JPS5821511B2 - コウリユウデンドウキノセイギヨソウチ - Google Patents
コウリユウデンドウキノセイギヨソウチInfo
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- JPS5821511B2 JPS5821511B2 JP50081799A JP8179975A JPS5821511B2 JP S5821511 B2 JPS5821511 B2 JP S5821511B2 JP 50081799 A JP50081799 A JP 50081799A JP 8179975 A JP8179975 A JP 8179975A JP S5821511 B2 JPS5821511 B2 JP S5821511B2
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- Japan
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- current
- phase
- signal
- armature
- circuit
- Prior art date
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- Expired
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-
- 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
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/03—Synchronous motors with brushless excitation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はサイリスク電力変換器により駆動される交流電
動機の制御装置に関する。
動機の制御装置に関する。
一般に、サイリスク電力変換器により交流電動機を1駆
動するものはサイリスタモータとして良く知られている
。
動するものはサイリスタモータとして良く知られている
。
第1図は同期電動機を駆動する電圧型サイリスクモータ
の一例を示す構成図である。
の一例を示す構成図である。
第1図において、1は商用交流電源からの交流電圧を入
力とし、可変周波数の3相交流を出力するサイクロコン
バークで、逆並列に接続されたサイリスク純ブリツジ回
路UP、UN、VP、VNおよびWP、WNの3組から
構成される。
力とし、可変周波数の3相交流を出力するサイクロコン
バークで、逆並列に接続されたサイリスク純ブリツジ回
路UP、UN、VP、VNおよびWP、WNの3組から
構成される。
2はサイクロコンバータ1により駆動される同期電動機
で、3相の電機子巻線U、V、Wと界磁巻線Fを有する
。
で、3相の電機子巻線U、V、Wと界磁巻線Fを有する
。
3は界磁巻線Fに加える界磁電流の大きさを制御する界
磁制御回路、4は同期電動機2の回転速度を検出する速
度発電機、5は速度指令回路、6は速度指令回路5の速
度指令信号と速度発電機4の出力信号である速度帰還信
号とを突き合わせ増巾する速度偏差増巾器、7は同期電
動機2の回転軸の回転角位置に応じた位相で互いに12
0度の位相差を有する3つの正弦波信号(3相信号)を
出力する位置検出器である。
磁制御回路、4は同期電動機2の回転速度を検出する速
度発電機、5は速度指令回路、6は速度指令回路5の速
度指令信号と速度発電機4の出力信号である速度帰還信
号とを突き合わせ増巾する速度偏差増巾器、7は同期電
動機2の回転軸の回転角位置に応じた位相で互いに12
0度の位相差を有する3つの正弦波信号(3相信号)を
出力する位置検出器である。
位置検出器7としては例えば、回転子に取付けた永久磁
石と、固定子の回転子対向面に取付けた3個のホールジ
ェネレータを有する構造のものが用いられる。
石と、固定子の回転子対向面に取付けた3個のホールジ
ェネレータを有する構造のものが用いられる。
8は位置検出器7の出力信号の1つと速度偏差増巾器6
の出力信号を掛は合わせ、サイクロコンバータ1の出力
電流(U相)を制御するための電流指令信号(正弦波信
号)を出力する掛算器、9はサイリスク純ブリツジ回路
UP、UN(以下、サイリスク回路UP、UNと称する
)の交流入力電流を検出する電流検出器、10は電流指
令信号と電流検出器9の出力信号を突き合わせ増巾する
電流偏差増巾器11は電流偏差増巾器10の出力信号に
従ってサイリスク回路UP、UNの点弧位相を制御する
自動パルス移相器、12はサイリスク回路UP、UNの
出力電流の正負の向きに応じて、サイリスク回路のUP
あるいにUNに交互にゲート信号を供給するゲート出力
回路である。
の出力信号を掛は合わせ、サイクロコンバータ1の出力
電流(U相)を制御するための電流指令信号(正弦波信
号)を出力する掛算器、9はサイリスク純ブリツジ回路
UP、UN(以下、サイリスク回路UP、UNと称する
)の交流入力電流を検出する電流検出器、10は電流指
令信号と電流検出器9の出力信号を突き合わせ増巾する
電流偏差増巾器11は電流偏差増巾器10の出力信号に
従ってサイリスク回路UP、UNの点弧位相を制御する
自動パルス移相器、12はサイリスク回路UP、UNの
出力電流の正負の向きに応じて、サイリスク回路のUP
あるいにUNに交互にゲート信号を供給するゲート出力
回路である。
なお、図はサイリスク回路UP、UNに対する制御回路
のみを示しており他のサイリスク回路■P、VN、WP
、WNに対しても同−の制御回路があるが、それらにつ
いては省略する。
のみを示しており他のサイリスク回路■P、VN、WP
、WNに対しても同−の制御回路があるが、それらにつ
いては省略する。
この構成において、位置検出器Iは前述したように同期
電動機2の回転軸に連結された永久磁石を備えた回転子
と、その永久磁石が作る磁界を検知して、その磁界の大
きさに応じた信号を発生するホールジェネレータを備え
た固定子を有している。
電動機2の回転軸に連結された永久磁石を備えた回転子
と、その永久磁石が作る磁界を検知して、その磁界の大
きさに応じた信号を発生するホールジェネレータを備え
た固定子を有している。
永久磁石は、同期電動機2の極数に等しい数だけ交互に
N極、S極を作るように回転子上に配置されており、ま
た、ホールジェネレータは、互いに電気角度で120度
だけ隔てて固定子上に取付けられている。
N極、S極を作るように回転子上に配置されており、ま
た、ホールジェネレータは、互いに電気角度で120度
だけ隔てて固定子上に取付けられている。
しかして、位置検出器7からは第2図aに示すように、
振巾が一定な正弦波の位置信号SU−8wが得られる。
振巾が一定な正弦波の位置信号SU−8wが得られる。
位置信号SU−8wは同期電動機2の界磁Fと電機子U
、V、Wの相対位置(角度→に関係した信号である。
、V、Wの相対位置(角度→に関係した信号である。
この場合には位置信号sUとU相の無負荷誘起電圧e。
Uの関係に示すように、位置信号sU−swと無負荷誘
起電圧が同位相となるように位置検出器7を取付けてい
る。
起電圧が同位相となるように位置検出器7を取付けてい
る。
そして、同期電動機2の電機子電圧e〜ewは同図Cの
如く無負荷誘起電圧に対し内部相差角aだけ進み位相と
なる。
如く無負荷誘起電圧に対し内部相差角aだけ進み位相と
なる。
掛算器8は位置検出器7の出力信号sUと速度偏差増巾
器6の出力信号を掛は合わせ、位置検出器7の出力信号
SUと同位相で、振巾値が速度偏差増巾器6の出力信号
に比例した電流指令信号を出力する。
器6の出力信号を掛は合わせ、位置検出器7の出力信号
SUと同位相で、振巾値が速度偏差増巾器6の出力信号
に比例した電流指令信号を出力する。
この電流指令信号と電流検出器9の出力信号を電流偏差
増巾器10で比較し、その偏差信号を自動パルス移相器
11に加える。
増巾器10で比較し、その偏差信号を自動パルス移相器
11に加える。
自動パルス移相器11は偏差信号に応じて点弧位相を制
御し、ゲート出力回路12からサイリスク回路UPある
