JPS5879491A - 無整流子電動機の定余裕角制御装置 - Google Patents
無整流子電動機の定余裕角制御装置Info
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- JPS5879491A JPS5879491A JP56175710A JP17571081A JPS5879491A JP S5879491 A JPS5879491 A JP S5879491A JP 56175710 A JP56175710 A JP 56175710A JP 17571081 A JP17571081 A JP 17571081A JP S5879491 A JPS5879491 A JP S5879491A
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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
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/34—Modelling or simulation for control purposes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、直接式の位置検出器を持たない無整流子電
動機の定余裕角制御方式に関する。
動機の定余裕角制御方式に関する。
かかるｌ！Ｋ１１１方式において、直接式の位置検出器
にかわるものとして電動機電圧を検出し１これから磁束
演算器により磁束波形を求め、この磁束波形にて電動機
側変換器（逆変換器）の位相制御パルスを切り出す方法
がある。この場合、磁束波形の良し悪しが直接位相制御
パルスの位相誤差を左右するため、その演算には十分注
意することが必要である。特に、電動機の回転数の高い
ときトルクが減少してもよい場合には、電動機の磁束を
弱めてその逆起電力があまり大きくならないようにする
、いわゆる弱め磁束範囲をもつ制御においては、その弱
め磁束範囲において磁束演算波形の振巾が減少すること
による相対誤差が増大する傾向にあることが知られてい
る。したがって、このような弱め磁束範囲においても位
置検出器なし無整流子電動機の定余裕角制御を安定に、
しかも精度よく行なうことが望ましい。
にかわるものとして電動機電圧を検出し１これから磁束
演算器により磁束波形を求め、この磁束波形にて電動機
側変換器（逆変換器）の位相制御パルスを切り出す方法
がある。この場合、磁束波形の良し悪しが直接位相制御
パルスの位相誤差を左右するため、その演算には十分注
意することが必要である。特に、電動機の回転数の高い
ときトルクが減少してもよい場合には、電動機の磁束を
弱めてその逆起電力があまり大きくならないようにする
、いわゆる弱め磁束範囲をもつ制御においては、その弱
め磁束範囲において磁束演算波形の振巾が減少すること
による相対誤差が増大する傾向にあることが知られてい
る。したがって、このような弱め磁束範囲においても位
置検出器なし無整流子電動機の定余裕角制御を安定に、
しかも精度よく行なうことが望ましい。
第１図はかかる磁束演算波形による無整流子電動機の位
置検出器なし定余裕角制御方式の従来例を示す構成図で
ある。
置検出器なし定余裕角制御方式の従来例を示す構成図で
ある。
同図において１１は速度調節器、２は電流調節器、３は
点弧角調整器、４はサイリスタ変換器、５は速度起電力
演算器・６は積分器、７は定余裕角パルス発生器、８は
パルス分配器、９は無整流子電動機、１０はタフジェネ
レータ（速度検出用発電ｉｓ＞、Ｓｇは速度設定器、Ｄ
ＣＬは直流平滑用リアクトルである。
点弧角調整器、４はサイリスタ変換器、５は速度起電力
演算器・６は積分器、７は定余裕角パルス発生器、８は
パルス分配器、９は無整流子電動機、１０はタフジェネ
レータ（速度検出用発電ｉｓ＞、Ｓｇは速度設定器、Ｄ
ＣＬは直流平滑用リアクトルである。
交流電１（３φ）は電源側変換器４１を介して直流に変
換された後、適宜平滑リアクトルＤＣＬを介し、さらに
電動機Ｗ変換器４２で交流に再変換され、該交流電力に
