JP2596232B2 - 交流電動機の制御装置 - Google Patents
交流電動機の制御装置Info
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- JP2596232B2 JP2596232B2 JP3016504A JP1650491A JP2596232B2 JP 2596232 B2 JP2596232 B2 JP 2596232B2 JP 3016504 A JP3016504 A JP 3016504A JP 1650491 A JP1650491 A JP 1650491A JP 2596232 B2 JP2596232 B2 JP 2596232B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、いわゆるベクトル制
御により交流電動機を可変速駆動する場合の当該駆動電
源を制御する装置に関するものである。
御により交流電動機を可変速駆動する場合の当該駆動電
源を制御する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は例えば電気学会論文誌Ｄ，107 巻
２号、昭62, Ｐ175 〜182 に掲載の論文「同期電動機の
高性能可変速制御」に開示されたこの種従来の交流電動
機の制御装置を示す制御回路図である。図において１は
電動機の速度基準と実速度（いずれも図示せず）との速
度偏差ｅｓにより動作する速度コントローラ、２は速度
コントローラ１の出力の急激な変化を抑えてトルク分
（ｑ軸）電流基準ｉｑ* を出力するランプ回路、３はト
ルク分電流基準ｉｑ* と実トルク分電流ｉｑとのトルク
分偏差ｅｑを演算する演算器、４はトルク分偏差ｅｑに
より動作するトルク分電流コントローラで、トルク分制
御電圧Ｖｑを出力する。
２号、昭62, Ｐ175 〜182 に掲載の論文「同期電動機の
高性能可変速制御」に開示されたこの種従来の交流電動
機の制御装置を示す制御回路図である。図において１は
電動機の速度基準と実速度（いずれも図示せず）との速
度偏差ｅｓにより動作する速度コントローラ、２は速度
コントローラ１の出力の急激な変化を抑えてトルク分
（ｑ軸）電流基準ｉｑ* を出力するランプ回路、３はト
ルク分電流基準ｉｑ* と実トルク分電流ｉｑとのトルク
分偏差ｅｑを演算する演算器、４はトルク分偏差ｅｑに
より動作するトルク分電流コントローラで、トルク分制
御電圧Ｖｑを出力する。
【０００３】５は磁束分（ｄ軸）電流基準ｉｄ**と後述
する界磁偏差ｅｆとを加算する演算器、６は演算器５か
ら出力された磁束分電流基準ｉｄ* と実磁束分電流ｉｄ
との磁束分偏差ｅｄを演算する演算器、７は磁束分偏差
ｅｄにより動作する磁束分電流コントローラで、磁束分
制御電圧Ｖｄを出力する。８は電動機の界磁回路の磁束
基準と実磁束（いずれも図示せず）との磁束偏差ｅφに
より動作する磁束コントローラ、９は磁束コントローラ
８の出力の急激な変化を抑えて界磁電流基準ｉｆ* を出
力するランプ回路、10は界磁電流基準ｉｆ* と実界磁電
流ｉｆとの界磁偏差ｅｆを演算する演算器、11は界磁偏
差ｅｆにより動作する界磁電流コントローラで、界磁制
御電圧Ｖｆを出力する。
する界磁偏差ｅｆとを加算する演算器、６は演算器５か
ら出力された磁束分電流基準ｉｄ* と実磁束分電流ｉｄ
との磁束分偏差ｅｄを演算する演算器、７は磁束分偏差
ｅｄにより動作する磁束分電流コントローラで、磁束分
制御電圧Ｖｄを出力する。８は電動機の界磁回路の磁束
基準と実磁束（いずれも図示せず）との磁束偏差ｅφに
より動作する磁束コントローラ、９は磁束コントローラ
８の出力の急激な変化を抑えて界磁電流基準ｉｆ* を出
力するランプ回路、10は界磁電流基準ｉｆ* と実界磁電
流ｉｆとの界磁偏差ｅｆを演算する演算器、11は界磁偏
差ｅｆにより動作する界磁電流コントローラで、界磁制
御電圧Ｖｆを出力する。
【０００４】次に動作について説明する。ベクトル制御
は図３に示すように、界磁電流ｉｆ上にｄ軸を、これと
直交してｑ軸をそれぞれ設定し、電機子電流Ｉａを各軸
成分ｉｄ，ｉｑに分離して界磁電流Ｉｆとともに制御す
るもので、その基本的動作は広く知られているので説明
は省略し、以下、界磁側で不足する磁束を電機子側の磁
束分電流で補う理由およびその動作について詳細に説明
する。
は図３に示すように、界磁電流ｉｆ上にｄ軸を、これと
直交してｑ軸をそれぞれ設定し、電機子電流Ｉａを各軸
成分ｉｄ，ｉｑに分離して界磁電流Ｉｆとともに制御す
るもので、その基本的動作は広く知られているので説明
は省略し、以下、界磁側で不足する磁束を電機子側の磁
束分電流で補う理由およびその動作について詳細に説明
する。
【０００５】図２に示すように、界磁電流コントローラ
１１からの電圧Ｖｆにより所定の界磁磁束が出力される
が、いわゆるフォーシング時等で界磁電圧リミットの状