いはUNにゲート信号を加える。
御し、ゲート出力回路12からサイリスク回路UPある
いはUNにゲート信号を加える。
このように、部品番号9〜12の動作に従ってサイリス
タ回路UP、UNの点弧制御を行うのであるか、これら
の動作は正逆方向の電流制御可能な。
タ回路UP、UNの点弧制御を行うのであるか、これら
の動作は正逆方向の電流制御可能な。
周知の静止レオナード装置の電流制御と同様であり詳細
説明を省略する。
説明を省略する。
このような制御をサイリスク回路■P、■NおよびWP
、WNに対しても行うことにより、サイクロコンバータ
1の出力電流iu、iv、iwは第2図b・に示す如く
電流指令信号に従う値に制御される。
、WNに対しても行うことにより、サイクロコンバータ
1の出力電流iu、iv、iwは第2図b・に示す如く
電流指令信号に従う値に制御される。
すなわち、出力電流は、大きさが速度偏差信号である速
度偏差増巾器6の出力信号に比例した値に制御されると
共に、その位相は、位置検出器7の位置信号sU−sw
と同位相に制御きれる。
度偏差増巾器6の出力信号に比例した値に制御されると
共に、その位相は、位置検出器7の位置信号sU−sw
と同位相に制御きれる。
このような制御によって、電動機2は速度偏差に応じた
大きさのトルクを発生し、その回転速度を速度指令信号
と一致するように制御できる。
大きさのトルクを発生し、その回転速度を速度指令信号
と一致するように制御できる。
ところで、この従来装置においては次のような不都合が
ある。
ある。
すなわち、負荷の増加(電機子電流の増加)に伴なって
力率が低下し、かつ電機子端子電圧の大きさが上昇する
ために、サイクロコンバータ17′、1″らひに同期電
動機2の容量が大きくなる。
力率が低下し、かつ電機子端子電圧の大きさが上昇する
ために、サイクロコンバータ17′、1″らひに同期電
動機2の容量が大きくなる。
これを生じる理由は、一般に、位置検出器7はその出力
信号位相が第2図に示す如く、電機子電流(i、)と無
負荷誘起電圧(eou)が同相となるように設定される
。
信号位相が第2図に示す如く、電機子電流(i、)と無
負荷誘起電圧(eou)が同相となるように設定される
。
これはトルクを最大にするためである。
しかして、第3図のベクトル図から明らかなように、負
荷時においては電機子反作用xs IMにより、電機子
端子電圧■が電機子電流IMに比べ電気角てaだけ進む
ようになる。
荷時においては電機子反作用xs IMにより、電機子
端子電圧■が電機子電流IMに比べ電気角てaだけ進む
ようになる。
また端子電圧■の大きさが無負荷誘起電圧E6に比べ高
くなる。
くなる。
したがって、力率低下と電圧上昇を生じることになる。
このような不都合を解決する方法として、界磁巻線の起
磁力に対して直交する起磁力を発生する補償巻線を設け
、その補償巻線に電機子電流に応じた大きさの電流を流
すことにより電機子反作用の影響を補償することが知ら
れている。
磁力に対して直交する起磁力を発生する補償巻線を設け
、その補償巻線に電機子電流に応じた大きさの電流を流
すことにより電機子反作用の影響を補償することが知ら
れている。
しかるに電動機に構造が複雑な補償巻線を設けらければ
ならず、またそれによって電動機の界磁側の体格が大き
くなり、結局電動機が大型となる。
ならず、またそれによって電動機の界磁側の体格が大き
くなり、結局電動機が大型となる。
さらに、補償巻線に流す電流を制御する制御回路が必要
となる。
となる。
したかつて、装置が大型、高価となるのを免れない。
本発明は上記点に対処して成されたもので、その目的と
するところは電機子反作用の補償を簡単に行える交流電
動機の制御装置を提供することにある。
するところは電機子反作用の補償を簡単に行える交流電
動機の制御装置を提供することにある。
本発明の特徴とするところは、電機子電流に比例した信
号と端子電圧を定める定励磁指令信号に基き電機子反作
用成分と端子電圧のベクトル和である無負荷誘起電圧の
大きさを求め、この無負荷誘起電圧の大きさに応じて界
磁電流を制御すると共に、上記無負荷誘起電圧と端子電
圧の位相差に応じて無負荷誘起電圧に対する電機子電流
の位相を制御するようにしたことにある。
号と端子電圧を定める定励磁指令信号に基き電機子反作
用成分と端子電圧のベクトル和である無負荷誘起電圧の
大きさを求め、この無負荷誘起電圧の大きさに応じて界
磁電流を制御すると共に、上記無負荷誘起電圧と端子電
圧の位相差に応じて無負荷誘起電圧に対する電機子電流
の位相を制御するようにしたことにある。
以下、本発明を第4図に示す一実施例において詳細に説
明する。
明する。
第4図において第1図と同一記号のものは相当物であり
説明を省略する。
説明を省略する。
13は電動機2の回転軸の回転角位置に応じた位相で、
互いに90度の位相差を有する2つの正弦波信号(2相
信号)を出力する位置検出器である。
互いに90度の位相差を有する2つの正弦波信号(2相
信号)を出力する位置検出器である。
位置検出器13は第1図における位置検出器7と同様な
もので、2個のホールジェネレータが電気角度で90度
だけ隔てて固定子上に取付けられている。
もので、2個のホールジェネレータが電気角度で90度
だけ隔てて固定子上に取付けられている。
なお、位置検出器13が2相の位置信号を出力するよう
にしたのは後述する演算を簡単にするためであり、3相
の位置信号を発生する位置検出器を用いても良い14は
界磁巻線Fに与える界磁電流IFの一定励磁分の大きさ
く電機子電流が零の場合における界磁電流の大きさ)の
指令信号E1(以下、定励磁指令信号と称する)を発生
する定励磁指令回路、15は定励磁指令信号E1と速度
偏差増巾器6の出力信号E2を入力し、後述するような
関数関係にある信号を出力する演算回路、16は界磁制
御用サイリスク回路19(以下、サイリスク回路19と
称する)の交流入力電流の大きさを検出する電流検出器
、17は演算回路15と電流検出器16の各出力信号を
突き合わせ増巾する電流偏差増巾器18は電流偏差増巾
器17の出力信号に応じてサイリスク回路19の点弧位
相を制御する自動パルス移相器、19は界磁巻線Fに界
磁電流IFを供給するサイリスク回路、20は位置検出
器13の出力信号と定励磁指令信号E1および速度偏差
増巾器6の出力信号E2から後述するような関係に従い
、3相の正弦波信号(以下、電流位相指令信号と称する
)を得る電流位相指令回路である。
にしたのは後述する演算を簡単にするためであり、3相
の位置信号を発生する位置検出器を用いても良い14は
界磁巻線Fに与える界磁電流IFの一定励磁分の大きさ
く電機子電流が零の場合における界磁電流の大きさ)の
指令信号E1(以下、定励磁指令信号と称する)を発生
する定励磁指令回路、15は定励磁指令信号E1と速度
偏差増巾器6の出力信号E2を入力し、後述するような
関数関係にある信号を出力する演算回路、16は界磁制
御用サイリスク回路19(以下、サイリスク回路19と
称する)の交流入力電流の大きさを検出する電流検出器
、17は演算回路15と電流検出器16の各出力信号を
突き合わせ増巾する電流偏差増巾器18は電流偏差増巾
器17の出力信号に応じてサイリスク回路19の点弧位
相を制御する自動パルス移相器、19は界磁巻線Fに界
磁電流IFを供給するサイリスク回路、20は位置検出
器13の出力信号と定励磁指令信号E1および速度偏差
増巾器6の出力信号E2から後述するような関係に従い
、3相の正弦波信号(以下、電流位相指令信号と称する
)を得る電流位相指令回路である。
第5図は電流位相指令回路20の詳細構成図を示す。
第5図において、61は定励磁指令信号E1および速度
偏差増巾器6の出力信号E2を入力とし、後述するよう
な信号E′1 t ””2を出力する演算回路で、掛算
器や演算増巾器を組合せて構成される。
偏差増巾器6の出力信号E2を入力とし、後述するよう
な信号E′1 t ””2を出力する演算回路で、掛算
器や演算増巾器を組合せて構成される。
21〜24は演算回路61の出力信号E′1゜E′2を
掛は合わせる掛算器、25は掛算器21と22の出力信
号を図示の極性で加えられ、その差を取り出す減算器、
