JPH0334317B2 - - Google Patents
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- JPH0334317B2 JPH0334317B2 JP58209128A JP20912883A JPH0334317B2 JP H0334317 B2 JPH0334317 B2 JP H0334317B2 JP 58209128 A JP58209128 A JP 58209128A JP 20912883 A JP20912883 A JP 20912883A JP H0334317 B2 JPH0334317 B2 JP H0334317B2
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- 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
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- H02P25/03—Synchronous motors with brushless excitation
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- 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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、直流を交流に変換するインバータと
該インバータからの交流出力により駆動される同
期電動機とその回転周波数と前記インバータの出
力周波数が一致するように該インバータの位相制
御を行なうインバータ制御手段とから成る無整流
子電動機に関するものであり、更に詳しくは、前
記インバータ制御手段におけるインバータの位相
制御に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field to Which the Invention Pertains] The present invention relates to an inverter that converts direct current to alternating current, a synchronous motor driven by the alternating current output from the inverter, and a synchronous motor whose rotational frequency matches the output frequency of the inverter. The present invention relates to a commutatorless electric motor comprising an inverter control means for controlling the phase of the inverter so as to control the phase of the inverter, and more particularly, it relates to phase control of the inverter in the inverter control means.
第1図は無整流子電動機の一般的な構成を示す
ブロツク図である。同図において、1は直流電
源、2はインバータ、3は同期電動機、4はイン
バータ制御手段、である。
FIG. 1 is a block diagram showing the general configuration of a commutatorless motor. In the figure, 1 is a DC power supply, 2 is an inverter, 3 is a synchronous motor, and 4 is an inverter control means.
すなわち、インバータ2は、直流電源1から供
給される直流を交流に変換して同期電動機3を駆
動する。インバータ制御手段4は、普通は同期電
動機3の回転子の位置を検出し、それによりイン
バータ22を構成するサイリスタ等の点弧用のゲ
ート信号を作成、出力するもので、このようにし
てインバータ2の出力周波数と同期電動機3の回
転周波数とが一致し同期するようになつている。 That is, the inverter 2 converts the DC supplied from the DC power supply 1 into AC to drive the synchronous motor 3. The inverter control means 4 normally detects the position of the rotor of the synchronous motor 3, and generates and outputs a gate signal for starting the thyristor etc. that constitutes the inverter 22. The output frequency of the synchronous motor 3 matches and is synchronized with the rotational frequency of the synchronous motor 3.
従つて無整流子電動機は、直流機のブラシおよ
び整流子による機械的整流機構を回転子の位置検
出器とサイリスタに置き換えたものに相当し、直
流電動機の制御性の良さと同期電動機の保守の容
易さという各長所を兼ね備えたものとして各種用
途に使用されている。 Therefore, a commutatorless motor is equivalent to a DC motor in which the mechanical commutation mechanism using brushes and a commutator is replaced with a rotor position detector and thyristor. It is used for various purposes because it combines the advantages of ease of use.
第2図は無整流子電動機の具体例を示す回路図
である。同図において、第1図における要素と対
応した要素には同じ符号を付してある。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of a commutatorless motor. In this figure, elements corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals.
第2図において、直流電源1は、普弾は図示せ
ざる3相交流電源を整流する整流器から成る直流
電源装置Eと平滑用リアクトルLiから成つてい
る。インバータ2は直流電源1から直流中間電流
Idおよび直流中間電圧Edを入力されて3相交流
を作成し、これにより同期電動機3を駆動する。
インバータ制御手段4の機能は先に述べた通りで
ある。EMは電動機3の線間誘起電圧である。 In FIG. 2, the DC power supply 1 consists of a DC power supply device E consisting of a rectifier (not shown) for rectifying a three-phase AC power supply, and a smoothing reactor Li. Inverter 2 receives DC intermediate current from DC power supply 1.
Id and DC intermediate voltage Ed are inputted to create three-phase AC, thereby driving the synchronous motor 3.
