JPS5911277B2 - 変流電力変換装置 - Google Patents
変流電力変換装置Info
- Publication number
- JPS5911277B2 JPS5911277B2 JP52088645A JP8864577A JPS5911277B2 JP S5911277 B2 JPS5911277 B2 JP S5911277B2 JP 52088645 A JP52088645 A JP 52088645A JP 8864577 A JP8864577 A JP 8864577A JP S5911277 B2 JPS5911277 B2 JP S5911277B2
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- JP
- Japan
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- current
- rectifiers
- inverter
- power converter
- sets
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- 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】
１０本発明は複数個の３相巻線が所定の位相差で構成さ
れた電機子を有する同期電動機の各相に電力を供給して
、上記同期電動機を駆動する電力変換装置に関するもの
である。
れた電機子を有する同期電動機の各相に電力を供給して
、上記同期電動機を駆動する電力変換装置に関するもの
である。
従来、この種の装置として第１図の回路図に示１５すも
のがあり、図において、１０１は、電源変圧器、１０２
、１０３、１０４、１０５は、３相全波ブリッジ整流器
、１０８は、同期電動機の電機子、１０９、１１０は、
互いに３００の位相差を有するように構成された電機子
１０８の巻線、１０６、ク０１０７は直流平滑リアクト
ル、１１１は同期電動機電機子１０８の軸に結合された
位置検出器、１１２は上記位置検出器１１１の信号によ
り上記整流器１０４、１０５を導通制御するゲート論理
回路、１１３は直流電流検出器、１１４は、電流５ 指
令値ＩＲＥＦと上記直流電流検出器１１３の信号とを比
較増幅する電流調整器、１１５は上記電流調整器１１４
の信号により上記整流器１０２、１０３を導通制御する
ゲート回路である。
のがあり、図において、１０１は、電源変圧器、１０２
、１０３、１０４、１０５は、３相全波ブリッジ整流器
、１０８は、同期電動機の電機子、１０９、１１０は、
互いに３００の位相差を有するように構成された電機子
１０８の巻線、１０６、ク０１０７は直流平滑リアクト
ル、１１１は同期電動機電機子１０８の軸に結合された
位置検出器、１１２は上記位置検出器１１１の信号によ
り上記整流器１０４、１０５を導通制御するゲート論理
回路、１１３は直流電流検出器、１１４は、電流５ 指
令値ＩＲＥＦと上記直流電流検出器１１３の信号とを比
較増幅する電流調整器、１１５は上記電流調整器１１４
の信号により上記整流器１０２、１０３を導通制御する
ゲート回路である。
次に上記交流電力変換装置の動作について説明ｎ する
と、電源変圧器１０１の２次側の２巻線は互いに３０度
の位相差を有し、整流器１０２、１０３の各交流端子に
接続されている。
と、電源変圧器１０１の２次側の２巻線は互いに３０度
の位相差を有し、整流器１０２、１０３の各交流端子に
接続されている。
なお同期電動機１０８の界磁巻線は図では省略されてい
る。電機子巻線１０９、１１０は、それぞれ互いに絶縁
さ３５れた３相巻線であり、かつ３０度の位相差を有す
るので６相の巻線構成になつている。また電機子巻線１
０９、１１０は整流器１０４、１０５の交流端子に接続
されており、整流器１０４，１０５は同期電動機の誘起
電圧で転流する他励式インバータである。したがつて以
下インバータと称する。ここで電流の径路は次のように
なる。電源変圧器１０１の人巻線一整流器１０２の正側