26は掛算器23と24の出力信号の和を取り出す加算
器、27〜29は減算器25および加算器26の各出力
信号を後述するような所定比率で加算し、3相正弦波信
号を出力する相数変換回路である。
掛は合わせる掛算器、25は掛算器21と22の出力信
号を図示の極性で加えられ、その差を取り出す減算器、
26は掛算器23と24の出力信号の和を取り出す加算
器、27〜29は減算器25および加算器26の各出力
信号を後述するような所定比率で加算し、3相正弦波信
号を出力する相数変換回路である。
相数変換回路27〜29は単なる加算器であるが、2相
信号から3相信号を得ているということで相数変換回路
と称する。
信号から3相信号を得ているということで相数変換回路
と称する。
本発明の一実施例は以上のような構成で、その動作を説
明する前に基本原理を第6図に示すベクトル図を用いて
説明する。
明する前に基本原理を第6図に示すベクトル図を用いて
説明する。
第6図は同期電動機における無負荷誘起電圧Eo1電機
子反作用降下xs IM、端子電圧および内部相差角
δの関係を示すベクトル図である。
子反作用降下xs IM、端子電圧および内部相差角
δの関係を示すベクトル図である。
同図aは電動機力率が1.0の場合、同図すは力率が1
でない場合を示す。
でない場合を示す。
このベクトル図から明らかなように、電機子電流IMが
IMIからIM2に変化すると電機子反作用降下もXs
IMlからxs IM2に変化する。
IMIからIM2に変化すると電機子反作用降下もXs
IMlからxs IM2に変化する。
この電機子反作用によって端子電圧と力率が変動する。
したがって、無負荷誘起電圧(界磁電流に比例)の大き
さと電機子電流の位相を制御すれば上述の変動を抑制で
きる。
さと電機子電流の位相を制御すれば上述の変動を抑制で
きる。
すなわち、第6図aの場合において、電機子電流がIM
+からIM2に変化した際には無負荷誘起電圧をE。
+からIM2に変化した際には無負荷誘起電圧をE。
1からE。2に変化させ、かつ無負荷誘起電圧に対する
電機子電流の位相差をδ1からδ2に変化させることに
より端子電圧の大きさと力率を一定に保てることになる
。
電機子電流の位相差をδ1からδ2に変化させることに
より端子電圧の大きさと力率を一定に保てることになる
。
また、第6図すの場合においては無負荷誘起電圧をEO
IからEO2に変化させ、かつ無負荷誘起電圧に対する
電機子電流の位相差をδ1+γ(γは力率角′)からδ
2+γに変化させることになる。
IからEO2に変化させ、かつ無負荷誘起電圧に対する
電機子電流の位相差をδ1+γ(γは力率角′)からδ
2+γに変化させることになる。
その結果、端子電圧の大きさと力率は電機子電流の大小
に拘らず一定に保たれるようになる。
に拘らず一定に保たれるようになる。
以上が本発明の基本原理である。
以下、その具体的な制御手段を第4図、第5図の動作に
基づき説明する。
基づき説明する。
演算回路15は定励磁指令回路E1と速度偏差増巾器6
の出力信号E2を入力し、次式に示す信号E3を出力す
る。
の出力信号E2を入力し、次式に示す信号E3を出力す
る。
定励磁指令信号E1は端子電圧■を設定するものである
。
。
また、同期リアクタンスXsは端子電圧(空隙磁束量)
を一定とするよう制御している関係上、負荷に関係なく
一定であり、結局、信号E2は電機子反作用xs I
Mに比例することになる。
を一定とするよう制御している関係上、負荷に関係なく
一定であり、結局、信号E2は電機子反作用xs I
Mに比例することになる。
したがって、演算回路15の出力信号E3は第6図に示
す無負荷誘起電圧の大きさに比例したものとなる。
す無負荷誘起電圧の大きさに比例したものとなる。
なお、演算回路15は入出力関係が2次曲線にある関数
発生器によっても構成できる。
発生器によっても構成できる。
演算回路15の出力信号E3は界磁電流■Fの大きさを
指令する界磁電流指令信号であって、電流偏差増巾器1
7に加えられる。
指令する界磁電流指令信号であって、電流偏差増巾器1
7に加えられる。
電流偏差増巾器1Tは界磁電流指令信号E3と電流検出
器16の出力信号を比較し、その偏差信号を自動パルス
移相器18に加える。
器16の出力信号を比較し、その偏差信号を自動パルス
移相器18に加える。
自動パルス移相器18は偏差信号に応じて点弧位相を制
御し、サイリスク回路19にゲート信号を与える。
御し、サイリスク回路19にゲート信号を与える。
しかして、サイリスク回路19は周知の静止レオナード
装置の電流制御と同様に制御される。
装置の電流制御と同様に制御される。
その結果、界磁電流IPは次式に示すように信号E3に
比例するように制御される。
比例するように制御される。
IP =kE3 ・・・・・・・・・・・・・・・
(2)k:比例定数 このときの電機子巻線U、V、Wに誘起する電圧につい
てみると、界磁電流IFは電機子巻線に鎖交する磁束を
生じさせ、その磁束鎖交数が回転子の回転に伴ない変化
することにより、U相の電機子巻線Uには次式に示す電
圧(無負荷誘起電圧)eouを誘起する。
(2)k:比例定数 このときの電機子巻線U、V、Wに誘起する電圧につい
てみると、界磁電流IFは電機子巻線に鎖交する磁束を
生じさせ、その磁束鎖交数が回転子の回転に伴ない変化
することにより、U相の電機子巻線Uには次式に示す電
圧(無負荷誘起電圧)eouを誘起する。
■、W相電圧についてeouに対して位相が120度ず
つ異なるのみであるので記述を省略する。
つ異なるのみであるので記述を省略する。
eou = −ωr 、M、 Ip 5in(ωr t
+cp1) ・・・(3)M:界磁巻線と電機子巻線
間の相互インダクタンスの最大値 ωr:回転電気角周波数(誘起電圧の角周波数)ωr
= 2πpN3 、P :極対数、Ns:毎秒回転数 ψ1 :時刻1=0における界磁巻線Fと電機子巻線U
相のなす電気角度 一方、電機子電流は次のように制御される。
+cp1) ・・・(3)M:界磁巻線と電機子巻線
間の相互インダクタンスの最大値 ωr:回転電気角周波数(誘起電圧の角周波数)ωr
= 2πpN3 、P :極対数、Ns:毎秒回転数 ψ1 :時刻1=0における界磁巻線Fと電機子巻線U
相のなす電気角度 一方、電機子電流は次のように制御される。
まず、位置検出器13からは次式に示すような回転子(
界磁)の回転角位置に対応した位相の2相信号H1,H
2が得られる。
界磁)の回転角位置に対応した位相の2相信号H1,H
2が得られる。
なお、信号の振巾値はこの場合重要な意味をもたないの
で記述を省略する。
で記述を省略する。
以下その他の信号についても必要でない限り同様に省略
する。
する。
Hl =cos(ωrt+ψ2) +++++++
+°0° (4)H2=sin(ωrt十ψ2) ・・
・・・・・・・・・・ (5)ψ2:時刻1=0におけ
る信号位相 電流位相指令回路20はこの信号H1,H2と信号E1
.E2を入力して次のような演算を行なう。
+°0° (4)H2=sin(ωrt十ψ2) ・・
・・・・・・・・・・ (5)ψ2:時刻1=0におけ
る信号位相 電流位相指令回路20はこの信号H1,H2と信号E1
.E2を入力して次のような演算を行なう。
すなわち、演算回路61は信号E1.E2により次式に
示す信号E′1.E′2を出力する。
示す信号E′1.E′2を出力する。
信号B、+は端子電圧Vと無負荷誘起電圧E。
の比に相当するものでcosδに比例し、また、信号E
(は電機子反作用Xs、■Mと電圧E。
(は電機子反作用Xs、■Mと電圧E。
の比に相当しsinδに比例する。
次に、掛算器21.22で信号H1とB、lまたはH2
とE≦をそれぞれ掛は合わせ、得られた2つの信号を減
算器25で減算することにより次式に示す信号L1を得
る。
とE≦をそれぞれ掛は合わせ、得られた2つの信号を減
算器25で減算することにより次式に示す信号L1を得
る。
Ll = c o s (ωr t+ψ2 +a )
−・・・・・(8)また同様に、掛算器23.24でそ
れぞれ信号H1とE≦またはH2とE(を掛は合わせ、
得られた2つの信号を加算器26で加算することにより
次式に示すL2を得る。
−・・・・・(8)また同様に、掛算器23.24でそ
