JPS59220087A - 無整流子電動機の設定制御進み角制御方法 - Google Patents
無整流子電動機の設定制御進み角制御方法Info
- Publication number
- JPS59220087A JPS59220087A JP58090781A JP9078183A JPS59220087A JP S59220087 A JPS59220087 A JP S59220087A JP 58090781 A JP58090781 A JP 58090781A JP 9078183 A JP9078183 A JP 9078183A JP S59220087 A JPS59220087 A JP S59220087A
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- Japan
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- angle
- speed
- phase
- control
- signal
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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
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
Landscapes
- 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】
本発明は無整流子電動機の制御方法、特に高回生トルク
制御を実現し得る無整流子電動機の設定制御進み角制御
方法の改良に関する。
制御を実現し得る無整流子電動機の設定制御進み角制御
方法の改良に関する。
一般に複数個のスイッチング素子からなる電力変換器に
よる同期電動機の駆動、すなわち無整流子電動機駆動に
おいては、過電流を防止するうえで原理的に高速領域に
おける設定制御進み角を１８０’付近まで進めることが
できない。これは、電動機の回転エネルギーを電源側に
回生ずる際、電源側の電圧が電動機の誘起電圧に対応し
た電圧まで上昇せず、結果的に過電流が誘発されるのを
防止するのがその理由である。このため、電動機の回転
速度を検知して速度領域に応じて設定制御進み角を変化
させる方法が通常採られている。そして、例えば高速領
域においてｉ２０’ 、低速領域においては１８０’程
度に設定制御進み角が設定されるものとなり、電動機の
電力変換器側からみた等側進起電力が高速領域において
も過大に上昇するのを避けていた。
よる同期電動機の駆動、すなわち無整流子電動機駆動に
おいては、過電流を防止するうえで原理的に高速領域に
おける設定制御進み角を１８０’付近まで進めることが
できない。これは、電動機の回転エネルギーを電源側に
回生ずる際、電源側の電圧が電動機の誘起電圧に対応し
た電圧まで上昇せず、結果的に過電流が誘発されるのを
防止するのがその理由である。このため、電動機の回転
速度を検知して速度領域に応じて設定制御進み角を変化
させる方法が通常採られている。そして、例えば高速領
域においてｉ２０’ 、低速領域においては１８０’程
度に設定制御進み角が設定されるものとなり、電動機の
電力変換器側からみた等側進起電力が高速領域において
も過大に上昇するのを避けていた。
しかしながら、かような電動機の回転速度を検知して設
定制御進み角を決定する従来方法においては、電動機の
回転速度、設定制御進み角および誘起電圧の相関関係を
明確にしておくことが要求されるが、これを一義的に求
めることは極めて難しい。その理由の一例として電動機
の製作面より生じる誘起電圧の発生係数の）＜２ツキが
挙げられる。また、設定制御進み角を切り換える速度付
近では、設定制御進み含量が少なく設定された領域にお
いて設定制御進み角が充分に進められていないため、回
生トルク量が抑制され・で利用効率が低下する問題を有
するものとなっていた。力）くの如き従来方法ｌこよる
一般的な装置は第１図の如くである。
定制御進み角を決定する従来方法においては、電動機の
回転速度、設定制御進み角および誘起電圧の相関関係を
