | 유도전동기의 입력전력 제어 장치 |
| KR1995U12821 | 1995-05-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09191690A true JPH09191690A (ja) | 1997-07-22 |
| JP3053572B2 JP3053572B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=19415089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8151731A Expired - Lifetime JP3053572B2 (ja) | 1995-05-23 | 1996-05-23 | 誘導電動機用入力電力制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5684377A (ja) |
| JP (1) | JP3053572B2 (ja) |
| KR (1) | KR0153103B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007535283A (ja) * | 2003-11-28 | 2007-11-29 | ファールプール・ソシエダッド・アノニマ | 誘導モータ制御システム |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19857695C2 (de) | 1998-12-14 | 2001-01-25 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur Steuerung des Auslaufes einer Induktionsmaschine |
| US6404346B1 (en) | 1999-08-13 | 2002-06-11 | York International Corporation | Method and apparatus for detecting a failed thyristor |
| US20020145400A1 (en) | 2001-04-10 | 2002-10-10 | Cashatt Jerry D. | Motor load controller for AC induction motors |
| US20030210007A1 (en) * | 2002-05-08 | 2003-11-13 | Chia-Chang Hsu | Input power control device |
| US7006338B2 (en) * | 2002-09-23 | 2006-02-28 | Siemens Energy & Automation, Inc. | System and method for individual phase motor over voltage protection |
| US7414377B2 (en) * | 2002-09-23 | 2008-08-19 | Siemens Energy & Automation, Inc. | System and method for automatic current limit control |
| US7196491B2 (en) * | 2003-02-12 | 2007-03-27 | Siemens Energy & Automation, Inc. | System and method for stall detection of a motor |
| US7130170B2 (en) * | 2004-02-25 | 2006-10-31 | Siemens Energy & Automation, Inc. | System and method for fault contactor detection |
| US7606011B2 (en) * | 2004-04-15 | 2009-10-20 | Sundyne Corporation | Motor controller with automated input power determination |
| US7378821B2 (en) * | 2005-08-01 | 2008-05-27 | Enviro World Technologies, Inc | Method and apparatus using VAR measurements to control power input to a three-phase induction motor circuit |
| DE602008006515D1 (de) * | 2008-02-06 | 2011-06-09 | Electrolux Home Prod Corp | Verfahren und Vorrichtung zum Messen der elektrischen Leistung eines Universalmotors, der mit sinusförmiger Wechselspannung gespeist wird |
| US7638966B1 (en) | 2008-09-03 | 2009-12-29 | Alexander Pummer | Voltage control and power factor correction in AC induction motors |
| US9438027B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-09-06 | General Electric Company | Systems and methods for power interruption |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4249120A (en) * | 1979-07-26 | 1981-02-03 | Mcgraw-Edison Co. | Variable speed induction motor control system |
| JPS57129198A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-11 | Hitachi Ltd | Controlling method and device for ac motor |
| JP2524566B2 (ja) * | 1990-12-12 | 1996-08-14 | アレックス電子工業株式会社 | 誘導電動機制御方法 |
| US5153489A (en) * | 1991-06-10 | 1992-10-06 | Unsworth Peter J | Electric current measurement apparatus for a solid state motor controller |
| JPH05227795A (ja) * | 1992-02-10 | 1993-09-03 | Alex Denshi Kogyo Kk | 誘導電動機制御装置および制御方法 |
| US5304911A (en) * | 1992-12-14 | 1994-04-19 | Energy Consortium Inc | Power control system for an A.C. induction motor |
-
1995
- 1995-05-23 KR KR1019950012821A patent/KR0153103B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-05-23 JP JP8151731A patent/JP3053572B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-23 US US08/652,874 patent/US5684377A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007535283A (ja) * | 2003-11-28 | 2007-11-29 | ファールプール・ソシエダッド・アノニマ | 誘導モータ制御システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5684377A (en) | 1997-11-04 |
| KR960043462A (ko) | 1996-12-23 |
| JP3053572B2 (ja) | 2000-06-19 |
| KR0153103B1 (ko) | 1998-12-15 |
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