態となった場合、界磁電流ｉｆがその基準値ｉｆ* に十
分追従せず、その偏差ｅｆが過大となって制御不能とな
る可能性が生じる。そして、一般に同期電動機の界磁リ
アクタンスは大きく、このため高いフォーシング電圧が
必要で、これを界磁電流のみで確保しようとするとその
電源装置が大きくなり不経済となる。
１１からの電圧Ｖｆにより所定の界磁磁束が出力される
が、いわゆるフォーシング時等で界磁電圧リミットの状
態となった場合、界磁電流ｉｆがその基準値ｉｆ* に十
分追従せず、その偏差ｅｆが過大となって制御不能とな
る可能性が生じる。そして、一般に同期電動機の界磁リ
アクタンスは大きく、このため高いフォーシング電圧が
必要で、これを界磁電流のみで確保しようとするとその
電源装置が大きくなり不経済となる。
【０００６】そこで、界磁電流コントローラ１１へ入力
する界磁偏差ｅｆを演算器５および６を介して磁束分電
流コントローラ７へも入力する。従って、磁束分電流コ
ントローラ７は電流基準（ｉｄ* * ＋ｅｆ）＝ｉｄ* と
実電流ｉｄとの偏差ｅｄに応じて動作する。即ち、必要
な界磁磁束に対して、界磁電流ｉｆで不足する分を電機
子電流の磁束分電流ｉｄで補う訳である。
する界磁偏差ｅｆを演算器５および６を介して磁束分電
流コントローラ７へも入力する。従って、磁束分電流コ
ントローラ７は電流基準（ｉｄ* * ＋ｅｆ）＝ｉｄ* と
実電流ｉｄとの偏差ｅｄに応じて動作する。即ち、必要
な界磁磁束に対して、界磁電流ｉｆで不足する分を電機
子電流の磁束分電流ｉｄで補う訳である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に採用
されているいわゆる非循環電流方式サイクロコンバータ
ではその正群コンバータと負群コンバータとの切替えを
負荷電流の極性に応じて行っている。従って、ベクトル
制御の場合は、トルク分電流基準ｉｑ* と磁束分電流基
準ｉｄ* とを２相３相変換した交流電流基準ｉｕ* ，ｉ
ｖ* ，ｉｗ* の電流極性の切替りによって行っている。
この場合、無負荷でトルク分電流基準ｉｑ* が零のとき
に磁束分電流基準ｉｄ* まで零となると交流電流基準が
出力されず、正、負両群コンバータの切替えが不能とな
る。このため、トルク分電流基準ｉｑ* が零のときは磁
束分電流基準ｉｄ* が零とならないよう磁束分電流基準
ｉｄ* * を５％程度として上記不具合の発生を防止して
いる。
されているいわゆる非循環電流方式サイクロコンバータ
ではその正群コンバータと負群コンバータとの切替えを
負荷電流の極性に応じて行っている。従って、ベクトル
制御の場合は、トルク分電流基準ｉｑ* と磁束分電流基
準ｉｄ* とを２相３相変換した交流電流基準ｉｕ* ，ｉ
ｖ* ，ｉｗ* の電流極性の切替りによって行っている。
この場合、無負荷でトルク分電流基準ｉｑ* が零のとき
に磁束分電流基準ｉｄ* まで零となると交流電流基準が
出力されず、正、負両群コンバータの切替えが不能とな
る。このため、トルク分電流基準ｉｑ* が零のときは磁
束分電流基準ｉｄ* が零とならないよう磁束分電流基準
ｉｄ* * を５％程度として上記不具合の発生を防止して
いる。
【０００８】しかるに、既述した従来の交流電動機の制
御装置では、磁束分電流基準ｉｄ* * に、演算器１０に
よって得られた界磁電流基準ｉｆ* と実界磁電流ｉｆと
の界磁偏差ｅｆを加算しているため、その界磁偏差ｅｆ
の極性と絶対値によってはトルク分電流基準ｉｑ* と磁
束分電流基準ｉｄ* とが共に零になり正、負両群コンバ
ータの切替が不能となる場合が生じるという問題点があ
った。
御装置では、磁束分電流基準ｉｄ* * に、演算器１０に
よって得られた界磁電流基準ｉｆ* と実界磁電流ｉｆと
の界磁偏差ｅｆを加算しているため、その界磁偏差ｅｆ
の極性と絶対値によってはトルク分電流基準ｉｑ* と磁
束分電流基準ｉｄ* とが共に零になり正、負両群コンバ
ータの切替が不能となる場合が生じるという問題点があ
った。
【０００９】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、トルク分電流を磁束分電流とが
共に零になることを防止して安定したコンバータ運転特
性が得られる交流電動機の制御装置を実現するものであ
る。
ためになされたもので、トルク分電流を磁束分電流とが
共に零になることを防止して安定したコンバータ運転特
性が得られる交流電動機の制御装置を実現するものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る交流電動
機の制御装置は、トルク分電流基準または実トルク分電
流が零か否かを判別し、零のときは、界磁偏差の磁束分
電流コントローラへの入力を解除するようにしたもので
ある。
機の制御装置は、トルク分電流基準または実トルク分電
