JPH09298878A - 電動機駆動装置 - Google Patents
電動機駆動装置Info
- Publication number
- JPH09298878A JPH09298878A JP8112224A JP11222496A JPH09298878A JP H09298878 A JPH09298878 A JP H09298878A JP 8112224 A JP8112224 A JP 8112224A JP 11222496 A JP11222496 A JP 11222496A JP H09298878 A JPH09298878 A JP H09298878A
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- transformer
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- Pending
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電力変換器定格電圧と交流電動機の定格電圧と
の整合を図るために変圧器を使用した電動機駆動装置の
可変速制御の特性を改善する。 【解決手段】Ｎ台（Ｎ＝２、３、４・・・）の変圧器と
（Ｎ＋１）の電力変換器とを備え、図１の場合には、変
圧器１３の一次巻線に電力変換器１２の出力を接続し、
変圧器１３の二次巻線の一端に電力変換器１１を接続
し、変圧器１３の二次巻線の他端に交流電動機１を接続
することにより、周波数が零、すなわち直流から可変速
制御可能とする。
の整合を図るために変圧器を使用した電動機駆動装置の
可変速制御の特性を改善する。 【解決手段】Ｎ台（Ｎ＝２、３、４・・・）の変圧器と
（Ｎ＋１）の電力変換器とを備え、図１の場合には、変
圧器１３の一次巻線に電力変換器１２の出力を接続し、
変圧器１３の二次巻線の一端に電力変換器１１を接続
し、変圧器１３の二次巻線の他端に交流電動機１を接続
することにより、周波数が零、すなわち直流から可変速
制御可能とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、交流電動機を可
変速制御する電動機駆動装置に関する。
変速制御する電動機駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】交流電動機を可変速制御する電動機駆動
装置において、交流電動機の定格電圧と、これを駆動す
る電力変換器の出力の定格電圧との整合を図るために、
従来は図４に示すような構成の電動機駆動装置が用いら
れていた。すなわち図４において、１は交流電動機、２
は電力用半導体素子などから構成される電力変換器、３
は電力変換器２の出力の定格電圧と交流電動機１の定格
電圧との整合を図る変圧比ｋ（ｋ＞１）の変圧器、４は
交流電動機１に供給される電圧と周波数を設定する設定
器である。
装置において、交流電動機の定格電圧と、これを駆動す
る電力変換器の出力の定格電圧との整合を図るために、
従来は図４に示すような構成の電動機駆動装置が用いら
れていた。すなわち図４において、１は交流電動機、２
は電力用半導体素子などから構成される電力変換器、３
は電力変換器２の出力の定格電圧と交流電動機１の定格
電圧との整合を図る変圧比ｋ（ｋ＞１）の変圧器、４は
交流電動機１に供給される電圧と周波数を設定する設定
器である。
【０００３】図４に示した従来の電動機駆動装置におい
ては、設定器４の設定値を変更し、この設定値に基づく
電圧と周波数の電力を電力変換器２と変圧器３と介して
交流電動機１に供給することにより、交流電動機１の可
変速制御が行われていた。
ては、設定器４の設定値を変更し、この設定値に基づく
電圧と周波数の電力を電力変換器２と変圧器３と介して
交流電動機１に供給することにより、交流電動機１の可
変速制御が行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の電動機駆動
装置において、変圧器３に加わる周波数が低いほど変圧
器３の伝達効率は低下する特性を持つのが一般的であ
る。従って、低い周波数領域で交流電動機１を駆動する
ためには、電力変換器２の出力の電圧は設定器４の設定
値に基づく電圧より増大させる必要があり、その結果電
力変換器２の負担増大あるいは容量増大を招いていた。
さらに前記周波数領域では、電力変換器２の出力の電圧
制御精度も低下し、変圧器３のインピーダンスも小さく
なるために、前記周波数領域では電力変換器２の出力電
流が過大になる恐れがあった。
装置において、変圧器３に加わる周波数が低いほど変圧
器３の伝達効率は低下する特性を持つのが一般的であ
る。従って、低い周波数領域で交流電動機１を駆動する
