JPH0728544B2 - 交流電動機の制御装置 - Google Patents
交流電動機の制御装置Info
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- JPH0728544B2 JPH0728544B2 JP59088358A JP8835884A JPH0728544B2 JP H0728544 B2 JPH0728544 B2 JP H0728544B2 JP 59088358 A JP59088358 A JP 59088358A JP 8835884 A JP8835884 A JP 8835884A JP H0728544 B2 JPH0728544 B2 JP H0728544B2
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- 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
- 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
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は交流電源に接続されたコンバータと直流を交流
に逆変換して負荷である交流電動機に交流電力を供給す
るインバータと、コンバータとインバータ間の直流リン
ク回路に接続された直流リアクトルからなる交流電動機
の制御装置に関するものである。
に逆変換して負荷である交流電動機に交流電力を供給す
るインバータと、コンバータとインバータ間の直流リン
ク回路に接続された直流リアクトルからなる交流電動機
の制御装置に関するものである。
［発明技術的背景とその問題点］ 第１図は従来の交流電動機の制御装置の一例を示し、10
は三相交流電源、11はしゃ断器、12はサイリスタにより
構成されたコンバータ、13は平滑用直流リアクトル、14
はサイリスタにより構成された120°通電のインバー
タ、15はインバータ14の負荷である交流電動機、151は
交流電動機15の界磁巻線、152は界磁巻線151に電力を供
給する界磁コンバータ、16は速度設定器、24は前記交流
電動機15の速度を検出する速度検出器、17は速度制御
器、18は電流制御器、19は前記コンバータ12の出力電圧
を制御する位相制御器、20は電流検出器、23は前記イン
バータの重なり角を検出する重なり角検出器、22は電圧
検出器、21は制御進み角β制御器である。
は三相交流電源、11はしゃ断器、12はサイリスタにより
構成されたコンバータ、13は平滑用直流リアクトル、14
はサイリスタにより構成された120°通電のインバー
タ、15はインバータ14の負荷である交流電動機、151は
交流電動機15の界磁巻線、152は界磁巻線151に電力を供
給する界磁コンバータ、16は速度設定器、24は前記交流
電動機15の速度を検出する速度検出器、17は速度制御
器、18は電流制御器、19は前記コンバータ12の出力電圧
を制御する位相制御器、20は電流検出器、23は前記イン
バータの重なり角を検出する重なり角検出器、22は電圧
検出器、21は制御進み角β制御器である。
第１図より明らかなように、三相交流電源10からの交流
電力はコンバータ12により直流可変電圧に変換され、直
流リアクトル13で平滑された上で、これをインバータ14
により交流電力に逆変換して負荷の交流電動機15に供給
するものである。
電力はコンバータ12により直流可変電圧に変換され、直
流リアクトル13で平滑された上で、これをインバータ14
により交流電力に逆変換して負荷の交流電動機15に供給
するものである。
コンバータ12およびインバータ14を制御する制御回路
は、速度設定器16により設定された速度基準信号と速度
検出器24により検出された交流電動機15の速度が速度制
御器17により比較増幅され電流基準信号となる。この電
流基準信号は電流検出器20により検出された電流と電流
制御器18で比較増幅されて位相制御器19に与えられ、位
相制御器19は前記コンバータ12の出力電圧を制御する。
一方、重なり角検出器23は電流検出器20により検出した
電流や電圧，周波数をもとにインバータ14の重なり角ｕ
を検出し、この重なり角ｕと電圧検出器20で検出したイ
ンバータ14の出力電圧より制御進み角β制御器において
インバータ14の各サイリスタの点弧タイミングを決め出
力周波数を制御する。ここで、制御進み角βはインバー
タ14のサイリスタにより決まる一定値の転流余裕角γお
よび重なり角ｕの和で与えられるγ一定制御であり、重
なり角ｕは交流電動機15の電流が大きくなるとともにふ
え第２図に示す如くなる。
は、速度設定器16により設定された速度基準信号と速度
検出器24により検出された交流電動機15の速度が速度制
御器17により比較増幅され電流基準信号となる。この電
流基準信号は電流検出器20により検出された電流と電流
制御器18で比較増幅されて位相制御器19に与えられ、位
相制御器19は前記コンバータ12の出力電圧を制御する。