流が零か否かを判別し、零のときは、界磁偏差の磁束分
電流コントローラへの入力を解除するようにしたもので
ある。
【００１１】
【作用】トルク分電流基準または実トルク分電流を検出
し、これが零でない場合、界磁偏差は磁束分電流コント
ローラは入力され、必要な界磁磁束に対する界磁電流で
の不足分が電機子電流の磁束分電流で補充される。上記
トルク分電流が零と判別された場合、界磁偏差は磁束分
電流コントローラへは入力されず、電機子電流制御系は
独立して動作し、通常施されている方式により磁束分電
流は一定以上の値を有し零とはならない。
し、これが零でない場合、界磁偏差は磁束分電流コント
ローラは入力され、必要な界磁磁束に対する界磁電流で
の不足分が電機子電流の磁束分電流で補充される。上記
トルク分電流が零と判別された場合、界磁偏差は磁束分
電流コントローラへは入力されず、電機子電流制御系は
独立して動作し、通常施されている方式により磁束分電
流は一定以上の値を有し零とはならない。
【００１２】
【実施例】図１はこの発明の一実施例による交流電動機
の制御装置を示す回路図である。以下、従来の図２の場
合と異なる部分を中心に説明する。但し、磁束偏差ｅφ
を磁束コントローラ８およびランプ回路９を経て界磁電
流基準ｉｆ* とし、更に演算器１０により界磁偏差ｅｆ
を求めて界磁電流コントローラ１１へ入力する点は従来
と同一である。
の制御装置を示す回路図である。以下、従来の図２の場
合と異なる部分を中心に説明する。但し、磁束偏差ｅφ
を磁束コントローラ８およびランプ回路９を経て界磁電
流基準ｉｆ* とし、更に演算器１０により界磁偏差ｅｆ
を求めて界磁電流コントローラ１１へ入力する点は従来
と同一である。
【００１３】これに対し演算器１０の出力側と演算器５
の入力側との間に新たにスイッチ回路１２が挿入されて
いる。更に、このスイッチ回路１２にオンオフ制御の信
号を送出するコンパレータ１３、および実トルク分電流
ｉｑの絶対値を演算する絶対値回路１４が設けられてい
る。
の入力側との間に新たにスイッチ回路１２が挿入されて
いる。更に、このスイッチ回路１２にオンオフ制御の信
号を送出するコンパレータ１３、および実トルク分電流
ｉｑの絶対値を演算する絶対値回路１４が設けられてい
る。
【００１４】次に、動作について説明する。実トルク分
電流ｉｑは絶対値回路１４に入力されここで絶対値化さ
れ実トルク分電流絶対値｜ｉｑ｜となってコンパレータ
１３の入力側の一方に送られる。ｅｉｑは｜ｉｑ｜が実
質的に零か否かを判別するために設定されるトルク分電
流零判定値である。今、｜ｉｑ｜≧ｅｉｑとすると、コ
ンパレータ１３はスイッチ回路１２にオン信号を送出す
る。即ち、実トルク分電流ｉｑは零でないと判断して界
磁偏差ｅｆをスイッチ回路１２を介して演算器５へ送出
し、電機子電流の磁束分電流による界磁磁束の補充が行
われる。当然、この場合は、トルク分電流と磁束分電流
とが共に零となる恐れがないので正、負両群コンバータ
の切替えは正常に行われる。
電流ｉｑは絶対値回路１４に入力されここで絶対値化さ
れ実トルク分電流絶対値｜ｉｑ｜となってコンパレータ
１３の入力側の一方に送られる。ｅｉｑは｜ｉｑ｜が実
質的に零か否かを判別するために設定されるトルク分電
流零判定値である。今、｜ｉｑ｜≧ｅｉｑとすると、コ
ンパレータ１３はスイッチ回路１２にオン信号を送出す
る。即ち、実トルク分電流ｉｑは零でないと判断して界
磁偏差ｅｆをスイッチ回路１２を介して演算器５へ送出
し、電機子電流の磁束分電流による界磁磁束の補充が行
われる。当然、この場合は、トルク分電流と磁束分電流
とが共に零となる恐れがないので正、負両群コンバータ
の切替えは正常に行われる。
【００１５】また、｜ｉｑ｜＜ｅｉｑが成立すると、コ
ンパレータ１３はスイッチ回路１２にオフ信号を送出す
る。即ち、実トルク分電流ｉｑは零であると判断して演
算器５における界磁偏差ｅｆの加算は行わない。この界
磁偏差ｅｆのレベル如何でトルク分電流と磁束分電流と
が共に零となってコンバータの切替えに支障をきたす可
能性があるからである。この場合、磁束分電流基準ｉｄ
* * はそのまま磁束分電流基準ｉｄ* となり、従来の場
合と同様、必要な交流電流基準が確実に発生し、安定し
たコンバータ切替え動作が達成される。
ンパレータ１３はスイッチ回路１２にオフ信号を送出す
る。即ち、実トルク分電流ｉｑは零であると判断して演
算器５における界磁偏差ｅｆの加算は行わない。この界
磁偏差ｅｆのレベル如何でトルク分電流と磁束分電流と
が共に零となってコンバータの切替えに支障をきたす可
能性があるからである。この場合、磁束分電流基準ｉｄ
* * はそのまま磁束分電流基準ｉｄ* となり、従来の場
合と同様、必要な交流電流基準が確実に発生し、安定し
たコンバータ切替え動作が達成される。
【００１６】なお、上記実施例におけるコンパレータ１
３は通常の比較機能のみを有するものとして説明した
