JPS592584A - 無整流子電動機 - Google Patents
無整流子電動機Info
- Publication number
- JPS592584A JPS592584A JP57111176A JP11117682A JPS592584A JP S592584 A JPS592584 A JP S592584A JP 57111176 A JP57111176 A JP 57111176A JP 11117682 A JP11117682 A JP 11117682A JP S592584 A JPS592584 A JP S592584A
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- Japan
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- gain
- control
- speed
- voltage
- circuit
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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
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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】
〈発明の分野〉
この発明は無整流子電動機の自動界磁弱め制御において
速度制御系のゲインと電圧制御系のゲインを自動的に変
化させる機能を有する無整流子電動機の制御装置に関す
る。
速度制御系のゲインと電圧制御系のゲインを自動的に変
化させる機能を有する無整流子電動機の制御装置に関す
る。
〈発明の背景〉
従来の無整流子電動機の自動界磁弱め制御装置の一例を
第１図に示す。
第１図に示す。
３相交流電源１１は順変換器１２により可変直流電源に
変換され、これは更に直流リアクトル１３により平滑化
された上で逆変換器１４により交流に変換され、同期電
動機１５を駆動する。１６はその界磁巻線であり、ここ
には制御整流器１８から直流電力が供給されている。ま
た同期電動機１５の回転速度はパルス発振器１７により
検出されている。３相交流電源１１から流入する電流は
変流器１９ａ 、 １９ｂにより夫々検出される。変流
器１９ａにより検出された電流は電流検出回路２２に入
力し、ここでは該電流を整流して電流の大きさに比例し
た電圧を出力する。
変換され、これは更に直流リアクトル１３により平滑化
された上で逆変換器１４により交流に変換され、同期電
動機１５を駆動する。１６はその界磁巻線であり、ここ
には制御整流器１８から直流電力が供給されている。ま
た同期電動機１５の回転速度はパルス発振器１７により
検出されている。３相交流電源１１から流入する電流は
変流器１９ａ 、 １９ｂにより夫々検出される。変流
器１９ａにより検出された電流は電流検出回路２２に入
力し、ここでは該電流を整流して電流の大きさに比例し
た電圧を出力する。
この出力は電流制御回路２１ヘフイ一ドバツク信号とし
て与えられ、点弧制御回路銀による順変換器１２の点弧
制御を安定に制御し、所定の直流電流を制御している。
て与えられ、点弧制御回路銀による順変換器１２の点弧
制御を安定に制御し、所定の直流電流を制御している。
同期電動機１５の端子電圧の位相は電圧位相検出回路久
により検出され、この信号はβ位相制御回路別に入力さ
れる。このβ位相制御回路列は該検出回路昂からの信号
と前記電流制御回路２１の入力信号とにより、逆変換器
１４のサイリスタの余裕角が一定となる様に制御進み角
βを制御する。
により検出され、この信号はβ位相制御回路別に入力さ
れる。このβ位相制御回路列は該検出回路昂からの信号
と前記電流制御回路２１の入力信号とにより、逆変換器
１４のサイリスタの余裕角が一定となる様に制御進み角
βを制御する。
前記パルス発振器１７の出力信号はＦ／Ｖ変換器２６に
よりアナログ変換され速度制御回路部にフィードバック
信号として与えられる。速度制御回路５には速度設定信
号γが入力しており、これとＦ／Ｖ変換器２６の出力信
