JPS5910185A - 交流電動機の制御装置 - Google Patents

交流電動機の制御装置

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JPS5910185A
JPS5910185A JP57115601A JP11560182A JPS5910185A JP S5910185 A JPS5910185 A JP S5910185A JP 57115601 A JP57115601 A JP 57115601A JP 11560182 A JP11560182 A JP 11560182A JP S5910185 A JPS5910185 A JP S5910185A
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JP
Japan
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phase
frequency
signal
circuit
theta1
Prior art date
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Pending
Application number
JP57115601A
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English (en)
Inventor
Katsutaro Kuge
久下 勝太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5910185A publication Critical patent/JPS5910185A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements 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
    • H02P27/06Arrangements 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は高調波を含む交流波形からその基本波1−同期
し、た正弦波信号を取出す交流波形同期平滑回路を利用
した交流電動機の制御装置に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
交rA!、電動機をその可、流、正1圧、回転位置など
のベクトル位相信号を用いて制御する交流軍、動機の制
御装置においては、ベクトル位相を正確に検出する必要
がある。しかしながら、上記tH,■r7、市5圧その
他の制御信号は一般に相当姻の高調波成分を含むので、
適当な平滑回路を用いて高調波成分を除去する必要があ
る。
このため本発明者は先に特願昭57−596051−お
いで、高調波成分を含む交流波形からその基本波に同期
[、た市弦波悄号を取出ず交流波形[tji期平滑回路
を提案し−1た。
こわけ固定島1波数の2相正弦波発振器と、”J変M1
波nの2相正弦波発振器と、上i己両正弦波信号を入力
し、て両正弦波周fJJ1.数の差の周波数を<1った
2相正弦波侶号を出力する出1の三角関数演算器と、2
相入力イ8号の基ネ波成分と上記2第11正弦波出力悄
号とを入力してその差の周波数をもった制償]1用2相
正弦波悄号を出力する第2の三角関数演算器と、上記制
御用2相正弦波伯号の周波後λが零となるようζ二上記
可変周波数の2相正弦波発振器の周波数を制御する周波
数i+、’J節器を備え、上記2イ11止弦波出力信号
を2相入力化号の基本波成分と1’iJ期させるよう1
ニした交流波形同期平滑回路であり、その構成に第1図
に示す通りである。
すなわち第1図において、高調波を含む二相入力信号の
基本波成分(房01.輛θl)に同期した二相正弦波信
号(ひθ2 、 dnθ2)が得られる。
その詳細は上記特願昭57−59605 +−示されて
いるが、その概璧を述べると下記の通りである。
第1図において、固定周波数設定抵抗11の設定するj
h)定周波数基準信号ω2d2札止弦波発据器12に入
力され、ここで固定周波数ω2の2札止弦波伯号(弼ω
2t+ slnω2t )が出力され、第1の三角関数
rIif算器35に入力さtしる。
枦、1の三角関数発生器35は上記固定周波数の2札止
弦波信号(cosω2t 、 sinω2t )と可変
周波数の2札止弦波発据器34から出力される可変周波
