JPH07106078B2 - 交流電動機の制御装置 - Google Patents
交流電動機の制御装置Info
- Publication number
- JPH07106078B2 JPH07106078B2 JP59050904A JP5090484A JPH07106078B2 JP H07106078 B2 JPH07106078 B2 JP H07106078B2 JP 59050904 A JP59050904 A JP 59050904A JP 5090484 A JP5090484 A JP 5090484A JP H07106078 B2 JPH07106078 B2 JP H07106078B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control device
- electric motor
- amount
- reactive power
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- 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
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は交流電動機を速度制御する制御装置に係り、特
に交流電動機が電気的振動等の不安定な状態の時、その
不安定な状態を抑制するのに好適な制御装置に関する。
に交流電動機が電気的振動等の不安定な状態の時、その
不安定な状態を抑制するのに好適な制御装置に関する。
従来、交流電動機を当該制御装置で駆動した場合、軽負
荷時に電気的振動を行し、交流電動機の運転に悪影響を
及ぼすという欠点があつた。特にパルス幅制御インバー
タでパルス数が多い場合、インバータの出力電圧の不定
状態なる割合が大きいため、電気的振動が大きくなる。
荷時に電気的振動を行し、交流電動機の運転に悪影響を
及ぼすという欠点があつた。特にパルス幅制御インバー
タでパルス数が多い場合、インバータの出力電圧の不定
状態なる割合が大きいため、電気的振動が大きくなる。
〔発明の目的〕 本発明の目的は、電気振動を起こしている交流電動機に
おいて、その無効電力に応じた量を検出し、その量の変
動を小さくするように制御することにより電気振動を抑
制する制御装置を提供することにある。
おいて、その無効電力に応じた量を検出し、その量の変
動を小さくするように制御することにより電気振動を抑
制する制御装置を提供することにある。
電気的振動を起す交流電動機は摩擦損が小さかつたり、
また機械出力が小さい場合に起り易い。このことは無効
電力が大きい場合に起り易いということを意味してい
る。電気的振動は無効電力変動が増幅されて起るものと
考えられる。この電気振動を抑制するためには、無効電
力に応じた量を検出し、無効電力の変動を抑制するよう
に制御をしてやればよい。即ち本発明は、出力周波数と
出力電圧を変化させ交流電動機を速度制御する交流電動
機の制御装置において、前記制御装置の出力電力のうち
無効電力に応じた量を検出する検出手段と、前記検出手
段による検出された前記量が変動したとき該変動が小さ
くなるように出力電圧を制御する制御手段を備えたこと
を特徴とするのもである。
また機械出力が小さい場合に起り易い。このことは無効
電力が大きい場合に起り易いということを意味してい
る。電気的振動は無効電力変動が増幅されて起るものと
考えられる。この電気振動を抑制するためには、無効電
力に応じた量を検出し、無効電力の変動を抑制するよう
に制御をしてやればよい。即ち本発明は、出力周波数と
出力電圧を変化させ交流電動機を速度制御する交流電動
機の制御装置において、前記制御装置の出力電力のうち
無効電力に応じた量を検出する検出手段と、前記検出手
段による検出された前記量が変動したとき該変動が小さ
くなるように出力電圧を制御する制御手段を備えたこと
を特徴とするのもである。
以下、本発明の一実施例を第１図から第３により説明す
る。
る。
本実施例に適用したのは不等パルス幅制御電圧型インバ
ータによつて誘導電動機を駆動した場合である。本イン
バータにてパルス数を増すと出力電圧波形で電位が不定
の状態が現らわれる。このため誘導電動機が電気的振動
を起す。特にすべりが小さい時著るしい傾向にある。
ータによつて誘導電動機を駆動した場合である。本イン
バータにてパルス数を増すと出力電圧波形で電位が不定
の状態が現らわれる。このため誘導電動機が電気的振動
を起す。特にすべりが小さい時著るしい傾向にある。
本発明の構成を第１図に示す。直流電源３よりの直流電
力はインバータ２を通して交流に変換さされ交流電動機
１を駆動する。この交流は周波数制御回路５と電圧制御