れぞれ信号H1とE≦またはH2とE(を掛は合わせ、
得られた2つの信号を加算器26で加算することにより
次式に示すL2を得る。
L2− s i n (ωr t+ψ2+δ)・・・・
・・・・・(9)この信号L1.L2を相数変換回路2
7〜29に導き、次式に示す演算を行うことにより次の
3つの信号(電流位相指令信号)DU−Dv”w を得
る。
・・・・・(9)この信号L1.L2を相数変換回路2
7〜29に導き、次式に示す演算を行うことにより次の
3つの信号(電流位相指令信号)DU−Dv”w を得
る。
電流位相指令信号DU−馬、は、aO)−(121式か
ら明らかなように、周波数が電圧eoに等しく、また互
υ・)に120度の位相差を有する正弦波信号である。
ら明らかなように、周波数が電圧eoに等しく、また互
υ・)に120度の位相差を有する正弦波信号である。
このようにして得られた電流位相指令信号DUと速度偏
差増巾器6の出力信号E2とを掛算器8で掛は合わせ、
U相の電機子電流iuの大きさと位相を定める電機子電
流パターン信号を得る。
差増巾器6の出力信号E2とを掛算器8で掛は合わせ、
U相の電機子電流iuの大きさと位相を定める電機子電
流パターン信号を得る。
その結果、電機子電流iuは、第1図の場合と同様に電
機子電流パターン信号と同位相に制御される。
機子電流パターン信号と同位相に制御される。
そして、その大きさは速度偏差増巾器6の出力信号E2
に応じたものとなる。
に応じたものとなる。
電機子電流はiuは次式で示される。
iu −−Im 5in(ωrt十ψ2+δ)・・・・
・・・・(ト)ここに、■m:電流の振巾値 他の相電流iv、iwについても信号E2と電流位相指
令信号Dvまたは〜を掛は合わせて得た電機子電流パタ
ーン信号に従って同様に制御されるが、iuに対して位
相が120度ずつ異なるのみであり記述を省略する。
・・・・(ト)ここに、■m:電流の振巾値 他の相電流iv、iwについても信号E2と電流位相指
令信号Dvまたは〜を掛は合わせて得た電機子電流パタ
ーン信号に従って同様に制御されるが、iuに対して位
相が120度ずつ異なるのみであり記述を省略する。
(13)式より明らかなように、電流予電流iuは(5
)式に示す位置信号H2より相差角aだけ進み位相とな
る。
)式に示す位置信号H2より相差角aだけ進み位相とな
る。
また、位置信号H2と(3)式に示す無負荷誘起電圧e
ouが同相となるように位置検出器13を設定すると0
3)式に示す電機子電流iuは無負荷誘起電圧eou
より相差角δだけ進み位相となる。
ouが同相となるように位置検出器13を設定すると0
3)式に示す電機子電流iuは無負荷誘起電圧eou
より相差角δだけ進み位相となる。
その結果、電機子電流iuは端子電圧euと同相にシな
る。
る。
何故ならば、位置信号H2と無負荷誘起電圧eou が
同位相であるのでψ1−92となり、後述の(20)式
で示す端子電圧euと(13)式に示す電機子電流iu
とは同位相になる。
同位相であるのでψ1−92となり、後述の(20)式
で示す端子電圧euと(13)式に示す電機子電流iu
とは同位相になる。
このようにすると、電機子電流IMと端子電圧は同相と
なり、力率を!1.0に保つことができる。
なり、力率を!1.0に保つことができる。
電機子電流がこのように制御される結果、電動機2は次
式に示すトルクτを発生する。
式に示すトルクτを発生する。
r=−>PMIm、Ipcos(9’29)1+o’)
”(14)ここで、(ψ2−ψ1)の値は位置検出器1
3に5おけるホールジェネレータと永久磁石の相対的な
位置関係を調整して、位置検出器13の出力信号位相を
調整することにより任意に設定することができる。
”(14)ここで、(ψ2−ψ1)の値は位置検出器1
3に5おけるホールジェネレータと永久磁石の相対的な
位置関係を調整して、位置検出器13の出力信号位相を
調整することにより任意に設定することができる。
ψ2−ψ1に設定した場合のトルクτ′は次式となる。
305)式の右辺
におけるIll’COSθは(1) 、 (2)式のI
FCO5a = kEl ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(16)となる。
におけるIll’COSθは(1) 、 (2)式のI
FCO5a = kEl ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(16)となる。
したがって、トルクτ′は、電機子電流の大きさImと
定励磁指令信号E1の大きさのみで定まるものとなる。
定励磁指令信号E1の大きさのみで定まるものとなる。
次に、電機子電圧についてみると、電機子電流iu=i
wが流れることにより電機子反作用を生じるため、端子
電圧は無負荷誘起電圧eoより同期リアクタンス降下分
xs Imだけ降下する。
wが流れることにより電機子反作用を生じるため、端子
電圧は無負荷誘起電圧eoより同期リアクタンス降下分
xs Imだけ降下する。
したがって、端子電圧euは
eu=eou−xsIm cos(ωrt+ψ1+a)
=ωrMIp cos a 5in(ωrt+ψ1+a
)+ (ωrMIp s i na−xs Im)
c o s (ωr t+ψ1+a ) ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・(17)Xs :同
期リアクタンス となる。
=ωrMIp cos a 5in(ωrt+ψ1+a
)+ (ωrMIp s i na−xs Im)
c o s (ωr t+ψ1+a ) ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・(17)Xs :同
期リアクタンス となる。
α9式の右辺におけるIp sinθは(1)。I p
、S 1 n a = ki2−・・−+−・・・−
”as)である。
、S 1 n a = ki2−・・−+−・・・−
”as)である。
結局、電機子電流の振巾値Imと比例関係にあるから、
Ip、sinθ/ Im = x s/Q)r M −
−・Q91となるように調整する。
−・Q91となるように調整する。
081式に示すように、■Fsin θは速度偏差増
巾器6の出力信号E2に比例し、また信号E2は上述し
たように電機子電流iuの振巾値Imに比例する。
巾器6の出力信号E2に比例し、また信号E2は上述し
たように電機子電流iuの振巾値Imに比例する。
したがって、■Fsin aは振巾値Imと比例関係に
あるからIr11/E2を所定値となるように設定する
ことにより(19)式を満足させることができる。
あるからIr11/E2を所定値となるように設定する
ことにより(19)式を満足させることができる。
Ir11/E2の設定は電流偏差増巾器10の入力抵抗
を調整すること、つまりIrr1/E 2のゲインを調
整することにより行える。
を調整すること、つまりIrr1/E 2のゲインを調
整することにより行える。
この調整を行なうことにより端子電圧euは
eu−”rMIFcosc?5in(ωrt+ψ1+a
)・・・・・・・・・(20) となる。
)・・・・・・・・・(20) となる。
(20)式のIpcosaはα6)式のようKkElに
等しく一定である。
等しく一定である。
結局、端子電圧euの大きさは電機子電流の影響を受け
ないものとなる。
ないものとなる。
すなわち、その大きさは定励磁指令信号E1ニヨリ定ま
り、電機子電流によって変動せず、さらに端子電圧は0
3)式と(20)式の関係が示すように電機子電流の大
小にか5わらず常に電機子電流と同相(力率が1.0)
となる。
り、電機子電流によって変動せず、さらに端子電圧は0
3)式と(20)式の関係が示すように電機子電流の大
小にか5わらず常に電機子電流と同相(力率が1.0)
となる。
このことは、負荷の増加に伴なう力率の低下や端子電圧
の上昇を防止できることを意味している。
の上昇を防止できることを意味している。
以上のようにして制御するのであるが、次のことが明ら
かである。
かである。
(1)トルクの大きさは、電機子電流の大きさImを制
御することにより、任意に制御できる。