The functions of the inverter control means 4 are as described above. EM is the line-to-line induced voltage of the motor 3.
第3図は第2図に示した如き無整流子電動機
(直接的には同期電動機3)の電圧、電流波形を
示す波形図である。 FIG. 3 is a waveform diagram showing the voltage and current waveforms of the non-commutator motor (directly the synchronous motor 3) as shown in FIG.
すなわち第3図aにおいて、一点鎖線で示した
波形○イは無負荷誘起電圧を示し、点線の波形○ロは
負荷時の誘起電圧を示し、実線の○ハは端子電圧を
示している。何れも、三相をa、b、c相とする
と、a相とb相の間の線間電圧である。無負荷時
の誘起電圧○イと負荷時の誘起電圧○ロは正弦波を形
成しているが、端子電圧○ハは、インバータ2にお
けるサイリスタ間の転流に伴つて電圧陥没を発生
ていることが認められるであろう。 That is, in FIG. 3A, the waveform ○A indicated by a dashed line indicates the no-load induced voltage, the waveform ○B indicated by the dotted line indicates the induced voltage under load, and the solid line ○C indicates the terminal voltage. In each case, assuming that the three phases are a, b, and c, this is the line voltage between the a and b phases. The induced voltage ○a during no load and the induced voltage ○b during load form a sine wave, but the terminal voltage ○c has a voltage dip due to commutation between the thyristors in inverter 2. will be recognized.
第3図bはa相の電流波形を示している。 FIG. 3b shows the current waveform of the a phase.
さて、第3図aにおいて、無負荷誘起電圧○イの
零クロス点をK1とすると、K1に対するサイリス
タの点弧位相角β0が設定制御進み角と呼ばれ、ま
た負荷時誘起電圧○ロの零クロス点をK2とすると、
K2に対するサイリスタの点弧位相角βが実効制
御進み角と呼ばれるものである。またγは転流余
裕角、uは重なり角と呼ばれるものである。 Now, in Fig. 3a, if the zero cross point of the no-load induced voltage ○a is K 1 , the firing phase angle β 0 of the thyristor with respect to K 1 is called the setting control advance angle, and the induced voltage ○ If the zero cross point of B is K 2 , then
The firing phase angle β of the thyristor with respect to K 2 is called the effective control advance angle. Further, γ is called a commutation margin angle, and u is called an overlap angle.
すなわち、第2図に示した如き直流自然転流形
無整流子電動機では、電機子反作用の影響を重な
り角uの影響とによつて、負荷電流の増大と共に
実効制御進み角βが減少し、ついには転流に必要
な電圧が得られなくなつて運転不能になる。転流
を完了させるためには、転流が終了するまで転流
電圧が加えられている必要があり、この条件は
(β−u)>0である。この(β−u)=γが転流
余裕角であり、β=uとなつた状態が転流限界と
云われる。 That is, in the DC natural commutation type non-commutator motor as shown in FIG. 2, the effective control advance angle β decreases as the load current increases due to the influence of the armature reaction and the influence of the overlap angle u. Eventually, the voltage necessary for commutation cannot be obtained and operation becomes impossible. In order to complete commutation, commutation voltage must be applied until commutation is completed, and this condition is (β-u)>0. This (β-u)=γ is the commutation margin angle, and the state where β=u is called the commutation limit.
所で、無整流子電動機の運転において、インバ
ータ2の実効制御進み角βを適切に与えること
は、インバータの余裕角γを必要最小限に確保
し、したがつて電動機を高力率で運転することが
可能となり、装置全体の利用率を高めるととも
に、インバータにおける転流を安定して行なわせ
るために重要な課題であると云える。 By the way, in the operation of a non-commutator motor, appropriately giving the effective control advance angle β of the inverter 2 secures the margin angle γ of the inverter to the necessary minimum, and therefore operates the motor at a high power factor. This can be said to be an important issue in order to increase the utilization rate of the entire device and to ensure stable commutation in the inverter.
