JPS583586A - サイリスタモ−タのトルク制御装置 - Google Patents
サイリスタモ−タのトルク制御装置Info
- Publication number
- JPS583586A JPS583586A JP56098272A JP9827281A JPS583586A JP S583586 A JPS583586 A JP S583586A JP 56098272 A JP56098272 A JP 56098272A JP 9827281 A JP9827281 A JP 9827281A JP S583586 A JPS583586 A JP S583586A
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- torque
- current
- motor
- signal
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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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (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】
本発明はサイリスタモータのトルクリプルの抑制するト
ルク制御装置の改良に関する。
ルク制御装置の改良に関する。
出力電流が方形波状であるサイリスタ変換器により同期
電動機を駆動するサイリスタモータでは、電流の高調渡
分によりトルクリプルが発生する。
電動機を駆動するサイリスタモータでは、電流の高調渡
分によりトルクリプルが発生する。
トルクリプルを抑制する方法として電機子巻線を多相化
する方法があるが、サイリスタの相数も増すため、特に
中小容量機では製作コストが上昇する。また、多相化に
よらない方法として、電動機入力からトルクリプルを検
出し、これに基づいて電機子電流をトルクリプルと逆位
相に変化させトルクリプルを打消す制御方法が知られて
いる。しかしフィードバック制御により電流を制御する
ものであるため、速い応答を得ようとすると制御ループ
の応答遅れが原因して系が不安定となり易く、高い周波
数までのトルクリプルを抑制することが難しい。
する方法があるが、サイリスタの相数も増すため、特に
中小容量機では製作コストが上昇する。また、多相化に
よらない方法として、電動機入力からトルクリプルを検
出し、これに基づいて電機子電流をトルクリプルと逆位
相に変化させトルクリプルを打消す制御方法が知られて
いる。しかしフィードバック制御により電流を制御する
ものであるため、速い応答を得ようとすると制御ループ
の応答遅れが原因して系が不安定となり易く、高い周波
数までのトルクリプルを抑制することが難しい。
この点を改善できる方法として、先に特公昭５２−５０
３６４号で述べられているよう、な方法が公知である。
３６４号で述べられているよう、な方法が公知である。
すなわち、電動機の回転子位置を検出する位置検出器の
位置信号に基づいてトルクリプルの周波数に等しい信号
を検出し、それに従って電動機電流をトルクリプルと逆
位相に変化させることによりそれを抑制する方法である
。しかしこのものでは、電機子電流や界磁電流の大きさ
などの運転条件が一定している場合では問題ないが、運
転条件が変化すると電機子反作用によって位置検出器の
信号位相と実際のトルクリプルの位相が一致しなくなり
、トルクリプル・を十分に除去できないという欠点を有
する。
位置信号に基づいてトルクリプルの周波数に等しい信号
を検出し、それに従って電動機電流をトルクリプルと逆
位相に変化させることによりそれを抑制する方法である
。しかしこのものでは、電機子電流や界磁電流の大きさ
などの運転条件が一定している場合では問題ないが、運
転条件が変化すると電機子反作用によって位置検出器の
信号位相と実際のトルクリプルの位相が一致しなくなり
、トルクリプル・を十分に除去できないという欠点を有
する。
本発明の目的は、運転条件が変化してもトルクリプルを
精度良く抑制できるサイリスタモータのトルク制御装置
を提供することにある。
精度良く抑制できるサイリスタモータのトルク制御装置
を提供することにある。
本発明の特徴とするところは、電流指令信号と位置信号
に基づいて電動機の発生トルクを求め、このトルク実際
値とトルク指令値の差に応じて、電動機電流を変化させ
るようにしたことにある。
に基づいて電動機の発生トルクを求め、このトルク実際
値とトルク指令値の差に応じて、電動機電流を変化させ
るようにしたことにある。
第１図に本発明の一実施例を示す。
第１図において、１は可変電圧可変周波の交流を出力す
るサイクロコンバータ、２は同期電動機、３は電動機２
の回転速度を検出するだめの速度検出器、４は速度指令
回路、５は速度偏差増巾器で、この出力はトルク指令値
となる。６はトルク偏差増巾器、７は増巾器６と自動パ
ルス移相器１２の出力信号に基づいて電動機の発生トル
クを演算するトルク演算回路、８はサイクロコンバータ
１の交流入力電流を検出する電流検出器、９は電流偏差
増巾器、１０はサイクロコンバータ１の電源側点弧角（
