JPH0340598B2 - - Google Patents

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JPH0340598B2
JPH0340598B2 JP59036350A JP3635084A JPH0340598B2 JP H0340598 B2 JPH0340598 B2 JP H0340598B2 JP 59036350 A JP59036350 A JP 59036350A JP 3635084 A JP3635084 A JP 3635084A JP H0340598 B2 JPH0340598 B2 JP H0340598B2
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/18Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1892Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks the arrangements being an integral part of the loads or of their control circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の関連する技術分野 本発明は、特許請求の範囲第1項および第4項
の上位概念に記載の、交流モータの調整方法およ
び回路装置に関する。
可変の周波数および電圧を用いて回転数が変化
する3相交流モータにおいて、機器(モータ)が
どんな作動状態においても最適に励磁されるよう
に、出来るだけ一定の磁束を空隙にて生ぜしめる
ことが公知である。基本的に機器の空隙における
磁束は調整量として検出可能であるが、公知の方
法を用いた場合高いコストが必要である。という
のは所謂“磁界に向けられた調整”では機器の励
磁は直接空隙における誘導測定によつて検出され
るからである。このために機器の溝に磁束測定コ
イルを収容するかまたは空隙にホールセンサを収
容すべきである。
この種のコストは通例採算が合わないので、実
際には簡単に次のようにして間に合わせている。
即ちまず給電電圧Uと回転磁界周波数との比、
所謂U/比を出来るだけ一定に保持しかつ機器
の固定子抵抗における、負荷に依存した電圧降下
を電流−抵抗補償、所謂I・R補償によつて補償
する。しかしこの種の方法は、ベクトル加算に代
わつて機器の皮相インピーダンスにおいて降下す
る電圧の値が加算されるだけなので極めて不確か
に動作する。更に機器の固定子巻線の抵抗は著し
く温度に依存し、従つてI・R補償は個別の作動
例にしか適合しない。このため大抵、負荷軽減さ
れた機器の極めて大きい無負荷電流が生じる。
従つて、U/比を負荷に依存した別の機関パ
ラメータから求めかつ調整する方法が公知であ
る。ドイツ連邦共和国特許公開第2615744号広報
には、すべての作動状態において機器の主インダ
クタンスにおける電圧降下が端子電圧から自動的
に計算機構により検出される、U/比の調整方
法が記載されている。この方法において使用され
る、計算機において電子的にシミユレートされる
近似式において、機器に固定子抵抗は定数として
扱われかつ更にその代わりに力率が求められなけ
ればならない。従つてこの計算において温度依存
性は取除かれず、しかも機器の力率を求めるため
に著しいコストをかけなければならない。ドイツ
連邦共和国特許公開第2806535号公報に記載の、
給電電圧を求める計算式の簡略化が提案されてい
る点のみ異なる公知の制御装置も、基本的には上
記の場合と同じ欠点を有する。
ドイツ連邦共和国特許公開第2939090号公報か
ら、発生する負荷トルクがどんな場合でも機器の
力率を最適化すべく3層交流モータの回転数を制
御または調整する方法が公知である。調整回路の
基準量として負荷トルクを使用する場合、機器の
主インダクタンスにおける電圧を間接的にしか制
御せず、従つてこの場合も上述の欠点が生じかつ
更に付加的に2つの量の間の結合は経験的に行な
わなければならない。
発明の課題 従つて本発明の課題は、冒頭に述べた形式の方
法および回路装置において、モータが消費した無
効電流を直接的に検出しかつ測定量として使用
し、それを用いて機器のU/比を負荷に無関係
に一定またはほぼ一定の励磁に基づいて調整でき
るようにすることである。
発明の構成および効果 この課題は、特許請求の範囲第1項に上位概念
に記載の方法において特許請求の範囲第1項の要
旨に記載の特徴によつて解決される。またこの課
題は、特許請求の範囲第4項の上位概念に記載の
回路装置おいて、特許請求の範囲第4項の要旨に
記載の特徴によつて解決される。
本発明の特別な利点は、無効電流調整が直接、
機器の一定またはほぼ一定の励磁を可能とすると
いうことにある。つまり逆給電電流は、モータ励
磁に対する直接的な尺度であるからである。この
電流は、パルスインバータを介して一定の中間回
路電圧をモータに供給する場合でも、モータの無
効電流の外にパルス作動による電圧交換に基づく
フリーホイール電流がその都度のダイオード電流
に含まれているときでも、ダイオード電流に基づ
いて測定可能である。電圧変換により生じるフリ
ーホイール電流は逆給電電流と同時には流れない
ので、逆給電電流は、フリーホイール電流を時間
的に取り除くようにタイミング制御することによ
つて検出することができる。更に電圧変換によつ
て生じるフリーホイール電流は中間回路電流と同
時には流れないので、フリーホイールダイオード
電流を流れないようにタイミング制御する信号
は、中間回路のパルス状の供給電流から導出する
ことができる。
逆給電電流のパルス状の測定値信号を機器の誘