より同期電動機９が駆動される。以上のように構成され
る無整流子電動機９における速度制御は、速度設定器Ｓ
Ｅからの速度設定信号ｎ＊と、電動機に直結した速度検
出信号１ＥｉｉｌＯからの速度検出信号ｎとを比較して
速度１１４節器１に入力し、次いで速度１１節器１の出
力信号、すなわち電流設定信号ｉ＊とｍ＊＊変換器４１
の交流側入力電流検出信号ｉとを比較して電流関節Ｉ２
に入力し、得られた出力信号で点弧角調節Ｗ３を介して
電源側変換器４１の位相制御を行なうことにより達成さ
れる。一方、電動機側変換器４２０位相制御は、電動機
電圧１−および電動機電流Ｉ、から電動機速度起電力Ｅ
を求め、これを積分演算して磁束Φの波形（有効磁束の
各相成分）を得た後、こ１東波形を定余裕角パルス発生
器７に入力し、出力される１８０°ｅｌ（電気角＞ｔＳ
の定余裕角パルスをパルス分配ＩＩ８に入力することに
より、その出力で行なわれる。
換された後、適宜平滑リアクトルＤＣＬを介し、さらに
電動機Ｗ変換器４２で交流に再変換され、該交流電力に
より同期電動機９が駆動される。以上のように構成され
る無整流子電動機９における速度制御は、速度設定器Ｓ
Ｅからの速度設定信号ｎ＊と、電動機に直結した速度検
出信号１ＥｉｉｌＯからの速度検出信号ｎとを比較して
速度１１４節器１に入力し、次いで速度１１節器１の出
力信号、すなわち電流設定信号ｉ＊とｍ＊＊変換器４１
の交流側入力電流検出信号ｉとを比較して電流関節Ｉ２
に入力し、得られた出力信号で点弧角調節Ｗ３を介して
電源側変換器４１の位相制御を行なうことにより達成さ
れる。一方、電動機側変換器４２０位相制御は、電動機
電圧１−および電動機電流Ｉ、から電動機速度起電力Ｅ
を求め、これを積分演算して磁束Φの波形（有効磁束の
各相成分）を得た後、こ１東波形を定余裕角パルス発生
器７に入力し、出力される１８０°ｅｌ（電気角＞ｔＳ
の定余裕角パルスをパルス分配ＩＩ８に入力することに
より、その出力で行なわれる。
第１図に示された定余裕角パルス発生器７はＡ第２図の
如く構成される。なお、第２図は定余裕角パルス発生器
をより詳細に示すブロック図であり、１Ｉ３Ｗｉは第２
Ｗｉの各部波形を示す波形図であり、第４図は定格磁束
時、弱め磁束時における各磁束波形と制御進み角および
定余裕角との関係を説明する波形図である。
如く構成される。なお、第２図は定余裕角パルス発生器
をより詳細に示すブロック図であり、１Ｉ３Ｗｉは第２
Ｗｉの各部波形を示す波形図であり、第４図は定格磁束
時、弱め磁束時における各磁束波形と制御進み角および
定余裕角との関係を説明する波形図である。
第２図において、７１は９０°ｅ１位相進め回路、７２
はコンパレータ、７３は転流型なり角（ｕ）演算１（以
下、Ｕ演算器ともいう）、７４は磁束絶対値演算器、ｓ
、−ｓ３はスイッチで磁束の各線間成分ΦｕＶ＋ΦＶ”
ｆＦ＋Φｗｕが正のときはｂあり、負のときはｂ る。
はコンパレータ、７３は転流型なり角（ｕ）演算１（以
下、Ｕ演算器ともいう）、７４は磁束絶対値演算器、ｓ
、−ｓ３はスイッチで磁束の各線間成分ΦｕＶ＋ΦＶ”
ｆＦ＋Φｗｕが正のときはｂあり、負のときはｂ る。
その動作について、第２図および第３図を参照して説明
する。
する。
第３図（イ）で示される如き有効磁束の各線間成分（Φ
ｕＶ＋Φｖｗ＋Φｗｕ ）は、まず９０°ｄ位相進め回
路７１においてそれぞれ９０°ｅｊｔ だけ進められる
（Φｕｖ→Φｕｖ、ΦＶＷ→Φ’ＶＷ＋ Φｗｕ→Φ二
）。
ｕＶ＋Φｖｗ＋Φｗｕ ）は、まず９０°ｄ位相進め回
路７１においてそれぞれ９０°ｅｊｔ だけ進められる
（Φｕｖ→Φｕｖ、ΦＶＷ→Φ’ＶＷ＋ Φｗｕ→Φ二
）。
なお、この位相進め回路７１は、入力信号が３相平衡入
力であれば単純な加減算回路によって構成することがで
きる。このようにして得られるのＵ□Φ−９Φ乳はそれ
ぞれ速度起電力Ｅｕｖ、ＥＴＷ。
力であれば単純な加減算回路によって構成することがで
きる。このようにして得られるのＵ□Φ−９Φ乳はそれ
ぞれ速度起電力Ｅｕｖ、ＥＴＷ。
Ｅｗｕ （例えば、ＥｕｖはＵｖ間の速度起電力）と同
位相となる。一方、磁束絶対値演算器７４の出力を分圧
して得られる余裕角設定電圧ｖ１と、電流指令値（また