御することにより、任意に制御できる。
したがって、速度偏差増巾器6の出力信号に応じて電機
子電流を制御すれば、電動機の回転速腺を速度指令に応
じて制御できる。
子電流を制御すれば、電動機の回転速腺を速度指令に応
じて制御できる。
(2)電機子端子電圧の大きさを電機子電流の大l」・
に拘らず常に一定にできると共に、端子電圧と電機子電
流の位相を常に同位相にできる。
に拘らず常に一定にできると共に、端子電圧と電機子電
流の位相を常に同位相にできる。
したがって、負荷の増加に伴なう力率の低下や端子電圧
の上昇が防止できる。
の上昇が防止できる。
換言すれば、電機子反作用の影響を補償巻線を設けるこ
となく補償できる。
となく補償できる。
その結果として、サイクロコンバータ1ならびに電動機
2の容量を低減できる。
2の容量を低減できる。
ここで、同期電動機2が界磁を一定励磁するための分巻
巻線と、電機子電流に比例した電流が流れる直巻巻線を
備えたもので、(2)式に近い関係で界磁を励磁するよ
うにしても同様の効果が得られること勿論である。
巻線と、電機子電流に比例した電流が流れる直巻巻線を
備えたもので、(2)式に近い関係で界磁を励磁するよ
うにしても同様の効果が得られること勿論である。
次に、第7図は本発明の他の実施例を示す構成図であっ
て界磁を交流で励磁する場合を示している。
て界磁を交流で励磁する場合を示している。
第7図において、第4図と同一記号のものは相当物であ
るので説明を省略する。
るので説明を省略する。
30は互いに直交する起磁力を発生する2つの界磁巻線
F1.F2を備えた交流電動機、31は互いに90度の
位相差を有する2つの正弦波信号S1.S2を出力する
発振器、32は演算回路15の界磁電流指令信号E3と
発振器31の出力信号S1を掛は合わせる掛算器、33
は界磁制御用サイリスク純ブリツジ回路3γ、38(以
下、単にサイリスク回路と称する)の交流入力電流を検
出する電流検出器、34は掛算器32の出力信号P1と
電流検出器33の出力信号を突き合わせ増巾する電流増
巾器、35は電流偏差増巾器34の出力信号に従ってサ
イリスク回路37,38の点弧位相を制御する自動パル
ス移相器、36は界磁電流iF1の正負の向きに応じて
サイリスク回路37あるいは38にゲート信号を与える
ゲート出力回路、37.38は界磁巻線F1に界磁電流
iF1を供給するサイリスク回路、39は界磁電流指令
信号E3と発振器31の信号S2を掛は合わせる掛算器
、40はサイリスク回路44.45の交流入力電流を検
出する電流検出器、41は掛算器39の出力信号P2と
電流検出器40の出力信号を突き合せて増巾する電流偏
差増巾器、42は電流偏差増巾器41の出力信号に従っ
てサイリスク回路44,45の点弧位相を制御する自動
パルス移相器、43は界磁電流tF2の正負の向きに応
じてサイリスク回路44あるいは45にゲ゛−ト信号を
与えるゲート出力回路、44.45は界磁巻線F2に界
磁電流I F 2を供給するサイリスク回路、46は位
置検出器13の出力信号H,、H2、発振器31の出力
信号S2.S2、定励磁指令信号E1および速度偏差増
巾器6の出力信号E2を入力し、後述するようにして3
相の正弦波信号(以下、電流位相指令信号と称する)を
出力する電流位相指令回路である。
F1.F2を備えた交流電動機、31は互いに90度の
位相差を有する2つの正弦波信号S1.S2を出力する
発振器、32は演算回路15の界磁電流指令信号E3と
発振器31の出力信号S1を掛は合わせる掛算器、33
は界磁制御用サイリスク純ブリツジ回路3γ、38(以
下、単にサイリスク回路と称する)の交流入力電流を検
出する電流検出器、34は掛算器32の出力信号P1と
電流検出器33の出力信号を突き合わせ増巾する電流増
巾器、35は電流偏差増巾器34の出力信号に従ってサ
イリスク回路37,38の点弧位相を制御する自動パル
ス移相器、36は界磁電流iF1の正負の向きに応じて
サイリスク回路37あるいは38にゲート信号を与える
ゲート出力回路、37.38は界磁巻線F1に界磁電流
iF1を供給するサイリスク回路、39は界磁電流指令
信号E3と発振器31の信号S2を掛は合わせる掛算器
、40はサイリスク回路44.45の交流入力電流を検
出する電流検出器、41は掛算器39の出力信号P2と
電流検出器40の出力信号を突き合せて増巾する電流偏
差増巾器、42は電流偏差増巾器41の出力信号に従っ
てサイリスク回路44,45の点弧位相を制御する自動
パルス移相器、43は界磁電流tF2の正負の向きに応
じてサイリスク回路44あるいは45にゲ゛−ト信号を
与えるゲート出力回路、44.45は界磁巻線F2に界
磁電流I F 2を供給するサイリスク回路、46は位
置検出器13の出力信号H,、H2、発振器31の出力
信号S2.S2、定励磁指令信号E1および速度偏差増
巾器6の出力信号E2を入力し、後述するようにして3
相の正弦波信号(以下、電流位相指令信号と称する)を
出力する電流位相指令回路である。
第8図は電流位相指令回路46の詳細構成図を示す。
61,21〜26は第8図において第5図と同一記号の
ものは相当物であり説明を省略する47〜50は発振器
31の出力信号S1.S2と減算器25および加算器2
6の出力信号H’1.I(′2を掛は合わせる掛算器、
51は掛算器41:48の出力信号を図示の極性で力n
えられ、その差を取り出す減算器、52は掛算器49と
50の出力信号の和を取り出す加算器、53〜55は減
算器51および加算器52の各出力信号を後述するよう
に所定比率で加算し、3相正弦波信号を出力する相数変
換回路である。
ものは相当物であり説明を省略する47〜50は発振器
31の出力信号S1.S2と減算器25および加算器2
6の出力信号H’1.I(′2を掛は合わせる掛算器、
51は掛算器41:48の出力信号を図示の極性で力n
えられ、その差を取り出す減算器、52は掛算器49と
50の出力信号の和を取り出す加算器、53〜55は減
算器51および加算器52の各出力信号を後述するよう
に所定比率で加算し、3相正弦波信号を出力する相数変
換回路である。
以下、その動作を説明する。
発振器31は、所定周波数で発振するV−F変換器、そ
の出力信号パルスを受は多数の出力端子から順次に出力
信号を出すリングカウンタ、このリングカウンタの出力
信号に従って90度の位相差を有する2つの正弦波状信
号を発生するD−A変換器、およびD−A変換器の出力
信号を平滑し正弦波にするフィルタ回路などで構成され
ている。
の出力信号パルスを受は多数の出力端子から順次に出力
信号を出すリングカウンタ、このリングカウンタの出力
信号に従って90度の位相差を有する2つの正弦波状信
号を発生するD−A変換器、およびD−A変換器の出力
信号を平滑し正弦波にするフィルタ回路などで構成され
ている。
この発振器31は次式で示すような出力信号S1.S2
を発生する。
を発生する。
なお、信号の振巾値は、重要な意味をもたないので記述
を省略する。
を省略する。
以下、その他の信号についても必要でない限り同様に省
略する。
略する。
51=cos(ωst十θ) ・・・・・・・・・・・
・eυ52=sin(ωst+θ)・・・・・・・・・
・・・(22)ここに、ωS :信号角周波数(発信周
波数)θ:時刻1=0における信号位相 掛算器32,39は正弦波信号S、またはS2と演算回
路15の界磁電流指令信号E3を掛は合わせ、それぞれ
正弦波信号S、、S2と同相で、界磁電流指令信号E3
に比例した大きさの次式に示す信号P1.P2を出力す
る。
・eυ52=sin(ωst+θ)・・・・・・・・・
・・・(22)ここに、ωS :信号角周波数(発信周
波数)θ:時刻1=0における信号位相 掛算器32,39は正弦波信号S、またはS2と演算回
路15の界磁電流指令信号E3を掛は合わせ、それぞれ
正弦波信号S、、S2と同相で、界磁電流指令信号E3
に比例した大きさの次式に示す信号P1.P2を出力す
る。
Pl−E3cos(ωSt十θ)・・・・・・・・・(
24)P2=E3sin(ωst十θ)・・・・・・・
・・(2■信号P1.P2は、界磁電流IFI、IF2
の大きさと位相を定める界磁電流パターン信号である。
24)P2=E3sin(ωst十θ)・・・・・・・