数の2札止弦波信号(箕ω1t、画ωIt )とが入力
さね1.2相正弦波出力信号(郭θ” + slnθ2
)として〔弼(ω1−ω2)t + sin (ωl−
ω2)t〕を出力する。
−刃組2の三角関数発生器21に一外部からの2相入力
化号と上記2相正弦波出力信号(aysθ2゜sinθ
2)とが入力され、上記外部からの2相入力化号の基本
波成分(cosθ]1画θ1)と上記2相正弦波出力信
号(cosθ2 、 !iinθ2)とから2札止弦波
信号〔■(θl−θ2)、5in(θl−θ2)〕を出
力する。
この2札止弦波佃号〔弼(θ1−02)、8石(θl−
θ2)〕のうちgln (θl−θ2)は直接、僚(0
1−02)は極性反転器22、ダイオード25.26か
ら成る絶対値回路を通ってそ1Lぞれ除算器27に入力
され、除算出力上動(θl−θ2)を出力する。
除算出力±tan (θl−02)は積分増巾器28を
通って積分さt17、さら(二加算増巾器31で前記し
た周波数設定抵抗11からあたえられるバイアス信号と
加算され、加勢出力ωlが2札止弦波発振器34に入力
されてここで前記した可変周波数の2相正弦波イぎ号(
ひωlt+ sinωlt )を出力し、とれによって
前記の2相正弦波出力(casθ2 、 sinθ2)
すなわち〔弼(ω1−ω2)t + gin (ω1−
ω2)t〕が得られる。
ここで出力信号(QIISθ2.由θ2)と入力信号の
基本波成分((9)θ】1m1nθl)との間C角度差
θl−θ2が零でないと、前記した除q出力丑an(θ
l−02)が零にならず、従って積分増巾器28の出力
によって2札止弦波発振器34の基準信号ωlが変化し
7、その出力する2札止弦波信号(匹ωIt、Slnω
It )の周波数が変化し、こfl、によって結局2相
正弦波出力(m号(Cy、θ” + slnθ2)が2
相入力化号の基本波成分(郭θ1 、 Sinθl)と
同期するよう11調整される。
上記の交流波形同期平滑回路は、2相入力化号の基本波
成分(囲θ’+S!r+”l)と回期した2相正弦波出
力信号(cosθ2 + sinθ2)が2相の2札止
弦波発振器の発生する比較的太きfr周波数ωl、ω2
の差の周波数でイυられるので、2相入力恰号の基本波
周波19.が零を含む低い周波数であっても、安定した
m1期正弦波イA号が得られる。
交流5%動機の制御1−おいては、市、流、′11、圧
その他のベクトル位相の検出が必要であり、また交流’
WC動機の可変速運転では電源周波数を零を含む低い周
波数寸で低下させることがあるが、従来は低い同波数領
域で正確にベクトル位相を検出するととが内紛であり、
従って交流?!、勤磯の側径が光分1−行なわれないと
いう問題があった。
〔発明の目的〕
本発明は上述した交流波形同期平滑回路を交流電動機制
御におけるベクトル位相検出に利用し、こ11によって
零を含む低周波数領域でも交流電動機を安別に制御でき
る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〕
本発明は電力変換器を介して連動される交流電動1機を
交流波形の位相差を制御入力として制御する交流電動機
の制御装置において、上記交流波形を固定周波数発振器
と可変周波数発振器とを組合せた交流波形同期平滑回路
を用いて零周波数を含む周波数範囲で同期平滑し、同期
平滑し、たちとの交流波形の位相差を制御入力として用
い、これ6二よって零周波数を含む広い周波数範囲で交
流電動機の速度、トルクなどを安定に制御する交流電動
機の制御装置である。
〔発明の実施例〕
本発明の一笑施例を第2図5二示す。
第2図は順変捗# 111 、直流リアクトル112、
逆変換器113から成る電流形インバータで誘導電動機
114を駆動する場合の速度制御回路であり、交流入力
電流■け変流器116および市、流検出回路121で、
インバータ出力窟、流の位相θIiシャント117およ
び電流位相検出回路124で、捷た市、動様の速度Nお
よび回転位相θulrJ回転センサ115がらそ11ぞ
れ速度検出回路122および回転位相検出回路123で
検出される。
速度検出信号Nけ速度設定5131で設定きhた速用基
準信号NQと共に速度制御増rlj器】32に入力され
てその偏差が増巾され、その出力と[、てトルク基準信
号Tが得られる。
上記トルク基準信号Tは、磁束設定器151で設定さn
 ft二次釦交磁束基準φ2と共にベクトル制御回路1
52(二人力さハ、ここで誘導電動機114の各Ki:
 nJ’iで下式に示すベクトル演ηが行なわれ、−次