号とを比較して所定の回転数になるようにその出力信号
を変化させている。
よりアナログ変換され速度制御回路部にフィードバック
信号として与えられる。速度制御回路５には速度設定信
号γが入力しており、これとＦ／Ｖ変換器２６の出力信
号とを比較して所定の回転数になるようにその出力信号
を変化させている。
一方弁磁巻線１６の制御は、制御整流器１８による直流
電流の制御により行われる。公は界磁巻線１６へ流れる
電流を制御する界磁電流制御回路、四は電流検出回路２
２と同等な回路、３０は界磁電流基準設定、３１は同期
電動機１５の回転数に比例した電圧を検出する整流器、
３２は同期電動機１５の端子電圧を制御する電圧制御回
路であり、この電圧制御回路３２に整流器３１の出力信
号をフィードバック信号として与え電圧制御を安定に動
作させている。３３はＦ／Ｖ変換器２６の出力信号を第
２図に示す関数に変換させる関数発生回路であり、これ
は０−Ｎ。
電流の制御により行われる。公は界磁巻線１６へ流れる
電流を制御する界磁電流制御回路、四は電流検出回路２
２と同等な回路、３０は界磁電流基準設定、３１は同期
電動機１５の回転数に比例した電圧を検出する整流器、
３２は同期電動機１５の端子電圧を制御する電圧制御回
路であり、この電圧制御回路３２に整流器３１の出力信
号をフィードバック信号として与え電圧制御を安定に動
作させている。３３はＦ／Ｖ変換器２６の出力信号を第
２図に示す関数に変換させる関数発生回路であり、これ
は０−Ｎ。
の回転速度において回転速度に比例して出力信号を発生
させ、Ｎ、〜Ｎ２ の回転速度においては回転速度に関
係なく出力信号を一定な値とする様な関数発生回路であ
る。この関数発生回路３３の出力信号を電圧基準として
電圧制御回路３２へ与えると、回転速度０−Ｎ、 は
界磁巻線にある一定の界磁電流を供給する。次に回転速
度Ｎ１〜Ｎ２の範囲は界磁電流を弱め、同期電動機１５
の、端子電圧を一定にする様に電圧制御回路３２にて制
御される。
させ、Ｎ、〜Ｎ２ の回転速度においては回転速度に関
係なく出力信号を一定な値とする様な関数発生回路であ
る。この関数発生回路３３の出力信号を電圧基準として
電圧制御回路３２へ与えると、回転速度０−Ｎ、 は
界磁巻線にある一定の界磁電流を供給する。次に回転速
度Ｎ１〜Ｎ２の範囲は界磁電流を弱め、同期電動機１５
の、端子電圧を一定にする様に電圧制御回路３２にて制
御される。
より詳細に従来の制御装置を説明するために第３図に示
すベクトル図により説明する。
すベクトル図により説明する。
Ｉａは負荷電流、Ｖａは端子電圧、Ｖｏは無負荷端子電
圧、ＩａＸｓは電機子反作用電圧、βは制御進み角、γ
は逆変換器１４のサイリスタの余裕角ｌｕは重なり角、
φｆは界磁電流によって生ずる磁束、Ｉａは電機子磁束
、φは合成磁束である。
圧、ＩａＸｓは電機子反作用電圧、βは制御進み角、γ
は逆変換器１４のサイリスタの余裕角ｌｕは重なり角、
φｆは界磁電流によって生ずる磁束、Ｉａは電機子磁束
、φは合成磁束である。
無負荷電流の時は負荷電流Ｉａは微少であるため、界磁
磁束φｌｂ合成磁束φとは等しくなっている。また端子
電圧Ｖａ と無負荷端子電圧Ｖｏ“も同様である。つま
り電機子反作用電圧ＩａＸｓが微少で影響しないためで
ある。しかし、負荷電流Ｉａが流れると電機子反作用電
圧ＩａＸｓが大きくなり端子電圧Ｖａが無負荷端子電圧
Ｖｏ’より進み位相となる。この端子電圧Ｖａを電圧位
相検出回路おで検出し、逆変換器１４の点弧制御するタ
イミング指令とし、更にβ位相制御回路別で重なりＵだ
け制御進み角βを進み位相として無負荷電流Ｉａを流し
、逆変換器１４のサイリスタ余裕角シを一定にさせてい
る。しかし端子電圧Ｖａは負荷電流Ｉａが進み位相のた
め減磁作用を起し減少する方向へ行く。このため電圧制
御回路３１で無負荷端子電圧Ｖｏ’と同じ大きさになる
様に界磁電流ｉｆ を増加させ、界磁磁束をφｆ とし
ている。このことは合成磁束φが負荷電流Ｉａの大小に
関係なく一定となる様に制御することにある。つまり電
圧制御回路３２のゲインを高くして電圧制御系を制御し
ていた。
磁束φｌｂ合成磁束φとは等しくなっている。また端子
電圧Ｖａ と無負荷端子電圧Ｖｏ“も同様である。つま
り電機子反作用電圧ＩａＸｓが微少で影響しないためで
