JPH0334316B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0334316B2 JPH0334316B2 JP56175710A JP17571081A JPH0334316B2 JP H0334316 B2 JPH0334316 B2 JP H0334316B2 JP 56175710 A JP56175710 A JP 56175710A JP 17571081 A JP17571081 A JP 17571081A JP H0334316 B2 JPH0334316 B2 JP H0334316B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic flux
- motor
- margin angle
- angle
- constant margin
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- Expired - Lifetime
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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
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/34—Modelling or simulation for control purposes
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】
この発明は、直接式の位置検出器を持たない無
整流子電動機の定余裕角制御装置に関する。
整流子電動機の定余裕角制御装置に関する。
かかる制御装置において、直接式の位置検出器
にかわるものとして電動機電圧を検出し、これか
ら磁束演算器により磁束波形を求め、この磁束波
形にて電動機側変換器（逆変換器）の位相制御パ
ルスを切り出す方法がある。この場合、磁束波形
の良し悪しが直接位相制御パルスの位相誤差を左
右するため、その演算には十分注意することが必
要である。特に、電動機の回転数の高いときトル
クが減少してもよい場合には、電動機の磁束を弱
めてその逆起電力があまり大きくならないように
する、いわゆる弱め磁束範囲をもつ制御において
は、その弱め磁束範囲において磁束演算波形の振
巾が減少することによる相対誤差が増大する傾向
にあることが知られている。したがつて、このよ
うな弱め磁束範囲においても位置検出器なし無整
流子電動機の定余裕角制御を安定に、しかも精度
よく行なうことが望ましい。
にかわるものとして電動機電圧を検出し、これか
ら磁束演算器により磁束波形を求め、この磁束波
形にて電動機側変換器（逆変換器）の位相制御パ
ルスを切り出す方法がある。この場合、磁束波形
の良し悪しが直接位相制御パルスの位相誤差を左
右するため、その演算には十分注意することが必
要である。特に、電動機の回転数の高いときトル
クが減少してもよい場合には、電動機の磁束を弱
めてその逆起電力があまり大きくならないように
する、いわゆる弱め磁束範囲をもつ制御において
は、その弱め磁束範囲において磁束演算波形の振
巾が減少することによる相対誤差が増大する傾向
にあることが知られている。したがつて、このよ
うな弱め磁束範囲においても位置検出器なし無整
流子電動機の定余裕角制御を安定に、しかも精度
よく行なうことが望ましい。
第１図はかかる磁束演算波形による無整流子電
動機の位置検出器なし定余裕角制御装置の従来例
を示す構成図である。
動機の位置検出器なし定余裕角制御装置の従来例
を示す構成図である。
同図において、１は速度調節器、２は電流調節
器、３は点弧角調整器、４はサイリスタ変換器、
５は速度起電力演算器、６は積分器、７は定余裕
角パルス発生器、８はパルス分配器、９は無整流
子電動機、１０はタコジエネレータ（速度検出用
発電機）、SEは速度設定器、DCLは直流平滑用リ
アクトルである。
器、３は点弧角調整器、４はサイリスタ変換器、
５は速度起電力演算器、６は積分器、７は定余裕
角パルス発生器、８はパルス分配器、９は無整流
子電動機、１０はタコジエネレータ（速度検出用
発電機）、SEは速度設定器、DCLは直流平滑用リ
アクトルである。
交流電源（3φ）は電源側変換器４１を介して
直流に変換された後、適宜平滑リアクトルDCL
を介し、さらに電動機側変換器４２で交流に再変