制御遅れ角）を制御するだめの自動パルス移相器、１１
は界磁と電機子の相対位置を検出するだめの位置検出器
、１２は電動機側点弧角（制御進み角）を制御するため
の自動パルス移相器、１３は自動パルス移相器１０．１
２の出力信号の論理積に従ってサイリスタのゲート信号
を発生するゲート出力回路である。
るサイクロコンバータ、２は同期電動機、３は電動機２
の回転速度を検出するだめの速度検出器、４は速度指令
回路、５は速度偏差増巾器で、この出力はトルク指令値
となる。６はトルク偏差増巾器、７は増巾器６と自動パ
ルス移相器１２の出力信号に基づいて電動機の発生トル
クを演算するトルク演算回路、８はサイクロコンバータ
１の交流入力電流を検出する電流検出器、９は電流偏差
増巾器、１０はサイクロコンバータ１の電源側点弧角（
制御遅れ角）を制御するだめの自動パルス移相器、１１
は界磁と電機子の相対位置を検出するだめの位置検出器
、１２は電動機側点弧角（制御進み角）を制御するため
の自動パルス移相器、１３は自動パルス移相器１０．１
２の出力信号の論理積に従ってサイリスタのゲート信号
を発生するゲート出力回路である。
第２図にトルク演算回路７の詳細な構成図を示す。
第２図において１４は増巾器６の出力信号である電流指
令信号工、と自動パルス移相器１２の出力信号りに基づ
いて電動機の電機子電流を演算する電流演算回路、１５
はその演算された電流信号に基づいて電流のｄ軸分およ
びｑ軸分を演算するｄｑ軸電流演算回路、１６は磁束演
算回路、１７゜１８は掛算器、１９″は加算器でこの出
、力信号が増巾器６０人力に加えられる。
令信号工、と自動パルス移相器１２の出力信号りに基づ
いて電動機の電機子電流を演算する電流演算回路、１５
はその演算された電流信号に基づいて電流のｄ軸分およ
びｑ軸分を演算するｄｑ軸電流演算回路、１６は磁束演
算回路、１７゜１８は掛算器、１９″は加算器でこの出
、力信号が増巾器６０人力に加えられる。
次に本発明の動作について説明する。
トルク偏差増巾器６とトルク演算回路７を除く構成要素
は、周知の交流方式サイリスタモータの制御装置と同一
である。すなわち、検出器８？増巾器９および自動パル
ス移相器１０からなる電流制御回路は、サイクロコンバ
ータ１の電源側点弧角を制御することによって、電動機
電流を増巾器５の出力信号（速度偏差）に比例するよう
制御する。一方、位置検出器１１および自動パルス移相
器１２からなる位相制御回路はサイクロコンバータ１の
電動機側点弧角を制御することにより、電動機電流を誘
起々電力に対し所定位相に制御する。
は、周知の交流方式サイリスタモータの制御装置と同一
である。すなわち、検出器８？増巾器９および自動パル
ス移相器１０からなる電流制御回路は、サイクロコンバ
ータ１の電源側点弧角を制御することによって、電動機
電流を増巾器５の出力信号（速度偏差）に比例するよう
制御する。一方、位置検出器１１および自動パルス移相
器１２からなる位相制御回路はサイクロコンバータ１の
電動機側点弧角を制御することにより、電動機電流を誘
起々電力に対し所定位相に制御する。
このようにして電動機２は所定力率で運転され、電動機
２のトルクは速度偏差に応じて制御されて速度制御が行
われる。
２のトルクは速度偏差に応じて制御されて速度制御が行
われる。
次に、トルク演算回路７およびトルク偏差増巾器６の動
作を第３図に示す波形図を用いて説明する。
作を第３図に示す波形図を用いて説明する。
電流演算回路１４は自動・くルス移相器１２とトルク偏
差増巾器６の出力信号から電動機電流に相当した電流信
号ｉ Ｕ−ｉ Ｗを出力する。その関係を式で示すと次
の通りである。
差増巾器６の出力信号から電動機電流に相当した電流信
号ｉ Ｕ−ｉ Ｗを出力する。その関係を式で示すと次
の通りである。
ｉｏ＝ （ａ−ｂ） ｌ ｉ−ｐ １
ｉｖ＝ （ｃ−ｄ） １ｉ、、１
１ｗ＝ （ｅ−ｆ）ｌ ’ａｐ ｌ −−−
−−−ｔｌノここで、信号ａ−ｆは第３図に示すような
ノ＜７１７幅が１２０度の信号であって、サイクロコン
バータ夕１の電動機側の転流を制御する信号で、信号Ｊ
ｄ、ｆに付記した負号は極性°反転して加算することを
示している。またＩｌ、ｐｌはトルク偏差増巾器６の出
力信号（電流指令信号）の絶対値である。これらの演算
は例えば第４図に示すような絶対値回路２０、アナログ
ゲート２１〜２６および減算器２７〜２９から成る回路
で行われる。このようにして第３図に示す信号ｉＵ〜Ｉ
Ｗが得られる。さらに次式に示す演算を行い、ｉ Ｕ
−ｉ ｗの３相信号を２相信号ｉａ、ｉβに変換する。
−−−ｔｌノここで、信号ａ−ｆは第３図に示すような
ノ＜７１７幅が１２０度の信号であって、サイクロコン
バータ夕１の電動機側の転流を制御する信号で、信号Ｊ
ｄ、ｆに付記した負号は極性°反転して加算することを
示している。またＩｌ、ｐｌはトルク偏差増巾器６の出
力信号（電流指令信号）の絶対値である。これらの演算
は例えば第４図に示すような絶対値回路２０、アナログ
ゲート２１〜２６および減算器２７〜２９から成る回路
で行われる。このようにして第３図に示す信号ｉＵ〜Ｉ
Ｗが得られる。さらに次式に示す演算を行い、ｉ Ｕ
−ｉ ｗの３相信号を２相信号ｉａ、ｉβに変換する。
この変換は後の演算を簡単にするために行うもので、周
知の直交２軸変換により行える。