一方、重なり角検出器23は電流検出器20により検出した
電流や電圧，周波数をもとにインバータ14の重なり角ｕ
を検出し、この重なり角ｕと電圧検出器20で検出したイ
ンバータ14の出力電圧より制御進み角β制御器において
インバータ14の各サイリスタの点弧タイミングを決め出
力周波数を制御する。ここで、制御進み角βはインバー
タ14のサイリスタにより決まる一定値の転流余裕角γお
よび重なり角ｕの和で与えられるγ一定制御であり、重
なり角ｕは交流電動機15の電流が大きくなるとともにふ
え第２図に示す如くなる。
このような交流電動機の制御装置において、前記制御回
路をマイクロプロセッサ等を使用してディジタル化した
場合、所定の間隔で重なり角ｕを演算するが急加減速を
行ったり又電流の変化の割合が大きいと、演算で求めた
値以上に実際の重なり角ｕが変化し、転流余裕角が不足
してインバータが転流失敗をおこし安定な運転が行なえ
ないという欠点があった。これに対し重なり角ｕの演算
時間を短かくして演算間隔をつめればよいがマイクロプ
ロセッサ等の処理速度に限界がある。
路をマイクロプロセッサ等を使用してディジタル化した
場合、所定の間隔で重なり角ｕを演算するが急加減速を
行ったり又電流の変化の割合が大きいと、演算で求めた
値以上に実際の重なり角ｕが変化し、転流余裕角が不足
してインバータが転流失敗をおこし安定な運転が行なえ
ないという欠点があった。これに対し重なり角ｕの演算
時間を短かくして演算間隔をつめればよいがマイクロプ
ロセッサ等の処理速度に限界がある。
また重なり角ｕを正確に演算処理できたとしても、交流
電動機15の電流が急増するような場合には、交流電動機
15の端子電圧も変動し前記演算処理した重なり角ｕより
実際の重なり角ｕが増加して、交流電動機15の可変速制
御運転が不安定になる、などの欠点があった。
電動機15の電流が急増するような場合には、交流電動機
15の端子電圧も変動し前記演算処理した重なり角ｕより
実際の重なり角ｕが増加して、交流電動機15の可変速制
御運転が不安定になる、などの欠点があった。
［発明の目的］ 本発明は前述の従来方式の欠点に鑑みてなされたもの
で、交流電動機を急加減速運転しても転流失敗すること
なく安定に運転でき、かつ運転力率と運転効率の高い、
制御進み角βの制御を可能とした交流電動機の制御装置
を提供することを目的としている。
で、交流電動機を急加減速運転しても転流失敗すること
なく安定に運転でき、かつ運転力率と運転効率の高い、
制御進み角βの制御を可能とした交流電動機の制御装置
を提供することを目的としている。
［発明の概要］ 本発明はこの目的を達成するために、速度あるいは速度
基準の加減速率の大きさ、電流の大きさあるいは電流の
変化率の大きさに応じて重なり角を決め制御進み角βを
制御するようにしたものである。
基準の加減速率の大きさ、電流の大きさあるいは電流の
変化率の大きさに応じて重なり角を決め制御進み角βを
制御するようにしたものである。
［発明の実施例］ 以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第３図は本発明による一実施例を示す回路構成図であ
る。ここで、第１図と同一符号は同一物もしくは相当物
を示し、動作も全く同様であるので説明を省略し、この
発明に新しく加わった部分の動作について述べる。
る。ここで、第１図と同一符号は同一物もしくは相当物
を示し、動作も全く同様であるので説明を省略し、この
発明に新しく加わった部分の動作について述べる。
25は加減速率検出器、26は重なり角設定器、27はスイッ
チである。加減速率検出器25は速度検出器24で検出され
た速度より加減速率が所定値以上となった場合、スイッ
チ27を切りかえて、重なり角設定器26で設定された所定
の重なり角ｕを制御進み角設定器21に入力する。また制
御進み角β制御器21には加減速率検出器25の出力信号を
入力する。
チである。加減速率検出器25は速度検出器24で検出され
た速度より加減速率が所定値以上となった場合、スイッ
チ27を切りかえて、重なり角設定器26で設定された所定
の重なり角ｕを制御進み角設定器21に入力する。また制
御進み角β制御器21には加減速率検出器25の出力信号を
入力する。
制御進み角β制御器21は、加減速率検出器25で検出した
加減速率が所定値以下の時には、重なり角検出器23の検
出信号と電圧検出器22の電圧検出信号により、インバー
タ14の転流余裕時間を交流電動機15の回転数に関係なく
ほぼ一定にするように制御進み角βを制御する。前記下
限速率が所定値以上となった場合には、重なり角設定器
26で設定される重なり角ｕを使用して、インバータ14の
転流余裕角γをほぼ一定とするように制御進み角βを制
御する。加減速率検出器25は加減速率が減少して交流電
動機15の電流が減少すると、前記加減速率検出器25のも
う一方の入力である電流検出器20で検出した電流検出信
号によってスイッチ27はリセットされる。従って前記加
減速率が所定値以上に一度なると、交流電動機15の電流
が所定値に減少するまで、加減速率検出器25はその状態
を保持する。
加減速率が所定値以下の時には、重なり角検出器23の検
出信号と電圧検出器22の電圧検出信号により、インバー
タ14の転流余裕時間を交流電動機15の回転数に関係なく
ほぼ一定にするように制御進み角βを制御する。前記下
限速率が所定値以上となった場合には、重なり角設定器
26で設定される重なり角ｕを使用して、インバータ14の
転流余裕角γをほぼ一定とするように制御進み角βを制
御する。加減速率検出器25は加減速率が減少して交流電
動機15の電流が減少すると、前記加減速率検出器25のも
う一方の入力である電流検出器20で検出した電流検出信
号によってスイッチ27はリセットされる。従って前記加
減速率が所定値以上に一度なると、交流電動機15の電流
が所定値に減少するまで、加減速率検出器25はその状態
を保持する。
第４図は速度、電流および制御進み角βの関係を示した
もので０から時刻t2まては重なり角設定器26で設定され
た所定の重なり角ｕが与えられ転流余裕角γをほぼ一定
にするように制御しており、急加減速を行なっても必要
な転流余裕角γを得ることができ転流失敗することなく
安定に運転することができる。
もので０から時刻t2まては重なり角設定器26で設定され
た所定の重なり角ｕが与えられ転流余裕角γをほぼ一定
にするように制御しており、急加減速を行なっても必要
な転流余裕角γを得ることができ転流失敗することなく
安定に運転することができる。
他方時刻t2以降は加減速率がゆるやかなため、重なり角
検出器23で検出した重なり角ｕと、前記転流余裕時間を
ほぼ一定とする制御進み角βで制御するため、制御進み
角βが少なくなり、交流電動機15の運転力率が向上す
る。この運転力率は次式で表わされる。
検出器23で検出した重なり角ｕと、前記転流余裕時間を
ほぼ一定とする制御進み角βで制御するため、制御進み
角βが少なくなり、交流電動機15の運転力率が向上す
る。この運転力率は次式で表わされる。
従って、このように制御進み角βを設定すると、運転力
率が向上する結果交流電動機15の電流も減少し、運転効
率も向上する。
率が向上する結果交流電動機15の電流も減少し、運転効
率も向上する。
本発明の他の実施例を第５図乃至第８図に示す。第１図
あるいは第３図と同一番号を付した回路構成要素は、同
一回路構成要素あるいは相当品を示すので、詳細説明は
省略する。
あるいは第３図と同一番号を付した回路構成要素は、同
一回路構成要素あるいは相当品を示すので、詳細説明は
省略する。
第５図において28は転流余裕時間制御器であり、速度と
加減速率検出器25の出力を入力して角度に変換し、転流
余裕角γに対応した信号を制御進み角β制御器21に与え
る。急加減速を行なった場合、加減速率検出器25で速度
の加減速率が所定値以上になったことを検出するとスイ
ッチ27により重なり角設定器26で設定される所定の重な
り角ｕが制御進み角β制御器21に与えられ制御進み角が
制御される。
加減速率検出器25の出力を入力して角度に変換し、転流
余裕角γに対応した信号を制御進み角β制御器21に与え
る。急加減速を行なった場合、加減速率検出器25で速度
の加減速率が所定値以上になったことを検出するとスイ
ッチ27により重なり角設定器26で設定される所定の重な
り角ｕが制御進み角β制御器21に与えられ制御進み角が
制御される。
この時、転流余裕時間制御器28は、転流余裕角γをほぼ
一定とするように制御進み角β制御器21を制御する。他
方加減速率が所定値以下となった時、交流電動機15の速
度が所定値以上ならば、転流余裕時間をほぼ一定にする
ように制御進み角βを制御する。
一定とするように制御進み角β制御器21を制御する。他
方加減速率が所定値以下となった時、交流電動機15の速
度が所定値以上ならば、転流余裕時間をほぼ一定にする
ように制御進み角βを制御する。
第６図は第５図の実施例の速度，電流，制御進み角βの
関係を示すもので、０〜時刻t2までは所定の加速率をこ
えているので所定の重なり角ｕが与えられ、それ以後は
重なり角検出器23で得られた重なり角をもとにして制御
進み角βが制御される。
関係を示すもので、０〜時刻t2までは所定の加速率をこ
えているので所定の重なり角ｕが与えられ、それ以後は
重なり角検出器23で得られた重なり角をもとにして制御
進み角βが制御される。
また転流余裕時間は、時刻t3までは転流余裕角γ一定で
制御されるが、時刻t3以降は電流Iaが同一であっても転
流余裕時間をほぼ一定に制御するため、制御進み角βは
時刻t2〜t3の期間より少なくなって、交流電動機15が運
転される。
制御されるが、時刻t3以降は電流Iaが同一であっても転
流余裕時間をほぼ一定に制御するため、制御進み角βは
時刻t2〜t3の期間より少なくなって、交流電動機15が運
転される。
本発明は加減速率検出器25が所定の加速率を検出した時
のみ、あるいはまた所定の減速率を検出した時のみ単独
に実施しても良い。このように加速または減速時を分け
て実施しても効果は同様である。
のみ、あるいはまた所定の減速率を検出した時のみ単独
に実施しても良い。このように加速または減速時を分け
て実施しても効果は同様である。
以上の実施例は速度の加減速率を検出するのに速度を用
いたが、この速度のかわりに速度基準信号を使用しても
同様の効果が得られる。
いたが、この速度のかわりに速度基準信号を使用しても
同様の効果が得られる。
第７図，第８図は、251が電流を入力とする電流レベル
検出器である。電流レベル検出器251は、電流が所定の
値以上となると、スイッチ27を切りかえて重なり角設定
器26で与えられる所定の重なり角ｕを制御進み角β制御
器21に与える。急加減速を行った場合、速度が所定の加
減速率をこえると電流は所定のレベルをこえるので、こ
の電流が所定のレベルをこえたことでスイッチ27が切り
かえられて、所定の重なり角ｕが与えられるもので同様
の効果を得ることができる。電流レベル検出器251は電
流のレベル比較のほかに、電流の変化率の検出機能をも
たせることにより、電流の急激な変化があった場合で
も、スイッチ27を切りかえて所定の重なり角を制御進み
角β制御器21に与えて制御進み角βを制御することによ
り転流失敗することなく同様の効果を得ることができ
る。
検出器である。電流レベル検出器251は、電流が所定の
値以上となると、スイッチ27を切りかえて重なり角設定
器26で与えられる所定の重なり角ｕを制御進み角β制御
器21に与える。急加減速を行った場合、速度が所定の加
減速率をこえると電流は所定のレベルをこえるので、こ
の電流が所定のレベルをこえたことでスイッチ27が切り
かえられて、所定の重なり角ｕが与えられるもので同様
の効果を得ることができる。電流レベル検出器251は電
流のレベル比較のほかに、電流の変化率の検出機能をも
たせることにより、電流の急激な変化があった場合で
も、スイッチ27を切りかえて所定の重なり角を制御進み
角β制御器21に与えて制御進み角βを制御することによ
り転流失敗することなく同様の効果を得ることができ
る。
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、交流電動機が急加
減速されるような場合に、次のような特徴が得られる。
減速されるような場合に、次のような特徴が得られる。
（１）所定の加減速率以下では、転流余裕時間をほぼ一
定に制御する。これは所定の速度以上で実施しても良
い。
定に制御する。これは所定の速度以上で実施しても良
い。
（２）所定の加減速率以上では転流余裕角γをほぼ一定
に制御する。
に制御する。
（３）所定の加減速率以上では、前記方法に加えて重な
り角ｕをほぼ一定の値として制御進み角を制御する。
り角ｕをほぼ一定の値として制御進み角を制御する。
（４）加減速率検出器は、前記交流電動機の電流、電流
の変化率、速度または速度指令の変化率のいずれかを入
力とする。
の変化率、速度または速度指令の変化率のいずれかを入
力とする。
前記（１）〜（４）の単独又は組み合せによって、急加
減速中は充分な転流余裕角γを確保した安定な運転を行
なうことができ、定常運転中は運転力率と運転効率の高
い交流電動機の制御装置を実現できる。
減速中は充分な転流余裕角γを確保した安定な運転を行
なうことができ、定常運転中は運転力率と運転効率の高
い交流電動機の制御装置を実現できる。
第１図は従来の交流電動機の制御装置を示す回路構成
図、第２図は電流と制御進み角β、重なり角ｕの関係を
示す図、第３図は本発明による交流電動機の制御装置の
一実施例を示す図、第５図，第７図，第８図は本発明に
よる交流電動機の制御装置の他の実施例を示す回路構成
図、第４図と第６図は速度，電流，制御進み角βの関係
を示す図である。 10……三相交流電源、11……しゃ断器、12……コンバー
タ、13……直流リアクトル、14……インバータ、15……
交流電動機、151……界磁巻線、152……コンバータ、16
……速度設定器、17……速度制御器、18……電流制御
器、19……位相制御器、20……電流検出器、21……制御
進み角β制御器、22……電圧検出器、23……重なり角検
出器、24……速度検出器、25……加減速率検出器、26…
…重なり角設定器、27……スイッチ、28……γ時間制御
器、251……電流レベル検出器。
図、第２図は電流と制御進み角β、重なり角ｕの関係を
示す図、第３図は本発明による交流電動機の制御装置の
一実施例を示す図、第５図，第７図，第８図は本発明に
よる交流電動機の制御装置の他の実施例を示す回路構成
図、第４図と第６図は速度，電流，制御進み角βの関係
を示す図である。 10……三相交流電源、11……しゃ断器、12……コンバー
タ、13……直流リアクトル、14……インバータ、15……
交流電動機、151……界磁巻線、152……コンバータ、16
……速度設定器、17……速度制御器、18……電流制御
器、19……位相制御器、20……電流検出器、21……制御
進み角β制御器、22……電圧検出器、23……重なり角検
出器、24……速度検出器、25……加減速率検出器、26…
…重なり角設定器、27……スイッチ、28……γ時間制御