回路６より任意のインバータ２の出力周波数指令と出力
電圧指令を発生する。パルス発生回路４は周波数制御回
路５と電圧制御回路６とから受けた指令によりインバー
タ２を構成するトランジスタ、あるいはサイリスタの導
通指令信号となるパルス列を形成する。このパルス列は
出力電流が正弦波に近づくように形成される。出力電流
を可能な限り正弦波に近づけるためには一周期間のパル
スの数を多くする必要がある。しかし、インバータ２の
回路構成上、電位不定状態が発生する。パルスの数が多
いほど一周期間の電位不定状態の割合が大きくなり、こ
れが電動機の無効電力の変動を増し運転を不安定にす
る。また、直流電源３にリツプルが乗つている場合も無
効電力の変動を増し、運転を不安定にする。
力はインバータ２を通して交流に変換さされ交流電動機
１を駆動する。この交流は周波数制御回路５と電圧制御
回路６より任意のインバータ２の出力周波数指令と出力
電圧指令を発生する。パルス発生回路４は周波数制御回
路５と電圧制御回路６とから受けた指令によりインバー
タ２を構成するトランジスタ、あるいはサイリスタの導
通指令信号となるパルス列を形成する。このパルス列は
出力電流が正弦波に近づくように形成される。出力電流
を可能な限り正弦波に近づけるためには一周期間のパル
スの数を多くする必要がある。しかし、インバータ２の
回路構成上、電位不定状態が発生する。パルスの数が多
いほど一周期間の電位不定状態の割合が大きくなり、こ
れが電動機の無効電力の変動を増し運転を不安定にす
る。また、直流電源３にリツプルが乗つている場合も無
効電力の変動を増し、運転を不安定にする。
不安定現象を抑制するために、無効電力に比例した量に
応じて、出力電圧を制御する。つまり、無効電力が増せ
ば、電圧制御回路５により出力電圧を下げる指令をパル
ス発生回路４に与え、無効電力が減ずれば、出力電圧を
上げる指令をパルス発生回路４に与える。
応じて、出力電圧を制御する。つまり、無効電力が増せ
ば、電圧制御回路５により出力電圧を下げる指令をパル
ス発生回路４に与え、無効電力が減ずれば、出力電圧を
上げる指令をパルス発生回路４に与える。
無効電力に比例した量を検出する一つの方法を第２図お
よび第３図を用いて説明する。インバータ２の一相の出
力電流21を変流器９を用いて検出し、出力電圧20との位
相差分だけの電流の積分量（第２図のハツチングの部
分）を取り出すことにより、無効電力に比例した量が検
出できる。第３図にこの電流の積分量を取り出す回路を
示す。この回路は第１図の無効電力検出回路８にあた
る。電圧の電気角０゜（点ａ）の信号33と出力電流がセ
ロクロスする電気角（点ｂ）との信号36との期間だけス
イツチ31を閉じ、コンデンサ30にこの期間の出力電流の
量を充電する。この場合、電圧の電気角０゜の検出はイ
ンバータ２の出力電圧、あるいはパルス発生回路４の信
号を基にして行なうことができる。コンデンサ30の充電
集荷量は第２図のａ点からｂ点までの出力電流の積分値
と等しい。従つて、コンデンサ30の充電電圧は無効電力
に比例する。この電圧に補正量をかけて電圧制御回路６
に与える。
よび第３図を用いて説明する。インバータ２の一相の出
力電流21を変流器９を用いて検出し、出力電圧20との位
相差分だけの電流の積分量（第２図のハツチングの部
分）を取り出すことにより、無効電力に比例した量が検
出できる。第３図にこの電流の積分量を取り出す回路を
示す。この回路は第１図の無効電力検出回路８にあた
る。電圧の電気角０゜（点ａ）の信号33と出力電流がセ
ロクロスする電気角（点ｂ）との信号36との期間だけス
イツチ31を閉じ、コンデンサ30にこの期間の出力電流の
量を充電する。この場合、電圧の電気角０゜の検出はイ
ンバータ２の出力電圧、あるいはパルス発生回路４の信
号を基にして行なうことができる。コンデンサ30の充電
集荷量は第２図のａ点からｂ点までの出力電流の積分値
と等しい。従つて、コンデンサ30の充電電圧は無効電力
に比例する。この電圧に補正量をかけて電圧制御回路６
に与える。
なお、図中７はソフトスタート回路、10は速度設定器、
34はOR回路、35はＤ形フリツプフロツプ回路である。
34はOR回路、35はＤ形フリツプフロツプ回路である。
本実施例によれば、誘導電動機を不等パルス幅制御電圧
型インバータにて運転した時に発生する不安定現象を無
効電力に比例した量を検出し出力電圧を制御することに
より、誘導電動機を安定に運転できるという効果があ
る。
型インバータにて運転した時に発生する不安定現象を無
効電力に比例した量を検出し出力電圧を制御することに
より、誘導電動機を安定に運転できるという効果があ
る。
次に、不安定な交流電動機の運転状態を避けるための他