・・(2■信号P1.P2は、界磁電流IFI、IF2
の大きさと位相を定める界磁電流パターン信号である。
この界磁電流パターン信号P、と電流検出器33の出力
信号を電流偏差増巾器34で比較し、その偏差信号を自
動パルス移相器35に加える。
信号を電流偏差増巾器34で比較し、その偏差信号を自
動パルス移相器35に加える。
自動パルス移相器35は偏差信号に応じて点弧位相を制
御し、ゲート出力回路36からサイリスク回路37ある
いは38にゲート信号を与える。
御し、ゲート出力回路36からサイリスク回路37ある
いは38にゲート信号を与える。
サイリスタ回路37.38のいずれにゲート信号を与え
るかは界磁電流iF1の正負方向に決定する。
るかは界磁電流iF1の正負方向に決定する。
しかして、サイリスク回路37.38は正逆方向の電流
制御可能な周知の静止レオナード装置の電流制御と同様
に制御される。
制御可能な周知の静止レオナード装置の電流制御と同様
に制御される。
その結果、界磁電流iF1は界磁電流パターン信号P1
す同位相に制御されその大きさは界磁電流指令信号E3
に比例する。
す同位相に制御されその大きさは界磁電流指令信号E3
に比例する。
同様に、界磁巻線F2の界磁電流iF 2も界磁電流パ
ターン信号P2と同位相に制御される。
ターン信号P2と同位相に制御される。
以上のように制御されることにより、界磁電流iF1
、 IF2は正弦波状に変化する電流となり次式%式% (26) (27) : IF:界磁電流の振巾値 このときの電機子巻線U、V、Wに誘起する電圧につい
てみると、界磁電流tF1 、 IF2は電機子巻線に
鎖交する磁束を生じさせ、その磁束鎖交数が変化するこ
とにより、電機子巻線U相には次式に示す電圧(無負荷
誘起電圧)eouを誘起するV。
、 IF2は正弦波状に変化する電流となり次式%式% (26) (27) : IF:界磁電流の振巾値 このときの電機子巻線U、V、Wに誘起する電圧につい
てみると、界磁電流tF1 、 IF2は電機子巻線に
鎖交する磁束を生じさせ、その磁束鎖交数が変化するこ
とにより、電機子巻線U相には次式に示す電圧(無負荷
誘起電圧)eouを誘起するV。
W相電圧については、eouに対して位相が120度づ
つ異なるのみであるので記述を省略する。
つ異なるのみであるので記述を省略する。
eou−−(ωs+ωr)、M、Ip、s in((ω
S十ωr)を十θ十91) ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・(28)ここに、M:界磁巻線F1.F2
と電機子巻線間の相互インダクタンスの最大値 ωr:回転電気角周波数 ωr : 2πpNs、P:極対数、Ns:毎秒回転数 ψ1 :時刻1=0における界磁巻線F1と電機子巻線
U相のなす角(電気 角度) 一方、電機子電流は次のようにして制御される。
S十ωr)を十θ十91) ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・(28)ここに、M:界磁巻線F1.F2
と電機子巻線間の相互インダクタンスの最大値 ωr:回転電気角周波数 ωr : 2πpNs、P:極対数、Ns:毎秒回転数 ψ1 :時刻1=0における界磁巻線F1と電機子巻線
U相のなす角(電気 角度) 一方、電機子電流は次のようにして制御される。
まず、位置検出器13からは、(4) 、 (5)式に
示す信号H1,H2が得られる。
示す信号H1,H2が得られる。
電流位相指令回路46は、信号H1,H2と定励磁指令
信号E1、および速度偏差増巾器6の出力信号E2を入
力し、まず次式に示す演算を行ない信号H′1.H′2
を求める。
信号E1、および速度偏差増巾器6の出力信号E2を入
力し、まず次式に示す演算を行ない信号H′1.H′2
を求める。
H’1−6os(ωrt+ψ2+θ)・・・四・・・・
・(29)H’2=sin(ωrt十ψ2+δ) ・・
・・・・・・・・・切次に、信号H’1.H′2と信号
S1.S2によって次式に示す信号L;、L′2を得る
。
・(29)H’2=sin(ωrt十ψ2+δ) ・・
・・・・・・・・・切次に、信号H’1.H′2と信号
S1.S2によって次式に示す信号L;、L′2を得る
。
すなわち、掛算器47.48により信号S1とH′1.
S2とH′2をそれぞれ掛は合わせ、得られた2つの信
号を減算器51で減算することにより次式の信号L′1
を得る。
S2とH′2をそれぞれ掛は合わせ、得られた2つの信
号を減算器51で減算することにより次式の信号L′1
を得る。
L’1 =cos((ωs+ωr)t+θ+ψ2+a
)−(31)同様に、掛算器49,50により、信号S
2とH’、 、 S、とH′2をそれぞれ掛は合わせ、
得られた2つの信号を加算器52で加算することにより
次式の信号L′2を得る。
)−(31)同様に、掛算器49,50により、信号S
2とH’、 、 S、とH′2をそれぞれ掛は合わせ、
得られた2つの信号を加算器52で加算することにより
次式の信号L′2を得る。
L’2=sin((ωs+ωr)t+θ+ψ2+θ)
・(32)この信号” ’1 t ” ’2を相数変換
回路53〜55に導き、次式に示す演算を行うことによ
り次の3つの信号(電流位相指令信号)DU、DV、D
wを得電流位相指令信号DU−Dwは周波数が電圧eo
と等しく、また互いに120度の位相差を有する正弦波
信号である。
・(32)この信号” ’1 t ” ’2を相数変換
回路53〜55に導き、次式に示す演算を行うことによ
り次の3つの信号(電流位相指令信号)DU、DV、D
wを得電流位相指令信号DU−Dwは周波数が電圧eo
と等しく、また互いに120度の位相差を有する正弦波
信号である。
このようにして得た電流位相指令信号DUと速度偏差増
巾器6の出力信号E2を掛算器8で掛は合せた電機子電
流パターン信号に従い前述した実施例と同様にサイクロ
コンバータ1の点弧位相制御を行う。
巾器6の出力信号E2を掛算器8で掛は合せた電機子電
流パターン信号に従い前述した実施例と同様にサイクロ
コンバータ1の点弧位相制御を行う。
その結果、電機子電流iuはパターン信号と同位相で、
その大きさが信号E2と比例するように制御される。
その大きさが信号E2と比例するように制御される。
すなわち、iu−−Im 5in((ωs+ωr)t+
θ十cp2+8)・・・・・・・・・・・・・・・(3
6)■m:電流の振巾値 なお、他の相電流iv、iwについても同様に制御され
るが、iuに対して位相が120度づつ異なるのみであ
るので記述を省略する。
θ十cp2+8)・・・・・・・・・・・・・・・(3
6)■m:電流の振巾値 なお、他の相電流iv、iwについても同様に制御され
るが、iuに対して位相が120度づつ異なるのみであ
るので記述を省略する。
この結果、電動機30は次式に示すトルクを発生する。
ここで、(ψ2−ψ1)の値は前述したようにして任意
に設定することができるが、ψ2−ψ1に設定した場合
のトルクτ′は次式となる。
に設定することができるが、ψ2−ψ1に設定した場合
のトルクτ′は次式となる。
ところで、(38)式のIpcos aは(16)式と
同様にIF、CO8,Q’ =kE1 ・・・・・
・・・・・((9)となる。
同様にIF、CO8,Q’ =kE1 ・・・・・
・・・・・((9)となる。
しかして、トルクτ′は、電機子電流の大きさImと定
励磁指令信号E1のみで定まるものとなる。
励磁指令信号E1のみで定まるものとなる。
次に、電機子端子電圧についてみる。
電機子電流iu=iwが流れることにより電機子反作用
を生じるため、端子電圧は無負荷誘起電圧eoより同期
リアクタンス降下だけ降下する。
を生じるため、端子電圧は無負荷誘起電圧eoより同期
リアクタンス降下だけ降下する。
したがって端子電圧euは
eu=eou−xsImcos((ωs+ωr)t+θ
+ψ1+θ)−−(ωs+ωr)、M、Ip、cos
a。
+ψ1+θ)−−(ωs+ωr)、M、Ip、cos
a。
5in((ωS十ωr)を十θ十ψ1+a)+((ωS
+ωr ) 、M、 Ip s inθ−xs、Im)
cOs((ωS十ωr)t+θ十ψ1+θ) ・・・・
・・・・・(40)Xs:同期リアクタンス ψ2−ψl となる。
