JPS5917892A - 無整流子電動機の位相検出装置 - Google Patents
無整流子電動機の位相検出装置Info
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- JPS5917892A JPS5917892A JP57127285A JP12728582A JPS5917892A JP S5917892 A JPS5917892 A JP S5917892A JP 57127285 A JP57127285 A JP 57127285A JP 12728582 A JP12728582 A JP 12728582A JP S5917892 A JPS5917892 A JP S5917892A
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/085—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
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- H—ELECTRICITY
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- 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
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- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、無整流子電動機の誘起電圧位相に基づいて転
流タイミングを定める場合の位相検出装置に関する。
流タイミングを定める場合の位相検出装置に関する。
一般に、無整流子電動機は自然転流に基づいた変換器動
作によって回転子を駆動するため、装置の構成が１？４
単となり信頼性も高くなるので、交流可変速電動機とし
て広く実用されている。従来からこの装置では、電動機
電流の通電相を定めるための回転子位置検出手法として
、次の一種類が用いられている。一つは電動機の回転子
と固定子の相対的位置を知るため機械的な位置検出器を
設けて位置を検出する手法であり、他の一つは電７＋機
の電機子電圧位相あるいは磁束位相から位置を検出する
手法である。
作によって回転子を駆動するため、装置の構成が１？４
単となり信頼性も高くなるので、交流可変速電動機とし
て広く実用されている。従来からこの装置では、電動機
電流の通電相を定めるための回転子位置検出手法として
、次の一種類が用いられている。一つは電動機の回転子
と固定子の相対的位置を知るため機械的な位置検出器を
設けて位置を検出する手法であり、他の一つは電７＋機
の電機子電圧位相あるいは磁束位相から位置を検出する
手法である。
上記の手法はいずれも公知のものであるが、後者は電動
機の駆動特性からみれば、負荷の大きさによる電機子反
作用を自動的に補正して電ｒｆＪＪＪ機力率を負荷状態
にかかわらずほぼ一定にすることができるため、効率、
過負荷耐量、発生トルク脈動の減少など特性上有利な点
が多い。
機の駆動特性からみれば、負荷の大きさによる電機子反
作用を自動的に補正して電ｒｆＪＪＪ機力率を負荷状態
にかかわらずほぼ一定にすることができるため、効率、
過負荷耐量、発生トルク脈動の減少など特性上有利な点
が多い。
電動機の電機子電圧を検出して電動機電流の通電相を定
めるための位相検出手法には、検出電圧をフィルタによ
って整形する方法、電流瞬時値より電動機のもれインダ
クタンスや抵抗率低下を補正して整形する方法、あるい
は検出電圧をベクトル的な量で扱いλ相正弦波との位相
偏差ができるだけ小さくなるように連続的に位相比較を
行なう方法がある。本発明は、上記のうちで連続的に位
相比較を行なう方法（以下、「連続位相比較方法」とい
う）を用いた位相検出装置に関するものである。
めるための位相検出手法には、検出電圧をフィルタによ
って整形する方法、電流瞬時値より電動機のもれインダ
クタンスや抵抗率低下を補正して整形する方法、あるい
は検出電圧をベクトル的な量で扱いλ相正弦波との位相
偏差ができるだけ小さくなるように連続的に位相比較を
行なう方法がある。本発明は、上記のうちで連続的に位
相比較を行なう方法（以下、「連続位相比較方法」とい
う）を用いた位相検出装置に関するものである。
第１図を参照して、従来の連続位相比較方法による位相
検出装置の構成および動作を、３相の無整流子電動機を
例に説明する。順変換器／、直流える。また、′厄圧検
出器乙は電機子電圧から３相信号を検出し、これを３相
／、２相変換器７に与える。３相／、２相変換器７は、
この３相信号を９０度位相差のλ相信号に変換して位相
差演算回路ｒに与えろ。位相差演算回路ｇは、Ｄ／Ａ変
換器りによっ−Ｃディジタル／アナログ変換された正弦
波信号と前記３相／、２相変換器７、から与えられるコ
相信号とを三角公式を用いて比較演算し、位相偏差Δθ
を発してこれを偏差増幅器１０に与える。偏差増幅器／