ある。しかし、負荷電流Ｉａが流れると電機子反作用電
圧ＩａＸｓが大きくなり端子電圧Ｖａが無負荷端子電圧
Ｖｏ’より進み位相となる。この端子電圧Ｖａを電圧位
相検出回路おで検出し、逆変換器１４の点弧制御するタ
イミング指令とし、更にβ位相制御回路別で重なりＵだ
け制御進み角βを進み位相として無負荷電流Ｉａを流し
、逆変換器１４のサイリスタ余裕角シを一定にさせてい
る。しかし端子電圧Ｖａは負荷電流Ｉａが進み位相のた
め減磁作用を起し減少する方向へ行く。このため電圧制
御回路３１で無負荷端子電圧Ｖｏ’と同じ大きさになる
様に界磁電流ｉｆ を増加させ、界磁磁束をφｆ とし
ている。このことは合成磁束φが負荷電流Ｉａの大小に
関係なく一定となる様に制御することにある。つまり電
圧制御回路３２のゲインを高くして電圧制御系を制御し
ていた。
しかしながら、この制御装置で界磁弱め制御されると、
直流機と同様に逆起電力係数が異なり、速度制御系のゲ
インを変化させ回転速度０−Ｎ。
直流機と同様に逆起電力係数が異なり、速度制御系のゲ
インを変化させ回転速度０−Ｎ。
とＮ、〜Ｎ、との速度応答が異なる。この検出方法とし
て界磁電流ｉｆの変化により速度制御系のゲインを補正
する方式があるが、前述した様に電機子反作用の補償分
と余裕角一定制御の補償分とが含まれているため速度制
御系のゲイン補正には使用できない。また電圧制御系の
ゲインは界磁弱め時、界磁主回路のインピーダンス電圧
が下がり、更に高ゲインとなり不安定現象を起し安定な
界磁弱め制御を行うことが困離であった。
て界磁電流ｉｆの変化により速度制御系のゲインを補正
する方式があるが、前述した様に電機子反作用の補償分
と余裕角一定制御の補償分とが含まれているため速度制
御系のゲイン補正には使用できない。また電圧制御系の
ゲインは界磁弱め時、界磁主回路のインピーダンス電圧
が下がり、更に高ゲインとなり不安定現象を起し安定な
界磁弱め制御を行うことが困離であった。
〈発明の構成〉
本発明は上記した従来技術の欠点を改善するためになさ
れたものであり、信頼性の高い界磁弱め制御ができ、安
定な定出力特性を得られる制御装置を提供することを目
的とするものである。
れたものであり、信頼性の高い界磁弱め制御ができ、安
定な定出力特性を得られる制御装置を提供することを目
的とするものである。
この目的のために、本発明は無整流子電動機の回転速度
に応じて速度制御系のゲインを補正する速度制御ゲイン
補正装置と、電圧制御系のゲインを補正する電圧制御ゲ
イン補正装置上を備えたことを基本的な特徴とするもの
である。
に応じて速度制御系のゲインを補正する速度制御ゲイン
補正装置と、電圧制御系のゲインを補正する電圧制御ゲ
イン補正装置上を備えたことを基本的な特徴とするもの
である。
〈発明の実施例〉
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第４図はそのブロック図であり、図中第１図と同一のも
のには同一の番号を付しである。
のには同一の番号を付しである。
この実施例においては、速度制御ゲイン補正回路４０と
電圧制御ゲイン補正回路４１を備えている。
電圧制御ゲイン補正回路４１を備えている。
速度制御ゲイン補正回路４０はＦ／Ｖ変換器かからの回
転速度に比例した信号により、第５図（ａ）に示すよう
に速度制御回路５のゲインを自動的に変化させる。また
電圧制御ゲイン補正回路４１はＦ／Ｖ変換器がからの出
力信号により電圧制御回路３１のゲインを自動的に変化
させる。
転速度に比例した信号により、第５図（ａ）に示すよう
に速度制御回路５のゲインを自動的に変化させる。また
電圧制御ゲイン補正回路４１はＦ／Ｖ変換器がからの出
力信号により電圧制御回路３１のゲインを自動的に変化
させる。
速度制御ゲイン補正回路４０は同期電動機１５の回転速
度で第３図のベクトル図の合成磁束φを演算し、逆起電
力係数に応じて速度制御回路部のゲインを変化させるも
のである。
度で第３図のベクトル図の合成磁束φを演算し、逆起電
力係数に応じて速度制御回路部のゲインを変化させるも
のである。
逆起電力係数は第２図の動作説明図を用いて説明すると
回転速度Ｎ、における逆起電力係数は一定である。つま
り端子電圧Ｖａ と回転速度Ｎが比例関係にある。しか
