JPH02188178A - 無整流子電動機 - Google Patents
無整流子電動機Info
- Publication number
- JPH02188178A JPH02188178A JP1002926A JP292689A JPH02188178A JP H02188178 A JPH02188178 A JP H02188178A JP 1002926 A JP1002926 A JP 1002926A JP 292689 A JP292689 A JP 292689A JP H02188178 A JPH02188178 A JP H02188178A
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- JP
- Japan
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- speed
- load
- torque
- current
- control circuit
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- Pending
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- 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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は無整流子電動機に係り、特に負荷が回転角に同
期して周期的に変動する場合に安定して運転が可能な無
整流子電動機に関する。
期して周期的に変動する場合に安定して運転が可能な無
整流子電動機に関する。
（従来の技術）
第１Ｏ図に従来から有る無整流子電動機の構成例を示す
、第１Ｏ図において１は交流電力を直流電力に整流する
整流器、２は直流電流を平滑化するＤＣリアクトル、３
は直流電力を任意の周波数の交流電力に逆変換するイン
バータ、４は制御対象である周期機、５は同期機に直結
された負荷、６は同期機の速度を検出する速度センサ、
７は同期機の速度指令、８は速度制御回路、９は電流制
御回路、 １Ｇは位相制御回路、１１はβ設定回路、１
２は同期機の位置センサ、１３はβ制御回路、１４は電
流センサである０以上の様に構成した回路において速度
制御回路８は速度指令７の出力である速度基準ω、と速
度センサ６の出力である速度フィードバックω、とを比
較し、両者が等しくなる様に同期機４の電機子電流基準
工□を出力する。電流制御回路９は前記電流基準工、及
び電流センサ１４より得られた電流フィードバックエ、
を比較し、両者が等しくなる様に位相基準ＰＨＣを出力
する０位相制御回路１０は前記位相基準ＰＨＣをもとに
整流器１にゲートパルスＲＥＣをを出力し同期機４の電
機子電流が整流器１により制御される。他方β制御回路
はインバータ３に必要な転流余裕角γと転流時の電流型
なり角Ｕ等の値より最適な制御進み角βを演算し、位置
センサにより得られた同期機４の回転子位相θ、をもと
にβ制御回路１３によりインバータ３の進み角制御を行
なう、β制御回路１３はインバータ３のゲートパルスＩ
ＮＶを出力し、インバータ３は同期機の回転位相に応じ
た電機子電流を供給する。無整流子電動機の制御技術は
すでに公知のため、詳細な説明は省く。
、第１Ｏ図において１は交流電力を直流電力に整流する
整流器、２は直流電流を平滑化するＤＣリアクトル、３
は直流電力を任意の周波数の交流電力に逆変換するイン
バータ、４は制御対象である周期機、５は同期機に直結
された負荷、６は同期機の速度を検出する速度センサ、
７は同期機の速度指令、８は速度制御回路、９は電流制
御回路、 １Ｇは位相制御回路、１１はβ設定回路、１
２は同期機の位置センサ、１３はβ制御回路、１４は電
流センサである０以上の様に構成した回路において速度
制御回路８は速度指令７の出力である速度基準ω、と速
度センサ６の出力である速度フィードバックω、とを比
較し、両者が等しくなる様に同期機４の電機子電流基準
工□を出力する。電流制御回路９は前記電流基準工、及
び電流センサ１４より得られた電流フィードバックエ、
を比較し、両者が等しくなる様に位相基準ＰＨＣを出力
する０位相制御回路１０は前記位相基準ＰＨＣをもとに
整流器１にゲートパルスＲＥＣをを出力し同期機４の電
機子電流が整流器１により制御される。他方β制御回路
はインバータ３に必要な転流余裕角γと転流時の電流型
なり角Ｕ等の値より最適な制御進み角βを演算し、位置
センサにより得られた同期機４の回転子位相θ、をもと
にβ制御回路１３によりインバータ３の進み角制御を行
なう、β制御回路１３はインバータ３のゲートパルスＩ
ＮＶを出力し、インバータ３は同期機の回転位相に応じ
た電機子電流を供給する。無整流子電動機の制御技術は
すでに公知のため、詳細な説明は省く。
（発明が解決しようとする課題）
第１０図の様に構成された無整流子電動機により大半の
負荷は安定に可変速しうる。しかし、レシプロコンプレ
ッサに代表される様な負荷トルクが負荷装置の回転角に
より大きく変動する負荷の場合には、安定な可変速制御
を行なうことが困難であった。この様な負荷では１回転
に１回ないし数回の大きな負荷トルク変動が有り、この
周期に同期して速度変動が生じる。可変速制御では回転