アーム−インバータ１０４の負側アーム一同期電動機電
機子巻線１０９−インバータ１０４の正側アーム−リア
クトル１０６一整流器１０３の負側アーム一電源変圧器
１０１のΔ巻線一整流器１０３の正側アーム−インバー
タ１０５の負側アーム一電機子巻線１１０−インバータ
１０５の正側アーム−リアクトル１０７一整流器１０２
の負側アーム。
る。電機子巻線１０９、１１０は、それぞれ互いに絶縁
さ３５れた３相巻線であり、かつ３０度の位相差を有す
るので６相の巻線構成になつている。また電機子巻線１
０９、１１０は整流器１０４、１０５の交流端子に接続
されており、整流器１０４，１０５は同期電動機の誘起
電圧で転流する他励式インバータである。したがつて以
下インバータと称する。ここで電流の径路は次のように
なる。電源変圧器１０１の人巻線一整流器１０２の正側
アーム−インバータ１０４の負側アーム一同期電動機電
機子巻線１０９−インバータ１０４の正側アーム−リア
クトル１０６一整流器１０３の負側アーム一電源変圧器
１０１のΔ巻線一整流器１０３の正側アーム−インバー
タ１０５の負側アーム一電機子巻線１１０−インバータ
１０５の正側アーム−リアクトル１０７一整流器１０２
の負側アーム。
以上のように整流器１０２，１０３およびインバータ１
０４，１０５は直流電流を直列に流すように構成され、
それぞれ電源変圧器の２次電圧および同期電動機の端子
電圧を１２相整流しており、１２相整流された直流電圧
のリツプルはリアクトル１０６，１０７で吸収され、直
流電流を平滑にしている。
０４，１０５は直流電流を直列に流すように構成され、
それぞれ電源変圧器の２次電圧および同期電動機の端子
電圧を１２相整流しており、１２相整流された直流電圧
のリツプルはリアクトル１０６，１０７で吸収され、直
流電流を平滑にしている。
また整流器とインバータを交互に接続 ：して、直流回
路の対地電位が低くなるようにしている。一方同期電動
機１０８の電鼾電流は１２０度巾の矩形電流であり、か
つまたインバータを電動機電機子１０８の誘起電圧で転
流させるために適当な力率角で運転させるため、トルク
脈動を生 ｚじるが、電機子巻線を多相化（６相）して
、トルク脈動値を低減している。また、インバータ１０
４，１０５の導通制御は位置検出器１１１の信号により
行われ、誘起電圧の大きさがある値以上になる速度領域
では、誘起電圧に ｊよる転流を行なわせるが、誘起電
圧が小さい低速領域では誘起電圧による転流が困難とな
り、電流断続転流が必要になる。
路の対地電位が低くなるようにしている。一方同期電動
機１０８の電鼾電流は１２０度巾の矩形電流であり、か
つまたインバータを電動機電機子１０８の誘起電圧で転
流させるために適当な力率角で運転させるため、トルク
脈動を生 ｚじるが、電機子巻線を多相化（６相）して
、トルク脈動値を低減している。また、インバータ１０
４，１０５の導通制御は位置検出器１１１の信号により
行われ、誘起電圧の大きさがある値以上になる速度領域
では、誘起電圧に ｊよる転流を行なわせるが、誘起電
圧が小さい低速領域では誘起電圧による転流が困難とな
り、電流断続転流が必要になる。
したがつて断続転流を行なわせるためには、インバータ
の転流時点に同期した信号で電流指令値１ＲＥＦを零に
して、直流電流が ３零になるよ引こ電流調整器１１４
で制御するか、あるいは、ゲート回路１１５のゲート信
号を強制的にシフトさせて直流電流を零にする方法が講
じられるが、従来の電力変換装置では直流電流が整流器
およびインバータを直列に流れているため、断続 ４回
数が電動機周波数ＦＭの１サイクル当り１２回となる。
すなわち直流電流の零期間をＴ。とすると１２ｔ０１ｆ
Ｍ の割合で平均トルクが減少する欠点があつた。
の転流時点に同期した信号で電流指令値１ＲＥＦを零に
して、直流電流が ３零になるよ引こ電流調整器１１４
で制御するか、あるいは、ゲート回路１１５のゲート信
号を強制的にシフトさせて直流電流を零にする方法が講
じられるが、従来の電力変換装置では直流電流が整流器