換され、該交流電力により同期電動機９が駆動さ
れる。以上のように構成される無整流子電動機９
における速度制御は、速度設定器SEからの速度
設定信号n*と、電動機に直結した速度検出用発
電機１０からの速度検出信号ｎとを比較して速度
調節器１に入力し、次いで速度調節器１の出力信
号、すなわち電流設定信号i*と電源側変換器４１
の交流側入力電流検出信号ｉとを比較して電流調
節器２に入力し、得られた出力信号で点弧角調節
器３を介して電源側変換器４１の位相制御を行な
うことにより達成される。一方、電動機側変換器
４２の位相制御は、電動機電圧VMおよび電動機
電流IMから電動機速度起電力Ｅを求め、これを積
分演算して磁束Φの波形（有効磁束の各相成分）
を得た後、この磁束波形を定余裕角パルス発生器
７に入力し、出力される180゜el（電気角）幅の定
余裕角パルスをパルス分配器８に入力することに
より、その出力で行なわれる。
直流に変換された後、適宜平滑リアクトルDCL
を介し、さらに電動機側変換器４２で交流に再変
換され、該交流電力により同期電動機９が駆動さ
れる。以上のように構成される無整流子電動機９
における速度制御は、速度設定器SEからの速度
設定信号n*と、電動機に直結した速度検出用発
電機１０からの速度検出信号ｎとを比較して速度
調節器１に入力し、次いで速度調節器１の出力信
号、すなわち電流設定信号i*と電源側変換器４１
の交流側入力電流検出信号ｉとを比較して電流調
節器２に入力し、得られた出力信号で点弧角調節
器３を介して電源側変換器４１の位相制御を行な
うことにより達成される。一方、電動機側変換器
４２の位相制御は、電動機電圧VMおよび電動機
電流IMから電動機速度起電力Ｅを求め、これを積
分演算して磁束Φの波形（有効磁束の各相成分）
を得た後、この磁束波形を定余裕角パルス発生器
７に入力し、出力される180゜el（電気角）幅の定
余裕角パルスをパルス分配器８に入力することに
より、その出力で行なわれる。
第１図に示された定余裕角パルス発生器７は、
第２図の如く構成される。なお、第２図は定余裕
角パルス発生器をより詳細に示すブロツク図であ
り、第３図は第２図の各部波形を示す波形図であ
り、第４図は定格磁束時、弱め磁束時における各
磁束波形と制御進み角および定余裕角との関係を
説明する波形図である。
第２図の如く構成される。なお、第２図は定余裕
角パルス発生器をより詳細に示すブロツク図であ
り、第３図は第２図の各部波形を示す波形図であ
り、第４図は定格磁束時、弱め磁束時における各
磁束波形と制御進み角および定余裕角との関係を
説明する波形図である。
第２図において、７１は90゜el位相進め回路、
７２はコンパレータ、７３は転流重なり角（ｕ）
演算器（以下、ｕ演算器ともいう）、７４は磁束
絶対値演算器S1〜S3はスイツチで磁束の各線間成
分Φuv，Φvw，Φwuが正のときは“１”側にあり、
負のときは“２”側に切り換わるものである。
７２はコンパレータ、７３は転流重なり角（ｕ）
演算器（以下、ｕ演算器ともいう）、７４は磁束
絶対値演算器S1〜S3はスイツチで磁束の各線間成
分Φuv，Φvw，Φwuが正のときは“１”側にあり、
負のときは“２”側に切り換わるものである。
その動作について、第２図および第３図を参照
して説明する。
して説明する。
第３図イで示される如き有効磁束の各線間成分
（Φuv，Φvw，Φwu）は、まず90゜el位相進め回路７
１においてそれぞれ90゜elだけ進められる（Φuv→
Φ′uv，Φvw→Φ′vw，Φwu→Φ′wu）。なお、この位
相
進め回路７１は、入力信号が３相平衡入力であれ
ば単純な加減算回路によつて構成することができ
る。このようにして得れるΦ′uv，Φ′vw，Φ′wuはそ
れぞれ速度起電力Euv，Evw，Ewu（例えば、Euvは
uv間の速度起電力）と同位相となる。一方、磁
束絶対値演算器７４の出力を分圧して得られる余
裕角設定電圧V〓と、電流指令値（または検出値）
および磁束絶対値からｕ演算器７３により得られ
る重なり角演算電圧Vuとが加算され、制御進み
角（β）指令電圧V〓が作成される。次いで、制
御進み角指令電圧V〓はスイツチS1〜S3により各
相の入力磁束波形の正負に応じて極性が切り換え
られる。このようにして得られた矩形波のβ指令
電圧（±V〓）は第３図ロの如くそれぞれΦ′uv，
Φ′vw，Φ′wuと大小比較すことより、電圧／角度の
変換が行なわれ、第３図ハの如き定余裕角パルス
（180゜el幅）が作り出される。ここで上述の大小
