JPS5812588A - 交流電動機の駆動装置 - Google Patents
交流電動機の駆動装置Info
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- JPS5812588A JPS5812588A JP56109415A JP10941581A JPS5812588A JP S5812588 A JPS5812588 A JP S5812588A JP 56109415 A JP56109415 A JP 56109415A JP 10941581 A JP10941581 A JP 10941581A JP S5812588 A JPS5812588 A JP S5812588A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- frequency
- voltage
- output
- circuit
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/42—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual single-phase induction motor
- H02P1/426—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual single-phase induction motor by using a specially adapted frequency converter
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/50—Reduction of harmonics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は交流電動機の駆動装置に関し、とくに交流電動
機の直入起動を安全に行うようＫした駆動装置に関する
。
機の直入起動を安全に行うようＫした駆動装置に関する
。
交流電動機の起動方法として従来よシ最も多く採用され
ているのはいわゆる全電圧直入起動法であ抄この方法は
商用系統で使用される比較的小容置のものは勿論、イン
バータ等の電力変換装置で駆動されるものにも適用され
ているのが現状である。
ているのはいわゆる全電圧直入起動法であ抄この方法は
商用系統で使用される比較的小容置のものは勿論、イン
バータ等の電力変換装置で駆動されるものにも適用され
ているのが現状である。
この直入起動方法は制御が簡単で経済的である点が有利
であし、電動機の発熱条件と負荷とのトルク整合の条件
が問題ない場合はごく平易に採用されてき九方法である
。
であし、電動機の発熱条件と負荷とのトルク整合の条件
が問題ない場合はごく平易に採用されてき九方法である
。
しかるに１電動機の構造が特殊な場合、例えばロータ形
状が薄形円板構造となっているような場合には、通常の
直入起動を行うとある回転数でロータが共振現象により
振動し、強度上問題となることがある。
状が薄形円板構造となっているような場合には、通常の
直入起動を行うとある回転数でロータが共振現象により
振動し、強度上問題となることがある。
この共振現象はロータの構造からｆ！まる共振周波数が
直入起動中のすべり周波数の２倍となったときに発生す
るものである。この現象について図面を用いて説明する
。
直入起動中のすべり周波数の２倍となったときに発生す
るものである。この現象について図面を用いて説明する
。
第１図に示すのはロータが薄形円板構造でステータが偏
平構造の軸方向にエアギャップをもつ交流電動機の構造
モデル図である。この種のモータは軸方向の寸法を短縮
化できる特徴があり、通常は誘導機ｔたはヒステリシス
電動機が多い。
平構造の軸方向にエアギャップをもつ交流電動機の構造
モデル図である。この種のモータは軸方向の寸法を短縮
化できる特徴があり、通常は誘導機ｔたはヒステリシス
電動機が多い。
第１図で１はロータ、２はステータ鉄心、３はステータ
コイル、４は軸、５は軸受、６はフレームを示す、第１
図において、モータの極数を２としステータコイルにｆ
、なる電源周波数を印加しこの時の四−夕の回転周波数
をｆ、とする。
コイル、４は軸、５は軸受、６はフレームを示す、第１
図において、モータの極数を２としステータコイルにｆ
、なる電源周波数を印加しこの時の四−夕の回転周波数
をｆ、とする。
周波数ｆｔＶＣ従って四−夕は励磁されることになるか