ためには、電力変換器２の出力の電圧は設定器４の設定
値に基づく電圧より増大させる必要があり、その結果電
力変換器２の負担増大あるいは容量増大を招いていた。
さらに前記周波数領域では、電力変換器２の出力の電圧
制御精度も低下し、変圧器３のインピーダンスも小さく
なるために、前記周波数領域では電力変換器２の出力電
流が過大になる恐れがあった。
【０００５】この発明の目的は、上記問題点を解決する
電動機駆動装置を提供することにある。
電動機駆動装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この第１の発明は、交流
電動機を可変速制御する電動機駆動装置において、１台
の変圧器と２台の電力変換器とを備え、前記変圧器の一
次巻線に一方の前記電力変換器の出力を接続し、前記変
圧器の二次巻線の一端に他方の前記電力変換器の出力を
接続し、前記二次巻線の他端に前記交流電動機を接続す
る。
電動機を可変速制御する電動機駆動装置において、１台
の変圧器と２台の電力変換器とを備え、前記変圧器の一
次巻線に一方の前記電力変換器の出力を接続し、前記変
圧器の二次巻線の一端に他方の前記電力変換器の出力を
接続し、前記二次巻線の他端に前記交流電動機を接続す
る。
【０００７】また第２の発明は、交流電動機を可変速制
御する電動機駆動装置において、Ｎ台（Ｎ＝２、３、
４、・・・）の変圧器と、（Ｎ＋１）台の電力変換器と
を備え、Ｎ台の変圧器の一次巻線のそれぞれにＮ台の電
力変換器の出力それぞれを接続し、Ｎ台の変圧器の二次
巻線のそれぞれを直列接続した一端に１台の電力変換器
の出力を接続し、前記二次巻線のそれぞれを直列接続し
た他端に交流電動機を接続した構成にする。
御する電動機駆動装置において、Ｎ台（Ｎ＝２、３、
４、・・・）の変圧器と、（Ｎ＋１）台の電力変換器と
を備え、Ｎ台の変圧器の一次巻線のそれぞれにＮ台の電
力変換器の出力それぞれを接続し、Ｎ台の変圧器の二次
巻線のそれぞれを直列接続した一端に１台の電力変換器
の出力を接続し、前記二次巻線のそれぞれを直列接続し
た他端に交流電動機を接続した構成にする。
【０００８】この発明によれば、前述の低い周波数領域
では、主として変圧器の二次巻線に接続された電力変換
装置から交流電動機に電力を供給することにより、周波
数が零のときにも所望の電力が供給でき、また、変圧器
の一次巻線に接続された電力変換器の負担増大あるいは
容量増大が防止される。
では、主として変圧器の二次巻線に接続された電力変換
装置から交流電動機に電力を供給することにより、周波
数が零のときにも所望の電力が供給でき、また、変圧器
の一次巻線に接続された電力変換器の負担増大あるいは
容量増大が防止される。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の第１の実施例
を示す電動機駆動装置の構成図であり、１は交流電動
機、４は設定器、１１，１２は電力変換器、１３は変圧
器である。図１において、変圧比ｍ（０＜ｍ＜ｋ）の３
相の変圧器１３はＹ−Ｙ結線とし、変圧器１３の二次巻
線は、図示の如く、それぞれ分離絶縁されている。
を示す電動機駆動装置の構成図であり、１は交流電動
機、４は設定器、１１，１２は電力変換器、１３は変圧
器である。図１において、変圧比ｍ（０＜ｍ＜ｋ）の３
相の変圧器１３はＹ−Ｙ結線とし、変圧器１３の二次巻
線は、図示の如く、それぞれ分離絶縁されている。
【００１０】電力変換器１１は変圧器１３の二次巻線の
一端に接続され、該二次巻線の他端には交流電動機１を
接続している。また、変圧器１３の一次巻線には電力変
換器１２の出力が接続されている。電力変換器１１に交
流電圧ベクトルＶ1 を出力させ、電力変換器１２に交流
電圧ベクトルＶ2 を出力させると、交流電動機１に供給
される電圧Ｖは、式（１）で表される。
一端に接続され、該二次巻線の他端には交流電動機１を
接続している。また、変圧器１３の一次巻線には電力変
換器１２の出力が接続されている。電力変換器１１に交
流電圧ベクトルＶ1 を出力させ、電力変換器１２に交流
電圧ベクトルＶ2 を出力させると、交流電動機１に供給
される電圧Ｖは、式（１）で表される。
【００１１】
【数１】Ｖ＝Ｖ1 ＋ｍ×Ｖ2 …（１） 交流電動機１の電流Ｉに対して、変圧器１３で電力変換
器１１と電力変換器１２とが結合しているため、電力変
換器１１，電力変換器１２の電流はそれぞれＩ，ｍ×Ｉ
となる。また、電力変換器１１，電力変換器１２の皮相
電力はそれぞれＶ1 ×Ｉ，ｍ2 ×Ｖ2 ×Ｉとなる。さら
に変圧器１３の容量は、交流電動機１の容量のｍ2 ／
（ｍ2 ＋Ｖ1 ／Ｖ2 ）倍（＜１）となる。
器１１と電力変換器１２とが結合しているため、電力変