比較は、90゜el位相進め回路７１の出力と制御進
み角指令電圧Vβとの差を減算回路によつて求め、
その差をコンパレータ７２において定数と比較す
ることにより行われる。ところで、第１図に示さ
れるような定余裕角制御の場合に弱め磁束範囲が
あると、演算磁束波形の振幅はそれに応じて小さ
くなる。すると、定余裕角パルス発生器７内のコ
ンパレータ７２による角度誤差が増大される恐れ
がある。すなわち、第４図からも明らかなよう
に、同じ誤差電圧ΔV〓をもつβ指令電圧V〓でも
コンパレータ７２で角度変換した場合、弱め磁束
波形の時の角度誤差Δβ′（第４図ロ参照）の方が、
定格磁束波形のそれ（第４図イのΔβ参照）より
も大きくなる。これは弱め磁束範囲が大きいほど
問題となる。
（Φuv，Φvw，Φwu）は、まず90゜el位相進め回路７
１においてそれぞれ90゜elだけ進められる（Φuv→
Φ′uv，Φvw→Φ′vw，Φwu→Φ′wu）。なお、この位
相
進め回路７１は、入力信号が３相平衡入力であれ
ば単純な加減算回路によつて構成することができ
る。このようにして得れるΦ′uv，Φ′vw，Φ′wuはそ
れぞれ速度起電力Euv，Evw，Ewu（例えば、Euvは
uv間の速度起電力）と同位相となる。一方、磁
束絶対値演算器７４の出力を分圧して得られる余
裕角設定電圧V〓と、電流指令値（または検出値）
および磁束絶対値からｕ演算器７３により得られ
る重なり角演算電圧Vuとが加算され、制御進み
角（β）指令電圧V〓が作成される。次いで、制
御進み角指令電圧V〓はスイツチS1〜S3により各
相の入力磁束波形の正負に応じて極性が切り換え
られる。このようにして得られた矩形波のβ指令
電圧（±V〓）は第３図ロの如くそれぞれΦ′uv，
Φ′vw，Φ′wuと大小比較すことより、電圧／角度の
変換が行なわれ、第３図ハの如き定余裕角パルス
（180゜el幅）が作り出される。ここで上述の大小
比較は、90゜el位相進め回路７１の出力と制御進
み角指令電圧Vβとの差を減算回路によつて求め、
その差をコンパレータ７２において定数と比較す
ることにより行われる。ところで、第１図に示さ
れるような定余裕角制御の場合に弱め磁束範囲が
あると、演算磁束波形の振幅はそれに応じて小さ
くなる。すると、定余裕角パルス発生器７内のコ
ンパレータ７２による角度誤差が増大される恐れ
がある。すなわち、第４図からも明らかなよう
に、同じ誤差電圧ΔV〓をもつβ指令電圧V〓でも
コンパレータ７２で角度変換した場合、弱め磁束
波形の時の角度誤差Δβ′（第４図ロ参照）の方が、
定格磁束波形のそれ（第４図イのΔβ参照）より
も大きくなる。これは弱め磁束範囲が大きいほど
問題となる。
この発明は上記に鑑みなされたもので、弱め磁
束範囲においても無整流子電動機の定余裕角制御
を高精度に行ないうるようにすることを目的とす
るものである。
束範囲においても無整流子電動機の定余裕角制御
を高精度に行ないうるようにすることを目的とす
るものである。
上記目的は、本発明によれば、少なくとも逆変
換器を含む電力変換装置によつて給電される無整
流子電動機の電動機電圧および電流に基づいて該
電動機に速度起電力を演算する起電力演算回路
と、該起電力を積分して磁束波形を演算する積分
回路と、該磁束波形を基準にして電動機の転流重
なり角を演算し、該重なり角と別途設定される電
動機の転流余裕角との和と位相を90度進められた
前記磁束波形との比較により決定された制御進み
角を有する定余裕角制御パルスを切り出す定余裕
角パルス発生回路と、を備え、切り出された前記
定余裕角制御パルスをゲート信号として前記電力
変換装置における逆変換器の点弧位相を制御する
ようにした無整流子電動機の定余裕角制御装置に
おいて、 前記積分回路により演算される磁束波形の振幅
を弱め磁束領域においても常に最大定格振幅に保
つ手段を設けたことにより達成される。
換器を含む電力変換装置によつて給電される無整
流子電動機の電動機電圧および電流に基づいて該
電動機に速度起電力を演算する起電力演算回路
と、該起電力を積分して磁束波形を演算する積分
回路と、該磁束波形を基準にして電動機の転流重
なり角を演算し、該重なり角と別途設定される電
動機の転流余裕角との和と位相を90度進められた
前記磁束波形との比較により決定された制御進み
角を有する定余裕角制御パルスを切り出す定余裕
角パルス発生回路と、を備え、切り出された前記
定余裕角制御パルスをゲート信号として前記電力