電流−X準隼号I1.すべり周波数基準信号SFおよび
上記φ2とIlとの間の位相差基準信号ψが出力さする
0            1網昭59−10185(
3)す々わち各側、をユニット単位化すれば、II%F
Sおよびψけ下記(1)〜(8)式であたえられる。
ここに M:相互インダクタンス L2;二次インダクタンス r2:二次抵抗 上記−次電流基準信号Ilは交流入力電流工と共に電流
制御増rlJ器1361−人力さ力てその差が演算増巾
され、位相制御器140を介して順変換器1110点弧
位相を制御する。
また上記すべり周波数基準信号F8は二相正弦波発振器
153に入力されてすべり周波数相当の位相角θ8をも
った二相正弦波信号θBに変換され、この位相角θS 
&u前記回転位相検出信号θNと共(二周波グJ第1)
償軒回路154に入力されて、−次層波数相当位相角θ
l(−〇14+θS)の二相正弦波信号θlを出力する
尚上記1周波数和演算回路154け前記した三角関敷演
掬、器21および315と類似の回路構成を有し、−7
i を二crys A 、 sin AおよびcsB、
5lnBを入力してcos (A+B) + sin 
(A”B)を出力する回路であるが、周知の1−11路
であり、その詳細説明は省略する。
上HE;周波数泪1演視回路154の出力信号θlはさ
らに同じような周波数和演a回路155に入力され、三
角関数演p器156の発生する二相信号(咋ψ。
glnψ)とで周波数和が演I々されて一次周波数補正
イ目号θ1+ψを出力し、同期制御回路157に入力さ
れる。
甘た霜、ぴ)、位相検出回路124で検出したインバー
タ出力電流の位相信号θ■け第1図に示す一1期平渭回
路159で同ル1平滑さね、て上記同期制御回路157
に入力され、上記同期制御回路1571−i上記θl+
ψ  /とθlとの位相尭(二対化する二相イに号を出
力]て、位相制御器158を制御する。
これによって逆変換器113の点弧位相が制御され、結
局その電流位相θ1とθl+ψどの位相差が零(二なる
ように制御される。
前述したように同期平滑回路159は零周波数を含む広
い周波数範囲で安定に動作するので%第2図の構成によ
る交流電yυ機の制御装置も広い速度範囲で安定に動作
する。
〔発明の効果〕
以上酸6明したように、本発明によれば、聞流波形の位
相を制N1個号として交流電動機を制御する交流電動機
の制御装置において、可変周波数と固定周波数の2組の
2札止弦波発振器を組合わせて零周波数を含む広い周波
数範囲で安定に動作する交流波形同期平滑回路を用い、
これによって交流市、動機の速1随やトルクなどを零を
含む広い周波数範囲で安定に制御できる交流電動機の制
御装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に用いられる交流波形同期平滑回路の基
本的構成を示す回路図、第2図は本発明による父流電I
Ih機の制御装鰐の一実施例を示す回w丁)図である。 111  順変換器   112  rfi流リアリア
クトル113逆変換器   114  誘導電動機11
5  回転センサ  116  変流器117  シャ
ント   121  電流検出回路122  速度検出
回路 123  回転位相極出回路 124  X流位相検出回路 131速度設定器132
  速度制御増巾器 136  電流制御増IJ器 140  順変換器位相制御器 151  磁束設定器 152  ベクトル制御回路1
53  二相正弦波発振器 154、155  周波数和演胸回路 156  三角関数演算器 157  回1期制御回路
158  逆変換器位相制御器 159  同期平滑回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電力変換器を介して駆動される交流電動機を交流波形の
    位相差を制御入力と(て制御する交流電動機の制御装置
    において、上記交流波形を固定周波数発振器と可変周波
    数発振器とを糾合せた交流波形同期平滑回路を用いて零
    周波数を含む周波数範囲で同期平滑し、同期平滑[7た
    あとの交流波形の位相差を制御入力として用いることを
    特偵とする焚流、電」9機の制御装置
JP57115601A 1982-07-05 1982-07-05 交流電動機の制御装置 Pending JPS5910185A (ja)

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