およびインバータを直列に流れているため、断続 ４回
数が電動機周波数ＦＭの１サイクル当り１２回となる。
すなわち直流電流の零期間をＴ。とすると１２ｔ０１ｆ
Ｍ の割合で平均トルクが減少する欠点があつた。
この鼾を第２図の波形図に示すと、力率角が３σ進みの
場合、トルクの脈動は第２図ｃの波形になる。またこの
第２図Ａ，ｂ，ｃは電動機電機子１０８の１相の相電圧
に対応した直流電流およびトルク波形を示しているが、
インバータの転流のため、直流電流を断続させると、ト
ルク波形も断続することとなり、トルク脈動が非常に大
きくなることを示している。なお第２図ｃの破線で示す
トルク波形は直流電流が連続し、転流が瞬時に行われる
場合を示す。
場合、トルクの脈動は第２図ｃの波形になる。またこの
第２図Ａ，ｂ，ｃは電動機電機子１０８の１相の相電圧
に対応した直流電流およびトルク波形を示しているが、
インバータの転流のため、直流電流を断続させると、ト
ルク波形も断続することとなり、トルク脈動が非常に大
きくなることを示している。なお第２図ｃの破線で示す
トルク波形は直流電流が連続し、転流が瞬時に行われる
場合を示す。
本発明は上記のような従来のものの欠点を除去するため
になされたもので、断続転流領域では、整流器とインバ
ータを対にして、複数群に分離し、群別に電流制御する
ことにより、トルク脈動を減少できる電力変換装置を提
供することを目的としている。以下、本発明による一実
施例を第３図について説明すると、図中、３０１は電源
変圧器、３０４，３０５は直流電流検出器、３０６，３
０７は電流指令値１ＲＥＦ，，ＩＲＥＦ２と上記直流電
流検出器３０４，３０５の信号とをそれぞれ比較増幅す
る電流調整器、３０８は断続転流指令信号ｐにより、上
記整流器３０２ｂ，３０３ｂの導通を制御する制御回路
、３０９ａ，３０９ｂ，３１０ａ，３１０ｂは上記導通
制御回路３０８と上記電流調整器３０６，３０７の信号
により、上記整流器３０２ａ，３０２ｂ，３０３ａ，３
０３ｂの導通を制御するゲート回路、３１１，３１２は
上記導通制御回路３０８の信号により、導通制御される
サイリスタスイツチである。
になされたもので、断続転流領域では、整流器とインバ
ータを対にして、複数群に分離し、群別に電流制御する
ことにより、トルク脈動を減少できる電力変換装置を提
供することを目的としている。以下、本発明による一実
施例を第３図について説明すると、図中、３０１は電源
変圧器、３０４，３０５は直流電流検出器、３０６，３
０７は電流指令値１ＲＥＦ，，ＩＲＥＦ２と上記直流電
流検出器３０４，３０５の信号とをそれぞれ比較増幅す
る電流調整器、３０８は断続転流指令信号ｐにより、上
記整流器３０２ｂ，３０３ｂの導通を制御する制御回路
、３０９ａ，３０９ｂ，３１０ａ，３１０ｂは上記導通
制御回路３０８と上記電流調整器３０６，３０７の信号
により、上記整流器３０２ａ，３０２ｂ，３０３ａ，３
０３ｂの導通を制御するゲート回路、３１１，３１２は
上記導通制御回路３０８の信号により、導通制御される
サイリスタスイツチである。
次に、上記本発明による交流電力変換装置の動作につい
て説明すると、断続転流指令信号ｐが与えられると、導
通制御回路３０８の信号により、サイリスタスイツチ３
１１，３１２を導通状態にし、一方ゲート回路３０９ｂ
，３１０ｂを介して整流器３０２ｂ，３０３ｂを不導通
状態にする。
て説明すると、断続転流指令信号ｐが与えられると、導
通制御回路３０８の信号により、サイリスタスイツチ３
１１，３１２を導通状態にし、一方ゲート回路３０９ｂ
，３１０ｂを介して整流器３０２ｂ，３０３ｂを不導通
状態にする。
このとき、直流電流の径路は次の２群に分けられる。（
イ） 第１群の電流径路 電源変圧器３０１一整流器３０２ａの正側アーム−イン
バータ１０４の負側アーム一電機子巻線１０９−インバ
ータ１０４の正側アーム−リアクトル１０６−サイリス
タスイツチ３１１−整流器３０２ａの負側アーム。
イ） 第１群の電流径路 電源変圧器３０１一整流器３０２ａの正側アーム−イン
