JPH06245575A - 交流電動機の制御方式 - Google Patents

交流電動機の制御方式

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JPH06245575A
JPH06245575A JP5027089A JP2708993A JPH06245575A JP H06245575 A JPH06245575 A JP H06245575A JP 5027089 A JP5027089 A JP 5027089A JP 2708993 A JP2708993 A JP 2708993A JP H06245575 A JPH06245575 A JP H06245575A
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JP
Japan
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current
phase
induction motor
windings
control
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JP5027089A
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English (en)
Inventor
Toshihiro Motai
俊博 馬渡
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Reliance Electric Ltd
Original Assignee
Reliance Electric Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した電流制御特性が得られると共に、シ
ンプルな回路構成で実現できる、誘導電動機の制御方式
を提供する。 【構成】 誘導電動機の一次電流を、トルク分電流と磁
束分電流とに分離し制御する、誘導電動機のベクトル制
御方式において、2つの巻線(U1 ,V1 ,W1),
(U2 ,V2 ,W2 )を持つ誘導電動機1を使用し、各
々の巻線に全く同位相の電流を、別個の制御回路11
0,120で供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般には交流電動機の
制御方式、特に誘導電動機のベクトル制御による制御方
式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】誘導電動機の制御方式の1つであるベク
トル制御では、誘導電動機の一次電流をトルク分電流と
磁束分電流に分離し、図1に示すような誘導電動機の各
相巻線U,V,Wに、1つのベクトル制御回路から電流
を供給するのが一般的であった。なお、図1(a)はス
ター結線を、図1(b)はデルタ結線を示している。
【0003】あるいは、図2に示すように2つのベクト
ル制御回路100,200で、誘導電動機150の各巻
線に流す電流を分担させる制御方式もあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】1つの制御回路で、各
相1個の巻線を持つ誘導電動機を駆動する方式が一般的
である。しかしながら、このような制御方式は、特に装
置が大形になり、また誘導電動機毎の出力装置を備える
必要があり、非常に不経済であった。
【0005】一方、図2の如く、2つの制御回路で、誘
導電動機の各巻線に流す電流を分担させる方式では、出
力の2つの電流によって短絡電流が制御回路いわゆるパ
ワー回路に流れ、パワー素子が破損したり、安定な制御
特性が得られない等の大きな欠点があり、制御回路内の
PWM制御部に特殊な回路を挿入したり、出力に大きな
ACリアクタを挿入する等の必要があった。
【0006】本発明の目的は、これらの欠点を除去し、
さらに経済的な制御回路の構成を可能にした誘導電動機
の制御方式、一般的には交流電動機の制御方式を提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、誘導電動機の
一次電流を、トルク分電流と磁束分電流とに分離し制御
する、誘導電動機のベクトル制御方式において、全く同
一のn個(nは2以上の整数)の各相の巻線をもつ誘導
電動機を使用し、個別のn個の制御回路を用いて、n個