し回転速度ａＭ ンγＮ１−Ｎ、になると端子電圧Ｖａ
が界磁弱め制御により一定となるため逆起電力係数は回
転速度ＮがＮ１ からＮ。
回転速度Ｎ、における逆起電力係数は一定である。つま
り端子電圧Ｖａ と回転速度Ｎが比例関係にある。しか
し回転速度ａＭ ンγＮ１−Ｎ、になると端子電圧Ｖａ
が界磁弱め制御により一定となるため逆起電力係数は回
転速度ＮがＮ１ からＮ。
に上昇してゆくほど減少する。このことは速度制御系の
ゲインが低下することと同じである。このため第５図（
ａ）に示す様に回転速度０〜Ｎ、までは速度制御回路す
のゲインを０１ からＧ、へと増加させる制御方式に
すれば、速度制御のゲインは常に一定となる制御を得る
ことができる。次に電圧制御ゲイン補正回路４１は回転
速度ＮがＮ１〜Ｎｆｆ１．まで電圧制御回路３２のゲイ
ンをＧ２’からＧｌ’へと変化させるものである。
ゲインが低下することと同じである。このため第５図（
ａ）に示す様に回転速度０〜Ｎ、までは速度制御回路す
のゲインを０１ からＧ、へと増加させる制御方式に
すれば、速度制御のゲインは常に一定となる制御を得る
ことができる。次に電圧制御ゲイン補正回路４１は回転
速度ＮがＮ１〜Ｎｆｆ１．まで電圧制御回路３２のゲイ
ンをＧ２’からＧｌ’へと変化させるものである。
上記の補正回路を使用すれば界磁弱め時における電圧制
御系の不安定現象をなくすことができる。
御系の不安定現象をなくすことができる。
第６図に他の実施例を示す。第６図においても第１図と
同一のものには同一の符号を付しである。
同一のものには同一の符号を付しである。
この実施例では割算器４２と反転増幅回路とを備えてい
る。割算器４２は同期電動機１５の端子電圧を検出する
整流器３１の出力信号を同期電動機１５の回転速度を検
出するＦ／Ｖ変換器がの出力信号で割算し、逆起電力係
数を検出する。この割算器４２の出力信号としては第７
図（ａ）に示される動作特性のものが得られる。即ち回
転速度ＮがＮ１ まで同期電動機１５の端子電圧Ｖａ
と比例関係にあるため、この両方の信号を割算器４２で
割算すると逆起電力係数は一定となり第７図（ａ）のＧ
２’の様に等画信号となる。次に回転速度ＮがＮ１〜Ｎ
、へと上昇すると端子電圧Ｖａは一定となる様に制御さ
れるため逆起電力係数は回転速度Ｎに逆比例し、第７図
（→のＧ！′がＧ、′へとゲインが減少する。この割算
器４２の出力信号を電圧制御回路３２のゲイン補正信号
とすれば、第４図の実施例で説明した電圧制御系のゲイ
ン補正回路４１と等価的になり、電圧制御系の不安定現
象をなくすことができる。
る。割算器４２は同期電動機１５の端子電圧を検出する
整流器３１の出力信号を同期電動機１５の回転速度を検
出するＦ／Ｖ変換器がの出力信号で割算し、逆起電力係
数を検出する。この割算器４２の出力信号としては第７
図（ａ）に示される動作特性のものが得られる。即ち回
転速度ＮがＮ１ まで同期電動機１５の端子電圧Ｖａ
と比例関係にあるため、この両方の信号を割算器４２で
割算すると逆起電力係数は一定となり第７図（ａ）のＧ
２’の様に等画信号となる。次に回転速度ＮがＮ１〜Ｎ
、へと上昇すると端子電圧Ｖａは一定となる様に制御さ
れるため逆起電力係数は回転速度Ｎに逆比例し、第７図
（→のＧ！′がＧ、′へとゲインが減少する。この割算
器４２の出力信号を電圧制御回路３２のゲイン補正信号
とすれば、第４図の実施例で説明した電圧制御系のゲイ
ン補正回路４１と等価的になり、電圧制御系の不安定現
象をなくすことができる。
こには第７図（ｂ）のＧ１ を決めるゲイン設定器４
４からの信号が入力している。第７図（ａ）と（ｂ）を
用いてこの反転増幅回路４３を説明する。第７図（ａ）
の回転速度Ｎに対する逆起電力係数Ｇ！〜Ｇｌ の動作
特性をゲイン設定器４４で極性の異なる一定量のゲイン
量を反転増幅回路４３へ印加すれば、第７図（ｂ）の動
作特性が得られる。つ才りこの動作特性は第４図の実施
例で説明した速度制御系のゲイン補正回路と等価的にな
り、速度制御回路δのゲイン補正信号とすれば速度制御
系のゲインを常に一定とする制御を得ることができる。
４からの信号が入力している。第７図（ａ）と（ｂ）を
用いてこの反転増幅回路４３を説明する。第７図（ａ）