バータ１０４の負側アーム一電機子巻線１０９−インバ
ータ１０４の正側アーム−リアクトル１０６−サイリス
タスイツチ３１１−整流器３０２ａの負側アーム。
（ロ）第２群の電流径路
電源変圧器３０１一整流器３０３ａの正側アーム−イン
バータ１０５の負側アーム一電機子巻線１１０−インバ
ータ１０５の正側アーム−リアクトル１０７−サイリス
タスイツチ３１２−整流器３０３ａの負側アーム。
バータ１０５の負側アーム一電機子巻線１１０−インバ
ータ１０５の正側アーム−リアクトル１０７−サイリス
タスイツチ３１２−整流器３０３ａの負側アーム。
したがつて、インバータの断続転流を行わせるためには
、インバータの転流時点に同期した信号で、電流指令値
１ＲＥＦ１，ＲＥＦ２を零にして直流電流が零になるよ
うに電流調整器３０６，３０７で制御するか、あるいは
、ゲート回路３０９ａ，３１０ａのゲート信号を強制的
にシフトさせて、直流電流を零にする。
、インバータの転流時点に同期した信号で、電流指令値
１ＲＥＦ１，ＲＥＦ２を零にして直流電流が零になるよ
うに電流調整器３０６，３０７で制御するか、あるいは
、ゲート回路３０９ａ，３１０ａのゲート信号を強制的
にシフトさせて、直流電流を零にする。
このときサイリスタスイツチ３１１，３１２のゲート信
号は、インバータの転流時点に同期して除去される。本
発明によると、直流電流の径路が２群に分離され、それ
ぞれ群別に電流制御されるため、インバータ１０４，１
０５の転流時点に同期して、各群の直流電流は交互に断
続させられる。
号は、インバータの転流時点に同期して除去される。本
発明によると、直流電流の径路が２群に分離され、それ
ぞれ群別に電流制御されるため、インバータ１０４，１
０５の転流時点に同期して、各群の直流電流は交互に断
続させられる。
その結果として、トルク脈動は従来のものより％だけ低
減することができる。すなわち力率角が３０゜進みの場
合のトルク脈動の波形は第４図ａ′，ｂ′，ｃ′のよう
になる。また整流器３０２ａ，３０２ｂおよび３０３ａ
，３０３ｂは各々２段縦続接続されているため、低速領
域において電源力率が向上される。すなわち断続転流速
度領域を超えた一定の速度領域まで、サイリスタスイツ
チ３１１，３１２を導通状態にし、一方、整流器３０２
ｂ，３０３ｂを不導通状態にする。また、第３図の電源
変圧器３０１の２次巻線の構成によると、整流器の整流
相数は１２相になつているが、電源変圧器に移相巻線を
設けて互いに１５゜の位相差を有する２次巻線構成にす
ることにより、整流器の整流相数を２４相にすることが
できる。また、整流器３０２ｂ，３０３ｂの代りにサイ
リスタスイツチ３１１，３１２と同様のサイリスタスイ
ツチを設けて、断続転流領域では不導通状態にしても本
発明の目的を達することができる。かつまた、直流電流
を、他群が継続転流中に、１方の群に２倍に増加させる
ことにより、トルク脈動をさらに減少させることができ
る。
減することができる。すなわち力率角が３０゜進みの場
合のトルク脈動の波形は第４図ａ′，ｂ′，ｃ′のよう
になる。また整流器３０２ａ，３０２ｂおよび３０３ａ
，３０３ｂは各々２段縦続接続されているため、低速領
域において電源力率が向上される。すなわち断続転流速
度領域を超えた一定の速度領域まで、サイリスタスイツ
チ３１１，３１２を導通状態にし、一方、整流器３０２
ｂ，３０３ｂを不導通状態にする。また、第３図の電源
変圧器３０１の２次巻線の構成によると、整流器の整流
相数は１２相になつているが、電源変圧器に移相巻線を
設けて互いに１５゜の位相差を有する２次巻線構成にす
ることにより、整流器の整流相数を２４相にすることが
できる。また、整流器３０２ｂ，３０３ｂの代りにサイ
リスタスイツチ３１１，３１２と同様のサイリスタスイ
ツチを設けて、断続転流領域では不導通状態にしても本
発明の目的を達することができる。かつまた、直流電流
を、他群が継続転流中に、１方の群に２倍に増加させる
ことにより、トルク脈動をさらに減少させることができ
る。
すなわちインバータ１０４が転流中は、サイリスタスイ