このような意味において、所望の転流余裕角を
γsetとしたとき、このγsetを得るのに必要な実効
制御進み角をβsetとすると、両者の間には次の(1)
式が成立することが知られている。 In this sense, when the desired commutation margin angle is γset, and the effective control advance angle required to obtain this γset is βset, there is the following relationship between the two: (1)
It is known that the formula holds true.
βset=u+γset=cos-1(cosγset
−√2ωLcId/EM) ……(1)
ここで ω;回転角速度
Lc;転流インダクタンス(同期電動機内
に含まれている)
Id;直流中間電流
EM;電動機線間誘起電圧実効値
u;転流重なり角
上記(1)式において、ω,Idは無整流子電動機に
おいて検出することの容易な量であり、転流イン
ダクタンスLcは同期電動機が与えられればそれに
よつて一義的に決まる量である。またEMは一般
に演算によつて比較的容易に求めることの可能な
量である。したがつて零クロス点K2の時点が検
出できさえすれば、あとは上記(1)式にしたがつて
所望の転流余裕角γsetを得るための実効制御進み
角βsetを算出し、これによつてサイリスタの点弧
時点を求めることができる。零クロス点K2は、
電動機負荷により誘起電圧の位相が変化するた
め、一定ではなく、やはり変化する。βset=u+γset=cos -1 (cosγset −√2ωL c I d /E M ) ...(1) where ω; rotational angular velocity L c ; commutation inductance (included in the synchronous motor) I d ; DC Intermediate current E M ; Effective value of induced voltage between motor lines u ; Commutation overlap angle In the above equation (1), ω and I d are quantities that are easy to detect in a non-commutated motor, and commutation inductance L c is a quantity uniquely determined by a given synchronous motor. Furthermore, E M is generally a quantity that can be relatively easily determined by calculation. Therefore, as long as the zero cross point K2 can be detected, the only thing left to do is to calculate the effective control advance angle βset to obtain the desired commutation margin angle γset according to equation (1) above, and then The firing point of the thyristor can thus be determined. The zero cross point K2 is
Since the phase of the induced voltage changes depending on the motor load, it is not constant but also changes.
そこで従来は、零クロス点K2を求めるのに、
次の(2)式により算出した同期電動機の誘起電圧を
利用していた。 Therefore, conventionally, to find the zero cross point K 2 ,
The induced voltage of the synchronous motor calculated by the following equation (2) was used.
ea=va−Lcdia/dt−Raia …(2)
但し ea;一相の電動機誘起電圧
va;一相の電動端子電圧
ia;電機子電流
Ra;電機子抵抗
所が上記(2)式により算出される誘起電圧eaは、
その算出に用いる端子電圧vaが、第3図aからも
分るように、きれいな正弦波でなく陥没波形であ
ることなどに起因して、ノイズ成分(高調波成
分)を多く含むため、誤差の多いものとなる。そ
こでこのノイズ成分を除くために、算出された誘
起電圧信号を積分器により一旦積分する。積分結
果からはノイズは除去されるが、積分により位相
が90゜elずれるので積分値は同期電動機の磁束に
相当した量となる。そこでこの積分値を更に
90゜elだけ位相をずらしてもとの位相に戻すこと
により誘起電圧相当の量を得、これの零クロス点
を求めてK2としていた。 e a = v a −L c di a /dt−R a i a …(2) where e a ; One-phase motor induced voltage v a ; One-phase motor terminal voltage i a ; Armature current R a ; The induced voltage e a calculated by the above equation (2) at the child resistance is:
As can be seen from Figure 3a, the terminal voltage v a used for this calculation is not a clean sine wave but a depressed waveform, and contains many noise components (harmonic components), resulting in an error. There will be a lot of Therefore, in order to remove this noise component, the calculated induced voltage signal is once integrated by an integrator. Although noise is removed from the integration result, the phase is shifted by 90 degrees el due to the integration, so the integrated value becomes an amount equivalent to the magnetic flux of the synchronous motor. Therefore, this integral value is further
By shifting the phase by 90°el and returning it to the original phase, an amount equivalent to the induced voltage was obtained, and the zero crossing point of this was found and defined as K 2 .