明確にしておくことが要求されるが、これを一義的に求
めることは極めて難しい。その理由の一例として電動機
の製作面より生じる誘起電圧の発生係数の）＜２ツキが
挙げられる。また、設定制御進み角を切り換える速度付
近では、設定制御進み含量が少なく設定された領域にお
いて設定制御進み角が充分に進められていないため、回
生トルク量が抑制され・で利用効率が低下する問題を有
するものとなっていた。力）くの如き従来方法ｌこよる
一般的な装置は第１図の如くである。
第１図は従来例１こよる無整流子電動機制御装置の要部
構成を示すブロック図で、１は交流電源、２はサイクロ
コンバータ部、３は同期′！！動機、４は速度検出器、
５は速度設定器、６は速度制御回路、７は位相制御回路
、８はゲート制御回路、９はカ行回生判別回路、１０は
設定制御進み角制御回路、１１は速度領域判別回路であ
る。
構成を示すブロック図で、１は交流電源、２はサイクロ
コンバータ部、３は同期′！！動機、４は速度検出器、
５は速度設定器、６は速度制御回路、７は位相制御回路
、８はゲート制御回路、９はカ行回生判別回路、１０は
設定制御進み角制御回路、１１は速度領域判別回路であ
る。
すなわち、かくの如き回路構成にあって、交流電源ｌの
入力力）ら同期電動機３を付勢するサイクロコンバータ
部２は、制御回路部の最終出力段のゲート制御回路８よ
りスイッチング動作を行う素子部分への制御指令を得る
ものである。これは、速度設定器５Ｉこよる速度帰還信
号と速度検出器４の速度帰還信号が速度制御回路６に与
えられ、速度制御回路６によるＰＩＤ調整の演算例等か
ら位相制御角指令信号が発生され、位相制御回路７は電
源との同期作用を行ない位相制御角に対応したタイミン
グでゲート指令信号を与えるものとなる。
入力力）ら同期電動機３を付勢するサイクロコンバータ
部２は、制御回路部の最終出力段のゲート制御回路８よ
りスイッチング動作を行う素子部分への制御指令を得る
ものである。これは、速度設定器５Ｉこよる速度帰還信
号と速度検出器４の速度帰還信号が速度制御回路６に与
えられ、速度制御回路６によるＰＩＤ調整の演算例等か
ら位相制御角指令信号が発生され、位相制御回路７は電
源との同期作用を行ない位相制御角に対応したタイミン
グでゲート指令信号を与えるものとなる。
ここに、ゲート制御回路８の詳細説明を割愛するが、分
配器や電機子逆起電力等の入力信号から演算によって得
る同期電動機３の回転子位置信号４こ基ツきサイクロコ
ンバータ部２のスイッチング素子の選択を行う論理回路
部分とスイッチング素子の駆動回路部分を有して、選択
されたスイッチング素子を駆動する制御指令をサイクロ
コンバータ部２に送出する。
配器や電機子逆起電力等の入力信号から演算によって得
る同期電動機３の回転子位置信号４こ基ツきサイクロコ
ンバータ部２のスイッチング素子の選択を行う論理回路
部分とスイッチング素子の駆動回路部分を有して、選択
されたスイッチング素子を駆動する制御指令をサイクロ
コンバータ部２に送出する。
さらに、設定制御進み角制御回路１０はカ行回生判別回
路９より得られるカ行状態・回生状態を示す信号と速度
領域判別回路１１より得られる速度領域を明らかにする
速度領域状態を示す信号から設定制御進み角を決定し、
その設定指令をゲート制御回路８へ与える。なお、カ行
回生の判別においては速度制御回路６の演算結果を判定
することにより、例えば指令信号と速度信号の大小関係
力）ら簡単に得ることができる。
路９より得られるカ行状態・回生状態を示す信号と速度
領域判別回路１１より得られる速度領域を明らかにする
速度領域状態を示す信号から設定制御進み角を決定し、
その設定指令をゲート制御回路８へ与える。なお、カ行
回生の判別においては速度制御回路６の演算結果を判定
することにより、例えば指令信号と速度信号の大小関係
力）ら簡単に得ることができる。
ここで、電動機端子に誘起される電圧をＶＭ、内部誘起
電圧をＢＭとして内部抵抗による電圧降下を無視するに
、次式の関係となることが知られている。
電圧をＢＭとして内部抵抗による電圧降下を無視するに
、次式の関係となることが知られている。
ＶＭ ＱＣＥＭ ＠ Ｑ）１１ （βｏ −） １ｔｍ
