JPH0389894A - 脈動負荷をもつ三相誘導電動機の励磁方式 - Google Patents
脈動負荷をもつ三相誘導電動機の励磁方式Info
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- JPH0389894A JPH0389894A JP1226922A JP22692289A JPH0389894A JP H0389894 A JPH0389894 A JP H0389894A JP 1226922 A JP1226922 A JP 1226922A JP 22692289 A JP22692289 A JP 22692289A JP H0389894 A JPH0389894 A JP H0389894A
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- induction motor
- load
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- phase induction
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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】
〔産業上の利用分野］
本発明は、三相誘導電動機が脈動負荷をもつ場合に、脈
動負荷に基づく振動を抑え、かつ運転特性を悪化させな
いようにした三相誘導電動機の励磁方式に関する。
動負荷に基づく振動を抑え、かつ運転特性を悪化させな
いようにした三相誘導電動機の励磁方式に関する。
三相誘導電動機が第７図に示したような脈動負荷（コン
プレッサ負荷等）をもつ場合には、必然的に速度変動を
生し、振動、騒音の原因となる。
プレッサ負荷等）をもつ場合には、必然的に速度変動を
生し、振動、騒音の原因となる。
特に、インバータエアコンの低周波電圧運転時のように
電動機が比較的低速で回転する場合には発生する振動の
振幅も大きくなり、その影響も大きくなる。この種の振
動は、その周波数が回転子の回転速度によって異なるよ
うなものであり、従来の励磁方式でこれを除去すること
は困難である。
電動機が比較的低速で回転する場合には発生する振動の
振幅も大きくなり、その影響も大きくなる。この種の振
動は、その周波数が回転子の回転速度によって異なるよ
うなものであり、従来の励磁方式でこれを除去すること
は困難である。
この振動に対する対策例としてはツインロータリコンプ
レッサ採用のエアコンが知られている。
レッサ採用のエアコンが知られている。
このツインロータリコンプレッサ採用のエアコンは、機
械的に脈動負荷のダイナミックバランスを改善したもの
であるが、経済的な面から大きな問題が残されている。
械的に脈動負荷のダイナミックバランスを改善したもの
であるが、経済的な面から大きな問題が残されている。
本発明は、上記した従来技術の問題点を解消するために
発明されたもので、三相誘導電動機が脈動負荷をもつ場
合の振動発生を抑え、しかも運転特性を悪化させないよ
うにした誘導電動機の励磁方式を提供することを目的と
するものである。
発明されたもので、三相誘導電動機が脈動負荷をもつ場
合の振動発生を抑え、しかも運転特性を悪化させないよ
うにした誘導電動機の励磁方式を提供することを目的と
するものである。
上記目的を達成するために、本発明方式の第一の要旨に
おいては、三相誘導電動機が脈動負荷をもつ場合におい
て、励磁電圧の振幅を脈動負荷の脈動周波数と同等の周
波数で変化させるものである。
おいては、三相誘導電動機が脈動負荷をもつ場合におい
て、励磁電圧の振幅を脈動負荷の脈動周波数と同等の周
波数で変化させるものである。
また、本発明方式の第二の要旨においては、三相誘導電
動機が脈動負荷をもつ場合において、励磁電圧の振幅及
び周波数を脈動負荷の脈動周波数と同等の周波数で同時
に変化させるものである。
動機が脈動負荷をもつ場合において、励磁電圧の振幅及
び周波数を脈動負荷の脈動周波数と同等の周波数で同時