ツチ３１１を流れる直流電流を零に減少させられるが、
このとき電流指令値１ＲＥＦ２を２倍だけ増加させて、
インバータ１０５に２倍の直流電流を通電させることに
なる。また、これを容易に行わしめるために、リアクト
ル１０６，１０７に磁気結合をもたせることが望ましい
。すなわち相互に磁気結合を有するリアクトルの作用は
、一方のリアクトルを通電する電流が減少するときには
、他方のリアクトルの通電電流を増加させるように働ら
くため、インバータ１０４が転流中にリアクトル１０６
を流れる電流を零にすることにより、リアクトル１０７
を流れる電流は増加することになる。なお、第３図では
、電機子巻線が３０゜の位相差を有する６相の同期電動
機について示したが、電機子巻線が２０゜の位相差を有
する９相の同期電動機についても整流器、インバータ、
リアクトルおよびサイリスタ等の個数をそれぞれ３／２
倍にすることにより、本発明の手段を同様にして適用す
ることができ、さらに電機子巻線が多相化されても同様
にして適用することができる。以上のように本発明によ
れば、断続転流領域では、それぞれのインバータごとに
直流電流径路を分離して、径路別に直流電流を制御する
ことにより、同期電動機のトルク脈動を低減できる効果
を奏する。
ツチ３１１を流れる直流電流を零に減少させられるが、
このとき電流指令値１ＲＥＦ２を２倍だけ増加させて、
インバータ１０５に２倍の直流電流を通電させることに
なる。また、これを容易に行わしめるために、リアクト
ル１０６，１０７に磁気結合をもたせることが望ましい
。すなわち相互に磁気結合を有するリアクトルの作用は
、一方のリアクトルを通電する電流が減少するときには
、他方のリアクトルの通電電流を増加させるように働ら
くため、インバータ１０４が転流中にリアクトル１０６
を流れる電流を零にすることにより、リアクトル１０７
を流れる電流は増加することになる。なお、第３図では
、電機子巻線が３０゜の位相差を有する６相の同期電動
機について示したが、電機子巻線が２０゜の位相差を有
する９相の同期電動機についても整流器、インバータ、
リアクトルおよびサイリスタ等の個数をそれぞれ３／２
倍にすることにより、本発明の手段を同様にして適用す
ることができ、さらに電機子巻線が多相化されても同様
にして適用することができる。以上のように本発明によ
れば、断続転流領域では、それぞれのインバータごとに
直流電流径路を分離して、径路別に直流電流を制御する
ことにより、同期電動機のトルク脈動を低減できる効果
を奏する。
第１図は、従来の交流電力変換装置の一例を示す回路図
、第２図は、第１図の回路の動作を示す波形図、第３図
は、本発明による交流電力変換装置の一実施例を示す回
路図、第４図は、第３図の回路の動作を示す波形図であ
る。 １０１：電源変圧器、１０２，１０３：整流器、１０４
，１０５：インバータ、１０６，１０７：直流平滑リア
クトル、１０８：同期電動機電機子、１０９，１１０：
電機子巻線、１１１：位置検出器、１１２：インバータ
のゲート論理回路、１１３：直流電流検出器、１１４：
電流調整器、１１５：整流器のゲート回路、３０１：電
源変圧器、３０２ａ，３０２ｂ，３０３ａ，３０３ｂ：
整流器、３０４，３０５：直流電流検出器、３０６，３
０７：電流調整器、３０８：導通制御回路、３０９ａ，
３０９ｂ，３１０ａ，３１０ｂ：整流器のゲート回路、
３１１，３１２：サイリスタスイツチ、なお図中、同一
符号は同一または相当部分を示す。
、第２図は、第１図の回路の動作を示す波形図、第３図
は、本発明による交流電力変換装置の一実施例を示す回
路図、第４図は、第３図の回路の動作を示す波形図であ
る。 １０１：電源変圧器、１０２，１０３：整流器、１０４
，１０５：インバータ、１０６，１０７：直流平滑リア
クトル、１０８：同期電動機電機子、１０９，１１０：
電機子巻線、１１１：位置検出器、１１２：インバータ
のゲート論理回路、１１３：直流電流検出器、１１４：
電流調整器、１１５：整流器のゲート回路、３０１：電