知の直交２軸変換により行える。
なお、２相信号！α、ｉβへの変換は（１）、（２）式
から明らかなように次式によって一度に行うこともでき
る。
から明らかなように次式によって一度に行うこともでき
る。
１次に、ｄｑ軸電流演算回路１５において、次式ここで
、ＣＯ５ωｔ 、 ｓｉｎωｔは位置検出器１１の信号
に基づいて取り出される正弦波信号であって、電動機２
の無負荷誘起々電力ｅＵと第３図に示す位相関係にある
。（４）式の演算は、第５図に示すように掛算器３０〜
３３および加減算器３４．３５によシ行える。ｄ軸電流
１−およびｑ軸電流１９の波形は第３図示のようになる
。
、ＣＯ５ωｔ 、 ｓｉｎωｔは位置検出器１１の信号
に基づいて取り出される正弦波信号であって、電動機２
の無負荷誘起々電力ｅＵと第３図に示す位相関係にある
。（４）式の演算は、第５図に示すように掛算器３０〜
３３および加減算器３４．３５によシ行える。ｄ軸電流
１−およびｑ軸電流１９の波形は第３図示のようになる
。
次に、磁束演算回路１６において、ｄ軸およびｑ軸の磁
束φｄ、φ９を次式に従い演算する。
束φｄ、φ９を次式に従い演算する。
ここに、Ｔｅａ 、 Ｔ２ｄ、ＴＩｑ 、 Ｔ２Ｑ
は電動機２のダンパ巻線の時定数、１ 、／は界磁電流
（電機子側換算）に比例しだ信号である。これらの演算
は例えば第６図に示すよう演算増巾器Ａ１抵抗Ｒおよび
コンデンサを用いて容易に行える。
は電動機２のダンパ巻線の時定数、１ 、／は界磁電流
（電機子側換算）に比例しだ信号である。これらの演算
は例えば第６図に示すよう演算増巾器Ａ１抵抗Ｒおよび
コンデンサを用いて容易に行える。
さらに、掛算器１７．１８と減算器１．９において次式
の演算を行い、電動機２の発生トルクτ。
の演算を行い、電動機２の発生トルクτ。
を演算する。
τ、＝φ、−１．−φ、・蓋、 ・・・・・川
・（７）（７）式で求めたトルクτ、はトルク実際値と
してはトルク偏差増巾器６に加えられる。
・（７）（７）式で求めたトルクτ、はトルク実際値と
してはトルク偏差増巾器６に加えられる。
トルク演算回路７はフィードバック系を形成しており、
かつ増巾器６は通常ゲインが高くなっている。したがっ
て、トルク演算回路７のトルク実際値は強制的に増巾器
５の出力信号であるトルク指令値に比例するようになる
。この結果、増巾器６の電流指令信号１．ｐは第３図に
示す如くトルク脈動と逆位相に匍↓御される。したがっ
て、電流指令信号ＩＡＦに比例して電動機電流を変化さ
せることにより発生トルクの脈動を抑制することができ
る。その際、トルク実際値を演算は電機子電流、界磁電
流および制御進み角を考慮して行っているので、運転条
件に関係なく十分な精度でトルクリプルを抑制すること
ができる。
かつ増巾器６は通常ゲインが高くなっている。したがっ
て、トルク演算回路７のトルク実際値は強制的に増巾器
５の出力信号であるトルク指令値に比例するようになる
。この結果、増巾器６の電流指令信号１．ｐは第３図に
示す如くトルク脈動と逆位相に匍↓御される。したがっ
て、電流指令信号ＩＡＦに比例して電動機電流を変化さ
せることにより発生トルクの脈動を抑制することができ
る。その際、トルク実際値を演算は電機子電流、界磁電
流および制御進み角を考慮して行っているので、運転条
件に関係なく十分な精度でトルクリプルを抑制すること
ができる。
以上のように本発明によれば、運転条件が変化しても高
い精度でトルクリプルを抑制することができる。
い精度でトルクリプルを抑制することができる。
なお前記実施例では、サイリスタ変換器に一定周波の交
流を可変周波の交流に直接変換するサイクロコンバータ
を用いた例について述べたが、順変換器と逆変換器によ
り直流回路を介在して周波数変換を行う、いわゆる直流
方式サイリスタモータにも本発明は適用でき同様の効果
が得られるのは勿論である。
流を可変周波の交流に直接変換するサイクロコンバータ
を用いた例について述べたが、順変換器と逆変換器によ
り直流回路を介在して周波数変換を行う、いわゆる直流
方式サイリスタモータにも本発明は適用でき同様の効果
が得られるのは勿論である。
また、制御演算手段にアナログ回路を用いる場合につい
て説明したが、ディジタル演算による場合でも本発明は
適用できるのは明らかであろう。
て説明したが、ディジタル演算による場合でも本発明は
適用できるのは明らかであろう。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、サイリスタモ
ータ装置の回路構成図、第２図および第４〜６図は第１
図に示す回路要素の詳細な回路図、第３図は本装置の動
作を説明するための波形図である。 １・・・サイクロコンバータ、２・・・同期電動機、３
・・・速度検出器、４・・・速度指令回路、５・・・速
度偏差増巾器、６・・−トルク偏差増巾器、７・・・ト
ルク演算回路、８・・・電流検出器、９・・・電流偏差
増巾器、１０・・・自動パルス移相器、１１・・・位置
検出器、１２・・・自動パルス移相器、１３・・・ゲー
ト出力回路。
ータ装置の回路構成図、第２図および第４〜６図は第１
図に示す回路要素の詳細な回路図、第３図は本装置の動
作を説明するための波形図である。 １・・・サイクロコンバータ、２・・・同期電動機、３