の巻線に各々の制御回路で制御された同一の位相電流で
電流分担を行わせることを特徴とする。
【0008】また本発明は、電流の制御ループをもつ、
交流電動機の制御方式において、全く同一のn個(nは
2以上の整数)の各相の巻線をもつ交流電動機を使用
し、個別のn個の制御回路を用いて、n個の巻線に各々
の制御回路で制御された同一の位相電流で電流分担を行
わせることを特徴とする。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0010】本実施例では、制御の対象となる誘導電動
機は、図3に示すように、2組の各相巻線U1 ,V1
1 とU2 ,V2 ,W2 とを有している。図3(a)は
スター結線を、図3(b)はデルタ結線を示している。
本発明は、スター結線方式や、デルタ結線方式のいずれ
の誘導電動機にも適用することができる。
【0011】図4は、一実施例を示す回路図である。本
実施例は、制御回路110と制御回路120とから構成
されている。まず、制御回路110の構成を説明する。
【0012】誘導電動機のベクトル制御は、誘導電動機
1の3相巻線U1 ,V1 ,W1 に、速度制御器5で得ら
れた出力を、誘導電動機1がその運転状態を維持するた
めに必要なトルク分電流として、ベクトル演算器7に供
給する。ベクトル演算器7では、このトルク分電流ITR
と磁束分電流設定器(FLUX SET)15で設定さ
れた磁束分電流IFRとを、軸回転速度Wr とトルク分電
流ITRで得られるすべり周波数信号Ws から求められる
電気角位相信号に基づいて、ベクトル合成する。ベクト
ル合成して得られた直交2相指令信号Iα,Iβを、3
相の相電流指令信号に変換するための2相−3相変換器
8に供給する。2相−3相交換器8で得られた3相の相
電流指令信号IUR,IVR,IWRは、3個の電流制御器9
にそれぞれ供給される。これら相電流指令信号には、 IUR+IVR+IWR=0 の関係がある。各電流制御器9では、供給された相電流
指令信号と、誘導電動機の各相に流れた実際電流IUF
VF,IWFとを比較演算し、偏差が零になるような電流
指令MU ,MV ,MW を作成し、PWM制御器10に供
給する。PWM制御器10では、3相の電流指令に基づ
いて発振回路18からの三角波信号を制御して、パルス
幅変調された駆動パルスPU ,PV ,PW を、直流電源
から交流電源を取り出すパワーユニット16のドライバ
回路に供給し、パワー回路のトランジスタをスイッチン
グ動作させて電圧源を作り、誘導電動機1の一方の3相
巻線U1 ,V1 ,W1 に電流を供給する。
【0013】速度制御器5は、希望する速度の指令値
(speed ref)と、誘導電動機1に取り付けら
れた速度検出器2で得られる誘導電動機の実際速度から
得られるパルス信号φA ,φB を周波数−電圧変換する
ための周波数/電圧変換器(FVC)3を介して得られ
る速度帰還信号とを比較演算し、誘導電動機1に必要な
トルク分電流を取り出す。
【0014】一方、誘導電動機1の3相巻線U1
1 ,W1 に供給される電流の位相は、sinθ/co
sθ ROMテーブル14からベクトル演算器7へ入力
される一次電流位相信号により定められる。
【0015】ROMテーブル14は、エンドレスのアッ
プ/ダウン(up/down)・カウンタ4から入力さ
れる誘導電動機の一次電流周波数に相当する信号で、テ
ーブルの内容が読み出される。
【0016】アップ/ダウン・カウンタ4は、速度検出
器2で得られるパルス信号φA ,φB で得られる誘導電
動機の軸回転信号ωr と、誘導電動機の二次抵抗補正回
路6,絶対値演算器12,電圧/周波数変換器(VF
C)11を介して取り出した、誘導電動機のトルク分電
流に相当するすべり周波数信号ωs とを加減算し、誘導
電動機の一次電流周波数に該当する信号に変換した後、
この信号をアドレス信号としてsinθ/cosθ R
OMテーブル14の内容を読み出し、ベクトル演算器7
へ供給する誘導電動機の一次電流位相信号を取り出す。
【0017】軸回転信号ωr は、周波数/電圧変換器
(FVC)で電圧に変換されて、速度制御器5に入力さ
れる。
【0018】なお、二次抵抗補正回路6は、誘導電動機
の二次抵抗の温度変化分を補償するための回路であり、
誘導電動機に設けられた温度検出器17から温度情報が
入力される。
【0019】アップ/ダウン・カウンタ4での加減算
は、極性判別器13の指示により行われる。アップ/ダ