源変圧器、３０２ａ，３０２ｂ，３０３ａ，３０３ｂ：
整流器、３０４，３０５：直流電流検出器、３０６，３
０７：電流調整器、３０８：導通制御回路、３０９ａ，
３０９ｂ，３１０ａ，３１０ｂ：整流器のゲート回路、
３１１，３１２：サイリスタスイツチ、なお図中、同一
符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 多相同期電動機の各相電機子巻線のそれぞれに直流
を交流電力に変換して供給するように接続された複数個
のインバータ、該インバータのそれぞれに対応して直流
電力を供給するように接続された複数個を１組とする複
数組の整流器、および、該各組の整流器と上記インバー
タの間に、それぞれ直列に接続されたリアクトルと、各
インバータのそれぞれと対となるよう上記複数組の整流
器の１部をバイパスするように接続されたサイリスタス
イッチからなる回路と、さらに上記同期電動機の低速領
域では直流電流が、順次整流器の正側アーム、インバー
タの負側アーム、電機子巻線、インバータの正側アーム
、リアクトル、サイリスタスイッチによつて接続された
整流器の負側アームの経路でそれぞれのインバータ毎に
直流電流経路を複数群に分離して経路別に電流制御する
ように、上記サイリスタスイッチおよび複数組の整流器
の１部を導通制御する手段を備えてなる交流電力変換装
置。 ２ 複数組の整流器を、多段縦続接続して多相整流器構
成にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
交流電力変換装置。 ３ 低速領域で導通制御される複数組の整流器の１部を
サイリスタスイッチ構成にしたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の交流電力変換装置。 ４ リアクトルを、それぞれ磁気結合された複数組の構
成にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
項または第３項のいづれかに記載の交流電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52088645A JPS5911277B2 (ja) | 1977-07-22 | 1977-07-22 | 変流電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52088645A JPS5911277B2 (ja) | 1977-07-22 | 1977-07-22 | 変流電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5423925A JPS5423925A (en) | 1979-02-22 |
| JPS5911277B2 true JPS5911277B2 (ja) | 1984-03-14 |
Family
ID=13948546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52088645A Expired JPS5911277B2 (ja) | 1977-07-22 | 1977-07-22 | 変流電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5911277B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5822097U (ja) * | 1981-07-27 | 1983-02-10 | 株式会社東芝 | 交流電動機の制御装置 |
-
1977
- 1977-07-22 JP JP52088645A patent/JPS5911277B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5423925A (en) | 1979-02-22 |
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