は検出値）および磁束絶対値からＵ演算器７３により得
られる重なり角演算電圧ｖｕとが加算され、制御進み角
（β）指令電圧Ｖβが作成される。次いで、Ｉｗ御進み
角指令電圧Ｖβはスイッチ８１〜Ｓ３により各相の入力
磁束波形の正負に応じて極性が切り換えられる。このよ
うにして得られた矩形波のβ指令電圧（±Ｖβ）は１３
１１（ロ）の如くそれぞれΦ轟、Φ；Ｗ、Φ鋺と大小比
較することにより、電圧／角度の変換が行なわれ、第３
図（ハ）の如き定余裕角パルス（１８０４幅）が作り出
される。ところで、第１［に示されるような定余裕角制
御の場合に弱め磁束範囲があると、演算磁束波形の振幅
はそれに応じて小さくなる。すると、定余裕角パルス発
生器７内のコンパレータ７２による角度誤差が増大され
る恐れがある。すなわち、第４図からも明らかなように
、同じ誤差電圧ΔＶβをもつ一指令電圧Ｖβでもコンパ
レータ７２で角度変換した場合、弱め磁束波形の時の角
度誤差Δβ（１４図（ロ）参照）の方が、定格磁束波形
のそれ（第４ｖ！Ｊ（イ）のΔβ参照）よりも大きくな
る。これは弱め磁束範囲が大きいほど問題となる。
位相となる。一方、磁束絶対値演算器７４の出力を分圧
して得られる余裕角設定電圧ｖ１と、電流指令値（また
は検出値）および磁束絶対値からＵ演算器７３により得
られる重なり角演算電圧ｖｕとが加算され、制御進み角
（β）指令電圧Ｖβが作成される。次いで、Ｉｗ御進み
角指令電圧Ｖβはスイッチ８１〜Ｓ３により各相の入力
磁束波形の正負に応じて極性が切り換えられる。このよ
うにして得られた矩形波のβ指令電圧（±Ｖβ）は１３
１１（ロ）の如くそれぞれΦ轟、Φ；Ｗ、Φ鋺と大小比
較することにより、電圧／角度の変換が行なわれ、第３
図（ハ）の如き定余裕角パルス（１８０４幅）が作り出
される。ところで、第１［に示されるような定余裕角制
御の場合に弱め磁束範囲があると、演算磁束波形の振幅
はそれに応じて小さくなる。すると、定余裕角パルス発
生器７内のコンパレータ７２による角度誤差が増大され
る恐れがある。すなわち、第４図からも明らかなように
、同じ誤差電圧ΔＶβをもつ一指令電圧Ｖβでもコンパ
レータ７２で角度変換した場合、弱め磁束波形の時の角
度誤差Δβ（１４図（ロ）参照）の方が、定格磁束波形
のそれ（第４ｖ！Ｊ（イ）のΔβ参照）よりも大きくな
る。これは弱め磁束範囲が大きいほど問題となる。
この発明は上記に鑑みなされたもので、弱め磁東範囲に
おいても無整流子電動機の定余裕角制御を高精度に行な
いうるようにすることを目的とするものである。
おいても無整流子電動機の定余裕角制御を高精度に行な
いうるようにすることを目的とするものである。
上記の目的は、この発明によれば、逆変換器を介して給
電される無整流子電動機の電動機電圧と電流とから速度
起電力を演算し、該起電力を積分演算して得られる磁束
波形を基準にして電動機の転流型なり角および一定余裕
角との和以上の制御進み角で逆変換器の位相制御を行な
うようにした無整流子電動機の定余裕角制御方式におい
て、電動機に発生する磁束を弱めて運転する弱め磁束運
転時には演算磁束波形の振巾値を所定の値となるように
補償する手段を設け、該手段により弱め磁束領域におい
ても所定の振巾値を保つようにして達成される。
電される無整流子電動機の電動機電圧と電流とから速度
起電力を演算し、該起電力を積分演算して得られる磁束
波形を基準にして電動機の転流型なり角および一定余裕
角との和以上の制御進み角で逆変換器の位相制御を行な
うようにした無整流子電動機の定余裕角制御方式におい
て、電動機に発生する磁束を弱めて運転する弱め磁束運
転時には演算磁束波形の振巾値を所定の値となるように
補償する手段を設け、該手段により弱め磁束領域におい
ても所定の振巾値を保つようにして達成される。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第５図はこ唯明の要部実施例を示すブロック図、第６図
は弱め磁束パターンと速度関数パターンとの関係を示す
特性図、第７図はこの発明の他の実施例を示すブロック
図である。
は弱め磁束パターンと速度関数パターンとの関係を示す
特性図、第７図はこの発明の他の実施例を示すブロック
図である。