・・・速度検出器、４・・・速度指令回路、５・・・速
度偏差増巾器、６・・−トルク偏差増巾器、７・・・ト
ルク演算回路、８・・・電流検出器、９・・・電流偏差
増巾器、１０・・・自動パルス移相器、１１・・・位置
検出器、１２・・・自動パルス移相器、１３・・・ゲー
ト出力回路。
Claims (1)
- １、可変電圧可変周波の交流を出力するサイリスク変換
器と、該変換器により駆動される同期電動機と前記変換
器の出力電流を電流指令信号に応じて制御するための電
流制御手段と、前記電動機の界磁と電機子の相対位置を
検出する位置検出器と、該位置検出器の位置信号に基づ
いて前記サイリスク変換器の点弧位相を制御する位相制
御手段と、前記電流指令信号と位−信号に基づいて電動
機の発生トルクを求めるトルク演算手段と、該トルク演
算手段で求めたトルク実際値とトルク指令値の差に応じ
て前記電流指令信号を変化させるようにしたことを特徴
とするサイリスタモータのトルク制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56098272A JPS583586A (ja) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | サイリスタモ−タのトルク制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56098272A JPS583586A (ja) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | サイリスタモ−タのトルク制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS583586A true JPS583586A (ja) | 1983-01-10 |
| JPH0254039B2 JPH0254039B2 (ja) | 1990-11-20 |
Family
ID=14215299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56098272A Granted JPS583586A (ja) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | サイリスタモ−タのトルク制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS583586A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5581254A (en) * | 1994-03-30 | 1996-12-03 | Burr-Brown Corporation | Electric motor control chip and method |
| JP2004289926A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Nissan Motor Co Ltd | モーター制御装置 |
| JP2017063518A (ja) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | 学校法人 東洋大学 | 回転電機システム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5413919A (en) * | 1977-07-04 | 1979-02-01 | Hitachi Ltd | Preventive controller for torque pulsation |
-
1981
- 1981-06-26 JP JP56098272A patent/JPS583586A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5413919A (en) * | 1977-07-04 | 1979-02-01 | Hitachi Ltd | Preventive controller for torque pulsation |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5581254A (en) * | 1994-03-30 | 1996-12-03 | Burr-Brown Corporation | Electric motor control chip and method |
| JP2004289926A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Nissan Motor Co Ltd | モーター制御装置 |
| JP2017063518A (ja) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | 学校法人 東洋大学 | 回転電機システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0254039B2 (ja) | 1990-11-20 |
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