換器１１，電力変換器１２の電流はそれぞれＩ，ｍ×Ｉ
となる。また、電力変換器１１，電力変換器１２の皮相
電力はそれぞれＶ1 ×Ｉ，ｍ2 ×Ｖ2 ×Ｉとなる。さら
に変圧器１３の容量は、交流電動機１の容量のｍ2 ／
（ｍ2 ＋Ｖ1 ／Ｖ2 ）倍（＜１）となる。
【００１２】前記式（１）は電力変換器１１，電力変換
器１２から供給される交流電圧の周波数が高い場合に成
立するが、変圧器１３のカットオフ周波数以下の場合は
実質的にｍが低下し、直流ではｍ＝０となってしまう結
果、電力変換器１２の出力が変圧器１３の二次側に伝達
されなくなる。すなわち直流出力では、式（１）は式
（２）のようになる。
器１２から供給される交流電圧の周波数が高い場合に成
立するが、変圧器１３のカットオフ周波数以下の場合は
実質的にｍが低下し、直流ではｍ＝０となってしまう結
果、電力変換器１２の出力が変圧器１３の二次側に伝達
されなくなる。すなわち直流出力では、式（１）は式
（２）のようになる。
【００１３】
【数２】Ｖ＝Ｖ1 …（２） 従って、図１に示した構成では、交流電動機１の可変速
制御のための周波数は直流まで拡大することができる。
図２は、この発明の第２の実施例を示す電動機駆動装置
の構成図であり、１は交流電動機、４は設定器、１１，
２２は電力変換器、２３は変圧器である。
制御のための周波数は直流まで拡大することができる。
図２は、この発明の第２の実施例を示す電動機駆動装置
の構成図であり、１は交流電動機、４は設定器、１１，
２２は電力変換器、２３は変圧器である。
【００１４】図２において、３相の変圧器２３は△−Ｙ
結線とし、変圧器２３の二次巻線は、図示の如く、それ
ぞれ分離絶縁されている。電力変換器１１，２２それぞ
れの出力の交流電圧ベクトルに３０°の位相差を持たせ
ることにより、図１に示したこの発明の第１の実施例と
同様の動作をさせることができる。
結線とし、変圧器２３の二次巻線は、図示の如く、それ
ぞれ分離絶縁されている。電力変換器１１，２２それぞ
れの出力の交流電圧ベクトルに３０°の位相差を持たせ
ることにより、図１に示したこの発明の第１の実施例と
同様の動作をさせることができる。
【００１５】図３は、この発明の第３の実施例を示す電
動機駆動装置の構成図であり、１は交流電動機、４は設
定器、３１は１台目の変圧器器、３２はＮ（Ｎ＝１、
２、３・・・）台目の変圧器、４１は１台目の電力変換
器、４２はＮ台目の電力変換器、４３は（Ｎ＋１）台目
の電力変換器である。交流電動機１に供給される電圧
は、Ｎ台の変圧器３１〜３２の二次電圧の和と、（Ｎ＋
１）台目の電力変換器４３の出力の電圧との加算値とな
り、周波数が０のときには、（Ｎ＋１）台目の電力変換
器４３の出力の電圧がＮ台の変圧器３１〜３２それぞれ
の二次巻線を介して電動機１に加えられる。
動機駆動装置の構成図であり、１は交流電動機、４は設
定器、３１は１台目の変圧器器、３２はＮ（Ｎ＝１、
２、３・・・）台目の変圧器、４１は１台目の電力変換
器、４２はＮ台目の電力変換器、４３は（Ｎ＋１）台目
の電力変換器である。交流電動機１に供給される電圧
は、Ｎ台の変圧器３１〜３２の二次電圧の和と、（Ｎ＋
１）台目の電力変換器４３の出力の電圧との加算値とな
り、周波数が０のときには、（Ｎ＋１）台目の電力変換
器４３の出力の電圧がＮ台の変圧器３１〜３２それぞれ
の二次巻線を介して電動機１に加えられる。
【００１６】なお図１〜３の実施例においては変圧器は
３相のＹ−Ｙ結線または△−Ｙ結線の例を示したが、千
鳥結線などの各種の３相変圧器、或いは単相変圧器の組
み合わせでも同様の効果が得られる。
３相のＹ−Ｙ結線または△−Ｙ結線の例を示したが、千
鳥結線などの各種の３相変圧器、或いは単相変圧器の組
み合わせでも同様の効果が得られる。
【００１７】
【発明の効果】この発明によれば、交流電動機の定格電
圧と、これを駆動する電力変換器の出力の定格電圧との
整合を図るための１台の変圧器に交流電動機の全電力を
負担させる必要がなく、しかも直流も供給できるので低
い周波数領域において変圧器に接続された電力変換器の
電力を増大させる必要がなくなり、従来に比して変圧器
の容量を小さくできる。
圧と、これを駆動する電力変換器の出力の定格電圧との
整合を図るための１台の変圧器に交流電動機の全電力を
負担させる必要がなく、しかも直流も供給できるので低
い周波数領域において変圧器に接続された電力変換器の
電力を増大させる必要がなくなり、従来に比して変圧器
の容量を小さくできる。
【００１８】従って、電動機駆動装置全体で比較する
と、従来に比して小型軽量で高効率となり、交流電動機
の可変速の制御性能も大幅に改善される。
と、従来に比して小型軽量で高効率となり、交流電動機
の可変速の制御性能も大幅に改善される。