＠５図において、５〜８は第１図に示されたものと同じ
であり、１１は乗算器、１２は速度関数発生器である０
なお、同図は電動側変換器（逆変換器）の制御回路のみ
を示すものである。
であり、１１は乗算器、１２は速度関数発生器である０
なお、同図は電動側変換器（逆変換器）の制御回路のみ
を示すものである。
同図からも明らかなように、この発明は速度起電力演算
器５と積分器６との間に乗算器１１が設けられ１速度関
数発生器１２により得られる電動機速度ｎに応じた信号
ｆ（ｎ）と、速度起電力Ｅとを乗算して磁束信号Φを作
るようにしている点が特徴である。信号ｆ（ｎ）は弱め
磁束のパターンに応じて決められ、例えば磁束パターン
をΦ（ｎ）とすれば、ｆ（ｎ）＝Ｋ・ｌ／Φ（ｎ）（Ｋ
は比例定数）の如く表わされる。′ｔなわち、第６図の
点線から右側に示されるような弱め磁束領域において同
図のΦ（ｆｌ）の如く速度に反比例して磁束弱めを行な
うものとすると、ｆ（ｎ）は同図に示されるように直線
的に増大するパターンとなる。このようにすれば、弱め
磁束範囲においても積分！＃６の出力磁束波形は最大定
格振幅をもつようになり・したがって定余裕角パルス発
生器における角度ｉｎの発生を極力抑止することができ
る。
器５と積分器６との間に乗算器１１が設けられ１速度関
数発生器１２により得られる電動機速度ｎに応じた信号
ｆ（ｎ）と、速度起電力Ｅとを乗算して磁束信号Φを作
るようにしている点が特徴である。信号ｆ（ｎ）は弱め
磁束のパターンに応じて決められ、例えば磁束パターン
をΦ（ｎ）とすれば、ｆ（ｎ）＝Ｋ・ｌ／Φ（ｎ）（Ｋ
は比例定数）の如く表わされる。′ｔなわち、第６図の
点線から右側に示されるような弱め磁束領域において同
図のΦ（ｆｌ）の如く速度に反比例して磁束弱めを行な
うものとすると、ｆ（ｎ）は同図に示されるように直線
的に増大するパターンとなる。このようにすれば、弱め
磁束範囲においても積分！＃６の出力磁束波形は最大定
格振幅をもつようになり・したがって定余裕角パルス発
生器における角度ｉｎの発生を極力抑止することができ
る。
乗算器の一方の入力として、上述の如き信号ｆ（ｎ）の
かわりに定余裕角ノぐルス発生器（第２図参照）によっ
て得られる磁束絶対値の逆関数信号を導入してもよい。
かわりに定余裕角ノぐルス発生器（第２図参照）によっ
て得られる磁束絶対値の逆関数信号を導入してもよい。
第７図はこのような場合の実施例を示すブロック図で、
上記の如き磁束絶対使の逆関数発生参１３が設けられて
いる点が特徴である。
上記の如き磁束絶対使の逆関数発生参１３が設けられて
いる点が特徴である。
以上のように、こ暢明によれば・ 定余裕角ノマルスを
切り出すための磁束波形の振幅を弱め磁束範囲において
も常に最大定格振幅に保つようにしたため、定余裕角パ
ルス発生部での角度誤差発生が少なくなり、高精度な位
置検出器なし定余裕角制御が可能となる０ なお、この発明は直流式だけでなく交流式の無整流電動
機制御システムの弱め磁束運転時に適用することができ
る。
切り出すための磁束波形の振幅を弱め磁束範囲において
も常に最大定格振幅に保つようにしたため、定余裕角パ
ルス発生部での角度誤差発生が少なくなり、高精度な位
置検出器なし定余裕角制御が可能となる０ なお、この発明は直流式だけでなく交流式の無整流電動
機制御システムの弱め磁束運転時に適用することができ
る。
第１ｖ：ｉは位置検出器なし無整流子電動機の定余裕角
制御方式の従来例を示す構成図、第２図は定余裕角パル
ス発生器を詳細に示すブロック図、第３図は第２図の各
部の波形を示す波形図、第４図は定格磁束時および弱め
磁束時における各磁束波形と、制御進み角および定余裕
角との関係を説明するための波形図、第５［１はこ儂明
の実施例を示す要部ブロック図・第６図は弱め磁束）ぐ
ターント速度関数パターンとの関係を示す特性図、第７
図はこの発明の他の実施例を示す要部ブロック図である
。 符号説明 １・・・・・・速度調節器、２・・・・・・電流調節器
、３・・・・・・点弧ハルス調ｌｆ１．器、４・・・・
・・サイリスタｆｉｌ、５・・・・・・速度起電力演算
器、６・・・・・・積分器、７・・・・・・定余裕角パ
ルス発生器、７１・・・・・・９０′ｅ１位相進め回路