ら、いまｆ３を基準座標にとって考えると、エアギャッ
プにおける磁束の回転周波数ｆ、はｆｓ＝ｆ。
ら、いまｆ３を基準座標にとって考えると、エアギャッ
プにおける磁束の回転周波数ｆ、はｆｓ＝ｆ。
−ｆ、となる。この磁束は２つの磁極をもつわけである
から、第２図に示すようにロータのギャップ面のある点
に着目して考えると周波数２ｆ、なる磁気吸引力Ｆを受
けることになる。
から、第２図に示すようにロータのギャップ面のある点
に着目して考えると周波数２ｆ、なる磁気吸引力Ｆを受
けることになる。
この２ｆ、がロータの軸方向の共振周波数と一致したと
きロータは大きく振動し第３図に示すようＫある周波数
で振動応力限界を越えてしまうことがある。
きロータは大きく振動し第３図に示すようＫある周波数
で振動応力限界を越えてしまうことがある。
すなわち、一定電圧・一定周波数の電源によりステータ
コイルを励磁したとき図示したように２ｆｓ中ｆｒ（ｆ
ｒは共振周波数）すなわちｆ、 ＝ｆ１−−Ｌ−ｆｒ
のとき振動による応力Ｇがピークに達しその周波数付
近でロータの応力限界Ｇｃを越えてしまりということで
ある。
コイルを励磁したとき図示したように２ｆｓ中ｆｒ（ｆ
ｒは共振周波数）すなわちｆ、 ＝ｆ１−−Ｌ−ｆｒ
のとき振動による応力Ｇがピークに達しその周波数付
近でロータの応力限界Ｇｃを越えてしまりということで
ある。
本発明は上記不具合点に鑑みて為されたものであり、駆
動装置側に適切なコントロールを加えることによプ上記
ロータ振動を着しく緩和させ、尚かつ経済性をそこなわ
ない交流電動機の駆動装置を提供するととＫある。
動装置側に適切なコントロールを加えることによプ上記
ロータ振動を着しく緩和させ、尚かつ経済性をそこなわ
ない交流電動機の駆動装置を提供するととＫある。
以下図面を用いて本発明の詳細な説明を行う。
第４図に示すのは本発明の一実施例を示す交流電動機の
駆動装置の構成図である。
駆動装置の構成図である。
第４図において交流電動機１２は電力変換装置１１の出
力で駆動されている。電力変換装置１１の出力電圧は電
圧制御回路１３の出力によシ制御されており、この値は
電圧基準回路１４の出力と電圧帰還回路１５の出力との
突き合せ制御が行われている。以上記した回路は従来よ
り一般に行われているフィードバック定電圧制御方式で
ある。
力で駆動されている。電力変換装置１１の出力電圧は電
圧制御回路１３の出力によシ制御されており、この値は
電圧基準回路１４の出力と電圧帰還回路１５の出力との
突き合せ制御が行われている。以上記した回路は従来よ
り一般に行われているフィードバック定電圧制御方式で
ある。
本発明の構成上の特徴は以下にある。交流電動機１２の
回転周波数ｆ、は速度検出機１６によシ検出されその出
力は周波数弁別回路１７に入る。周波数弁別回路１７は
交流電動機１２０回転周波数ｆ３ が特定の周波数範囲
ｆＡ＜ ｆｓ ＜ １ｍＫあるとき信号を発しその信号
で電圧絞り回路１８が作動し電圧基準回路の電圧基準を
ｖＮがらｖＬに低下させる。
回転周波数ｆ、は速度検出機１６によシ検出されその出
力は周波数弁別回路１７に入る。周波数弁別回路１７は
交流電動機１２０回転周波数ｆ３ が特定の周波数範囲
ｆＡ＜ ｆｓ ＜ １ｍＫあるとき信号を発しその信号
で電圧絞り回路１８が作動し電圧基準回路の電圧基準を
ｖＮがらｖＬに低下させる。
これらの一連の動作について回転周波数ｆｔを横軸に、
電力変換装置の出力電圧を縦軸にとって示したが第５図
である。第５図に示しであるようにｆｌ＝ｆＩ−−４−
ｆｒの近傍において出力電圧はｖＬに絞シ込まれる。勿
論ｖＬの値はある程度以下ないと交流電動機の加速が不
能となるのでｖＬの値は加速可能な最低電圧付近に設定
しておく。
電力変換装置の出力電圧を縦軸にとって示したが第５図
である。第５図に示しであるようにｆｌ＝ｆＩ−−４−
ｆｒの近傍において出力電圧はｖＬに絞シ込まれる。勿
論ｖＬの値はある程度以下ないと交流電動機の加速が不
能となるのでｖＬの値は加速可能な最低電圧付近に設定
しておく。
以上の構成における本発明の効果について以下に述べる
。第２図に示した磁気吸引力Ｆの大きさ酸ギャップ磁束
に比例するのでステータコイルの印加電圧Ｖの２乗に略
比例することになる。また第２図のＦと第３図のロータ
応力０は轟然ながら＃１ぼ比例することになるので結局
本発明を適用するととＫより第３図に対応する図として
第６図が得られる。すなわちｆＡ（ｆ、 （ｆＢ の
領域では電圧をｖＬとしているので共振周波数における
応力のピークは大巾に減少しロータの応力限界Ｇｃ以下