所が周知のように積分器は、入力信号や積分器
自体のもつオフセツト特性や特性そのものの温度
ドリフトなどにより、正あるいは負極性方向にお
いて飽和することがあり、一般に良好な性能のも
のが得られないので、上述のようにして求められ
た零クロス点は誤差が多く不正確であり、ひいて
は無整流子電動機におけるインバータの位相制御
の精度が低くなるという欠点があつた。 However, as is well known, integrators can become saturated in the positive or negative polarity direction due to input signals, offset characteristics of the integrator itself, temperature drift of the characteristics itself, etc., and generally good performance cannot be obtained. Therefore, the zero-crossing point determined as described above has many errors and is inaccurate, resulting in a disadvantage that the accuracy of the phase control of the inverter in the commutatorless motor becomes low.
本発明は、上述のような従来技術の欠点を除去
するためになされたものであり、従つて本発明の
目的は、無整流子電動機におけるインバータの位
相制御において、インバータの転流余裕角が必要
最小限の値となるように設定制御進み角に従つて
サイリスタの点弧位相を精度良く制御するこので
きる制御装置を提供することにあり、それによつ
て無整流子電動機の力率(ひいては効率)を良好
な状態に維持しながら電動機の運転を継続するこ
とができる。
The present invention has been made to eliminate the drawbacks of the prior art as described above, and an object of the present invention is to solve the problem of inverter commutation margin angle required in inverter phase control in a commutatorless motor. The object of the present invention is to provide a control device that can accurately control the firing phase of a thyristor according to a set control advance angle so as to have a minimum value, thereby improving the power factor (and thus efficiency) of a commutatorless motor. The motor can continue to operate while maintaining the motor in good condition.
本発明においては、同期電動機の誘起電圧を2
軸電圧、例えば磁極に平行な成分と、それと直交
する成分とに分離することにより該電動機の内部
相差角δを先ず求める。他方、前記(1)式に従つて
実効制御進み角βを算出する。そしてδとβの和
をとることにより設定制御進み角β0を求め、無負
荷誘起電圧の零クロス点K1(この位置は負荷に関
係なく不変であるから、電動機の磁極位置から容
易に求まる)を基準として、該進み角β0に対応し
た位相でサイリスタの点弧信号をインバータへ送
出する。
In the present invention, the induced voltage of the synchronous motor is reduced to 2
First, the internal phase difference angle δ of the motor is determined by separating the axial voltage into a component parallel to the magnetic pole and a component perpendicular thereto. On the other hand, the effective control advance angle β is calculated according to equation (1) above. Then, by calculating the sum of δ and β, the set control advance angle β 0 is obtained, and the zero-crossing point K 1 of the no-load induced voltage (this position remains unchanged regardless of the load, so it can be easily determined from the magnetic pole position of the motor. ), the thyristor firing signal is sent to the inverter at a phase corresponding to the advance angle β 0 .
本発明はこのようにして、積分器を使用するこ
となく、無整流子電動機のインバータにおけるサ
イリスタの点弧位相の高精度な制御を可能にして
いる。 The present invention thus enables highly accurate control of the firing phase of the thyristor in the inverter of a commutatorless motor without using an integrator.