、７２・・・・・・コンパレータ、７３・・・・・・ｕ
演算ｉ、７４・・・・・・磁束絶対値演算器、８・・
・・・・パルス分配器、９・・・・・・無整流子電動機
、１０・・・・・・タフジェネレータ、１１・・・・・
・掛算器、１２・・・・・・Ｍ数発生器、１３・・・・
・・逆関数発生器 第２−図 第３図 第４図
制御方式の従来例を示す構成図、第２図は定余裕角パル
ス発生器を詳細に示すブロック図、第３図は第２図の各
部の波形を示す波形図、第４図は定格磁束時および弱め
磁束時における各磁束波形と、制御進み角および定余裕
角との関係を説明するための波形図、第５［１はこ儂明
の実施例を示す要部ブロック図・第６図は弱め磁束）ぐ
ターント速度関数パターンとの関係を示す特性図、第７
図はこの発明の他の実施例を示す要部ブロック図である
。 符号説明 １・・・・・・速度調節器、２・・・・・・電流調節器
、３・・・・・・点弧ハルス調ｌｆ１．器、４・・・・
・・サイリスタｆｉｌ、５・・・・・・速度起電力演算
器、６・・・・・・積分器、７・・・・・・定余裕角パ
ルス発生器、７１・・・・・・９０′ｅ１位相進め回路
、７２・・・・・・コンパレータ、７３・・・・・・ｕ
演算ｉ、７４・・・・・・磁束絶対値演算器、８・・
・・・・パルス分配器、９・・・・・・無整流子電動機
、１０・・・・・・タフジェネレータ、１１・・・・・
・掛算器、１２・・・・・・Ｍ数発生器、１３・・・・
・・逆関数発生器 第２−図 第３図 第４図
Claims (1)
- 少なくとも逆変換器を含む電力変換装鷺によって給電さ
れる無整流子電動機の電動機電圧および電流にもとづい
て速度起電力を演算する起電力演算回路と、該起電力を
積分して磁束波形を演算する積分回路とを備え１該磁束
波形を基準にして電動機の転流型なり角を演算し、該重
なり角と別途設定される電動機の転流余裕角との和以上
の電気角で決まる制御進み角をもって前記逆変換器の位
相制御を行なうようにした無整流子電動機の定余裕角制
御方式において、前記演算磁束波形の振巾値を所定の値
となるように補償する補償手段を設け、該手段により電
動機の発生磁束を弱めて運転する弱め磁束運転時にも前
記磁束波形の振巾値を所定値に維持するようにしたこと
を特徴とする無整流子電動機の定余裕角制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56175710A JPS5879491A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 無整流子電動機の定余裕角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56175710A JPS5879491A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 無整流子電動機の定余裕角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5879491A true JPS5879491A (ja) | 1983-05-13 |
| JPH0334316B2 JPH0334316B2 (ja) | 1991-05-22 |
Family
ID=16000879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56175710A Granted JPS5879491A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 無整流子電動機の定余裕角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5879491A (ja) |
-
1981
- 1981-11-04 JP JP56175710A patent/JPS5879491A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0334316B2 (ja) | 1991-05-22 |
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