−・−（１）２ま ただし、βＯは設定制御進み角、μは重なり角である。
−・−（１）２ま ただし、βＯは設定制御進み角、μは重なり角である。
そして１回生領域においては設定制御進み角β０は１８
０’〜９０’の範囲で制御されるが、そのβ０の値が大
きいほど電圧ｖＭの値が大きなものとなる。な。
０’〜９０’の範囲で制御されるが、そのβ０の値が大
きいほど電圧ｖＭの値が大きなものとなる。な。
お、重なり角μの値は負荷電流に依存するものになる。
さらには、同期電動機３Ｉこ供給される電力においては
電源電圧Ｖ８＋位相制御角αより、次式の関係が成立す
ることは会知である。
電源電圧Ｖ８＋位相制御角αより、次式の関係が成立す
ることは会知である。
ＶＭ ＣＸ： ＶＢ−■α ・・・・・・・・・
（２）このようにして、設定制御進み角β０の増大に伴
い電圧ｖＭが増加した際に（２）式より電源電圧Ｖｓを
増加させるかあるいは位相制御角αを小さくする必要が
ある。しかし、電源電圧Ｖｓは通常自由に変更６ できない。また、’（ｃｏｓａ）（こおいて位相制御角
ａを進める場合（−１） より減少できない。したがっ
て、位相制御角αが１８０’付近まで進めば（２）式で
求められる電圧ｖＭと一致させることが不可能となる。
（２）このようにして、設定制御進み角β０の増大に伴
い電圧ｖＭが増加した際に（２）式より電源電圧Ｖｓを
増加させるかあるいは位相制御角αを小さくする必要が
ある。しかし、電源電圧Ｖｓは通常自由に変更６ できない。また、’（ｃｏｓａ）（こおいて位相制御角
ａを進める場合（−１） より減少できない。したがっ
て、位相制御角αが１８０’付近まで進めば（２）式で
求められる電圧ｖＭと一致させることが不可能となる。
このことは、電動機の回転エネルギーを電源側へ還元す
る制御が不能となることであり、過大電流を誘発するこ
とを示している。なお、電動機の誘起電圧を抑制する一
般的な方法としては電動機の界磁電流を減少させる界磁
弱めが採られる。しかしながら、この方法によれば出力
トルクの低下をきたし、軽負荷時に電動機速度が上昇し
て誘起電圧が減少せず制御動作上安定性が欠けるものと
なるなどの不具合を生じる。
る制御が不能となることであり、過大電流を誘発するこ
とを示している。なお、電動機の誘起電圧を抑制する一
般的な方法としては電動機の界磁電流を減少させる界磁
弱めが採られる。しかしながら、この方法によれば出力
トルクの低下をきたし、軽負荷時に電動機速度が上昇し
て誘起電圧が減少せず制御動作上安定性が欠けるものと
なるなどの不具合を生じる。
本発明は上述したような点に着目しなされたもので、電
動機界磁を弱めることなく誘起電圧を降下させるために
（１）式の関係に示される如き設定制御進み角を回生領
域において小さな値に変化せしめるようにした格別な制
御方法を提供するものである。
動機界磁を弱めることなく誘起電圧を降下させるために
（１）式の関係に示される如き設定制御進み角を回生領
域において小さな値に変化せしめるようにした格別な制
御方法を提供するものである。
第２図は本発明の技術思想の理解を容易にするため示し
たものであり、これは第１図装置に類する装置の概要構
成を示すものであって、ｌＯ′は設定制御進み角制御回
路、１２は位相角検知回路である。
たものであり、これは第１図装置に類する装置の概要構
成を示すものであって、ｌＯ′は設定制御進み角制御回
路、１２は位相角検知回路である。
図中第１図と同符号のものは同じ機能を有する部分を示
す。
す。
すなわち、かくの如く示されるものは、特に位相角検知
回路１２および位相角検知回路１２出力を得て設定制御
進み角を効果的に遅らせる如く作用する設定制御進み角
回路ｌＯ′を具備して構成されてなる。ここに、同期電
動機３の駆１方法は第１図で説明した通りであるのでこ
れを省略するが、位相角検知回路１２は速度制御回路６
の出力信号を入力し、その位相制御角指令信号より位相
制御角αが限界まで達したことを検知して設定制御進み
角制御回路１０’に信号発生する。よって、設定制御進
み角制御回路１０′は位相角検知回路１２が信号発生し
たとき、例えば位相制御角αが１８０°付近まで達した
際に設定制御進み角指令を変化させてｔａＯ°付近より
遅れた進み角指令として信号送出する。したがって、（