数が広範囲に変動するため負荷トルク変動や速度変動の
周波数も広範囲に変化する。このため、速度制御系の応
答をどの様に選んでも速度応答と速度変動周波数が近く
なりあるいは一致して制御困難となる速度が生じる。
負荷は安定に可変速しうる。しかし、レシプロコンプレ
ッサに代表される様な負荷トルクが負荷装置の回転角に
より大きく変動する負荷の場合には、安定な可変速制御
を行なうことが困難であった。この様な負荷では１回転
に１回ないし数回の大きな負荷トルク変動が有り、この
周期に同期して速度変動が生じる。可変速制御では回転
数が広範囲に変動するため負荷トルク変動や速度変動の
周波数も広範囲に変化する。このため、速度制御系の応
答をどの様に選んでも速度応答と速度変動周波数が近く
なりあるいは一致して制御困難となる速度が生じる。
そこで上記問題点に鑑み、本発明は回転角に同期して周
期的に変動する負荷を安定に速度制御することが可能な
無整流子電動機を提供することを目的とする。
期的に変動する負荷を安定に速度制御することが可能な
無整流子電動機を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために本発明は負荷の回転角を検出
する位置センサと１回転角に応じた電機子電流の補正指
令を出力する手段とを有し、回転角に応じて速度制御回
路の出力である電機子電流の指令に直接前記補正指令を
加算することにより。
する位置センサと１回転角に応じた電機子電流の補正指
令を出力する手段とを有し、回転角に応じて速度制御回
路の出力である電機子電流の指令に直接前記補正指令を
加算することにより。
変動負荷に対して安定に運転することのできる無整流子
電動機を提供する。
電動機を提供する。
又１本発明は速度検出を負荷変動に同期して行なう手段
を有し、検出した速度が負荷変動の影響を除去できる様
にし、変動負荷に対して安定に運転することのできる無
整流子電動機を提供する。
を有し、検出した速度が負荷変動の影響を除去できる様
にし、変動負荷に対して安定に運転することのできる無
整流子電動機を提供する。
（作 用）
この様に構成されたものに対しては回転角に応じて必要
なトルクが速度制御を通らず制御可能なため、速度制御
応答と、負荷変動周波数とが無関係となる。
なトルクが速度制御を通らず制御可能なため、速度制御
応答と、負荷変動周波数とが無関係となる。
又、速度検出信号が負荷変動に無関係になるため、速度
制御を安定して行なうことができる。
制御を安定して行なうことができる。
（実施例）
以下本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。
第１図に示すように１５は同期記の発生トルクを補正す
るためのトルク補正回路である。第１図において速度制
御回路８は速度基準ω、と速度フィードバックω、とを
比較し、両者が等しくなる様に同期機４の電機子電流基
準ｘｘｒを出力する。−方負荷５のトルク変動を回転角
θ、よりトルク補正回路１５により演算し、必要なトル
クに応じたトルク補正電流基準Ｉｚ１１を前記ｘｚｒに
加算する。この結果得られた電機子電流基準工、をもと
に電流制御回路９が同期機４の電機子電流を制御する。
るためのトルク補正回路である。第１図において速度制
御回路８は速度基準ω、と速度フィードバックω、とを
比較し、両者が等しくなる様に同期機４の電機子電流基
準ｘｘｒを出力する。−方負荷５のトルク変動を回転角
θ、よりトルク補正回路１５により演算し、必要なトル
クに応じたトルク補正電流基準Ｉｚ１１を前記ｘｚｒに
加算する。この結果得られた電機子電流基準工、をもと
に電流制御回路９が同期機４の電機子電流を制御する。
前記トルク補正回路１５の動作を第２図を用いて説明す
る。
る。
第２図において横軸は負荷および電動機の回転角θ１．
縦軸Ｔは負荷トルク、Ｉｘａはトルク補正電流基準であ
る０回転角θ、に対応して負荷トルクが変わる場合、ト
ルク補正回路１５の中にトルク補正電流基準Ｉｘａのパ
ターンをもって０１に対応したＩｚａを出力する。この
負荷トルクの変動は１回転当り１回に限られることはな
く、１回転の整数倍であるなら同様にトルク補正電流基
準のパターンを作ることが可能である。この様な電流基
準の補正を行なうことにより負荷トルクの変動を速度制
御回路８を経由せず直接電機子電流に反映することがで
きる。
縦軸Ｔは負荷トルク、Ｉｘａはトルク補正電流基準であ
る０回転角θ、に対応して負荷トルクが変わる場合、ト
ルク補正回路１５の中にトルク補正電流基準Ｉｘａのパ
ターンをもって０１に対応したＩｚａを出力する。この
負荷トルクの変動は１回転当り１回に限られることはな
く、１回転の整数倍であるなら同様にトルク補正電流基
準のパターンを作ることが可能である。この様な電流基
準の補正を行なうことにより負荷トルクの変動を速度制
御回路８を経由せず直接電機子電流に反映することがで
きる。
次に本発明の他の実施例について第３図を用いて説明す
る。なお第１図と同一の構成要素については同一符号を
付し、その説明を省く、第３図において１６は同期機４
と負荷５との間に入れた変速ギアである。ギア１６によ
り同期機４と負荷５との速度は異なるため、同期機の回
転角と負荷の回転角は同一でなくなる。負荷変動は負荷
の回転角に対応して発生するため１位置センサ１２は負
荷に取付けてこの出力θ、を用いてトルク補正を行なう