θは、この位相偏差Δθを、内蔵されている比例積分回
路等により増幅して電圧／周波数変換器（以下ｒＶ／Ｆ
変換器」という）／／に与える。
検出装置の構成および動作を、３相の無整流子電動機を
例に説明する。順変換器／、直流える。また、′厄圧検
出器乙は電機子電圧から３相信号を検出し、これを３相
／、２相変換器７に与える。３相／、２相変換器７は、
この３相信号を９０度位相差のλ相信号に変換して位相
差演算回路ｒに与えろ。位相差演算回路ｇは、Ｄ／Ａ変
換器りによっ−Ｃディジタル／アナログ変換された正弦
波信号と前記３相／、２相変換器７、から与えられるコ
相信号とを三角公式を用いて比較演算し、位相偏差Δθ
を発してこれを偏差増幅器１０に与える。偏差増幅器／
θは、この位相偏差Δθを、内蔵されている比例積分回
路等により増幅して電圧／周波数変換器（以下ｒＶ／Ｆ
変換器」という）／／に与える。
Ｖ ／ Ｆ変換器ｌ／から発せられるアナログ量の信号
はカウンタノコによシディジタル量の位相θに変換され
、その位相θは、リードオンリメモリ（以下［ｏＭＪと
いう）／３と実効転流進み角β設定回路（以下「β設定
回路」という）／弘とに与えられる。ここで、ＲＯＭ／
３にはｑｏ度位位差の正弦波信号があらかじめ書き込ま
れており、位相θに対応した正弦波信号が出力される。
はカウンタノコによシディジタル量の位相θに変換され
、その位相θは、リードオンリメモリ（以下［ｏＭＪと
いう）／３と実効転流進み角β設定回路（以下「β設定
回路」という）／弘とに与えられる。ここで、ＲＯＭ／
３にはｑｏ度位位差の正弦波信号があらかじめ書き込ま
れており、位相θに対応した正弦波信号が出力される。
この正弦波信号はＤ／Ａ変換器りに与えられディジタル
量の信号に変換される。また、β設定回路／≠に与えら
れた位相θは転流タイミングを定めるための基準となり
、β設定回路／弘から発せられた信号は・ζパルス増幅
回路／！５により増幅されて主回路≠に与えられる。
量の信号に変換される。また、β設定回路／≠に与えら
れた位相θは転流タイミングを定めるための基準となり
、β設定回路／弘から発せられた信号は・ζパルス増幅
回路／！５により増幅されて主回路≠に与えられる。
このように、位相検出装置／６は、電動機電圧からの検
出位相をＲＯＭ／Ｊを経て与えられる正弦波信号と連続
的に比較し、その位相偏差ができるだけ零に近づくよう
に閉ループで動作している。
出位相をＲＯＭ／Ｊを経て与えられる正弦波信号と連続
的に比較し、その位相偏差ができるだけ零に近づくよう
に閉ループで動作している。
このような従来装置において、電動機電流が変化すると
、電機子反作用により端子電圧の基本波位相は回転子の
一点からみて変化する。この変化の速さ、大きさは、電
動機のダンノく巻線や界磁巻線などに関する電動機の電
気的定数に大きく影響する。このため、位相検出装置の
応答が電機子反作用に比較して遅いときは、検出位相は
実際の位相と過渡的に異なることになる。電動機の転流
タイミングはこの検出位相に基づいて定められているが
、検出遅れのために検出位相と実際の位相とが異なると
きは所定の転流余裕角を確保できな因場合を生じ、転流
失敗に至ることもある。また、転流余裕角が大きくなり
、電流に対するトルク特性の線形性がくずれて制御特性
が悪化することにもなる。
、電機子反作用により端子電圧の基本波位相は回転子の
一点からみて変化する。この変化の速さ、大きさは、電
動機のダンノく巻線や界磁巻線などに関する電動機の電
気的定数に大きく影響する。このため、位相検出装置の
応答が電機子反作用に比較して遅いときは、検出位相は
実際の位相と過渡的に異なることになる。電動機の転流
タイミングはこの検出位相に基づいて定められているが
、検出遅れのために検出位相と実際の位相とが異なると
きは所定の転流余裕角を確保できな因場合を生じ、転流
失敗に至ることもある。また、転流余裕角が大きくなり
、電流に対するトルク特性の線形性がくずれて制御特性
が悪化することにもなる。
本発明は−Ｆ記の点に鑑みてなされたもので、電機子電
流が変化したときに、電動機の電機子反作用により発生
する位相変化を補償することのできる無整流子電動機の
位相検出装置を提供することを目的とする。
流が変化したときに、電動機の電機子反作用により発生
する位相変化を補償することのできる無整流子電動機の
位相検出装置を提供することを目的とする。
上記の目的を実現するため本発明は、従来の連続位相比
較方法による位相検出装置に電機子反作用演算回路を設
け、電機子に流れるべき電流値、または実際に流れる実
電流値から電機子反作用による位相変化分を演算し、こ
れを位相偏差Δθに加算して連続的に位相比較すること
のできる無整流子電動機の位相検出装置を提供するもの
である。
較方法による位相検出装置に電機子反作用演算回路を設
け、電機子に流れるべき電流値、または実際に流れる実
電流値から電機子反作用による位相変化分を演算し、こ
れを位相偏差Δθに加算して連続的に位相比較すること
のできる無整流子電動機の位相検出装置を提供するもの
である。
第２図乃至第３図を参照して本発明の詳細な説明する。