変換装置における逆変換器の点弧位相を制御する
ようにした無整流子電動機の定余裕角制御装置に
おいて、 前記積分回路により演算される磁束波形の振幅
を弱め磁束領域においても常に最大定格振幅に保
つ手段を設けたことにより達成される。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
第５図はこの発明の要部実施例を示すブロツク
図、第６図は弱め磁束パターンと速度関数パター
ンとの関係を示す特性図、第７図はこの発明の他
の実施例を示すブロツク図である。
図、第６図は弱め磁束パターンと速度関数パター
ンとの関係を示す特性図、第７図はこの発明の他
の実施例を示すブロツク図である。
第５図において、５〜８は第１図に示されたも
のと同じであり、１１は乗算器、１２は速度関数
発生器である。なお、同図は電動側変換器（逆変
換器）の制御回路のみを示すものである。
のと同じであり、１１は乗算器、１２は速度関数
発生器である。なお、同図は電動側変換器（逆変
換器）の制御回路のみを示すものである。
同図からも明らかなように、この発明は速度起
電力演算器５と積分器６との間に乗算器１１が設
けられ、速度関数発生器１２により得られる電動
機速度ｎに応じた信号ｆ（ｎ）と、速度起電力Ｅ
とを乗算して磁束信号Φを作るようにしている点
が特徴である。信号ｆ（ｎ）は弱め磁束のパター
ンに応じて決められ、例えば磁束パターンをΦ
（ｎ）とすれば、ｆ（ｎ）＝Ｋ・１／Φ（ｎ）（Ｋは
比例定数）の如く表わされる。すなわち、第６図
の点線から右側に示されるような弱め磁束領域に
おいて同図のΦ（ｎ）の如く速度に反比例して磁
束弱めを行なうものとすると、ｆ（ｎ）は同図に
示されるように直線的に増大するパターンとな
る。このようにすれば、弱め磁束範囲におても積
分器６の出力磁束波形は最大定格振幅をもつよう
になり、したがつて定余裕角パルス発生器におけ
る角度誤差の発生を極力抑止することができる。
電力演算器５と積分器６との間に乗算器１１が設
けられ、速度関数発生器１２により得られる電動
機速度ｎに応じた信号ｆ（ｎ）と、速度起電力Ｅ
とを乗算して磁束信号Φを作るようにしている点
が特徴である。信号ｆ（ｎ）は弱め磁束のパター
ンに応じて決められ、例えば磁束パターンをΦ
（ｎ）とすれば、ｆ（ｎ）＝Ｋ・１／Φ（ｎ）（Ｋは
比例定数）の如く表わされる。すなわち、第６図
の点線から右側に示されるような弱め磁束領域に
おいて同図のΦ（ｎ）の如く速度に反比例して磁
束弱めを行なうものとすると、ｆ（ｎ）は同図に
示されるように直線的に増大するパターンとな
る。このようにすれば、弱め磁束範囲におても積
分器６の出力磁束波形は最大定格振幅をもつよう
になり、したがつて定余裕角パルス発生器におけ
る角度誤差の発生を極力抑止することができる。
乗算器の一方の入力として、上述の如き信号ｆ
（ｎ）のかわりに定余裕角パルス発生器（第２図
参照）によつて得られる磁束絶対値の逆関数信号
を導入してもよい。第７図はこのような場合の実
施例を示すブロツク図で、上記の如き磁束絶対値
の逆関数発生器１３が設けられている点が特徴で
ある。
（ｎ）のかわりに定余裕角パルス発生器（第２図
参照）によつて得られる磁束絶対値の逆関数信号
を導入してもよい。第７図はこのような場合の実
施例を示すブロツク図で、上記の如き磁束絶対値
の逆関数発生器１３が設けられている点が特徴で
ある。
以上のように、この発明によれば、定余裕角パ
ルスを切り出すための磁束波形の振幅を弱め磁束
範囲においても常に最大定格振幅に保つようにし
たため、定余裕角パルス発生器での角度誤差発生
が少なくなり、高精度な位置検出器なし定余裕角
制御が可能となる。
ルスを切り出すための磁束波形の振幅を弱め磁束
範囲においても常に最大定格振幅に保つようにし
たため、定余裕角パルス発生器での角度誤差発生
が少なくなり、高精度な位置検出器なし定余裕角
制御が可能となる。
なお、この発明は直流式だけでなく交流式の無
整流子電動機制御システムの弱め磁束運転時に適
用することができる。
整流子電動機制御システムの弱め磁束運転時に適
用することができる。
第１図は位置検出器なし無整流子電動機の定余
裕角制御装置の従来例を示す構成図、第２図は定
余裕角パルス発生器を詳細に示すブロツク図、第
３図は第２図の各部の波形を示す波形図、第４図
は定格磁束時および弱め磁束時における各磁束波
形と、制御進み角および定余裕角との関係を説明
するための波形図、第５図はこの発明の実施例を
示す要部ブロツク図、第６図は弱め磁束パターン