ウン・カウンタ4のカウント値は、sinθ/cosθ
ROMテーブル14にアドレスとして入力される。R
OMテーブルでは、アドレスに相当する番地のデータ
を、それぞれsinθテーブルおよびcosθテーブル
より読み出し、データsinθおよびcosθをベクト
ル演算器7へ入力する。
【0020】ベクトル演算器14では、前述した直交2
相指令信号Iα,Iβを次式より演算する。
【0021】 Iα=IFRcosθ−ITRsinθ Iβ=IFRsinθ+ITRcosθ 一方、誘導電動機のもう一組の各相U2 ,V2 ,W2
線には、制御回路110で得られた、基本的には、上記
1 ,V1 ,W1 巻線に供給された電流と同一位相の電
流が供給される。図4に示す制御回路120では、制御
回路110のベクトル演算器7の直交2相指令信号I
α,Iβを取り込み、2相−3相変換器8′,電流制御
器9′,PWM制御器10′,パワーユニット16′を
介して、巻線U2 ,V2 ,W2 へ、U1 ,V1 ,W1
同一位相電流として供給する。
【0022】なお、制御回路120の2相−3相変換器
8′,電流制御器9′,PWM制御器10′,パワーユ
ニット16′の動作は、制御回路110の2相−3相変
換器8,電流制御器9,PWM制御器10,パワーユニ
ット16と同じである。
【0023】本発明の効果を挙げる基本的な特徴は、2
つの巻線に同一位相電流を流すことであり、図5に示す
ように第1の制御回路110で得られた2相−3相変換
器8からの3相電流指令信号IUR,IVR,IWRを、第2
の制御回路130に取り込み、電流制御器9′,PWM
制御器10′,パワーユニット16′を介して、巻線U
2 ,V2 ,W2 ,へ、U1 ,V1 ,W1 と同一位相の電
流を供給することもできる。
【0024】また、第1の制御回路110の電流制御器
9やPWM制御器10の出力を第2制御回路に取り込む
ようにしてもよい。
【0025】さらには図6に示すように、回路的には複
雑になるが、第1の制御回路110の速度制御器5のト
ルク分電流指令を用いて、磁束分電流設定器15で設定
された磁束分電流指令と同一の大きさの磁束分電流指令
を、第2の制御回路140の磁束分電流設定器15′で
設定し、第1の制御回路110から速度制御器5のトル
ク分電流と、アップ/ダウン・カウンタ4のアドレス信
号とを取り込み、sinθ/cosθ ROMテーブル
14′,ベクトル演算器7′,2相−3相変換器8′,
電流制御器9′,PWM制御器10′,パワーユニット
16′によって、巻線U2 ,V2 ,W2 へ、U1
1 ,W1 と同一位相の電流を供給することもできる。
【0026】以上の各実施例において、第1の制御回路
と第2の制御回路の電流は位相が同一であれば、その大
きさは任意に分担することが可能である。
【0027】なお、本発明の制御方式は、ベクトル制御
方式にかかわらず、交流電動機の制御で電流の制御ルー
プをもつ制御回路方式にも適用できる。
【0028】本発明の制御方式を、同期電動機に適用す
る場合について説明する。
【0029】同期電動機のトルクTa は、U,V,Wの
各相電流をIU ,IV ,IW 、電流の振幅をIa ,有効
磁束をφ,回転位置をθ0 とすると、
【0030】
【数1】
【0031】で表され、図7に示す制御方式が用いられ
ることが一般的である。図において、31は速度制御
器、32は3相電流指令器、33は電流制御器、34は
PWM制御器、35はパワーユニット、36は周波数/
電圧変換器、37は速度検出器、38は同期電動機であ
る。
【0032】図8は、図7に示した従来の制御方式に本
発明を適用した実施例を示す。同期電動機38上で各相
ごとに2個の巻線を施し、一方の組の3相巻線への電流
U1,IV1,IW1と、他方の組の3相巻線への電流
U2,IV2,IW2とを、それぞれ個別の第1の制御回路
210および第2の制御回路220で分担し同一位相で
供給する。
【0033】第1の制御回路210は、図7において説
明した制御回路と同じであり、電流IU1,IV1,IW1
供給する。第2の制御回路220は、第1の制御回路2
10の3相電流指令器32から3相電流指令を取り出
し、電流制御器33′,PWM制御器34′,パワーユ
ニット35′により、IU1,IV1,IW1と同相の電流I
U2,IV2,IW2を供給する。
【0034】以上の誘導電動機および同期電動機の各実
施例ともに、電動機は2個の各相巻線を持つ例について
説明したが、n個の各相巻線を持つ電動機をn個の制御