次に図を参照して本発明の一実施例を説明す
る。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第4図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。同図において、2はインバータ、3は同期
電動機、12は電圧、電流検出器、13はパルス
ジエネレータ、14は磁極が特定位置(スタート
点)にきたことを検出する磁極位置検出器、15
は誘起電圧演算器、16は回転している磁極のス
タート点からの位置を演算によつて求めて出力す
る磁極位置演算器、17は2軸誘起電圧演算器、
18は内部相差角δを演算によつて求める内部相
差角演算器、19は設定制御進み角β0を演算によ
つて求めるβ0演算器、20は点弧信号発生器、で
ある。 FIG. 4 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. In the figure, 2 is an inverter, 3 is a synchronous motor, 12 is a voltage and current detector, 13 is a pulse generator, 14 is a magnetic pole position detector that detects when the magnetic pole has come to a specific position (starting point), 15
1 is an induced voltage calculator; 16 is a magnetic pole position calculator that calculates and outputs the position of the rotating magnetic pole from the starting point; 17 is a biaxial induced voltage calculator;
18 is an internal phase difference angle calculator for calculating the internal phase difference angle δ; 19 is a β 0 calculator for calculating the setting control advance angle β 0 ; and 20 is an ignition signal generator.
さて、誘起電圧演算器15は、電圧、電流検出
器12によつて検出される電動機端子電圧、電機
子電流を用い前記(2)式に従つて誘起電圧ea、eb、
ecを算出して出力する。磁極位置演算器16は、
電動機3の回転量に比例した個数のパルスを発生
するパルスジエネレータ13からのパルスをカウ
ントするカウンタと、該カウント値に対応した
sin〓,cosθ(但し、θはa相巻線と磁極軸とのな
す角度)を該カウント値をアドレスとして記憶す
るPROMから構成されている。なお前記カウン
タは、磁極位置検出器14からのリセツト信号に
より、電動機3の1回転毎にリセツトされるよう
になつている。従つて磁極位置演算器16は、パ
ルスジエネレータ13からのパルスをカウンタに
よりカウントし、該カウント値をアドレスとして
PROMから、sinθ,cosθを読出して出力するこ
とができる。 Now, the induced voltage calculator 15 uses the voltage, motor terminal voltage and armature current detected by the current detector 12 to calculate induced voltages e a , e b ,
Calculate and output e c . The magnetic pole position calculator 16 is
A counter that counts pulses from a pulse generator 13 that generates a number of pulses proportional to the amount of rotation of the electric motor 3, and
It is composed of a PROM that stores sin〓, cos θ (where θ is the angle formed between the a-phase winding and the magnetic pole axis) and the count value as an address. The counter is reset every rotation of the electric motor 3 by a reset signal from the magnetic pole position detector 14. Therefore, the magnetic pole position calculator 16 counts the pulses from the pulse generator 13 using a counter, and uses the counted value as an address.
Sinθ and cosθ can be read and output from the PROM.
2軸誘起電圧演算器17は、誘起電圧ea、eb、
ecとsinθ,cosθを与えられて、次の(3)式に従つて
磁極軸(d軸)に平行な電圧edとそれに直交する
電圧eq(q軸誘起電圧)とを演算して出力する。 The two-axis induced voltage calculator 17 calculates induced voltages e a , e b ,
Given e c , sin θ, and cos θ, calculate the voltage e d parallel to the magnetic pole axis (d axis) and the voltage e q (q axis induced voltage) perpendicular to it according to the following equation (3). Output.
ed=eacosθ+1/√3(eb−ec)sinθ
eq=−easinθ+1/√3(eb−ec)cosθ …(3)
ここで ea,eb,ec;各相の誘起電圧
ed,eq ;d,q軸誘起電圧
θ ;a相巻線と磁極軸
のなす角度
なお、第5図は同期機の電圧ペクトル図を示
す。同図において、ΨFは界磁電流による磁束を、
Ψaは電機子反作用による磁束を、Ψはその合成
磁束を、E0は無負荷誘起電圧を、Eは誘起電圧
を、それぞれ示している。e d = e a cosθ+1/√3 (e b −e c ) sinθ e q = −e a sinθ+1/√3 (e b −e c ) cosθ …(3) where e a , e b , e c ; Induced voltages of each phase e d , e q ; d and q axis induced voltages θ ; angle formed by the a-phase winding and the magnetic pole axis. Fig. 5 shows a voltage spectrum diagram of the synchronous machine. In the same figure, Ψ F is the magnetic flux due to the field current,
Ψ a represents the magnetic flux due to armature reaction, Ψ represents the resultant magnetic flux, E 0 represents the no-load induced voltage, and E represents the induced voltage, respectively.