１）式の関係より設定制御進み角β０が１８００〜９０
’の範囲で効果的に減少制御された小さな値となり、同
期電動機３の誘起電圧の上昇を抑制することができる。
回路１２および位相角検知回路１２出力を得て設定制御
進み角を効果的に遅らせる如く作用する設定制御進み角
回路ｌＯ′を具備して構成されてなる。ここに、同期電
動機３の駆１方法は第１図で説明した通りであるのでこ
れを省略するが、位相角検知回路１２は速度制御回路６
の出力信号を入力し、その位相制御角指令信号より位相
制御角αが限界まで達したことを検知して設定制御進み
角制御回路１０’に信号発生する。よって、設定制御進
み角制御回路１０′は位相角検知回路１２が信号発生し
たとき、例えば位相制御角αが１８０°付近まで達した
際に設定制御進み角指令を変化させてｔａＯ°付近より
遅れた進み角指令として信号送出する。したがって、（
１）式の関係より設定制御進み角β０が１８００〜９０
’の範囲で効果的に減少制御された小さな値となり、同
期電動機３の誘起電圧の上昇を抑制することができる。
なお、通常時すなわち位相角検知回路１２が信号供給し
ない場合最大進み角としての１８０°付近の設定状態に
置かれるものとなることは勿論である。
ない場合最大進み角としての１８０°付近の設定状態に
置かれるものとなることは勿論である。
さて、電動機のトルクは、界磁磁束ΦＦと電機子起磁力
０人の積に両者の相差角の正弦を乗じたもので表わされ
るが、その相差角は（１２０’＋βＯ）〜（６０’十β
０）の間で変化し、重なり角μが影響を与えない軽負荷
時においては次式で示される。
０人の積に両者の相差角の正弦を乗じたもので表わされ
るが、その相差角は（１２０’＋βＯ）〜（６０’十β
０）の間で変化し、重なり角μが影響を与えない軽負荷
時においては次式で示される。
’ｌ’ｏｃΦ人―Φ、（ｓｉｎ （１２０’ ＋β６）
−ｓｊｎ（５Ｑ’＋βｏ ）） −−（３）ζこで
、（β０ ＋＝１８０’）に設定した場合トルクＴは（
−ΦＡ・ΦＦ）〜（−０，８６６Φ人・ΦＦ）の間で変
化するが、（βｏ ＝ １２０°）に設定した場合トル
クＴは（−０，８６６ΦＡｌｌΦＦ）〜０の間で変化す
る。すなわち、（βｏ ＝ １２０’）に設定した際に
零トルクになるタイミングがあって脈動トルクが大きく
なることであり、設定制御進み角β０はできるだけ１８
０′′付近に設定することが望ましい。
−ｓｊｎ（５Ｑ’＋βｏ ）） −−（３）ζこで
、（β０ ＋＝１８０’）に設定した場合トルクＴは（
−ΦＡ・ΦＦ）〜（−０，８６６Φ人・ΦＦ）の間で変
化するが、（βｏ ＝ １２０°）に設定した場合トル
クＴは（−０，８６６ΦＡｌｌΦＦ）〜０の間で変化す
る。すなわち、（βｏ ＝ １２０’）に設定した際に
零トルクになるタイミングがあって脈動トルクが大きく
なることであり、設定制御進み角β０はできるだけ１８
０′′付近に設定することが望ましい。
かようにして、電源側の位相制御角αを監視することに
より、電動機の誘起電圧が電源電圧に対して過大に上昇
する作用を抑制する如く４こ最適な設定制御進み角β０
が決定され、特に回生トルクを最大限に利用可能となり
さらには脈動トルクの少ない無整流子電動機運転を実現
することができる。
より、電動機の誘起電圧が電源電圧に対して過大に上昇
する作用を抑制する如く４こ最適な設定制御進み角β０
が決定され、特に回生トルクを最大限に利用可能となり
さらには脈動トルクの少ない無整流子電動機運転を実現
することができる。
かくの如く、かかる技術思想によるものは、誘起電圧や
界磁電流を検出する回路部分を設けることなく、簡単な
位相角検出回路を付加するのみで＠動機の駆動機能を損
うことなく効用し得る装置を実現でき、さらには電源電
圧の低下や電動構製る。
界磁電流を検出する回路部分を設けることなく、簡単な
位相角検出回路を付加するのみで＠動機の駆動機能を損
うことなく効用し得る装置を実現でき、さらには電源電
圧の低下や電動構製る。
以上説明したように本発明によれば、電源側位相制御角
を監視してこれが所定値に達するに、設定制御進み角を
小さく変化させるようにした簡便な装置を実現し得る制
御方法を提供できる。
を監視してこれが所定値に達するに、設定制御進み角を