に抑えることができるようになるわけである。
。第２図に示した磁気吸引力Ｆの大きさ酸ギャップ磁束
に比例するのでステータコイルの印加電圧Ｖの２乗に略
比例することになる。また第２図のＦと第３図のロータ
応力０は轟然ながら＃１ぼ比例することになるので結局
本発明を適用するととＫより第３図に対応する図として
第６図が得られる。すなわちｆＡ（ｆ、 （ｆＢ の
領域では電圧をｖＬとしているので共振周波数における
応力のピークは大巾に減少しロータの応力限界Ｇｃ以下
に抑えることができるようになるわけである。
次に第７図に示すのは本発明の他の実施例を示す交流電
動機の駆動装置の構成図である。第７図において第４図
と同一番号の亀のは第４図と同一要素であるので説明は
省略する。
動機の駆動装置の構成図である。第７図において第４図
と同一番号の亀のは第４図と同一要素であるので説明は
省略する。
第４図において社電動変換装ｆ１１の出力周波数は一定
であるとして説明を略したが、第７図においてこれ社則
波数基準回路２０の出力で制御されている。周波数基準
回路２０は常時は定格出力周波数ｆＮを出力するが、前
記周波数弁別回路１７の出力で周波数変更回路１９が動
作したとき出力周波数ｆ、を出力する。これらの動作を
図示したのが第８図である。
であるとして説明を略したが、第７図においてこれ社則
波数基準回路２０の出力で制御されている。周波数基準
回路２０は常時は定格出力周波数ｆＮを出力するが、前
記周波数弁別回路１７の出力で周波数変更回路１９が動
作したとき出力周波数ｆ、を出力する。これらの動作を
図示したのが第８図である。
第８図はｆＢ ＝ｆ Ｎ ２ ｆ ｒの近傍で出力周
波数をｆＨにジャンプさせている状況が示してアシ、こ
の制御によシロータの共振の発生を防いでいる。
波数をｆＨにジャンプさせている状況が示してアシ、こ
の制御によシロータの共振の発生を防いでいる。
出力周波数ｆＨＫ対応する共振速度はｆＨ−”−ｆｒと
なり、このときはｆ、＝ｆ、と戻していれば共振は発生
しない。
なり、このときはｆ、＝ｆ、と戻していれば共振は発生
しない。
従って、第９図に示す如くもはやロータの共振現象は発
生せず、ロータのあらゆる回転速度において応力のピー
クはなくなることになる。
生せず、ロータのあらゆる回転速度において応力のピー
クはなくなることになる。
尚、第５図においては出力周波数を上げる側に制御した
が、これを下げる側に制御しても全く同様の効果が期待
できることは明らかである。更に周波数を制御するとき
はＶ／ｆキ一定とまるよう制御すれば交流電動機の加速
時間を従来通りとすることも可能となる。
が、これを下げる側に制御しても全く同様の効果が期待
できることは明らかである。更に周波数を制御するとき
はＶ／ｆキ一定とまるよう制御すれば交流電動機の加速
時間を従来通りとすることも可能となる。
以上述べたように本発明によると交流電動機を直入起動
する場合のロータの共振現象を簡単な回路追加によシ抑
制できる駆動装置を提供することができいわゆるｖｖｖ
ｐ駆動方式と比較して安価な直入起動方式のメリットも
殺さないのでその効果は大である。
する場合のロータの共振現象を簡単な回路追加によシ抑
制できる駆動装置を提供することができいわゆるｖｖｖ
ｐ駆動方式と比較して安価な直入起動方式のメリットも
殺さないのでその効果は大である。
尚以上の説明においては「電動機は１台１、［速度検出
による制御］についてのみ説明したがこれを「電動機は
多数台（この場合はサンプリング速度検出を適用可）」
、「速度検出によらず振動検出による制御または予め設
定されたタイｉ等による制御１などへの拡張が可能であ
ることは明らかである。
による制御］についてのみ説明したがこれを「電動機は
多数台（この場合はサンプリング速度検出を適用可）」
、「速度検出によらず振動検出による制御または予め設
定されたタイｉ等による制御１などへの拡張が可能であ
ることは明らかである。
第１図は交流電動機の構造モデル図、第２図はロータが
うける磁気吸引力の説明図、第３図はロータ応力の説明
図、第４図は本発明の一実施例を示す交流電動機駆動装
置のブロック図、第５図はその動作説明図、第６図はそ
の効果説明図、第７図は本発明の他の実施例を示す交流
電動機駆動装置のブロック図、第８図はその動作説明図
、第９図はその効果説明図である。 １・・・・・ ロータ ２・・・・ ステータ
鉄心３・・・・・ステータ；イル ４・・・・ 軸５・
・・・・軸 受 ６・・・・フレーム１１・・・
・電力変換装置 １２・・・・交流電動機１３・・・