に変化させるものである。
さらに、本発明方式の第三の要旨においては、三相誘導
電動機が脈動負荷をもつ場合において、励磁電圧の周波
数を脈動負荷の脈動周波数と同等の周波数で変化させる
ものである。
電動機が脈動負荷をもつ場合において、励磁電圧の周波
数を脈動負荷の脈動周波数と同等の周波数で変化させる
ものである。
本発明の脈動負荷駆動三相誘導電動機の振動防止装置に
おいては、脈動負荷をもつ三相誘導電動機と、本発明方
式によって得られる電圧波形を信号波とするインバータ
と、負荷脈動に基づく変動分（速度、トルク、振動等）
を検出する検出部と、その検出された変動分を比較し変
動分が最小となるように上記信号波の位相調整を行う変
動分比較部とを有するものである。
おいては、脈動負荷をもつ三相誘導電動機と、本発明方
式によって得られる電圧波形を信号波とするインバータ
と、負荷脈動に基づく変動分（速度、トルク、振動等）
を検出する検出部と、その検出された変動分を比較し変
動分が最小となるように上記信号波の位相調整を行う変
動分比較部とを有するものである。
［実施例］
以下に本発明を図面とともに具体的に説明する本発明は
三相誘導電動機の励磁方式に関するもので、そのうち特
に本発明の第一の要旨は励磁電圧の振幅を回転子の脈動
周波数ω。と同一周波数で時間変化させるような励磁方
式を基本としたものである。すなわち、通常印加する振
幅一定の電圧（周波数ω）を周波数ω。の電圧で振幅変
調した電圧を印加する方式である。
三相誘導電動機の励磁方式に関するもので、そのうち特
に本発明の第一の要旨は励磁電圧の振幅を回転子の脈動
周波数ω。と同一周波数で時間変化させるような励磁方
式を基本としたものである。すなわち、通常印加する振
幅一定の電圧（周波数ω）を周波数ω。の電圧で振幅変
調した電圧を印加する方式である。
第１図に示したような電圧で三相誘導電動機を励磁した
場合に発生するトルクについて考える。
場合に発生するトルクについて考える。
第７図の固定子の各相巻線によってできる磁束をそれぞ
れ、 Ｂ、＝ （Ｂｓ＋Ｂｓ＋５ｉｎ（ωｏｔ＋αｏ）） ５
ｉｎ（ωむ＋α）Ｂｂ＝ （８Ｍ＋８．＋５ｉｎ（ωｏ
ｕ αｏ） ） ５ｉｎ（ωｔ＋ （Ｘ＋”八π）Ｂｃ
＝ （Ｂｓ＋ＢＩＩ＋５ｉｎ（ωｏｔ＋（１’ｏ） ）
５ｉｎ（ωＬ＋ａ＋’八π）とすへと、位置θ（第７
図）におけるギャップの合成磁束８．は、 Ｂ、＝Ｂ、ｃｏｓθ＋Ｂｂｃｏｓ（θ＋２八π）＋Ｂｃ
ｃｏｓ（θ＋４八π）＝’／ｚＢａｓｉｎ（ωｔ＋ ａ
−θ）−３／４ＢｌｌｌＣＯ５（（ω＋ ω。）ｔ＋α
＋α０−θｌ ）’／Ｊｍ＋Ｃｏｓ （（ω−ωｏ）ｔ
＋α−α０−θ−・・・・・・・・−・−−−−−−−
−−・・・−（］）となる。いま回転子を一定角速度ω
１で回転させたとし、θをθ・ω６ｔ＋θ。（θ。：初
期角）と） して、フレ果ング右手の法則（ｖＢｆ則）及び左手の法
則（ｉＢｊ２則）を適用すれば、発生トルクＴは次のよ
うな形の式で表される。
れ、 Ｂ、＝ （Ｂｓ＋Ｂｓ＋５ｉｎ（ωｏｔ＋αｏ）） ５
ｉｎ（ωむ＋α）Ｂｂ＝ （８Ｍ＋８．＋５ｉｎ（ωｏ
ｕ αｏ） ） ５ｉｎ（ωｔ＋ （Ｘ＋”八π）Ｂｃ
＝ （Ｂｓ＋ＢＩＩ＋５ｉｎ（ωｏｔ＋（１’ｏ） ）
５ｉｎ（ωＬ＋ａ＋’八π）とすへと、位置θ（第７
図）におけるギャップの合成磁束８．は、 Ｂ、＝Ｂ、ｃｏｓθ＋Ｂｂｃｏｓ（θ＋２八π）＋Ｂｃ
ｃｏｓ（θ＋４八π）＝’／ｚＢａｓｉｎ（ωｔ＋ ａ
−θ）−３／４ＢｌｌｌＣＯ５（（ω＋ ω。）ｔ＋α
＋α０−θｌ ）’／Ｊｍ＋Ｃｏｓ （（ω−ωｏ）ｔ
＋α−α０−θ−・・・・・・・・−・−−−−−−−
−−・・・−（］）となる。いま回転子を一定角速度ω
１で回転させたとし、θをθ・ω６ｔ＋θ。（θ。：初
期角）と） して、フレ果ング右手の法則（ｖＢｆ則）及び左手の法
則（ｉＢｊ２則）を適用すれば、発生トルクＴは次のよ
うな形の式で表される。
Ｔ＝Ｔ、＋Ｔ、ｓｉｎωｏｔ＋Ｔｚｓｉｎ２ω、を即ち
、平均トルクＴ０の他に、回転子の脈動周波数ω。と同
一周波数の振動トルクＴ、ｓｉｎω。を及び２ω。の周
波数の振動トルクＴｚｓｉｎ２ω。ｔが発生する。