+ωr ) 、M、 Ip s inθ−xs、Im)
cOs((ωS十ωr)t+θ十ψ1+θ) ・・・・
・・・・・(40)Xs:同期リアクタンス ψ2−ψl となる。
(40)式のIp sinδは(18)式と同様にIP
−sinθ=kE2 ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・01)である。
−sinθ=kE2 ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・01)である。
結局、電機子電流の振巾値Imと比例関係にあるから、
Ip sin a Im=xs/(ωs+ωr)M−=
−(42)となるように調整することができる。
−(42)となるように調整することができる。
これにより端子電圧euは、
eu−−(ωs+ωr)、M、Ip、cosθ、5in
((ωS十ωr)を十θ十ψ1+a) ・・・・・・・
・・0■となる。
((ωS十ωr)を十θ十ψ1+a) ・・・・・・・
・・0■となる。
(43)式のIp、cos aは(39)式のようにk
Elに等しく一定である。
Elに等しく一定である。
結局、端子電圧euの大きさは電機子電流の影響を受け
ないものとなる。
ないものとなる。
すなわち、その大きさは定励磁指令信号E1により定ま
り、電機子電流によっては変動せず、さらに端子電圧は
(36)式と(43)式の関係が示すように常に電機子
電流と同相(力率が1.0)となる。
り、電機子電流によっては変動せず、さらに端子電圧は
(36)式と(43)式の関係が示すように常に電機子
電流と同相(力率が1.0)となる。
以上の動作から明らかなように、この実施例においても
、回転速度を速度指令に見合って制御できると共に、端
子電圧の大きさおよび力率を電機子電流の大小にかかわ
らず一定にできる。
、回転速度を速度指令に見合って制御できると共に、端
子電圧の大きさおよび力率を電機子電流の大小にかかわ
らず一定にできる。
したがって、電機子反作用の影響を補償できるという効
果が得られる。
果が得られる。
第9図は本発明の他の実施例を示す構成図である。
第9図はサイリスタ電力変換器が交流電圧を直流に変換
する第1の変換器56aと、その直流を交流に変換する
第2の変換器56bとで構成されている。
する第1の変換器56aと、その直流を交流に変換する
第2の変換器56bとで構成されている。
いわゆる直流サイリスタモータに適用した場合である。
このような直流サイリスタモータでも負荷の変化に応じ
て電動機の力率や電機子電圧が変動するが、本発明を採
用することにより防止できる。
て電動機の力率や電機子電圧が変動するが、本発明を採
用することにより防止できる。
第9図において、第4図と同一記号のものは相当物であ
り説明を省略する。
り説明を省略する。
56は第1の変換器56aと第2の変換器56bから成
るサイリスク電力変換器、57は第1の変換器56aの
交流入力電流を検出する電流検出器、58は速度偏差増
巾器6と電流検出器57の出力信号を突き合わせ増巾す
る電流偏差増巾器、59は電流偏差増巾器58の出力信
号に応じて、第1の変換器56aの点弧位相を制御し、
かつ該変換器を点弧制御する自動パルス移相器、60は
電流位相指令回路20の出力信号から、後述するような
位相関係にある第2の変換器56bのゲート信号を作る
ゲート出力回路である。
るサイリスク電力変換器、57は第1の変換器56aの
交流入力電流を検出する電流検出器、58は速度偏差増
巾器6と電流検出器57の出力信号を突き合わせ増巾す
る電流偏差増巾器、59は電流偏差増巾器58の出力信
号に応じて、第1の変換器56aの点弧位相を制御し、
かつ該変換器を点弧制御する自動パルス移相器、60は
電流位相指令回路20の出力信号から、後述するような
位相関係にある第2の変換器56bのゲート信号を作る
ゲート出力回路である。
次に、その動作を第10図を参照して説明するに第1の
変換器56aの入力電流およびそれと比例関係にある電
動機2の電機子電流は部品記号の57〜59.56aの
動作により速度偏差増巾器6の出力信号E2に応じた値
に制御される。
変換器56aの入力電流およびそれと比例関係にある電
動機2の電機子電流は部品記号の57〜59.56aの
動作により速度偏差増巾器6の出力信号E2に応じた値
に制御される。
この動作は良く知られており詳細説明を省略する。
一方、ゲート出力回路60は、電流位相指令回路20の
電流位相指令信号Du =Dwを入力し、それと第10
図に示すような位相関係にある第2の変換器56bのゲ
ート信号(同図b)を出力する。
電流位相指令信号Du =Dwを入力し、それと第10
図に示すような位相関係にある第2の変換器56bのゲ
ート信号(同図b)を出力する。
第2の変換器56bのサイリスクは、このゲート信号に
従って通電する。
従って通電する。
結局、電動機2の電機子電流は、電流位相指令信号Du
=Dwと同位相で流れる。
=Dwと同位相で流れる。
以上のように、第9図の実施例においても前述の実施例
と同様に界磁電流および電機子電流の大きさと位相を制
御されるから、基本的に前述と同様の効果が得られるこ
とは明らかである。
と同様に界磁電流および電機子電流の大きさと位相を制
御されるから、基本的に前述と同様の効果が得られるこ
とは明らかである。
なお、第9図の実施例における第1の変換器56aの代
わりに、一定電圧の直流を可変電圧の直流に変換するチ
ョッパ回路を用いたものでも同様の効果が得られること
は明らかである。
わりに、一定電圧の直流を可変電圧の直流に変換するチ
ョッパ回路を用いたものでも同様の効果が得られること
は明らかである。
次に、第9図はサイリスク電力変換器として電流型イン
バータを用いているが、電流型サイクロコンバータを用
いた交流サイリスクモータでも同様の効果が得られる。
バータを用いているが、電流型サイクロコンバータを用
いた交流サイリスクモータでも同様の効果が得られる。
この場合の回路や動作は第9図に示した直流サイリスタ
モータの場合と同様で、サイクロコンバータを点弧制御
するのに、第9図における自動パルス移相器59とゲー
ト出力回路60の出力信号(論理回路レベルの信号であ
る)の論理積である信号からゲート信号を作る点が異な
るだけであり、詳細説明は省略する。
モータの場合と同様で、サイクロコンバータを点弧制御
するのに、第9図における自動パルス移相器59とゲー
ト出力回路60の出力信号(論理回路レベルの信号であ
る)の論理積である信号からゲート信号を作る点が異な
るだけであり、詳細説明は省略する。
以上説明したように、本発明によれば電機子端子電圧の
大きさを電機子電流の大小に拘らず一定にできると共に
、端子電圧と電機子電流の位相を同位相にできる。
大きさを電機子電流の大小に拘らず一定にできると共に
、端子電圧と電機子電流の位相を同位相にできる。
したがって、負荷変化による力率の低下や端子電圧の上
昇を補償巻線を設けることなく防止できる。
昇を補償巻線を設けることなく防止できる。
つまり、電機子反作用を制御系で補償でき、電力変換器
や交流電動機の容量を低減できる。
や交流電動機の容量を低減できる。
なお、上述の実施例における演算回路は、要するに電機
子電流の大きさに応じて出力信号が(1)式に近似して
発生するものであれば良いのは勿論である。
子電流の大きさに応じて出力信号が(1)式に近似して
発生するものであれば良いのは勿論である。
また、(19)式の関係が完全に満足されなくとも、そ
れに近い関係が満足されるならば同様な効果を得られる
。
れに近い関係が満足されるならば同様な効果を得られる
。
第1図は従来の交流電動機の制御装置の構成図、第2図
、第3図は第1図の動作を説明するための波形図とベク
トル図、第4図は本発明の一実施例を示す構成図、第5
図は第4図における電流位相指令回路の詳細構成図、第
6図は本発明の動作原理を説明するベクトル図、第7図
は本発明の他の実施例を示す構]戊図で、第8図は第7
図における電流位相指令回路の詳細構成図、第9図は本
発明の更に他の実施例を示す構成図で、第10図はその
動作を説明するための波形図である。 符号の説明、1・・・・・・サイクロコンバータ、2.