第5図から内部相差角δは次の(4)式で与えら
れ、従つて内部相差角演算器18で求められるこ
とが理解されるであろう。 It will be understood from FIG. 5 that the internal phase difference angle δ is given by the following equation (4), and is therefore determined by the internal phase difference angle calculator 18.
δ=tan-1(−ed/eq) ……(4)
なお前記(3)式における各相の誘起電圧ea,eb,
ecは、前記(2)式にしたがつて演算器15において
求められるが、演算に帰因する種々の誤差によ
り、求められた誘起電圧信号は一般に高い周波数
成分を含み歪をもつた信号になる。 δ=tan -1 ( -ed / e q ) ...(4) In addition, the induced voltages of each phase in the above equation (3) e a , e b ,
e c is obtained by the calculator 15 according to the above equation (2), but due to various errors caused by the calculation, the obtained induced voltage signal generally contains high frequency components and becomes a distorted signal. Become.
制御上、この歪は好ましくないので、例えばフ
イルタ回路に信号を通して歪を除去しようとする
と、この信号は交流量であるため、位相遅れを発
生し、不都合が生じる。そこで一般にはこの信号
を積分回路に導びき、前述の高周波による歪を除
去し、しかる後、積分出力を90゜el移相し、歪を
含まない正弦波状の信号を得ているが、このよう
にすると積分器の特性ドリフトなどの問題点があ
ることは前述した通りである。 This distortion is undesirable in terms of control, so if an attempt is made to remove the distortion by passing a signal through a filter circuit, for example, since this signal is an alternating current, a phase lag will occur, causing problems. Generally, this signal is led to an integrating circuit to remove the distortion caused by the high frequency mentioned above, and then the integrated output is phase shifted by 90°el to obtain a sine wave signal without distortion. As mentioned above, there are problems such as characteristic drift of the integrator.
そこで本実施例では、次の方法により積分器を
用いずに歪を除くことを可能にしている。すなわ
ち、前記(3)式によつて求められた2軸誘起電圧
ed,eqは定常状態では直流量となる。したがつて
ed,eq信号をフイルタに通しても交流量の場合に
問題となつた位相遅れは生じない。そこで本実施
例では、前記(4)式にしたがつて演算器18におい
て内部相差角δを求める際に、ed,eq信号をフイ
ルタに通すことにより前述のような演算に帰因し
た歪を除去して誤差のないδを求めている。 Therefore, in this embodiment, the distortion can be removed without using an integrator by the following method. In other words, the biaxial induced voltage obtained by the above equation (3)
e d and e q are DC amounts in steady state. Therefore
Even if the e d and e q signals are passed through a filter, the phase lag that was a problem in the case of alternating current does not occur. Therefore, in this embodiment, when calculating the internal phase difference angle δ in the calculator 18 according to equation (4), the distortion caused by the calculation as described above is eliminated by passing the e d and e q signals through a filter. is removed to obtain error-free δ.
次にインバータの設定制御進み角β0は次の(5)式
によつて演算器19において求められる。 Next, the setting control advance angle β 0 of the inverter is determined by the calculator 19 using the following equation (5).