が、スイッチ回路１２へのオンオフ信号にヒステリシス
特性を持たせたものとしてもよい。この場合、トルク分
電流ｉｑのリップル等によるスイッチ回路１２のチャタ
リング現象が防止されるという利点がある。
３は通常の比較機能のみを有するものとして説明した
が、スイッチ回路１２へのオンオフ信号にヒステリシス
特性を持たせたものとしてもよい。この場合、トルク分
電流ｉｑのリップル等によるスイッチ回路１２のチャタ
リング現象が防止されるという利点がある。
【００１７】また、上記実施例では実トルク分電流ｉｑ
が零か否かを判別するようにしたが、トルク分電流基準
ｉｑ* が零か否かを判別するようにしても同様の効果を
得ることができる。
が零か否かを判別するようにしたが、トルク分電流基準
ｉｑ* が零か否かを判別するようにしても同様の効果を
得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】この発明は以上のように、トルク分電流
が零のときは界磁偏差の磁束分電流基準への加算を行わ
ないようにしたので、正、負両群コンバータの切替え動
作が全運転領域で確実安定になされる。
が零のときは界磁偏差の磁束分電流基準への加算を行わ
ないようにしたので、正、負両群コンバータの切替え動
作が全運転領域で確実安定になされる。
【図１】この発明の一実施例による交流電動機の制御装
置を示す制御回路図である。
置を示す制御回路図である。
【図２】従来の交流電動機の制御装置を示す制御回路図
である。
である。
【図３】各電流成分を示すベクトル図である。
２，９ ランプ回路 ３，５，６，１０ 演算器 ４ トルク分電流コントローラ ７ 磁束分電流コントローラ １１ 界磁電流コントローラ １２ スイッチ回路 １３ コンパレータ １４ 絶対値回路 ｉｑ* トルク分電流基準 ｉｑ 実トルク分電流 ｅｑ トルク分偏差 ｉｄ* 磁束分電流基準 ｉｄ 実磁束分電流 ｅｄ 磁束分偏差 ｉｆ* ，ｉｆ* * 界磁電流基準 ｉｆ 実界磁電流 ｅｆ 界磁偏差
Claims (1)
- 【請求項１】 トルク分電流基準と実トルク分電流との
トルク分偏差により動作するトルク分電流コントローラ
および磁束分電流基準と実磁束分電流との磁束分偏差に
より動作する磁束分電流コントローラを備えた電機子電
流制御系と、界磁電流基準と実界磁電流との界磁偏差に
より動作する界磁電流コントローラを備えた界磁電流制
御系とからなり、更に上記界磁偏差を上記磁束分電流コ
ントローラへも入力することにより界磁側で不足する磁
束を電機子側の磁束分電流で補うようにしたものにおい
て、上記トルク分電流基準または実トルク分電流が零か
否かを判別し、零のときは上記界磁偏差の上記磁束分電
流コントローラへの入力を解除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 (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3016504A JP2596232B2 (ja) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | 交流電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3016504A JP2596232B2 (ja) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | 交流電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04289791A JPH04289791A (ja) | 1992-10-14 |
| JP2596232B2 true JP2596232B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=11918108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3016504A Expired - Fee Related JP2596232B2 (ja) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | 交流電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2596232B2 (ja) |
-
1991
- 1991-02-07 JP JP3016504A patent/JP2596232B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04289791A (ja) | 1992-10-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |