JPH0744870B2 - 無整流子電動機の制御装置 - Google Patents
無整流子電動機の制御装置Info
- Publication number
- JPH0744870B2 JPH0744870B2 JP59143322A JP14332284A JPH0744870B2 JP H0744870 B2 JPH0744870 B2 JP H0744870B2 JP 59143322 A JP59143322 A JP 59143322A JP 14332284 A JP14332284 A JP 14332284A JP H0744870 B2 JPH0744870 B2 JP H0744870B2
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- Japan
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- motor
- angle
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- control
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- 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
- 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
Landscapes
- 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、電力変換装置による無整流子電動機の制御装
置に関する。
置に関する。
例えば、鉄鋼圧延機駆動用電動機においては、圧延材の
かみ込み時に生じる回転速度のインパクトドロツプ量を
極力低減するために、発生トルクすなわち電動機電流を
急峻に増加させることが要求される。ところで、無整流
子電動機においては、一般に大きなインダクタンス値を
持つた電流平滑用リアクトルが接続され、これによつて
上記の電流が変化する勾配が制限される。したがつて、
従来、無整流子電動機の電流制御は電源側に接続された
整流器の出力電圧を変えることにより行なわれているの
が一般的であるが、かかる方式では、電動機電流を急峻
に変化させるようにしたとき過渡的に大きな出力電圧を
必要とし、したがつて電源側整流器に出力容量の大なる
ものを使用しなければならず、経済的な負担が大きいと
いう問題点があつた。
かみ込み時に生じる回転速度のインパクトドロツプ量を
極力低減するために、発生トルクすなわち電動機電流を
急峻に増加させることが要求される。ところで、無整流
子電動機においては、一般に大きなインダクタンス値を
持つた電流平滑用リアクトルが接続され、これによつて
上記の電流が変化する勾配が制限される。したがつて、
従来、無整流子電動機の電流制御は電源側に接続された
整流器の出力電圧を変えることにより行なわれているの
が一般的であるが、かかる方式では、電動機電流を急峻
に変化させるようにしたとき過渡的に大きな出力電圧を
必要とし、したがつて電源側整流器に出力容量の大なる
ものを使用しなければならず、経済的な負担が大きいと
いう問題点があつた。
本発明はかかる事情のもとになされたもので、大きな電
源電圧を必要とせずに、無整流子電動機の電流を急峻に
変化させ得るようにして性能の低下を抑止するととも
に、駆動装置および電源設備のコストを下げることを目
的とする。
源電圧を必要とせずに、無整流子電動機の電流を急峻に
変化させ得るようにして性能の低下を抑止するととも
に、駆動装置および電源設備のコストを下げることを目
的とする。
無整流子電動機の電動機側に接続される電力変換装置
（以後、逆変換器と呼ぶ。）の制御において、電流が一
定のときは転流余裕角が必要最小限になる様に実効制御
進み角を制御し、電流を増加させる過渡状態でのみ転流
余裕角が上記電流一定時のそれよりも大なる様に実効制
御進み角を制御するもので、これによつて電流が増加す
る過渡状態でのみ電動機側直流電圧を低下させ、電源側
直流電圧を大きく変化させることなく電流を急峻に増加
させるようにしたものである。したがつて、最小容量の
電源容量で、電動機の発生トルクを急峻に制御すること
が可能となる。
（以後、逆変換器と呼ぶ。）の制御において、電流が一
定のときは転流余裕角が必要最小限になる様に実効制御
進み角を制御し、電流を増加させる過渡状態でのみ転流
余裕角が上記電流一定時のそれよりも大なる様に実効制
御進み角を制御するもので、これによつて電流が増加す
る過渡状態でのみ電動機側直流電圧を低下させ、電源側
直流電圧を大きく変化させることなく電流を急峻に増加
させるようにしたものである。したがつて、最小容量の
電源容量で、電動機の発生トルクを急峻に制御すること
が可能となる。
以下に、その原理を定量的に説明する。
第２図は無整流子電動機駆動装置の主回路構成例を示す
回路図である。ここで、リアクトル４は直流電流を平滑
化する作用をもち、比較的大きなインダクタンスを必要
とする。順変換器（整流器）１および逆変換器２からな
る電力変換装置は電動機を高力率で運転するため、一般
にはその転流余裕角を必要最小限になる様に制御するこ
とが知られている。第３図は第２図に示した直流電圧Ed
の波形例を示す波形図である。第３図からも分かる様
に、電動機電圧が一定のときに実効制御進み角βを大き
くすると、直流電圧Edの平均値は低下する。なお、この
電圧Edの平均値は次式で与えられる。
回路図である。ここで、リアクトル４は直流電流を平滑
化する作用をもち、比較的大きなインダクタンスを必要
とする。順変換器（整流器）１および逆変換器２からな
る電力変換装置は電動機を高力率で運転するため、一般
にはその転流余裕角を必要最小限になる様に制御するこ
とが知られている。第３図は第２図に示した直流電圧Ed
の波形例を示す波形図である。第３図からも分かる様
に、電動機電圧が一定のときに実効制御進み角βを大き
くすると、直流電圧Edの平均値は低下する。なお、この
電圧Edの平均値は次式で与えられる。
ここに、EMは電動機線間電圧実効値、LCは転流インダク
タンス、Idは直流電流、ωは電気的回転角速度である。
上式をcosγについて整理すると、 の如く変形される。ここで、本発明が問題とするのは電
動機電圧が高いときのみであるので、（２）式における
電圧EMは略一定と考えられ、転流インダンクタンスLCも
一定であることから、次の（３）式が得られる。
タンス、Idは直流電流、ωは電気的回転角速度である。
上式をcosγについて整理すると、 の如く変形される。ここで、本発明が問題とするのは電
動機電圧が高いときのみであるので、（２）式における
電圧EMは略一定と考えられ、転流インダンクタンスLCも
一定であることから、次の（３）式が得られる。
cosγ＝K1ΔEd＋K2ωId ……（３） （ΔEd＝Ed/EM） この（３）式が本発明の原理を示す式であり、電流を増
加するときの直流電圧Edと電流との関係を示すものであ
る。また、転流余裕角γは電動機に印加される1/6周期
毎に変更可能であり、電動機が高速回転しているとき
は、小さなむだ時間でその制御が可能である。また、電
動機の機械エネルギーを電源に回生するモードにおいて
は、上述したのと同じ理由により、制御遅れ角αは次式
の関係が成立する様に制御される。
加するときの直流電圧Edと電流との関係を示すものであ
る。また、転流余裕角γは電動機に印加される1/6周期
毎に変更可能であり、電動機が高速回転しているとき
は、小さなむだ時間でその制御が可能である。また、電
動機の機械エネルギーを電源に回生するモードにおいて
は、上述したのと同じ理由により、制御遅れ角αは次式
の関係が成立する様に制御される。
cosα＝K1ΔEd＋K2ωId ……（４） 〔発明の実施例〕 第１図は本発明の実施例を示す構成図である。同図にお
いて、１は順変換器（整流器）、２は逆変換器、３は同
期機（無整流子電動機）、４は平滑用リアクトル、５は
速度検出器、６は電流調節器（ACR）、７は点弧角調整
器、８は微分器、９は乗算器、10は転流余裕角（cos
γ）演算器、11は比較器、12は制限回路、13は制御進み
角（β）演算器である。
いて、１は順変換器（整流器）、２は逆変換器、３は同
期機（無整流子電動機）、４は平滑用リアクトル、５は
速度検出器、６は電流調節器（ACR）、７は点弧角調整
器、８は微分器、９は乗算器、10は転流余裕角（cos
γ）演算器、11は比較器、12は制限回路、13は制御進み
角（β）演算器である。
電源からの電圧は順変換器１によつて直流に変換された
後、逆変換器２により再び交流に変換されて電動機３に
給電される。直流中間回路電流Idは、検出器DEにより検
出されて電流調節器６に与えられるので、電流調節器６
では該電流値Idがその目標値Id ＊と一致するように所定
の出力を出し、点弧角調整器７を介して順変換器１の点
弧制御を行なうことにより、直流中間電流を所望の値と
なるようにする。微分器８は電流指令値Id ＊の変化率、
すなわちリアクトル４に印加される電圧に比例した出力
を取り出し、この出力から設定器SEに予め設定されてい
る一定値を減じることにより、上記（３）式のΔEdを求
める。なお、設定器SEには、電動機電圧に相当する所定
値がセツトされている。一方、乗算器９は速度検出器５
より得られる回転（角）速度ωと、検出器DEより得られ
る直流Idの積ωIdを求めて転流余裕角演算器10に与える
ので、該演算器10ではこれらの出力にもとづいて上記
（３）で表わされる転流余裕角cosγの目標値を求め
る。なお、比較器11は電動機の回転速度が所定値以下で
あることを検出するもので、その出力によつて制限回路
12を働かせることにより、演算器10からの出力が必要最
小限の転流余裕角γminを下回わらないように制限す
る。制御進み角演算器13は、このようにして得らる転流
余裕角cosγ、および電動機３に与えられる電圧，電流
から実効制御進み角βを求める。なお、この進み角β
は、上記（１）式より次式の如く与えられる。
後、逆変換器２により再び交流に変換されて電動機３に
給電される。直流中間回路電流Idは、検出器DEにより検
出されて電流調節器６に与えられるので、電流調節器６
では該電流値Idがその目標値Id ＊と一致するように所定
の出力を出し、点弧角調整器７を介して順変換器１の点
弧制御を行なうことにより、直流中間電流を所望の値と
なるようにする。微分器８は電流指令値Id ＊の変化率、
すなわちリアクトル４に印加される電圧に比例した出力
を取り出し、この出力から設定器SEに予め設定されてい
る一定値を減じることにより、上記（３）式のΔEdを求
める。なお、設定器SEには、電動機電圧に相当する所定
値がセツトされている。一方、乗算器９は速度検出器５
より得られる回転（角）速度ωと、検出器DEより得られ
る直流Idの積ωIdを求めて転流余裕角演算器10に与える
ので、該演算器10ではこれらの出力にもとづいて上記
（３）で表わされる転流余裕角cosγの目標値を求め
る。なお、比較器11は電動機の回転速度が所定値以下で
あることを検出するもので、その出力によつて制限回路
12を働かせることにより、演算器10からの出力が必要最
小限の転流余裕角γminを下回わらないように制限す
る。制御進み角演算器13は、このようにして得らる転流
余裕角cosγ、および電動機３に与えられる電圧，電流
から実効制御進み角βを求める。なお、この進み角β
は、上記（１）式より次式の如く与えられる。
したがつて、図示されないゲートパルス発生器からは、
上記各信号と電動機電流，電圧から求められる誘起電圧
EMにしたがう所望の位相角βで逆変換器２に対するゲー
トパルスが発生される。
上記各信号と電動機電流，電圧から求められる誘起電圧
EMにしたがう所望の位相角βで逆変換器２に対するゲー
トパルスが発生される。
なお、電動機の機械エネルギーを電源側に回生する回生
モード時には、ゲートパルスは上記（４）式にしたがつ
て、電流を減少させるときのみ制御遅れ角αが大きくな
るように与えられる。このとき、この遅れ角αも所定の
下限値以下とならないように、その値が制限回路にて制
限される。さらに、上記（３）式におけるK2ωIdの項
は、K1ΔEdの項に比較して充分小さいので、この項は省
略しても、本発明による効果は基本的には変わらないも
のである。
モード時には、ゲートパルスは上記（４）式にしたがつ
て、電流を減少させるときのみ制御遅れ角αが大きくな
るように与えられる。このとき、この遅れ角αも所定の
下限値以下とならないように、その値が制限回路にて制
限される。さらに、上記（３）式におけるK2ωIdの項
は、K1ΔEdの項に比較して充分小さいので、この項は省
略しても、本発明による効果は基本的には変わらないも
のである。
本発明によれば、電流を増加させる過渡状態でのみ制御
進み角を大きくして電動機率を下げ、直流中間回路電圧
を下げることにより電源側変換器が必要とする電圧つき
上げを微小な値にとゞめるようにしたので、電源側変換
器の容量低減化を図り得る利点がもたらされるものであ
る。
進み角を大きくして電動機率を下げ、直流中間回路電圧
を下げることにより電源側変換器が必要とする電圧つき
上げを微小な値にとゞめるようにしたので、電源側変換
器の容量低減化を図り得る利点がもたらされるものであ
る。
第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は無整流
子電動機駆動装置の主回路構成例を示す回路図、第３図
は第２図における直流中間回路電圧波形を示す波形図で
ある。 符号説明 １……順変換器（整流器）、２……逆変換器、３……同
期機（無整流子電動機）、４……平滑用リアクトル、５
……速度検出器、６……電流調節器（ACR）、７……点
弧角調整器、８……微分器、９……乗算器、10……転流
余裕角（γ）演算器、11……比較器、12……制限回路、
13……制御進み角演算器。
子電動機駆動装置の主回路構成例を示す回路図、第３図
は第２図における直流中間回路電圧波形を示す波形図で
ある。 符号説明 １……順変換器（整流器）、２……逆変換器、３……同
期機（無整流子電動機）、４……平滑用リアクトル、５
……速度検出器、６……電流調節器（ACR）、７……点
弧角調整器、８……微分器、９……乗算器、10……転流
余裕角（γ）演算器、11……比較器、12……制限回路、
13……制御進み角演算器。
Claims (2)
- 【請求項１】順変換器とインバータから成る電力変換装
置を介して給電される同期電動機と、該同期電動機の回
転速度と前記電力変換装置における直流中間電流との積
の値を用いて前記インバータにおける転流余裕角の目標
値を演算する第１の演算手段と、演算された転流余裕角
の目標値と前記同期電動機に供給する電動機電圧と前記
積の値から前記インバータの制御進み角を演算する第２
の演算手段と、演算された制御進み角に従って前記イン
バータの転流余裕角をそれが前記目標値になるように制
御する制御手段と、を具備して成る無整流子電動機の制
御装置において、 電動機電流指令値の変化量を検出する変化量検出手段を
備え、 電動機電流が一定で電動機電流指令値に変化がないとき
は、前記転流余裕角の目標値をそれまでの値に維持する
が、 電動機電流を増加させる過渡期で電動機電流指令値にそ
の旨の変化があるときは、前記変化量検出手段により検
出されたその変化量を前記第１の演算手段に加えて、そ
こで演算される転流余裕角の目標値をそれに応じて大き
くすることにより、前記制御手段における制御進み角を
大きくすることを特徴とする無整流子電動機の制御装
置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の無整流子電動
機の制御装置において、無整流子電動機から電力を電源
へ回生する場合には、 電動機電流を減少させる過渡期で電動機電流指令値にそ
の旨の変化があるときのみ、前記変化量検出手段により
検出されたその変化量を前記第１の演算手段に加えて、
そこで演算される転流余裕角の目標値をそれに応じて小
さくすることにより、前記制御手段における制御遅れ角
（＝180度−制御進み角）を大きくすることを特徴とす
る無整流子電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59143322A JPH0744870B2 (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 無整流子電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59143322A JPH0744870B2 (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 無整流子電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6126489A JPS6126489A (ja) | 1986-02-05 |
| JPH0744870B2 true JPH0744870B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=15336088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59143322A Expired - Lifetime JPH0744870B2 (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 無整流子電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744870B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IN172484B (ja) * | 1990-09-10 | 1993-08-28 | Paramount Sinters Private Limi |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5627186B2 (ja) * | 1974-01-25 | 1981-06-23 | ||
| JPS57132792A (en) * | 1981-12-25 | 1982-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | Control system for induction motor |
-
1984
- 1984-07-12 JP JP59143322A patent/JPH0744870B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6126489A (ja) | 1986-02-05 |
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