【図１】この発明の第１の実施例を示す電動機駆動装置
の構成図
の構成図
【図２】この発明の第２の実施例を示す電動機駆動装置
の構成図
の構成図
【図３】この発明の第３の実施例を示す電動機駆動装置
の構成図
の構成図
【図４】従来例を示す電動機駆動装置の構成図
１…交流電動機、２…電力変換器、３…変圧器、４…設
定器、１１，１２…電力変換器、１３…変圧器、２１…
電力変換器、２３…変圧器、３１〜３２…変圧器、４１
〜４３…電力変換器。
定器、１１，１２…電力変換器、１３…変圧器、２１…
電力変換器、２３…変圧器、３１〜３２…変圧器、４１
〜４３…電力変換器。
Claims (2)
- 【請求項１】交流電動機を可変速制御する電動機駆動装
置において、 １台の変圧器と２台の電力変換器とを備え、 前記変圧器の一次巻線に一方の前記電力変換器の出力を
接続し、 前記変圧器の二次巻線の一端に他方の前記電力変換器の
出力を接続し、 前記二次巻線の他端に前記交流電動機を接続したことを
特徴とする電動機駆動装置。 - 【請求項２】交流電動機を可変速制御する電動機駆動装
置において、 Ｎ台（Ｎ＝２、３、４、・・・）の変圧器と、（Ｎ＋
１）台の電力変換器とを備え、 Ｎ台の変圧器の一次巻線のそれぞれにＮ台の電力変換器
の出力それぞれを接続し、 Ｎ台の変圧器の二次巻線のそれぞれを直列接続した一端
に１台の電力変換器の出力を接続し、 前記二次巻線のそれぞれを直列接続した他端に交流電動
機を接続したことを特徴とする電動機駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8112224A JPH09298878A (ja) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | 電動機駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8112224A JPH09298878A (ja) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | 電動機駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09298878A true JPH09298878A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=14581366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8112224A Pending JPH09298878A (ja) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | 電動機駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09298878A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015078083A1 (zh) * | 2013-11-29 | 2015-06-04 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | 掘进机电传动系统及掘进机 |
| JP2017017947A (ja) * | 2015-07-06 | 2017-01-19 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
| JP2017147832A (ja) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
-
1996
- 1996-05-07 JP JP8112224A patent/JPH09298878A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015078083A1 (zh) * | 2013-11-29 | 2015-06-04 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | 掘进机电传动系统及掘进机 |
| JP2017017947A (ja) * | 2015-07-06 | 2017-01-19 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
| JP2017147832A (ja) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
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