の具体例を参考までに説明する。
の具体例を参考までに説明する。
すなわち、この具体例ではV/f一定制御形インバータを
駆動する際、軽負荷時に、ある周波数領域で乱調するこ
とが多いため、搬送波周波数を500Hz程度とすると、比
較的安定となることから、正常時は搬送波周波数を上限
まで上げ、波形率を良くし、モータ効率を上げ、乱調時
には、搬送波周波数を下げ、安定化を図るものである。
駆動する際、軽負荷時に、ある周波数領域で乱調するこ
とが多いため、搬送波周波数を500Hz程度とすると、比
較的安定となることから、正常時は搬送波周波数を上限
まで上げ、波形率を良くし、モータ効率を上げ、乱調時
には、搬送波周波数を下げ、安定化を図るものである。
以下、具体例を第４図により説明する。
ダイオードブリツジ30、平滑コンデンサ40、トランジス
タインバータブリツジ50、より成る電圧形トランジスタ
インバータによつて、誘電電動機１を駆動する。インバ
ータ制御は速度指令10よりPUM波形合成回路４がベース
信号51を出力する。
タインバータブリツジ50、より成る電圧形トランジスタ
インバータによつて、誘電電動機１を駆動する。インバ
ータ制御は速度指令10よりPUM波形合成回路４がベース
信号51を出力する。
ここで71はスイッチング周波数指令である。非同期形の
場合は搬送波周波数指令となり、同期形の場合は、イン
バータ出力周波数に対するパルス数指令となる。
場合は搬送波周波数指令となり、同期形の場合は、イン
バータ出力周波数に対するパルス数指令となる。
誘導電動機１が軽負荷時に乱調現象を起こした場合、電
流波形が第５図の様に歪む。そこで電流検出器９を設
け、波形をモニタする。60は、波形合成回路４より位相
信号11を受けとり、これに同期する位相の電流値をサン
プリングすることにより乱調を検知する回路である。平
常は71のスイツチング周波数指令によつてトランジスタ
インバータブリツジ50のトランジスタの熱損失の許容限
界までスイツチング周波数で運転を行い、PUM波形によ
る正弦波への近似を良くする。
流波形が第５図の様に歪む。そこで電流検出器９を設
け、波形をモニタする。60は、波形合成回路４より位相
信号11を受けとり、これに同期する位相の電流値をサン
プリングすることにより乱調を検知する回路である。平
常は71のスイツチング周波数指令によつてトランジスタ
インバータブリツジ50のトランジスタの熱損失の許容限
界までスイツチング周波数で運転を行い、PUM波形によ
る正弦波への近似を良くする。
しかし乱調を検出した場合には、スイツチング周波数を
試験により得られた安定に出来るスイツチング周波数ま
で下げるように指令する。
試験により得られた安定に出来るスイツチング周波数ま
で下げるように指令する。
このような具体例によれば第６図に示すように誘導電動
機の回転方向の振動を対策前1200μppあつたものを100
μppに下げる効果が有る。また第５図のように電流脈動
は見られなくなる。
機の回転方向の振動を対策前1200μppあつたものを100
μppに下げる効果が有る。また第５図のように電流脈動
は見られなくなる。
本発明によれば、無効電力に応じた量を検出し、該変動
が小さくなるように出力電圧を制御して、無効電力の変
動を抑制するように制御するので、交流電動機の安定化
が図られ、交流電動機の軽負荷時や摩擦損の小さい交流
電動機の振動対策、脈動対策ができるという効果があ
る。また、制御装置が基因して発生する不安定現象に対
しても効果がある。
が小さくなるように出力電圧を制御して、無効電力の変
動を抑制するように制御するので、交流電動機の安定化
が図られ、交流電動機の軽負荷時や摩擦損の小さい交流
電動機の振動対策、脈動対策ができるという効果があ
る。また、制御装置が基因して発生する不安定現象に対
しても効果がある。
第１図は本発明の一つの実施例の電気的振動抑制回路を
備えたインバータにより交流電動機を駆動する場合の構
成図、第２図は無効電力に比例した量を検出する回路構
成図、第３図は無効電力に比例した量を検出する回路構
成図、第４図は電圧形トランジスタインバータを示す具
体例、第５図は乱調時の電流波形を示す図、第６図はス
イツチング周波数と振動との関係を説明するための線図
である。 １……交流電動機、６……電圧制御回路、８……無効電
力検出回路
備えたインバータにより交流電動機を駆動する場合の構
成図、第２図は無効電力に比例した量を検出する回路構
成図、第３図は無効電力に比例した量を検出する回路構
成図、第４図は電圧形トランジスタインバータを示す具
体例、第５図は乱調時の電流波形を示す図、第６図はス
イツチング周波数と振動との関係を説明するための線図
である。 １……交流電動機、６……電圧制御回路、８……無効電