・。 ・・・同期電動機、8・・・・・・掛算器、11・・・
・・・自動パルス移相器、13・・・・・・位置検出器
、14・・・・・・定励磁指令回路、15・・・・・・
関数発生回路、18・・・・・・自動パルス移相器、2
0・・・・・・電流位相指令回路。
、第3図は第1図の動作を説明するための波形図とベク
トル図、第4図は本発明の一実施例を示す構成図、第5
図は第4図における電流位相指令回路の詳細構成図、第
6図は本発明の動作原理を説明するベクトル図、第7図
は本発明の他の実施例を示す構]戊図で、第8図は第7
図における電流位相指令回路の詳細構成図、第9図は本
発明の更に他の実施例を示す構成図で、第10図はその
動作を説明するための波形図である。 符号の説明、1・・・・・・サイクロコンバータ、2.
・。 ・・・同期電動機、8・・・・・・掛算器、11・・・
・・・自動パルス移相器、13・・・・・・位置検出器
、14・・・・・・定励磁指令回路、15・・・・・・
関数発生回路、18・・・・・・自動パルス移相器、2
0・・・・・・電流位相指令回路。
Claims (1)
- 1 交流の周波数変換を行うサイリスク電力変換器と、
該電力変換器により駆動される交流電動機と、該電動機
の端子電圧の大きさを設定する端子電圧指令回路と、電
機子電流の大きさに比例した信号によって与えられる電
機子反作用成分と前記端子電圧とのベクトル和の大きさ
を求める第1演算回路と、該第1演算回路で求めたベク
トル和と前記端子電圧の位相差を求める第2演算回路と
を備え、前記ベクトル和の大きさに応じて前記交流電動
機の界磁電流を制御すると共に前記ベクトル和と端子電
圧の位相差に応じて無負荷誘起電圧と前記電機子電流の
位相差を制御するようにしたことを特徴とする交流電動
機の制御装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50081799A JPS5821511B2 (ja) | 1975-07-04 | 1975-07-04 | コウリユウデンドウキノセイギヨソウチ |
DE2629927A DE2629927C2 (de) | 1975-07-04 | 1976-07-02 | Anordnung zur Drehzahlregelung eines Synchronmotors |
US05/702,897 US4060753A (en) | 1975-07-04 | 1976-07-06 | Control system for commutatorless motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50081799A JPS5821511B2 (ja) | 1975-07-04 | 1975-07-04 | コウリユウデンドウキノセイギヨソウチ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS526921A JPS526921A (en) | 1977-01-19 |
JPS5821511B2 true JPS5821511B2 (ja) | 1983-04-30 |
Family
ID=13756524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50081799A Expired JPS5821511B2 (ja) | 1975-07-04 | 1975-07-04 | コウリユウデンドウキノセイギヨソウチ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4060753A (ja) |
JP (1) | JPS5821511B2 (ja) |
DE (1) | DE2629927C2 (ja) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5850119B2 (ja) * | 1976-07-30 | 1983-11-08 | 株式会社日立製作所 | 無整流子電動機の制御装置 |
JPS5413919A (en) * | 1977-07-04 | 1979-02-01 | Hitachi Ltd | Preventive controller for torque pulsation |
JPS54158629A (en) * | 1978-06-05 | 1979-12-14 | Hitachi Ltd | Controlling device of thyristor motor |
US4295085A (en) * | 1979-05-25 | 1981-10-13 | General Electric Company | Phase lock loop commutation position control and method |
JPS57151292A (en) * | 1981-03-16 | 1982-09-18 | Fanuc Ltd | Controlling system and device for synchronous motor |
DE3203911A1 (de) * | 1982-02-05 | 1983-08-11 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur erhoehung der maximaldrehzahl einer synchronmaschine bei vorgegebener erregerfeldstaerke und klemmspannung und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
US4459087A (en) * | 1982-06-02 | 1984-07-10 | Aciers Et Outillage Peugeot | Fan unit for an internal combustion engine of automobile vehicle |
US4527109A (en) * | 1983-02-22 | 1985-07-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Control apparatus for thyristor motor |
DE3928160A1 (de) * | 1989-08-25 | 1991-02-28 | Vdo Schindling | Verfahren und schaltungsanordnung zur ueberwachung von elektromotorischen stellgliedern |
US5140246A (en) * | 1990-03-06 | 1992-08-18 | Picker International, Inc. | High performance high speed starter for an x-ray tube rotor |
US4962734A (en) * | 1990-03-14 | 1990-10-16 | Paccar Inc. | Electrically driven, circumferentially supported fan |
US5051670A (en) * | 1990-07-30 | 1991-09-24 | Aircraft Parts Corp. | Aircraft DC starter-generator torque controller |
JP2880777B2 (ja) * | 1990-08-28 | 1999-04-12 | 株式会社東芝 | 洗濯機 |
US5272425A (en) * | 1991-04-02 | 1993-12-21 | Strippit, Inc. | A.C. motor control |
GB9211685D0 (en) * | 1992-06-03 | 1992-07-15 | Switched Reluctance Drives Ltd | Sensorless rotor position measurement |
US5675226A (en) * | 1995-09-06 | 1997-10-07 | C.E.Set. S.R.L. | Control circuit for an synchronous electric motor of the brushless type |
JP2003164187A (ja) * | 2001-11-22 | 2003-06-06 | Tamagawa Seiki Co Ltd | モータ制御におけるセンサシステム |
US20050279870A1 (en) * | 2004-06-22 | 2005-12-22 | Scuccato Serge L | Methods and apparatus for monitoring rotor pole position |
JP4215025B2 (ja) * | 2005-04-25 | 2009-01-28 | 株式会社デンソー | 車両用発電制御装置 |
DK176397B1 (da) * | 2005-10-07 | 2007-11-26 | Gram Equipment As | Fremgangsmåde og styring af en termisk behandlingsenhed samt termisk behandlingsenhed |
WO2011057660A1 (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-19 | Abb Research Ltd. | Apparatus and method for generating electromagnetic torque in an electric machine |
JP5856438B2 (ja) * | 2011-11-01 | 2016-02-09 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5122605B1 (ja) * | 1970-07-20 | 1976-07-10 | ||
AT325718B (de) * | 1972-09-22 | 1975-11-10 | Siemens Ag | Summenlöscheinrichtung für die wechselrichterventile eines einen elektrischen motor speisenden zwischenkreisumrichters |
-
1975
- 1975-07-04 JP JP50081799A patent/JPS5821511B2/ja not_active Expired
-
1976
- 1976-07-02 DE DE2629927A patent/DE2629927C2/de not_active Expired
- 1976-07-06 US US05/702,897 patent/US4060753A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2629927C2 (de) | 1984-10-25 |
US4060753A (en) | 1977-11-29 |
JPS526921A (en) | 1977-01-19 |
DE2629927A1 (de) | 1977-01-20 |
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