導性の無効電流に直接比例する調整信号に変換す
るために、タイミング制御された測定値信号は平
滑化されかつこれに基づいて、調整信号は回転磁
界周波数に比例する量との割算によつて形成され
る。中間回路における容量性の、測定可能な無効
電流と、モータの主インダクタンスを流れる誘導
性の無効電流との比は、次の電力比から求められ
る。
モータの無効電力:QL=I2 LωL 電圧中間回路の無効電力:QC=I2C/ωC 2つの電力は同じであるはずなので、式で結ぶ
と、 IL=IC・1/ω√LC が成立つ。
従つて平滑化された測定値信号は、機器の誘導
性無効電流に直接依存する調整信号を得るため
に、乗算素子において係数1/ω・Kと乗算する必 要があるだけである。
実施例の説明 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて
詳細に説明する。
第1図には、パルスインバータにおいて生じ
る、2つのモータ電流方向の一方に対する電流が
図示されている。わかり易くするためにここには
2相インバータが図示されている。図示の電流経
過は原理的に多相インバータに対しても当嵌る。
それぞれのモータ電流方向に対して4つの異な
つた電流分岐路が生じる。これら電流分岐路は、
回転磁界周波数のタイミングにおいて電子スイ
ツチS1乃至S4の閉成乃至開放によつて切換ら
れ、その際これら電子スイツチS1乃至S4は図
示されていないパルス幅変調器を介して制御され
る。スイツチS1乃至S4それぞれに逆並列に、
ダイオードD1乃至D4が接続されている。これ
らダイオードを介して所謂フリーホイール電流が
流れる。
スイツチS2およびスイツチS3が閉成されて
いるとき、一定またはほぼ一定に保持された給電
電圧Uzを有する電圧中間回路から電流I1が端子
U、Xを有するモータに供給される。スイツチS
2が開放されると、フリーホイール電流I2がダイ
オードD4を介して流れる。スイツチS2の閉成
の際スイツチS3が開放されると、ダイオードD
1を介してフリーホイール電流I3が流れる。
モータは、無効電流を、中間回路から取出すイ
ンダクタンスLを有する。このモータ無効電流
は、モータインダクタンスLと中間回路キヤパシ
タンスCとの間を流れる交流電流である。従つて
給電電流I1と同時にダイオードD1およびD4を
介して、モータから中間回路に所謂逆給電電流I4
が流れる。この逆給電電流I4は、モータインダク
タンスと中間回路との間を中間回路のキヤパシタ
ンスCを介して流れる交流電流の、電圧基本波と
は反対の極性で流れる成分である。電圧基本波の
同じ極性で流れる、交流電流の成分は、給電電流
I1に含まれている。しかし無効電流の大きさを検
出するために、逆給電電流I4のみを測定すること
で十分である。というのはモータ無効電流は、電
圧基本波に対して90℃の電気角だけずれているの
で、極性の同じ電圧基本波および極性の反対の電
圧基本波によつて生じる単位時間当りの無効電流
は同じ大きさであるからである。いずれにせよ給
電電流I1の電流路にもフリーホイール電流I2およ
びI3の電流路にも流れる逆給電電流I4のみを測定
することは難しい。
ところで第2図には、3相インバータブリツジ
回路を使用した場合の逆給電電流I4の検出回路装
置が図示されている。この回路装置は上側のブリ
ツジアームにおいて電子スイツチS11,S12
およびS13を有し、各スイツチにはそれぞれフ
リーホイールダイオードD11,D12およびD
13が逆並列に接続されている。相応にこの回路
は、下の方のブリツジアームにおいて電子スイツ
チS21乃至S23および逆並列なフリーホイー
ルダイオードD21乃至D23を有する。逆給電
電流I4に対する測定装置は、下の方のブリツジア
ームに対してのみ図示されている。このために、
フリーホイールダイオードD21乃至D23が電
子スイツチS21乃至S23の接続分岐路8とは
別個の接続分岐路9を介して直流電圧中間回路の
対応する端子に接続されていることが重要であ
る。
ダイオードの接続分岐路9には、第1の電流測
定装置1が挿入されている。この測定装置を介し
て、第1図によればフリーホイール電流I2,I3
うち一方および逆給電電流I4から生じるダイオー
ド電流が検出される。フリーホイール電流I2,I3
を測定せず、逆給電電流I4のみを測定するため
に、装置1において検出された測定信号がアナロ
グスイツチ2を用いてタイミング制御される。フ
リーホイール電流I2,I3は中間回路を流れずかつ
時間的に見て、給電電流I1が流れるときには流れ
ないので、アナログスイツチ2を用いた測定信号
のクロツク制御信号は、生じた中間回路電流から
導出される。
このために中間回路に電流測定装置4が挿入さ
れている。この測定装置の端子とアナログスイツ
チ2の制御入力側との間に、コンパレータ5,6
が挿入されている。これらコンパレータは論理結
合素子を介してアナログスイツチ2を常時、給電
電流I1が流れていないとき開いているように、従
つて当該のダイオード−フリーホイール電流I2
I3が流れないようにタイミング制御する。
更に第3図には、電流測定装置4において検出
された中間回路電流、電流測定装置1において検
出されたダイオード電流およびアナログスイツチ
2の出力側に現われる測定信号が、時間に依存し
かつそれぞれ相互に関連付けられて図示されてい
る。1番上の線図には、給電電流I1と逆給電電流
I4との合計(中間回路電流)から生じる電流パル
スが図示されている。これに対して真中の線図に
おいて、例えばフリーホイール電流I2および逆給
電電流I4から成るダイオード電流は時間的にずれ
て生じることがわかる。上記中間回路電流と重な
る一部の時間区間においてダイオード電流は逆給
電電流I4からのみ成つている。この部分は真中の