β0=δ+u+γset
=tan-1(−ed/eq)+cos-1
(cosγset−√2ωLcId/EM) ……(5)
なお基準となる無負荷誘起電圧の零クロス点
K1は、電動機の回転軸に取り付けられた磁極位
置検出器14によつて求められ、またパルスジエ
ネレータ13からのパルスをカウントし、そのカ
ウント値が演算により求めたβ0の値と一致したと
きに点弧信号発生器20を介してインバータ2に
おけるサイリスタに点弧パルスを出力する。 β 0 = δ + u + γset = tan -1 (-e d / e q ) + cos -1 (cos γ set - √2ωL c I d /E M ) ...(5) The zero-crossing point of the no-load induced voltage is the reference
K 1 is determined by the magnetic pole position detector 14 attached to the rotating shaft of the motor, and the pulses from the pulse generator 13 are counted, and the count value matches the value of β 0 determined by calculation. At times, a firing pulse is output to the thyristor in the inverter 2 via the firing signal generator 20.
以上説明した如き、本発明による演算方式で
は、各諸量としてそれぞれの瞬時値を用いてお
り、静的にはもとより過渡的にも、所望の転流余
裕角γsetが得られ、電動機を最も力率の良い状態
で運転することが可能となる。 As explained above, in the calculation method according to the present invention, each instantaneous value is used as each quantity, and the desired commutation margin angle γset can be obtained not only statically but also transiently, and the motor can be It becomes possible to drive in a state with good efficiency.
また本発明の実施例では、誘起電圧に関する2
軸電圧を求める際の基準座標軸として磁極軸を用
いて説明したが、本来この基準座標軸は任意の位
置にとつたものでよく、任意の位置にとつた基準
座標軸に対する誘起電圧の位相角δ′を前記(3)式と
類似した演算で求めれば上記基準軸に対する設定
制御進み角β0′は次の(6)式で与えられる。 In addition, in the embodiment of the present invention, two
Although the explanation has been made using the magnetic pole axis as the reference coordinate axis when determining the shaft voltage, this reference coordinate axis may be set at any arbitrary position, and the phase angle δ' of the induced voltage with respect to the reference coordinate axis set at any position can be calculated by If calculated using a calculation similar to the above equation (3), the set control advance angle β 0 ' with respect to the reference axis can be given by the following equation (6).
β0′=δ′+u+γset=δ′+cos-1
(cosγset−√2ωLcId/EM ……(6)
〔発明の効果〕
本発明によれば、同期電動機の誘起電圧を2軸
電圧、例えば、磁極に平行する成分と、それに直
交する成分の二つ(2軸電圧)に分離することに
より同期機の内部相差角δを求め、無整流子電動
機のインバータの設定制御進み角β0を、このδと
転流重なり角uと所望の転流余裕角γの和に相当
する分だけ、容易に求まる基準点K1から移相す
ることにより、実現しているので転流余裕角を常
に必要最小限に精度良く保ちながら電動機を良好
な力率で運転することが出来るという利点があ
る。β 0 ′=δ′+u+γset=δ′+cos -1 (cos γset−√2ωL c I d /E M ...(6) [Effects of the Invention] According to the present invention, the induced voltage of the synchronous motor can be converted into two-axis voltage, For example, the internal phase difference angle δ of a synchronous machine is determined by separating the component parallel to the magnetic pole and the component perpendicular to it (two-axis voltage), and the setting control lead angle β 0 of the inverter of a non-commutated motor is determined. , is realized by shifting the phase from the easily determined reference point K1 by an amount corresponding to the sum of this δ, the commutation overlap angle u, and the desired commutation margin angle γ, so the commutation margin angle is always maintained. This has the advantage that the electric motor can be operated with a good power factor while maintaining the necessary minimum precision.