の回転速度Ｎに対する逆起電力係数Ｇ！〜Ｇｌ の動作
特性をゲイン設定器４４で極性の異なる一定量のゲイン
量を反転増幅回路４３へ印加すれば、第７図（ｂ）の動
作特性が得られる。つ才りこの動作特性は第４図の実施
例で説明した速度制御系のゲイン補正回路と等価的にな
り、速度制御回路δのゲイン補正信号とすれば速度制御
系のゲインを常に一定とする制御を得ることができる。
〈発明の効果〉
以上説明したように本発明によれば無整流子電動機の界
磁弱め制御ができ、安定した定出力特性が得られ、定出
力特性を要求するシステムに適用でき、信頼性の向上と
省保守化と経済性に優れた制御装置を得ることができる
。
磁弱め制御ができ、安定した定出力特性が得られ、定出
力特性を要求するシステムに適用でき、信頼性の向上と
省保守化と経済性に優れた制御装置を得ることができる
。
第１図は従来の無整流子電動機の制御装置を示すブロッ
ク図、第２図は界磁弱め制御を説明するための動作説明
図、第３図は動作説明のためのベクトル−１第４図は本
発明の一実施例を示すブロツク図、第５図はその動作説
明図、第６図は本発明の他の実施例を示すブロック図、
第７図はその動作説明図である。 ４０・・・速度制御ゲイン補正回路、４１・・・電圧制
御ゲイン補正回路、４２・・・割算器、４３・・・反転
増幅回路、４４・・・ゲイン設定器ｄ 出願人代理人 猪股 渭
ク図、第２図は界磁弱め制御を説明するための動作説明
図、第３図は動作説明のためのベクトル−１第４図は本
発明の一実施例を示すブロツク図、第５図はその動作説
明図、第６図は本発明の他の実施例を示すブロック図、
第７図はその動作説明図である。 ４０・・・速度制御ゲイン補正回路、４１・・・電圧制
御ゲイン補正回路、４２・・・割算器、４３・・・反転
増幅回路、４４・・・ゲイン設定器ｄ 出願人代理人 猪股 渭
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、界磁制御を行うように構成された無整流子電動機の
制御装置において、無整流子電動機の回転速度に応じて
速度制御系のゲインを補正する速度制御ゲイン補正装置
と、電圧制御系のゲインを補・正する電圧制御ゲイン補
正装置を備えたことを特徴とする無整流子電動機の制御
装置。 ２、無整流子電動機の逆起電力係数を検出する演算検出
装置を備えた特許請求の範囲第１項に記載の無整流子電
動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111176A JPS592584A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 無整流子電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111176A JPS592584A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 無整流子電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS592584A true JPS592584A (ja) | 1984-01-09 |
| JPH0235558B2 JPH0235558B2 (ja) | 1990-08-10 |
Family
ID=14554410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57111176A Granted JPS592584A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 無整流子電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS592584A (ja) |
-
1982
- 1982-06-28 JP JP57111176A patent/JPS592584A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0235558B2 (ja) | 1990-08-10 |
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