回路を用いて制御することも可能である。
【0035】また以上の各実施例は、アナログ回路的に
実現しているが、コンピュータを用いて同様の機能を達
成できることは明らかである。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、交流電
動機内に設けられたn個の各相巻線に、同一位相の電流
を任意に分担し流すことで、安定した電流制御特性が得
られると共に、PWM制御回路やパワー回路にALリア
クタを挿入する等の特別な回路を挿入する必要がなく、
極めて、シンプルな回路構成で達成することができる。
【0037】また、n個の巻線に分担電流を流すこと
で、容量の小さい制御回路で、この制御回路容量のn倍
の交流電動機を駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】誘導電動機の各相巻線を示す図である。
【図2】従来の制御方式の一例を示す図である。
【図3】本発明に係る誘導電動機の各相巻線を示す図で
ある。
【図4】本発明を誘導電動機に適用した一実施例を示す
図である。
【図5】本発明を誘導電動機に適用した他の実施例を示
す図である。
【図6】本発明を誘導電動機に適用したさらに他の実施
例を示す図である。
【図7】同期電動機の制御方式を示す図である。
【図8】本発明を同期電動機に適用した実施例を示す図
である。
【符号の説明】
1 誘導電動機 2 速度検出器 3 周波数/電圧変換器 4 アップ/ダウン・カウンタ 5 速度制御器 6 二次抵抗補正回路 7 ベクトル演算器 8 2相−3相変換器 9 電流制御器 10 PWN制御器 11 電圧−周波数変換器 12 絶対値演算器 13 極性判別器 14 sinθ/cosθ ROMテーブル 31 速度制御器 32 3相電流指令器 33 電流制御器 34 PWM制御器 36 周波数/電圧変換器 37 速度検出器 38 同期電動機

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】誘導電動機の一次電流を、トルク分電流と
    磁束分電流とに分離し制御する、誘導電動機のベクトル
    制御方式において、 全く同一のn個(nは2以上の整数)の各相の巻線を持
    つ誘導電動機を使用し、個別のn個の制御回路を用い
    て、n個の巻線に各々の制御回路で制御された同一の位
    相電流で電流分担を行わせることを特徴とする誘導電動
    機の制御方式。
  2. 【請求項2】誘導電動機の一次電流を、トルク分電流と
    磁束分電流とに分離し制御する、誘導電動機のベクトル
    制御方式において、 全く同一の2つの各相の巻線を持つ誘導電動機を使用
    し、個別の2つの制御回路を用いて、2つの巻線に各々
    の制御回路で制御された同一の位相電流で電流分担を行
    わせることを特徴とする誘導電動機の制御方式。
  3. 【請求項3】電流の制御ループをもつ、交流電動機の制
    御方式において、 全く同一のn個(nは2以上の整数)の各相の巻線を持
    つ交流電動機を使用し、個別のn個の制御回路を用い
    て、n個の巻線に各々の制御回路で制御された同一の位
    相電流で電流分担を行わせることを特徴とする交流電動
    機の制御方式。
  4. 【請求項4】電流の制御ループをもつ、交流電動機の制
    御方式において、 全く同一の2つの各相の巻線を持つ交流電動機を使用
    し、個別の2つの制御回路を用いて、2つの巻線に各々
    の制御回路で制御された同一の位相電流で電流分担を行
    わせることを特徴とする交流電動機の制御方式。
JP5027089A 1993-02-17 1993-02-17 交流電動機の制御方式 Pending JPH06245575A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04325893A (ja) * 1991-04-24 1992-11-16 Hitachi Ltd 交流電動機制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04325893A (ja) * 1991-04-24 1992-11-16 Hitachi Ltd 交流電動機制御装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980922