小さく変化させるようにした簡便な装置を実現し得る制
御方法を提供できる。
第１図は従来例（こよる無整流子電動機制御装置の要部
構成を示すブロック図、第２図は本発明の技術思想の理
解を容易にするため示したプ四ツク図である。 ２・・・・・・サイクロコンバータ部、３・・・・・・
同期電動機、６・・・・・・速度制御回路、７・・・・
・・位相制御回路、８・・・・・ゲート制御回路、９・
・・・・・力行回生判別回路、１０．１０’・・・・・
・設定制御進み角制御回路、１２・曲位相角検知回路。 特許出願人 東洋電機製造株式会社 代表者 土 井 厚
構成を示すブロック図、第２図は本発明の技術思想の理
解を容易にするため示したプ四ツク図である。 ２・・・・・・サイクロコンバータ部、３・・・・・・
同期電動機、６・・・・・・速度制御回路、７・・・・
・・位相制御回路、８・・・・・ゲート制御回路、９・
・・・・・力行回生判別回路、１０．１０’・・・・・
・設定制御進み角制御回路、１２・曲位相角検知回路。 特許出願人 東洋電機製造株式会社 代表者 土 井 厚
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｓｌ’１ 同樟電動機の電機子巻線（こそれぞれ接続される複数個
のスイッチング素子を具備してなる電力変換器により該
同期電動機の電機子巻線を付勢する無整流子電動機の制
御方法において、電源側位相角が所定値に達した際に設
定制御進み角を変化させることにより、前記同期電動機
の回生トルク量を増大させるようにしたことを特徴とす
る無整流子電動機の設定制御進み角制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58090781A JPS59220087A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 無整流子電動機の設定制御進み角制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58090781A JPS59220087A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 無整流子電動機の設定制御進み角制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59220087A true JPS59220087A (ja) | 1984-12-11 |
| JPH0444516B2 JPH0444516B2 (ja) | 1992-07-21 |
Family
ID=14008138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58090781A Granted JPS59220087A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 無整流子電動機の設定制御進み角制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59220087A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102904502A (zh) * | 2012-10-16 | 2013-01-30 | 南京航空航天大学 | 一种用于四相双凸极电机的无位置传感器控制技术 |
-
1983
- 1983-05-25 JP JP58090781A patent/JPS59220087A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102904502A (zh) * | 2012-10-16 | 2013-01-30 | 南京航空航天大学 | 一种用于四相双凸极电机的无位置传感器控制技术 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0444516B2 (ja) | 1992-07-21 |
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