線図の左側の電流パルスにおいて破線の斜線で図
示されており、それは1番下の線図上の測定信号
に相当していることがわかる。
アナログスイツチ2の出力測定信号は測定増幅
器3に供給され、増幅器出力側には直流電圧中間
回路の容量性無効電流に比例する信号が現われ
る。この信号は先に挙げた式に従つて除算素子7
を用いて、回転磁界周波数に比例する値K・ωに
よつて割算され、その結果除算素子7の出力側に
モータ無効電流に比例する信号が取出される。こ
の信号は引続き、基準量または調整量として3相
交流または単相交流モータの調整回路において処
理される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、2相インバータによつて給電される
交流モータの原理を示す回路略図であり、第2図
は無効電流検出部を備えた3相インバータによつ
て制御される3相交流モータの基本回路の略図で
あり、第3図は中間回路、ダイオード回路および
測定出力側における電流パルスの時間経過を示す
波形図である。 S1〜S4,S11〜S13,S21〜S23
……電子スイツチ、D1〜D4,D11〜D1
3,D21〜D23……ダイオード、I1……給電
電流、I2,I3……フリーホイール電流、I4……逆
給電電流、1,4……電流測定装置、2……アナ
ログスイツチ、3……測定増幅器、5,6……コ
ンパレータ、7……除算素子、IC……容量性無効
電流、IL……誘導性無効電流。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 容量性の直流電圧中間回路を介して電子スイ
    ツチおよび該スイツチに逆並列なフリーホイール
    ダイオードを有するパルスインバータから一定ま
    たはほぼ一定の電圧が供給され、その際モータの
    インダクタンスから中間回路のキヤパシタンスへ
    の逆給電電流が測定されかつ該測定値から無効電
    流調整に対する調整信号が形成される交流モータ
    を調整するための方法において、逆給電電流の測
    定値を、フリーホイールダイオード電流を時間的
    にタイミング制御により除くことにより形成する
    ことを特徴とする交流モータの調整方法。 2 フリーホイールダイオード電流を時間的に除
    くようにタイミング制御する信号を、中間回路電
    流から導出する特許請求の範囲第1項記載の交流
    モータの調整方法。 3 タイミング制御された測定信号を平滑化しか
    つそこから調整信号を回転磁界周波数に比例する
    量で割算することによつて形成する特許請求の範
    囲第1項または第2項に記載の交流モータの調整
    方法。 4 容量性の直流電圧中間回路を介して電子スイ
    ツチおよび該スイツチに逆並列なフリーホイール
    ダイオードを有するパルスインバータから一定ま
    たはほぼ一定の電圧が供給され、その際モータの
    インダクタンスから中間回路のキヤパシタンスへ
    の逆給電電流が測定されかつ該測定値から無効電
    流調整に対する調整信号が形成される交流モータ
    を調整するための方法を実施するための回路装置
    において、 少なくとも中間回路の一方の端子に対応してい
    るスイツチS21〜S23およびフリーホイール
    ダイオードD21〜D23が別個の分岐路8,9
    を介して前記一方の端子に接続されておりかつ前
    記フリーホイールダイオードD21〜D23の接
    続分岐路9に第1の電流測定装置1が挿入されて
    おり、また中間回路において第2の電流測定装置
    4が挿入されており、その際第1の測定装置1が
    アナログスイツチ2に接続されており、該アナロ
    グスイツチが第2の測定装置4に接続されている
    コンパレータ5,6を介して操作されることを特
    徴とする交流モータの調整回路装置。 5 アナログスイツチ2の出力側は、該アナログ
    スイツチ2の出力信号を回転磁界周波数に比例す
    る量(k・ω)によつて割算する乗算素子7に接
    続されている特許請求の範囲第4項記載の交流モ
    ータの調整回路装置。 6 アナログスイツチ2と乗算素子7との間に測
    定増幅器3が挿入されている特許請求の範囲第5
    項記載の交流モータの調整回路装置。
JP59036350A 1983-03-04 1984-02-29 交流モ−タの調整方法および回路装置 Granted JPS59165990A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3307623.5 1983-03-04
DE3307623A DE3307623C2 (de) 1983-03-04 1983-03-04 Verfahren und Schaltungsanordnung zur Regelung eines Wechselstrom- oder Drehstrommotors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59165990A JPS59165990A (ja) 1984-09-19
JPH0340598B2 true JPH0340598B2 (ja) 1991-06-19

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EP (1) EP0121696B1 (ja)
JP (1) JPS59165990A (ja)
DE (2) DE3307623C2 (ja)
DK (1) DK158690C (ja)

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