・電圧制御回路 １４・・・・電圧基準回路１５・・
・・電圧帰還回路 １６ 四速度検出器１７・・・・
周波数弁別回路 １８・・・・電圧絞り回路１９・・・
・周波数変更回路 ２０・・・・周波数基準回路（７
３１７）代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （はが１名
）第１図 嘉４図 ｆｔ’−＋ｆｒ
うける磁気吸引力の説明図、第３図はロータ応力の説明
図、第４図は本発明の一実施例を示す交流電動機駆動装
置のブロック図、第５図はその動作説明図、第６図はそ
の効果説明図、第７図は本発明の他の実施例を示す交流
電動機駆動装置のブロック図、第８図はその動作説明図
、第９図はその効果説明図である。 １・・・・・ ロータ ２・・・・ ステータ
鉄心３・・・・・ステータ；イル ４・・・・ 軸５・
・・・・軸 受 ６・・・・フレーム１１・・・
・電力変換装置 １２・・・・交流電動機１３・・・
・電圧制御回路 １４・・・・電圧基準回路１５・・
・・電圧帰還回路 １６ 四速度検出器１７・・・・
周波数弁別回路 １８・・・・電圧絞り回路１９・・・
・周波数変更回路 ２０・・・・周波数基準回路（７
３１７）代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （はが１名
）第１図 嘉４図 ｆｔ’−＋ｆｒ
Claims (1)
- 出力電圧または出力周波数の少くとも一方を可変できる
電力変換装置で交、流電動機を加速または減速する交流
電動機の駆動装置において、電動機速度の特定の範囲で
電力変換装置の出力電圧または出力周波数の少くとも一
方を階段状に変更することを特徴とする交流電動機の駆
動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56109415A JPS5812588A (ja) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | 交流電動機の駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56109415A JPS5812588A (ja) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | 交流電動機の駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5812588A true JPS5812588A (ja) | 1983-01-24 |
Family
ID=14509662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56109415A Pending JPS5812588A (ja) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | 交流電動機の駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5812588A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2361325A (en) * | 2000-04-14 | 2001-10-17 | Gerber Scient Products Inc | Velocity and voltage feedback to control a motor |
-
1981
- 1981-07-15 JP JP56109415A patent/JPS5812588A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2361325A (en) * | 2000-04-14 | 2001-10-17 | Gerber Scient Products Inc | Velocity and voltage feedback to control a motor |
| GB2361325B (en) * | 2000-04-14 | 2002-06-05 | Gerber Scient Products Inc | Method and apparatus for the improved control of motors and of motor-actuated work apparatus |
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