第２図は電機子に流れるべき電流値を演算して、これに
よシミ様子反作用による位相変化分を求める構成の一実
施例で、第１図の従来装置の構成例と同一の要素は同一
の符号で示す。電流値演算回路１０／は、図示しない速
度制御回路から与えられる電流基準値■によシ、実際に
流れるべき実電流値を演算するものである。ここで、電
流基準値■９は外部からの人力で設定されて電動機に流
れる電流の大きさを指令するものである。電流値演算回
路１０／は、図示しない無整流子電動機装置の電流制御
回路の応答と同程度の応答の一次遅れ回路により構成で
きる。電機子反作用演算回路１０．２は、電流値演算回
路１０／よシ与えられた電流値により電動機電圧の位相
変化分を演算し、これを加算器１０３に与える。すなわ
ち、電機子反作用演算回路７０．２は、電動機電流に対
して電動機定数によりほぼ一次遅れで生じる電機子反作
用による電圧位相の変化、すなわち負荷角の変化を角周
波数の変化分として出力してこれを加算器１０３に与え
る回路であシ、例えば−次遅れと微分要素の組み合せに
より回路構成ができる。電機子反作用演算回路１０２の
出力と偏差増幅器１０の出力は、加算器１０３で加算さ
れてＶ ／ Ｆ変換器／／に与えられる。
よシミ様子反作用による位相変化分を求める構成の一実
施例で、第１図の従来装置の構成例と同一の要素は同一
の符号で示す。電流値演算回路１０／は、図示しない速
度制御回路から与えられる電流基準値■によシ、実際に
流れるべき実電流値を演算するものである。ここで、電
流基準値■９は外部からの人力で設定されて電動機に流
れる電流の大きさを指令するものである。電流値演算回
路１０／は、図示しない無整流子電動機装置の電流制御
回路の応答と同程度の応答の一次遅れ回路により構成で
きる。電機子反作用演算回路１０．２は、電流値演算回
路１０／よシ与えられた電流値により電動機電圧の位相
変化分を演算し、これを加算器１０３に与える。すなわ
ち、電機子反作用演算回路７０．２は、電動機電流に対
して電動機定数によりほぼ一次遅れで生じる電機子反作
用による電圧位相の変化、すなわち負荷角の変化を角周
波数の変化分として出力してこれを加算器１０３に与え
る回路であシ、例えば−次遅れと微分要素の組み合せに
より回路構成ができる。電機子反作用演算回路１０２の
出力と偏差増幅器１０の出力は、加算器１０３で加算さ
れてＶ ／ Ｆ変換器／／に与えられる。
このようにして、第２図の実施例によれば電流基準値Ｉ
から実電流相当分を演算し、それによって電機子反作用
による位相変化分を求め、これを位相検出装置の閉ルー
プに加算して補償することになり、急な負荷変動などの
ために検出位相と実際の電圧位相が大きく異なってしま
うという不都合を防止することができる。
から実電流相当分を演算し、それによって電機子反作用
による位相変化分を求め、これを位相検出装置の閉ルー
プに加算して補償することになり、急な負荷変動などの
ために検出位相と実際の電圧位相が大きく異なってしま
うという不都合を防止することができる。
第３図は電機子に流れる実電流値から電機子反作用によ
る位相変化分を求める構成の一実施例で、第１図に示す
従来装置の構成例と同一の要素は同一の符号で示す。従
来装置に電機子反作用演算回路１０２を設け、その出力
を加算器１０３に与える。
る位相変化分を求める構成の一実施例で、第１図に示す
従来装置の構成例と同一の要素は同一の符号で示す。従
来装置に電機子反作用演算回路１０２を設け、その出力
を加算器１０３に与える。
電機子反作用演算回路７０．２の出力と偏差増幅器１０
の出力は加算器１０３で加算されてＶ／Ｆ変換器／／に
与えられる。ここで、′ｄＬ機子機作反作用演算回路７
０に与えられる直流電流細工は、実際に電動機に流れる
電流を直流に換算したものである。
の出力は加算器１０３で加算されてＶ／Ｆ変換器／／に
与えられる。ここで、′ｄＬ機子機作反作用演算回路７
０に与えられる直流電流細工は、実際に電動機に流れる
電流を直流に換算したものである。
このようにして、第３図の実施例によると実電流の直流
換算細工から電機子反作用による位相変化分を求め、こ
れを位相検出装置／乙の閉ループに加算して補償するこ
とになり、急な負荷変動などのために検出位相と実際の
位相が大きく異なってしまうという不都合を防止するこ
とができる。
換算細工から電機子反作用による位相変化分を求め、こ
れを位相検出装置／乙の閉ループに加算して補償するこ
とになり、急な負荷変動などのために検出位相と実際の
位相が大きく異なってしまうという不都合を防止するこ
とができる。
なお、電機子反作用演算回路１０．２の構成としては、
前記の如く一次遅れ、微分要素の組み合せによるものが
最も簡単であるが、よシ正確な電機子反作用の補償を行
なうためＫは電動機の各種定数を考慮に入れた回路構成
とすればよい。すなわち、ｄ軸（磁極の方向）、ｑ軸（
ｄ軸と電気的にりＯｏの方向）の方向のダンパ定数や界
磁巻線定数を考慮に入れた補償回路とすればよい。
前記の如く一次遅れ、微分要素の組み合せによるものが
最も簡単であるが、よシ正確な電機子反作用の補償を行