器、251……電流レベル検出器。
Claims (3)
- 【請求項１】交流電力を直流電力に変換するコンバータ
と、このコンパータを制御する位相制御器と、前記コン
バータの直流出力電力を平滑化する直流リアクトルと、
平滑化された直流電力を交流電力に逆変換するインバー
タと、このインバータで駆動される交流電動機と、この
交流電動機の加減速率を検出する加減速率検出器と、こ
の加減速率検出器で検出された加減速率に基づいて前記
インバータの制御進み角βを制御する制御進み角β制御
器とを備えた交流電動機の制御装置において、 前記制御進み角β制御器は、 前記加減速率検出器で検出された加減速率が所定値以上
のとき、前記交流電動機の所定の運転範囲で前記インバ
ータの転流余裕角γがほぼ一定値になるように前記制御
進み角βを制御する転流余裕角一定制御手段と、 前記加減速率検出器で検出された加減速率が前記所定値
未満のとき、前記交流電動機の所定の運転範囲で前記イ
ンバータの転流余時間がほぼ一定値になるように前記制
御進み角βを制御する転流余時間一定制御手段と を有することを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 【請求項２】前記制御進み角β制御器は、前記加減速率
検出器が加減速率が所定値以上となったことを検出した
時から所定の重なり角ｕを与えられて制御されることを
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。 - 【請求項３】前記加減速率検出器は、前記交流電動機の
電流の大きさ、電流の変化率，速度または速度指令の変
化率などの信号またはこの複数信号の組合せによって加
減速率を判別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 (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59088358A JPH0728544B2 (ja) | 1984-05-04 | 1984-05-04 | 交流電動機の制御装置 |
| US06/667,468 US4633158A (en) | 1983-11-05 | 1984-11-01 | Control system for an AC motor |
| CA000467060A CA1252507A (en) | 1983-11-05 | 1984-11-05 | Control system of an ac motor |
| DE8484307624T DE3485176D1 (de) | 1983-11-05 | 1984-11-05 | Steuer- und regelsystem fuer einen wechselstrom-motor. |
| EP84307624A EP0144161B1 (en) | 1983-11-05 | 1984-11-05 | Control system for an ac motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59088358A JPH0728544B2 (ja) | 1984-05-04 | 1984-05-04 | 交流電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60234487A JPS60234487A (ja) | 1985-11-21 |
| JPH0728544B2 true JPH0728544B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=13940586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59088358A Expired - Fee Related JPH0728544B2 (ja) | 1983-11-05 | 1984-05-04 | 交流電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728544B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5883596A (ja) * | 1981-11-13 | 1983-05-19 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 無整流子電動機の制御方法 |
| JPS597447B2 (ja) * | 1982-09-10 | 1984-02-18 | 三洋電機株式会社 | 炊飯器 |
-
1984
- 1984-05-04 JP JP59088358A patent/JPH0728544B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60234487A (ja) | 1985-11-21 |
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