、平均トルクＴ０の他に、回転子の脈動周波数ω。と同
一周波数の振動トルクＴ、ｓｉｎω。を及び２ω。の周
波数の振動トルクＴｚｓｉｎ２ω。ｔが発生する。
本発明にかかる励磁方式の原理は、三相誘導電動機に平
均トルクの他に負荷の脈動の周波数と同一の周波数ω。
均トルクの他に負荷の脈動の周波数と同一の周波数ω。
をもつ振動トルクを発生させ、この振動トルクと負荷の
脈動トルクの位相を合わせることにより、負荷脈動によ
る振動を軽減しようとするものである（第４図）。即ち
、負荷が大きくなる期間では振動トルクが正トルクとし
て働いて三相誘導電動機の発生トルクをＴｏより大きく
し、負荷が小さくなる期間では振動トルクが負のトルク
として働き三相誘導電動機のトルクをＴｏより小さくす
ることように、つまり負荷の変動に対応したトルクを三
相誘導電動機に発生させることにより振動を抑制しよう
とするものである。なお、本発明による励磁方式におい
ては、２ω。の周波数の振動トルクも発生するが、これ
は振幅も小さく、また周波数もω。の２倍であるため、
このトルクによる速度変動は問題にならない程度である
。
脈動トルクの位相を合わせることにより、負荷脈動によ
る振動を軽減しようとするものである（第４図）。即ち
、負荷が大きくなる期間では振動トルクが正トルクとし
て働いて三相誘導電動機の発生トルクをＴｏより大きく
し、負荷が小さくなる期間では振動トルクが負のトルク
として働き三相誘導電動機のトルクをＴｏより小さくす
ることように、つまり負荷の変動に対応したトルクを三
相誘導電動機に発生させることにより振動を抑制しよう
とするものである。なお、本発明による励磁方式におい
ては、２ω。の周波数の振動トルクも発生するが、これ
は振幅も小さく、また周波数もω。の２倍であるため、
このトルクによる速度変動は問題にならない程度である
。
本発明のもう一つの特徴は、（１）式かられかるように
、振幅変調を正弦波信号で行った場合には、逆相静磁界
を発生しない点である。このことは、本発明により、速
度変動の軽減と同時に良好な運転特性を得ることが可能
であることを意味する。
、振幅変調を正弦波信号で行った場合には、逆相静磁界
を発生しない点である。このことは、本発明により、速
度変動の軽減と同時に良好な運転特性を得ることが可能
であることを意味する。
また、本発明の励磁方式をインバータを用いて行う場合
には、従来のＰＷＭ （パルス幅変調）インバータの信
号波形を正弦波（第６図）から本発明による電圧波形に
かえることによって容易に実現でき、コスト面からも非
常に有利な方法である。
には、従来のＰＷＭ （パルス幅変調）インバータの信
号波形を正弦波（第６図）から本発明による電圧波形に
かえることによって容易に実現でき、コスト面からも非
常に有利な方法である。
上記の説明では、■励磁電圧の振幅を負荷の脈動周波数
ω。と同等の周波数で変化させるような励磁方式（ｉ幅
変調励磁方式、第１図）を用いて、振動を軽減させる場
合について述べたが、その他にも■励ｆ６１電圧の振幅
及び周波数を脈動負荷の脈動周波数と同等の周波数で同
時に変化させるような励磁方式（振幅及び周波数混成変
調励磁方式、第２図）及び■励磁電圧の周波数を脈動負
荷の脈動周波数と同等の周波数で変化させるような励磁
方式（周波数変調励磁方式、第３図）によっても、同様
に振動を軽減させることができるものである。上記した
■の方式は、インバータを用いて周波数制御を行う場合
の■／ｆ一定制御の考えに基づいて本発明の■の方式に
周波数も同時に変化させることを加味したものである（
なお、本発明の■の方式では、Ｖ／ｆ一定であるとは限
らない。）。
ω。と同等の周波数で変化させるような励磁方式（ｉ幅
変調励磁方式、第１図）を用いて、振動を軽減させる場
合について述べたが、その他にも■励ｆ６１電圧の振幅
及び周波数を脈動負荷の脈動周波数と同等の周波数で同
時に変化させるような励磁方式（振幅及び周波数混成変
調励磁方式、第２図）及び■励磁電圧の周波数を脈動負
荷の脈動周波数と同等の周波数で変化させるような励磁
方式（周波数変調励磁方式、第３図）によっても、同様