なうためＫは電動機の各種定数を考慮に入れた回路構成
とすればよい。すなわち、ｄ軸（磁極の方向）、ｑ軸（
ｄ軸と電気的にりＯｏの方向）の方向のダンパ定数や界
磁巻線定数を考慮に入れた補償回路とすればよい。
また、上記の説明では電動機の速度が一定の場合につい
て述べてきたが、速度変化に対する位相検出回路の補償
も速度検出信号をＶ／Ｆ変換器／／の人力に加算するこ
とで可能になる。
て述べてきたが、速度変化に対する位相検出回路の補償
も速度検出信号をＶ／Ｆ変換器／／の人力に加算するこ
とで可能になる。
このように本発明によれば、従来の位相検出装置に電機
子反作用演算回路および加Ｘｔ器を設けることによって
、速い電流変化があったときに電機子反作用によって生
じる位相変化分を閉ループ補償することができるので、
電機子反作用による位相検出ｍｌ差７小さくすることが
可能になり、急激な負荷変動があっても正確な位相検出
にょシ安定した転流を確保できる。また、転流上重要な
転流余裕角も所望の値をとることができ、電動機の効率
、力率を向上させ、速い応答の要求される用途に適用さ
れる無整流子電動機の位相検出装置を実現できる。
子反作用演算回路および加Ｘｔ器を設けることによって
、速い電流変化があったときに電機子反作用によって生
じる位相変化分を閉ループ補償することができるので、
電機子反作用による位相検出ｍｌ差７小さくすることが
可能になり、急激な負荷変動があっても正確な位相検出
にょシ安定した転流を確保できる。また、転流上重要な
転流余裕角も所望の値をとることができ、電動機の効率
、力率を向上させ、速い応答の要求される用途に適用さ
れる無整流子電動機の位相検出装置を実現できる。
第１図は従来装置の構成例を示すブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すブロック図、第３図は本発明の
他の一実施例を示すブロック図である。 り・・・ディジタル／アナログ変換器、 ／３・・・リ
ードオンリメモリ、 １０３・・・加算器。 出願人代理人 猪 股 清 第１図 第３図
本発明の一実施例を示すブロック図、第３図は本発明の
他の一実施例を示すブロック図である。 り・・・ディジタル／アナログ変換器、 ／３・・・リ
ードオンリメモリ、 １０３・・・加算器。 出願人代理人 猪 股 清 第１図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ／、電機子電圧から検出された位相と転流タイミングを
定める基準となる位相とを連続的に比較して位相偏差を
連続的に演算し、この位相偏差を前記転流タイミングを
定める基準となる位相に変換いこれによりこの位相偏差
ができるだけ少なくなるように閉ループ制御を行なう無
整流子電動機の位相検出装置において、 電機子反作用による位相変化分を電機子に流れる実電流
値により演算する電機子反作用演算回路と、この位相変
化分を前記位相偏差に加算したのちこれを転流タイミン
グを定める基準となる位相に変換する回路とを備えるこ
とを特徴とする無整流子電動機の位相検出装置。 コ、前記電検子反作用演算回路は、外部からの人力で設
定される電流基準値を換算して得られる電機子に流れる
べき電流値により電機子反作用による位相変化分を演算
するように構成されていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の無整流子′ＫｗＪ機の位相検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57127285A JPS5917892A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 無整流子電動機の位相検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57127285A JPS5917892A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 無整流子電動機の位相検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5917892A true JPS5917892A (ja) | 1984-01-30 |
Family
ID=14956186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57127285A Pending JPS5917892A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 無整流子電動機の位相検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5917892A (ja) |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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