ことにより負荷トルク変動に対応したトルク出力を得る
ことができる。
る。なお第１図と同一の構成要素については同一符号を
付し、その説明を省く、第３図において１６は同期機４
と負荷５との間に入れた変速ギアである。ギア１６によ
り同期機４と負荷５との速度は異なるため、同期機の回
転角と負荷の回転角は同一でなくなる。負荷変動は負荷
の回転角に対応して発生するため１位置センサ１２は負
荷に取付けてこの出力θ、を用いてトルク補正を行なう
ことにより負荷トルク変動に対応したトルク出力を得る
ことができる。
第１図の実施例の変形例につき第４図を用いて説明する
。第４図において１７はパターン補正回路である。前記
トルク補正回路１５が有するトルク補正電流基準パター
ンに対し、一定の条件下で修正を行ない最適なトルク補
正電流基準パターンを得る。すなわち一定の速度基準ω
１で同期機を運転しているとき速度制御回路８の出力Ｉ
ｘｌ’又は速度基準ω、と速度フィードバックω、との
偏差Δω、が一定となる様パターン補正回路１７の出力
Ｐを用トルク補正電流基準パターンを修正する。つまり
いて一定速度基準ω１という条件下で発生する速度変動
を０とすることによりトルク補正電流基準パターンを最
適化することができる。
。第４図において１７はパターン補正回路である。前記
トルク補正回路１５が有するトルク補正電流基準パター
ンに対し、一定の条件下で修正を行ない最適なトルク補
正電流基準パターンを得る。すなわち一定の速度基準ω
１で同期機を運転しているとき速度制御回路８の出力Ｉ
ｘｌ’又は速度基準ω、と速度フィードバックω、との
偏差Δω、が一定となる様パターン補正回路１７の出力
Ｐを用トルク補正電流基準パターンを修正する。つまり
いて一定速度基準ω１という条件下で発生する速度変動
を０とすることによりトルク補正電流基準パターンを最
適化することができる。
第５図に本発明の異なる実施例を示す、第５図において
１８はサンプルホールド回路である。負荷変動により速
度フィードバックω、も回転角θ、と同期して変動を生
じる。これはトルク補正を理想的に行なえれば速度変動
を生じないが、実際には周期的な変動を生じ、このため
に速度制御回路８の出力１１ｒも変動する。この変動は
速度制御応答や負荷変動の周波数によって変化し、速度
制御の安定性に影響を与える。この周期的な速度の変動
を除去するため、回転角θ１がある特定の位置になった
タイミングで速度センサ６の出力ω、。をサンプルホー
ルドし、その結果を速度フィードバックω、としてフィ
ードバックする。これを第６図により説明する。第６図
は回転角θ４により負荷トルクが図の様に変動した場合
、同期機の速度ω、。も同じ周期で変動するため、ある
回転角ｏｒ。
１８はサンプルホールド回路である。負荷変動により速
度フィードバックω、も回転角θ、と同期して変動を生
じる。これはトルク補正を理想的に行なえれば速度変動
を生じないが、実際には周期的な変動を生じ、このため
に速度制御回路８の出力１１ｒも変動する。この変動は
速度制御応答や負荷変動の周波数によって変化し、速度
制御の安定性に影響を与える。この周期的な速度の変動
を除去するため、回転角θ１がある特定の位置になった
タイミングで速度センサ６の出力ω、。をサンプルホー
ルドし、その結果を速度フィードバックω、としてフィ
ードバックする。これを第６図により説明する。第６図
は回転角θ４により負荷トルクが図の様に変動した場合
、同期機の速度ω、。も同じ周期で変動するため、ある
回転角ｏｒ。
で速度ω、。をサンプリングし、以降θ。までホールド
しておくことにより周期性の変動を除去できることを示
したものである。
しておくことにより周期性の変動を除去できることを示
したものである。
第７図に本発明の他の実施例を示す、第７図において１
９は微分回路である。速度センサを用いず同期機の速度
を位置センサ１２の出力である回転角θ１を微分するこ
とにより求める。この速度ωｒ。
９は微分回路である。速度センサを用いず同期機の速度
を位置センサ１２の出力である回転角θ１を微分するこ
とにより求める。この速度ωｒ。
を前記サンプルホールド回路１８により周期変動除去を
行ない速度フィードバックω、として用いる。
行ない速度フィードバックω、として用いる。
第８図に本発明の他の実施例を示す、第８図は第５図の
実施例よりトルク補正回路１５を除いたものである。こ
の場合速度フィードバックω、は負荷変動による周期変
動分を除去しているため、電流子電流基準Ｉ□は一定と
なる。従って同期機４の電機子電流も一定であり、同期
機は一定トルクを出力する。一方負荷トルクは周期性を
もって変動しているため、速度の周期的な変動は抑制で
きない、ωｒａは周期的な変動を生ずるが、速度制御回
路８には影響がないため、制御の安定性を保つことがで
きる。
実施例よりトルク補正回路１５を除いたものである。こ
の場合速度フィードバックω、は負荷変動による周期変
動分を除去しているため、電流子電流基準Ｉ□は一定と
なる。従って同期機４の電機子電流も一定であり、同期
機は一定トルクを出力する。一方負荷トルクは周期性を
もって変動しているため、速度の周期的な変動は抑制で
きない、ωｒａは周期的な変動を生ずるが、速度制御回
路８には影響がないため、制御の安定性を保つことがで
きる。
第９図に本発明の他の実施例を示す、第９図は第７図よ
りトルク補正回路１５を除いたものである。