に振動を軽減させることができるものである。上記した
■の方式は、インバータを用いて周波数制御を行う場合
の■／ｆ一定制御の考えに基づいて本発明の■の方式に
周波数も同時に変化させることを加味したものである（
なお、本発明の■の方式では、Ｖ／ｆ一定であるとは限
らない。）。
また、脈動負荷の脈動周波数と同等の周波数で、励磁電
圧の振幅及び／又は周波数を変化させる場合について説
明したが、これは上記周波数が脈動周波数と実質的に同
一である限り、上記周波数に多少のズレがある場合も本
発明の技術思想に含まれることを意味する。
圧の振幅及び／又は周波数を変化させる場合について説
明したが、これは上記周波数が脈動周波数と実質的に同
一である限り、上記周波数に多少のズレがある場合も本
発明の技術思想に含まれることを意味する。
以上説明した本発明による励磁方式は、具体的に、脈動
負荷駆動三相誘導電動機、例えばエアコン等に適用可能
であり、その場合、それらの振動、騒音を低減すること
ができる。この具体的な適用例を第５図に示したシステ
ムｉ威のブロック図に基づいて説明しておく。
負荷駆動三相誘導電動機、例えばエアコン等に適用可能
であり、その場合、それらの振動、騒音を低減すること
ができる。この具体的な適用例を第５図に示したシステ
ムｉ威のブロック図に基づいて説明しておく。
第５図は、本発明に、係る脈動負荷駆動三相誘導電動機
の振動防止装置を示すブロック図である。
の振動防止装置を示すブロック図である。
図中、２は三相誘導電動機で、脈動負荷４となるコンプ
レッサ等を具備しており、この三相誘導電動機２とコン
プレッサ４等によって、例えばエアコン駆動部６が構成
されることとなる。８は本発明方式によって得られる電
圧波形を信号波とするインバータで、この三相誘導電動
機２に励磁電圧を与える作用を行う。１０は変動分検出
部で、脈動負荷に基づく変動分（速度変動、トルク変動
、ケース等の振動振幅等）を検出する作用を行う。
レッサ等を具備しており、この三相誘導電動機２とコン
プレッサ４等によって、例えばエアコン駆動部６が構成
されることとなる。８は本発明方式によって得られる電
圧波形を信号波とするインバータで、この三相誘導電動
機２に励磁電圧を与える作用を行う。１０は変動分検出
部で、脈動負荷に基づく変動分（速度変動、トルク変動
、ケース等の振動振幅等）を検出する作用を行う。
この変動分検出部１０は、例えばマイコン、各種センナ
等を用いた公知手段によって構成することができる。１
２は変動分比較部で、検出した変動分を随時比較し変動
分が最小になるようにインバータの信号波の位相調整を
行うものである。
等を用いた公知手段によって構成することができる。１
２は変動分比較部で、検出した変動分を随時比較し変動
分が最小になるようにインバータの信号波の位相調整を
行うものである。
以上述べたごとく、本発明方式によれば、三相誘導電動
機が脈動負荷をもつ場合の振動を抑え、しかも運転特性
を悪化させることはなく、かつコスト面からも非常に有
利であるという大きな効果を達成することができるもの
である。
機が脈動負荷をもつ場合の振動を抑え、しかも運転特性
を悪化させることはなく、かつコスト面からも非常に有
利であるという大きな効果を達成することができるもの
である。
第１図は本発明において振幅変調励磁方式を用いた場合
の励磁電圧波形（１相分）を示す図面、第２図は本発明
において振幅及び周波数混成変調励磁方式を用いた場合
の、励磁電圧波形（１相分）を示す図面、第３図は本発
明において振幅及び周波数混成変調励磁方式を用いた場
合の励磁電圧波形（１相分）を示す図面、第４図は本発
明による振動軽減のための原理説明図、第５図は本発明
の脈動負荷駆動三相誘導電動機の振動防止装置を示すブ
ロック図、第６図は従来の励磁電圧波形（１相分）を示
す図面、第７図は回転位置角によって変動する負荷トル
ク図、第８図は三和誘導電動機のモデル図である。 ２・−・三相誘導電動機、４−・脈動負荷、コンプレッ
サ、６・−・エアコン駆動部、８−・インバータ、１０
−・・変動分検出部、１２・・・変動分比較部。