と速度関数パターンとの関係を示す特性図、第７
図はこの発明の他の実施例を示す要部ブロツク図
である。 符号説明、１……速度調節器、２……電流調節
器、３……点弧パルス調整器、４……サイリスタ
変換器、５……速度起電力演算器、６……積分
器、７……定余裕角パルス発生器、７１……
90゜el位相進め回路、７２……コンパレータ、７
３……ｕ演算器、７４……磁束絶対値演算器、８
……パルス分配器、９……無整流子電動機、１０
…タコジエネレータ、１１……掛算器、１２……
関数発生器、１３……逆関数発生器。
裕角制御装置の従来例を示す構成図、第２図は定
余裕角パルス発生器を詳細に示すブロツク図、第
３図は第２図の各部の波形を示す波形図、第４図
は定格磁束時および弱め磁束時における各磁束波
形と、制御進み角および定余裕角との関係を説明
するための波形図、第５図はこの発明の実施例を
示す要部ブロツク図、第６図は弱め磁束パターン
と速度関数パターンとの関係を示す特性図、第７
図はこの発明の他の実施例を示す要部ブロツク図
である。 符号説明、１……速度調節器、２……電流調節
器、３……点弧パルス調整器、４……サイリスタ
変換器、５……速度起電力演算器、６……積分
器、７……定余裕角パルス発生器、７１……
90゜el位相進め回路、７２……コンパレータ、７
３……ｕ演算器、７４……磁束絶対値演算器、８
……パルス分配器、９……無整流子電動機、１０
…タコジエネレータ、１１……掛算器、１２……
関数発生器、１３……逆関数発生器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも逆変換器を含む電力変換装置によ
つて給電される無整流子電動機の電動機電圧およ
び電流に基づいて該電動機の速度起電力を演算す
る起電力演算回路５と、該起電力を積分して磁束
波形を演算する積分回路６と、該磁束波形を基準
にして電動機の転流重なり角を演算し、該重なり
角と別途設定される電動機の転流余裕角との和と
位相を90度進められた前記磁束波形との比較によ
り決定された制御進み角を有する定余裕角制御パ
ルスを切り出す定余裕角パルス発生回路７と、を
備え、切り出された前記定余裕角制御パルスをゲ
ート信号として前記電力変換装置における逆変換
器の点弧位相を制御するようにした無整流子電動
機の定余裕角制御装置において、 前記積分回路６により演算される磁束波形の振
幅を弱め磁束領域においても常に最大定格振幅に
保つ手段１１，１２，１３を設けたことを特徴と
する無整流子電動機のの定余裕角制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56175710A JPS5879491A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 無整流子電動機の定余裕角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56175710A JPS5879491A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 無整流子電動機の定余裕角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5879491A JPS5879491A (ja) | 1983-05-13 |
| JPH0334316B2 true JPH0334316B2 (ja) | 1991-05-22 |
Family
ID=16000879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56175710A Granted JPS5879491A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 無整流子電動機の定余裕角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5879491A (ja) |
-
1981
- 1981-11-04 JP JP56175710A patent/JPS5879491A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5879491A (ja) | 1983-05-13 |
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