りトルク補正回路１５を除いたものである。
第８図と同様に速度の変動は抑制できないが、サンプル
ホールド回路１８により速度フィードバックω１、電流
基準Ｉ□が変動することは避けられ、制御の安定性を維
持できる。
ホールド回路１８により速度フィードバックω１、電流
基準Ｉ□が変動することは避けられ、制御の安定性を維
持できる。
（発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば負荷トルクが回転角
に同期して大きく変動する場合に、安定して速度制御を
行なうことのできる無整流子電動機を提供することがで
きる。
に同期して大きく変動する場合に、安定して速度制御を
行なうことのできる無整流子電動機を提供することがで
きる。
第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図。
第２図は第１図のトルク補正回路の動作説明図。
第３図から第５図および第７図から第９図までは本発明
の他の実施例を示す概要構成図、第６図は速度のサンプ
ルホールド動作を説明する図、第ｔｏ（Ｅｌは従来の制
御装置を示す概要構成図である。 ４・・・同期機、 ５・・・負荷、６・・・速
度センサ、 １２・・・位置センサ、１５・・・ト
ルク補正回路、 １６・・・ギア、１７・・・パターン
補正回路。 １８・・・サンプルホールド回路、１９・・・微分回路
。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図
の他の実施例を示す概要構成図、第６図は速度のサンプ
ルホールド動作を説明する図、第ｔｏ（Ｅｌは従来の制
御装置を示す概要構成図である。 ４・・・同期機、 ５・・・負荷、６・・・速
度センサ、 １２・・・位置センサ、１５・・・ト
ルク補正回路、 １６・・・ギア、１７・・・パターン
補正回路。 １８・・・サンプルホールド回路、１９・・・微分回路
。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図
Claims (1)
- 同期機の回転子位置を検知する手段を具備し、検知し
た位置角に対応して電機子電流の位相を決定するよう構
成した無整流子電動機において、前記検知した位置角に
応じて前記電機子電流の振幅を増減することを特徴とす
る無整流子電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002926A JPH02188178A (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 無整流子電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002926A JPH02188178A (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 無整流子電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02188178A true JPH02188178A (ja) | 1990-07-24 |
Family
ID=11542944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1002926A Pending JPH02188178A (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 無整流子電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02188178A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000014864A1 (en) * | 1998-09-04 | 2000-03-16 | Kone Corporation | Method for controlling a current-regulated motor |
| JP2013531459A (ja) * | 2010-06-22 | 2013-08-01 | エアリステック・コントロール・テクノロジーズ・リミテッド | 制御装置 |
-
1989
- 1989-01-11 JP JP1002926A patent/JPH02188178A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000014864A1 (en) * | 1998-09-04 | 2000-03-16 | Kone Corporation | Method for controlling a current-regulated motor |
| US6515444B1 (en) | 1998-09-04 | 2003-02-04 | Kone Corporation | Method for controlling a current-regulated motor |
| JP2013531459A (ja) * | 2010-06-22 | 2013-08-01 | エアリステック・コントロール・テクノロジーズ・リミテッド | 制御装置 |
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