の励磁電圧波形（１相分）を示す図面、第２図は本発明
において振幅及び周波数混成変調励磁方式を用いた場合
の、励磁電圧波形（１相分）を示す図面、第３図は本発
明において振幅及び周波数混成変調励磁方式を用いた場
合の励磁電圧波形（１相分）を示す図面、第４図は本発
明による振動軽減のための原理説明図、第５図は本発明
の脈動負荷駆動三相誘導電動機の振動防止装置を示すブ
ロック図、第６図は従来の励磁電圧波形（１相分）を示
す図面、第７図は回転位置角によって変動する負荷トル
ク図、第８図は三和誘導電動機のモデル図である。 ２・−・三相誘導電動機、４−・脈動負荷、コンプレッ
サ、６・−・エアコン駆動部、８−・インバータ、１０
−・・変動分検出部、１２・・・変動分比較部。
Claims (4)
- （１）三相誘導電動機が脈動負荷をもつ場合において、
励磁電圧の振幅を脈動負荷の脈動周波数と同等の周波数
で変化させることを特徴とする三相誘導電動機の励磁方
式。 - （２）三相誘導電動機が脈動負荷をもつ場合において、
励磁電圧の振幅及び周波数を脈動負荷の脈動周波数と同
等の周波数で同時に変化させることを特徴とする三相誘
導電動機の励磁方式。 - （３）三相誘導電動機が脈動負荷をもつ場合において、
励磁電圧の周波数を脈動負荷の脈動周波数と同等の周波
数で変化させることを特徴とする三相誘導電動機の励磁
方式。 - （４）脈動負荷をもつ三相誘導電動機と、この三相誘導
電動機を励磁するための請求項（１）〜（３）の励磁方
式によって得られる電圧波形を信号波とするインバータ
と、上記脈動負荷に基づく変動分（速度、トルク、振動
等）を検出する検出部と、その検出された変動分を比較
し変動分が最小となるように上記信号波の位相調整を行
う変動分比較部とを有することを特徴とする脈動負荷駆
動三相誘導電動機の振動防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1226922A JPH0389894A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 脈動負荷をもつ三相誘導電動機の励磁方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1226922A JPH0389894A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 脈動負荷をもつ三相誘導電動機の励磁方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0389894A true JPH0389894A (ja) | 1991-04-15 |
Family
ID=16852706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1226922A Pending JPH0389894A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 脈動負荷をもつ三相誘導電動機の励磁方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0389894A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015073372A (ja) * | 2013-10-03 | 2015-04-16 | 日立アプライアンス株式会社 | モータ制御方法、モータ制御装置および流体機械 |
-
1989
- 1989-08-31 JP JP1226922A patent/JPH0389894A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015073372A (ja) * | 2013-10-03 | 2015-04-16 | 日立アプライアンス株式会社 | モータ制御方法、モータ制御装置および流体機械 |
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