第1図は無整流子電動機の一般的な構成を示す
ブロツク図、第2図は無整流子電動機の具体例を
示す回路図、第3図は第2図の回路における電
圧、電流波形を示す波形図、第4図は本発明の一
実施例を示すブロツク図、第5図は同期機の電圧
ベクトル図、である。
符号説明、1……直流電源、2……インバー
タ、3……同期電動機、4……インバータ制御手
段、12……電圧検出回路、13……パルスジエ
ネレータ、14……磁極位置検出器、15……誘
起電圧演算回路、16……磁極位置演算回路、1
7……2軸誘起電圧演算器、18……内部相差角
演算器、19……β0演算器、20……点弧信号発
生器。
Fig. 1 is a block diagram showing the general configuration of a non-commutator motor, Fig. 2 is a circuit diagram showing a specific example of a non-commutator motor, and Fig. 3 shows voltage and current waveforms in the circuit of Fig. 2. FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a voltage vector diagram of a synchronous machine. Explanation of symbols, 1... DC power supply, 2... Inverter, 3... Synchronous motor, 4... Inverter control means, 12... Voltage detection circuit, 13... Pulse generator, 14... Magnetic pole position detector, 15 ...Induced voltage calculation circuit, 16...Magnetic pole position calculation circuit, 1
7...Two-axis induced voltage calculator, 18...Internal phase difference angle calculator, 19... β0 calculator, 20...Ignition signal generator.
Claims (1)
バータからの交流出力により駆動される同期電動
機と、該同期電動機の回転周波数と前記インバー
タの出力周波数が一致するように該インバータを
構成するスイツチ素子に点弧信号を送出するイン
バータ制御手段とから成る無整流子電動機におい
て、 前記同期電動機の誘起電圧を与えられ、それを
磁極に平行な成分と、それに直交する成分との2
軸電圧に分離すると共に、それぞれをフイルタに
通して歪みを除去し、該歪み除去後の2軸電圧か
ら前記電動機の内部相差角を算出する第1の演算
手段と、 前記同期電動機の負荷電流と誘起電圧と回転数
と転流インダクタンスを与えられて前記インバー
タにおけるスイツチ素子の転流重なり角と転流余
裕角目標値の和を算出する第2の演算手段と、 算出された前記内部相差角と前記和を合計して
前記スイツチ素子の設定制御進み角を出力する第
3の演算手段と、 前記同期電動機の無負荷誘起電力の零クロス点
の位相を検出する手段と、 該位相の検出された時刻から前記設定制御進み
角に相当する時間の経過したタイミングにおいて
前記スイツチ素子へ点弧信号を出力する手段と、 を前記インバータ制御手段が、少なくとも具備し
て成ることを特徴とする無整流子電動機における
インバータの位相制御装置。[Claims] 1. An inverter that converts direct current to alternating current, a synchronous motor driven by an alternating current output from the inverter, and an inverter that is operated so that the rotational frequency of the synchronous motor and the output frequency of the inverter match. In a commutatorless motor comprising an inverter control means for sending an ignition signal to the constituent switch elements, the induced voltage of the synchronous motor is applied and divided into two components: a component parallel to the magnetic poles and a component orthogonal thereto.
a first calculating means that separates the axial voltage into axial voltages, passes each of them through a filter to remove distortion, and calculates an internal phase difference angle of the motor from the two axial voltages after the distortion has been removed; and a load current of the synchronous motor. a second calculation means for calculating the sum of the commutation overlap angle and the commutation margin angle target value of the switch elements in the inverter given the induced voltage, rotation speed, and commutation inductance; and the calculated internal phase difference angle; third calculating means for summing the sums and outputting a setting control advance angle of the switch element; means for detecting the phase of a zero-crossing point of no-load induced power of the synchronous motor; A commutatorless electric motor characterized in that the inverter control means comprises at least the following: means for outputting an ignition signal to the switch element at a timing when a time corresponding to the set control advance angle has elapsed from time of day. Inverter phase control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58209128A JPS60102892A (en) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | Phase control system of inverter in commutatorless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58209128A JPS60102892A (en) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | Phase control system of inverter in commutatorless motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60102892A JPS60102892A (en) | 1985-06-07 |
| JPH0334317B2 true JPH0334317B2 (en) | 1991-05-22 |
Family
ID=16567745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58209128A Granted JPS60102892A (en) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | Phase control system of inverter in commutatorless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60102892A (en) |
-
1983
- 1983-11-09 JP JP58209128A patent/JPS60102892A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60102892A (en) | 1985-06-07 |
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