力検出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 元信 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 武藤 信義 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭56−141798（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−150625（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】出力周波数と出力電圧を変化させ交流電動
機を速度制御する交流電動機の制御装置において、 前記制御装置の出力電力のうち無効電力に応じた量を検
出する検出手段と、 前記検出手段による検出された前記量が変動したとき該
変動が小さくなるように出力電圧を制御する制御手段を
備えたことを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 【請求項２】前記制御手段は、 前記検出手段により検出された前記量が増加したとき前
記交流電動機に与える電圧を下げ、前記検出手段により
検出された前記量が減少したとき前記交流電動機に与え
る電圧を上げるように構成されたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の交流電動機の制御装置。 - 【請求項３】前記検出手段は前記制御装置の出力電流の
無効電流分により無香電力応じた値を検出することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の交流電動機の制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59050904A JPH07106078B2 (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 交流電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59050904A JPH07106078B2 (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 交流電動機の制御装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6209620A Division JP2606149B2 (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | 交流電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60197190A JPS60197190A (ja) | 1985-10-05 |
| JPH07106078B2 true JPH07106078B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=12871741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59050904A Expired - Lifetime JPH07106078B2 (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 交流電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106078B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54150625A (en) * | 1978-05-19 | 1979-11-27 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Inverter driving device for ac motor |
| JPS56141798A (en) * | 1980-04-07 | 1981-11-05 | Toshiba Corp | Controlling device of induction motor |
-
1984
- 1984-03-19 JP JP59050904A patent/JPH07106078B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60197190A (ja) | 1985-10-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |