JPS5956893A - 同期電動機の制御方法 - Google Patents
同期電動機の制御方法Info
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- JPS5956893A JPS5956893A JP57166014A JP16601482A JPS5956893A JP S5956893 A JPS5956893 A JP S5956893A JP 57166014 A JP57166014 A JP 57166014A JP 16601482 A JP16601482 A JP 16601482A JP S5956893 A JPS5956893 A JP S5956893A
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- 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
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- H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
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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
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- H02P25/03—Synchronous motors with brushless excitation
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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。
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２乗トルク負荷を駆動する同期′由−動機を周
波数変換装置によって可変運転する場合に、周波数変換
装置の入力電源の無効電力や電源容置を低減することが
できる同期゛電動機の制御方法に関する。
波数変換装置によって可変運転する場合に、周波数変換
装置の入力電源の無効電力や電源容置を低減することが
できる同期゛電動機の制御方法に関する。
近年の技術進歩によって同期電動機を可変速運転する方
式は種々の方式が実用化されており、強制転流の周波数
変換装置を採用した方式や自然転流（負荷転流）の周波
数変換装置を採用した方式などがある。まだこの適用分
野も年々拡大し中小容庚から中大答量分野まで幅広く採
用されるように／Ｓつてきた。これら同期電動機で駆動
される負荷機器にも種々の物があるが、回転数に関係な
く概略一定トルクを要求する定トルク負荷と、回転数の
１〜２乗に比例して要求ｌ・ルクが変化する２米トルク
負荷とに大別できる。本発明は２来ｌ・ルク負荷を駆動
する周期電動機の特性を後述するように巧みに利用して
提案されたものであり、回転数の１〜２乗で負荷トルク
が変化するポンプ・ブロワ・ファン・コンプレッサなど
を駆動する同、ｌＶ］［毘７υ（メ瀦の７駆動ル１」釘
システムでのみそのＩ［芋１孜がイ占かされる。
式は種々の方式が実用化されており、強制転流の周波数
変換装置を採用した方式や自然転流（負荷転流）の周波
数変換装置を採用した方式などがある。まだこの適用分
野も年々拡大し中小容庚から中大答量分野まで幅広く採
用されるように／Ｓつてきた。これら同期電動機で駆動
される負荷機器にも種々の物があるが、回転数に関係な
く概略一定トルクを要求する定トルク負荷と、回転数の
１〜２乗に比例して要求ｌ・ルクが変化する２米トルク
負荷とに大別できる。本発明は２来ｌ・ルク負荷を駆動
する周期電動機の特性を後述するように巧みに利用して
提案されたものであり、回転数の１〜２乗で負荷トルク
が変化するポンプ・ブロワ・ファン・コンプレッサなど
を駆動する同、ｌＶ］［毘７υ（メ瀦の７駆動ル１」釘
システムでのみそのＩ［芋１孜がイ占かされる。
まず、同期電動機の駆動制御システムについて説明する
。第１図は従来の同期電動機の駆動１１ｒｉＪ ＩＪｉ
システムの一例を示す。周波数変換装置の種類７Ｉとに
よって公知の種々の方式があるが第１図ではサイリスタ
モータシステム又は負荷転流モータシステムと称される
＠流式ザイリスタ七−タシステムを図示している。この
詳にｕｌな動作原理については既に公知の技術であるた
め、要点を中心に以下ｔｇ １図を説明ずろ。この図で
月は人力交流α源、Ｊ２は整流器、１３（づ、直流りｌ
′りＩ・ル、１１（荘インバータ、１５は同期電動機、
１５１はＵＲｊ期鍼効磯１５の界磁巻線、〕５．は回転
整流器、１５３は誘導周波数変換機、１５４はセンサー
、１６は法度基準設定器、１．７ ＆ま速度制御器、１
８は１）／へ変換器、１９（・よαｌ１ｉＪ御器、］９
１け電流検出器、２０はβｉ！ｉｆｌ仰器、２１は界磁
入力電源、２２はサイリスクスイッチ、脇（・ま市圧険
出器、２４は電圧匍１飢器％ ２４＋は゛直流■出器で
ある。入力交流電源１１の交流成力は整流器１２て直流
電力に変換され、こ）ｔを直流リアクトル１３て平滑化
し、インバータ１４で異なる周波数の交流電力に逆変換
して同期電動機１５を可変速運転する。この時同Ｍｉ動
磯１５に与えられる交流成力の周波数は速度基準設定器
Ｊ６で設定され、同期型！ｉＩ１機１５の回転速度をセ
ンサー１５４で検出し、この検出信号をＤ／Ａ変喚器１
８でアナログ信号に変換して速度制御器Ｉ７で速度基準
と比較し同期電動機１５の回転数を閉ループ制御する。
。第１図は従来の同期電動機の駆動１１ｒｉＪ ＩＪｉ
システムの一例を示す。周波数変換装置の種類７Ｉとに
よって公知の種々の方式があるが第１図ではサイリスタ
モータシステム又は負荷転流モータシステムと称される
＠流式ザイリスタ七−タシステムを図示している。この
詳にｕｌな動作原理については既に公知の技術であるた
め、要点を中心に以下ｔｇ １図を説明ずろ。この図で
月は人力交流α源、Ｊ２は整流器、１３（づ、直流りｌ
′りＩ・ル、１１（荘インバータ、１５は同期電動機、
１５１はＵＲｊ期鍼効磯１５の界磁巻線、〕５．は回転
整流器、１５３は誘導周波数変換機、１５４はセンサー
、１６は法度基準設定器、１．７ ＆ま速度制御器、１
８は１）／へ変換器、１９（・よαｌ１ｉＪ御器、］９
１け電流検出器、２０はβｉ！ｉｆｌ仰器、２１は界磁
入力電源、２２はサイリスクスイッチ、脇（・ま市圧険
出器、２４は電圧匍１飢器％ ２４＋は゛直流■出器で
ある。入力交流電源１１の交流成力は整流器１２て直流
電力に変換され、こ）ｔを直流リアクトル１３て平滑化
し、インバータ１４で異なる周波数の交流電力に逆変換
して同期電動機１５を可変速運転する。この時同Ｍｉ動
磯１５に与えられる交流成力の周波数は速度基準設定器
Ｊ６で設定され、同期型！ｉＩ１機１５の回転速度をセ
ンサー１５４で検出し、この検出信号をＤ／Ａ変喚器１
８でアナログ信号に変換して速度制御器Ｉ７で速度基準
と比較し同期電動機１５の回転数を閉ループ制御する。
速度制御器１７の５３力ＩＫ号によってα制御器１つを
介して整流器１２の出力口流電力を可変して同期電動機
１５に供給する電力を可変制御するが、α制御器１９は
整流器１２の人力′電流を電流検出器１９１によって検
出して、整流器１２の出力電流を閉ルプ制御する。
介して整流器１２の出力口流電力を可変して同期電動機
１５に供給する電力を可変制御するが、α制御器１９は
整流器１２の人力′電流を電流検出器１９１によって検
出して、整流器１２の出力電流を閉ルプ制御する。
他方づンバータ１４は、センサー１５４によって同期電
動機１５の界磁の回転位置を検出した検出信号によって
β制御器２０を介して制御される。この時インバータ１
４は同期電動機１５の逆起電力を利用して負荷転流（自
然転流）を行なうが、この負荷転流のタイミングをセン
サー１５４とβｌｌ１ＩＩ御器２０によって制御する。
動機１５の界磁の回転位置を検出した検出信号によって
β制御器２０を介して制御される。この時インバータ１
４は同期電動機１５の逆起電力を利用して負荷転流（自
然転流）を行なうが、この負荷転流のタイミングをセン
サー１５４とβｌｌ１ＩＩ御器２０によって制御する。
他方同期電動機１５の磁束は、界磁入力電源２」の交流
電力をサイリスクスイッチ２２で過圧制御し、この出力
を誘導周波数変換機１５３に入力し、誘導周波数変換機
１５，０２次側交流′亀力を回転整流器１５２で直流電
力に変換し、これを界磁巻線１５．に与えることによっ
て作られる。この時１）／Ａ変換器１８の出力信号（速
度検出信号）と同期゛冠動機１５の′ＰｔＰｔ電子電圧
圧検出器乙で検出した螺圧検出信号を比較し′１圧ｉＩ
ｉ制御器冴で制御し電流検出器２４１でサイリスタスイ
ッチρの入力電流を検出してサイリスクスイッチ２２の
電圧制御を行なうことで同期電動機１５の磁束を制御す
る。
電力をサイリスクスイッチ２２で過圧制御し、この出力
を誘導周波数変換機１５３に入力し、誘導周波数変換機
１５，０２次側交流′亀力を回転整流器１５２で直流電
力に変換し、これを界磁巻線１５．に与えることによっ
て作られる。この時１）／Ａ変換器１８の出力信号（速
度検出信号）と同期゛冠動機１５の′ＰｔＰｔ電子電圧
圧検出器乙で検出した螺圧検出信号を比較し′１圧ｉＩ
ｉ制御器冴で制御し電流検出器２４１でサイリスタスイ
ッチρの入力電流を検出してサイリスクスイッチ２２の
電圧制御を行なうことで同期電動機１５の磁束を制御す
る。
以上説明のようｔｆ同期γぼ動機１５の、駆動制御シス
テムの！特性を第２図及び第３図でａ明する。第２図は
同期電動機１５の戒機子゛亀圧Ｖａ（インバータ１４０
出力′成ＥＥ ）と１司期篭劫機１５の負イＩＦｊ ト
ルクＴを縦軸に、イ黄軸は同期′心＾力機１５の回転数
Ｎを示す。この図に示す、ように負荷トルクが２來トル
ク特性を示す場合に従来の同期電動機１５は電歳子社圧
Ｖａと回転数Ｎの比を一定に制御するのが一般的であっ
た。このようにＶａ／Ｎ’、ｊｌ一定に制御Ｊシた」烏
・片の同期電、ｌ１ｌｌ’ＦＡの駆動制御システムの特
性を第３図で説明する。第３図において（ａ）は同期電
動機１５０電４森子電流Ｉａを、（ｂ）は界磁＠線］−
５１を流れる界磁電流Ｉｆを、（Ｃ）は誘導周波数変換
４幾１５３の１肋磁入力′鑞力Ｐｆ。
テムの！特性を第２図及び第３図でａ明する。第２図は
同期電動機１５の戒機子゛亀圧Ｖａ（インバータ１４０
出力′成ＥＥ ）と１司期篭劫機１５の負イＩＦｊ ト
ルクＴを縦軸に、イ黄軸は同期′心＾力機１５の回転数
Ｎを示す。この図に示す、ように負荷トルクが２來トル
ク特性を示す場合に従来の同期電動機１５は電歳子社圧
Ｖａと回転数Ｎの比を一定に制御するのが一般的であっ
た。このようにＶａ／Ｎ’、ｊｌ一定に制御Ｊシた」烏
・片の同期電、ｌ１ｌｌ’ＦＡの駆動制御システムの特
性を第３図で説明する。第３図において（ａ）は同期電
動機１５０電４森子電流Ｉａを、（ｂ）は界磁＠線］−
５１を流れる界磁電流Ｉｆを、（Ｃ）は誘導周波数変換
４幾１５３の１肋磁入力′鑞力Ｐｆ。
と励磁人力電圧Ｅｆ、を、（ｄ）は整流層Ｊ２の入力力
率ＰＦαを図示している。２乗トルク負荷の場合、第３
図で電機子覗流Ｉａは負荷トルクＴに概略比例、界磁電
流Ｈは同様に比例して変化するがベース分として最高回
転数の約１ ／ ２が残る。励磁人力１圧Ｅｆ１は誘導
周波数変換機１５．の励磁人力電圧の相回転方向と同期
′電動機１５の回転方向を反対にしているため、回転鶴
Ｎが零の時最大で］、００％の特約］／２になる。他方
励磁人力１力Ｐｆは界磁電流１１の２乗に比例して概略
変化する。整流器１２０人力力率ＰＦ’αは回転数Ｎに
、概略比例して変化する。これは第２図でＶａ／Ｎがは
は一定のためである。
率ＰＦαを図示している。２乗トルク負荷の場合、第３
図で電機子覗流Ｉａは負荷トルクＴに概略比例、界磁電
流Ｈは同様に比例して変化するがベース分として最高回
転数の約１ ／ ２が残る。励磁人力１圧Ｅｆ１は誘導
周波数変換機１５．の励磁人力電圧の相回転方向と同期
′電動機１５の回転方向を反対にしているため、回転鶴
Ｎが零の時最大で］、００％の特約］／２になる。他方
励磁人力１力Ｐｆは界磁電流１１の２乗に比例して概略
変化する。整流器１２０人力力率ＰＦ’αは回転数Ｎに
、概略比例して変化する。これは第２図でＶａ／Ｎがは
は一定のためである。
以上第１図１〜第３図で説明する従来の２乗トルク負荷
を駆動する同期電動機の駆動側御システムでは、次の問
題があった。
を駆動する同期電動機の駆動側御システムでは、次の問
題があった。
（１）一般に２乗トルク負荷では所要動力が回転数Ｎの
３乗で変化するため、同期陽動イ幾１５の回転数Ｎを定
格１００ ％より１氏く設定してて運転する場合が多く
、定格の５（＋−８０％程度で運転する期間が比較的長
い。この様な通常の運転領域で（ｒｉ第３図（ｃｌ）
Ｋ示ずようにＭ ｖｌｉ、器１２の人力力４ＰＦαが低
く、入力交流電源１１より大きな無効・１力を取る欠点
があった。
３乗で変化するため、同期陽動イ幾１５の回転数Ｎを定
格１００ ％より１氏く設定してて運転する場合が多く
、定格の５（＋−８０％程度で運転する期間が比較的長
い。この様な通常の運転領域で（ｒｉ第３図（ｃｌ）
Ｋ示ずようにＭ ｖｌｉ、器１２の人力力４ＰＦαが低
く、入力交流電源１１より大きな無効・１力を取る欠点
があった。
（２） 他フ５しき導周波敏変換機１５．の励磁奄諒
谷ｉｎは第３図（Ｃ１より明らかなように同期電ａＩＩ
ｄ １５の回転数Ｎが零の時励磁入力１戎圧Ｅｆ、が最
大になるため、この時の励磁入力端子Ｅｆ、の最大値と
励磁入力電力Ｐｆ、の最大の時（回転数Ｎが１００ ％
の時）の電流とで決る。この結果界磁入力電源２】の電
源ｙ量が大きく電源力率も悪くなる欠点があった。
谷ｉｎは第３図（Ｃ１より明らかなように同期電ａＩＩ
ｄ １５の回転数Ｎが零の時励磁入力１戎圧Ｅｆ、が最
大になるため、この時の励磁入力端子Ｅｆ、の最大値と
励磁入力電力Ｐｆ、の最大の時（回転数Ｎが１００ ％
の時）の電流とで決る。この結果界磁入力電源２】の電
源ｙ量が大きく電源力率も悪くなる欠点があった。
本発明は前述の従来の同期ｔビ＠機の駆動制師システム
の欠点に鑑みてなされたもので、入力交流電源の無効電
力や電源容吋を低減できる同期電動機の制御方法を提供
することを目的としている。
の欠点に鑑みてなされたもので、入力交流電源の無効電
力や電源容吋を低減できる同期電動機の制御方法を提供
することを目的としている。
本発明は、この目的を達成するために、同期電動機の回
転数が所定以上の範囲で同期電＠機の回転数Ｎとそのと
きの電機子電圧Ｖａとの比Ｖａ／Ｎが、定格回転数Ｎ（
Ｚｏｏ）とそのときの電機子電圧Ｖａ（１ｏｏ）／Ｎ（
＋ｏｏ辻りも大きくなるように電機子電圧を制御するこ
と、或は所望の回転数以下の範囲でＶａ／ＮがＶａ（＋
ｏｏ）／Ｎ（ｌｏｏ）よりも小さくなるように制御する
ことを特徴とするものである。
転数が所定以上の範囲で同期電＠機の回転数Ｎとそのと
きの電機子電圧Ｖａとの比Ｖａ／Ｎが、定格回転数Ｎ（
Ｚｏｏ）とそのときの電機子電圧Ｖａ（１ｏｏ）／Ｎ（
＋ｏｏ辻りも大きくなるように電機子電圧を制御するこ
と、或は所望の回転数以下の範囲でＶａ／ＮがＶａ（＋
ｏｏ）／Ｎ（ｌｏｏ）よりも小さくなるように制御する
ことを特徴とするものである。
〔発明の実施１列〕
本発明の一実施例を第４図に示す。この図で第１図と同
−酢号全けした回路素子は同一作用を行ｌうため説明を
省く。第４図で５は１肋磁基県元生器である。回転数Ｎ
に対して励磁基準発生に：ｒ２５の出力信号は同期電動
機１５の電機子電圧Ｖａと同一のためｊ：第５図を使用
して励磁基準発生器部の作用］をｄ発明する。
−酢号全けした回路素子は同一作用を行ｌうため説明を
省く。第４図で５は１肋磁基県元生器である。回転数Ｎ
に対して励磁基準発生に：ｒ２５の出力信号は同期電動
機１５の電機子電圧Ｖａと同一のためｊ：第５図を使用
して励磁基準発生器部の作用］をｄ発明する。
第５図は従来の第２図に対応したＶａ−１マ、 ’Ｌ’
−Ｎ特性図である。この図で負荷トルクＴは同期電動
機」５の回転数Ｎの関数として、８２図のＴ−Ｎ特性と
同様に変化する。他方同期電動機１５０屯機子電圧Ｖａ
は回転数Ｎの全範囲でＶａ／Ｎを一定としないように界
磁４．準発生ン診６で電機子電圧をパターン制ｍ？Ｉす
る。即ち第５図の例では第２図と比較して回転数Ｎが、
０−２５係の範囲では電機予電′１孔Ｖａは低い方向に
、２５係〜７５条の範囲ではＶａ／Ｎを一定で電１幾子
祇圧Ｖａは高い方向に、７５チ〜１００ チイ；龜囲
では′成磯子鉱圧Ｖａをほぼ一定値に：ｉｍ Ｉｉ中す
る。このように朋１１Ｉｌｌシた場合の同期電動機１５
の駆動制靜システムの！特性を４６図に示す。第６図（
ａ）〜（ｄｌは第３１Δ（ａ）〜（ｄ）に対比した本発
明の・時性である。この１゛４で’ｔｌｊ ｉｒ＆ −
Ｆ １６流Ｔ、ａｊｉ回伝ａ Ｎ ７５１； ７５％〜
ｌｏｏ ％ （Ｄ 範囲は回転数Ｎに概略比則し、２！
５ヂ〜７５％は負荷トルクＴに比例（７、ｏ−２５チの
１１０は負荷トルク１゛以上に増加する。回転数Ｎが７
５係〜１００チの範囲は界磁（電流Ｉｆの変化が小さく
、２５チ〜１００％の範囲では４３図（ｂｌより界磁電
流Ｉｆが増加する。励磁入力電力Ｐｆ、は回転数Ｎが２
５チ〜１００％の範囲でけ」〃加するが、この範囲では
回転数１００％の点が最大であり、本発明によって増加
することはない。
−Ｎ特性図である。この図で負荷トルクＴは同期電動
機」５の回転数Ｎの関数として、８２図のＴ−Ｎ特性と
同様に変化する。他方同期電動機１５０屯機子電圧Ｖａ
は回転数Ｎの全範囲でＶａ／Ｎを一定としないように界
磁４．準発生ン診６で電機子電圧をパターン制ｍ？Ｉす
る。即ち第５図の例では第２図と比較して回転数Ｎが、
０−２５係の範囲では電機予電′１孔Ｖａは低い方向に
、２５係〜７５条の範囲ではＶａ／Ｎを一定で電１幾子
祇圧Ｖａは高い方向に、７５チ〜１００ チイ；龜囲
では′成磯子鉱圧Ｖａをほぼ一定値に：ｉｍ Ｉｉ中す
る。このように朋１１Ｉｌｌシた場合の同期電動機１５
の駆動制靜システムの！特性を４６図に示す。第６図（
ａ）〜（ｄｌは第３１Δ（ａ）〜（ｄ）に対比した本発
明の・時性である。この１゛４で’ｔｌｊ ｉｒ＆ −
Ｆ １６流Ｔ、ａｊｉ回伝ａ Ｎ ７５１； ７５％〜
ｌｏｏ ％ （Ｄ 範囲は回転数Ｎに概略比則し、２！
５ヂ〜７５％は負荷トルクＴに比例（７、ｏ−２５チの
１１０は負荷トルク１゛以上に増加する。回転数Ｎが７
５係〜１００チの範囲は界磁（電流Ｉｆの変化が小さく
、２５チ〜１００％の範囲では４３図（ｂｌより界磁電
流Ｉｆが増加する。励磁入力電力Ｐｆ、は回転数Ｎが２
５チ〜１００％の範囲でけ」〃加するが、この範囲では
回転数１００％の点が最大であり、本発明によって増加
することはない。
他方励磁人力１力Ｅｆ、は回転数Ｎが０〜２５％の範囲
では第３図（Ｃ）に比較して減少する。整流器１２の人
力力率ＰＩ”αは回転数７５％〜１００％の範囲が第３
図（ｄ）の最大値とはは一定であり、２５％の範囲は第
３図（ｄ）より大幅に向上する。
では第３図（Ｃ）に比較して減少する。整流器１２の人
力力率ＰＩ”αは回転数７５％〜１００％の範囲が第３
図（ｄ）の最大値とはは一定であり、２５％の範囲は第
３図（ｄ）より大幅に向上する。
以上説明するように本発明によれば、通潜の運転領域（
回転数Ｎが５０ヂ〜８０％）でＶｉ整流器１２の入力力
率ＰＥαが１０〜１５％同上し、通常の運転領域での人
力父流電、源１１の無効電力が大幅に減少する。
回転数Ｎが５０ヂ〜８０％）でＶｉ整流器１２の入力力
率ＰＥαが１０〜１５％同上し、通常の運転領域での人
力父流電、源１１の無効電力が大幅に減少する。
また誘導周波数変換器１５．の励磁電源容量は励磁入力
電圧ＥｆＩの最大値が回転数Ｎが零の点で第３図（Ｃ）
より低下するから界磁入力電源２１の電源容量も減少し
、電源力率も大幅に向上する。このような効果利点が得
られるのは、本発明が２乗トルク負荷に適用されるため
である。尚、即ち回転数７５係〜１００チの範囲の電機
子電圧Ｖａを一定に制御しても負荷トルクＴが最大とな
るのは回転数Ｎが１００係であり、このため電＋〉＾子
亀流Ｉａ、界磁電流１ｆが回転数Ｎが減少しても増大せ
ず、同期電動機１５の容量が増大する−１ことはない。
電圧ＥｆＩの最大値が回転数Ｎが零の点で第３図（Ｃ）
より低下するから界磁入力電源２１の電源容量も減少し
、電源力率も大幅に向上する。このような効果利点が得
られるのは、本発明が２乗トルク負荷に適用されるため
である。尚、即ち回転数７５係〜１００チの範囲の電機
子電圧Ｖａを一定に制御しても負荷トルクＴが最大とな
るのは回転数Ｎが１００係であり、このため電＋〉＾子
亀流Ｉａ、界磁電流１ｆが回転数Ｎが減少しても増大せ
ず、同期電動機１５の容量が増大する−１ことはない。
定トルク負荷の場合には回転数Ｎが７５％〜１００％の
間では同期′電動機１５の磁束が弱められるから電機子
電流Ｉａが回転数Ｎに比例して増加し、まだ同期１動機
１５の出力電力を一定とする定出力制御の場合にも界磁
電流Ｉａも回転数Ｎが７５％付近で最大となり、前記定
トルり負荷の場合にも、定出力制御の場合にも同期電動
機１５の６盪増大、Ｎ瀘糟太外形寸法増大コストアップ
となる。回転数Ｎが０−２５％の範囲で第５国に示すよ
うに本発明で第２図より電機子′磁圧Ｖａを低く設定す
ることができるのは負荷トルクがこの領域で小さくなる
ためであり、同期電動慎１５の発生トルクも小ざくする
ことができ、２乗トルク負荷の場合のりに前記する効果
利点が得られる。
間では同期′電動機１５の磁束が弱められるから電機子
電流Ｉａが回転数Ｎに比例して増加し、まだ同期１動機
１５の出力電力を一定とする定出力制御の場合にも界磁
電流Ｉａも回転数Ｎが７５％付近で最大となり、前記定
トルり負荷の場合にも、定出力制御の場合にも同期電動
機１５の６盪増大、Ｎ瀘糟太外形寸法増大コストアップ
となる。回転数Ｎが０−２５％の範囲で第５国に示すよ
うに本発明で第２図より電機子′磁圧Ｖａを低く設定す
ることができるのは負荷トルクがこの領域で小さくなる
ためであり、同期電動慎１５の発生トルクも小ざくする
ことができ、２乗トルク負荷の場合のりに前記する効果
利点が得られる。
以上説明するように本発明は同期′は動機１５の特性と
２乗トルク負荷」・テ性を充分に検削しで提案されだも
のてあって、２乗トルク負荷に適用される場合にのみ同
期電動機］５の容量やｔは増大やコストアップを生じる
ととなく前記する効果利点が得らり、る。
２乗トルク負荷」・テ性を充分に検削しで提案されだも
のてあって、２乗トルク負荷に適用される場合にのみ同
期電動機］５の容量やｔは増大やコストアップを生じる
ととなく前記する効果利点が得らり、る。
本発明の他の実施例による・特性を第７図に示す。
第５図に対しシシた他の実施例である。従来の第２図に
比較して！ ４，９子電圧Ｖａと回転数Ｎとの比Ｖａ／
Ｎが一定の直線より低く制御される回転数領域及び電機
子電圧ｖａが一定に制御される回転数Ｎの領域を第５図
の如く特に限定するものではなく、第７図の如く設定す
ることもでき、同期′ｒｉＬ動機１５の通常の運転領域
に併せて前記の回転数Ｎの各領域を任意に選／゛る。他
方第８図に本発明の更に他の実施例による特性図を示す
。この図では前記Ｖａ／Ｎが一定の直線より’を様子電
圧Ｖａが犬となる・領域のみを設けたもので、回転Ｉｊ
１．Ｎに対して電機子電圧Ｖａの変化が折；腺で近似さ
れるようにしても同様の効果が得られることは明らかで
あり、第８図の場合には界磁人力と源２１の容量は低減
でき／よいが、入力交流電源１１の無効電力は大幅に減
少できる。
比較して！ ４，９子電圧Ｖａと回転数Ｎとの比Ｖａ／
Ｎが一定の直線より低く制御される回転数領域及び電機
子電圧ｖａが一定に制御される回転数Ｎの領域を第５図
の如く特に限定するものではなく、第７図の如く設定す
ることもでき、同期′ｒｉＬ動機１５の通常の運転領域
に併せて前記の回転数Ｎの各領域を任意に選／゛る。他
方第８図に本発明の更に他の実施例による特性図を示す
。この図では前記Ｖａ／Ｎが一定の直線より’を様子電
圧Ｖａが犬となる・領域のみを設けたもので、回転Ｉｊ
１．Ｎに対して電機子電圧Ｖａの変化が折；腺で近似さ
れるようにしても同様の効果が得られることは明らかで
あり、第８図の場合には界磁人力と源２１の容量は低減
でき／よいが、入力交流電源１１の無効電力は大幅に減
少できる。
以上第５図、；第７図、第８図に示すように、本発明は
回転数Ｎに対する′ｖＬ機子心圧Ｖａの大きさを特定値
に限定するものではなく、同期’Ｅｔ 動傅１５の定格
電機子磁圧Ｖａ（ｘｏｏ）と定格回転数ＮＵｏｏ） （
何れもｚｏｏ ％の点の値）との比Ｖａｕｏｏ）／Ｎ（
＋００）よりも大きなＶａ／Ｎに′１機様子電圧ａを通
常の運転領域で設定すること、またはこれに加えて低速
領域てＶａ（１ｏｏ）／Ｎ（１ｏｏ）よりも小さいＶａ
／Ｎに電機子電圧を設定すれば前記の効果が得られるこ
とが明らかである。
回転数Ｎに対する′ｖＬ機子心圧Ｖａの大きさを特定値
に限定するものではなく、同期’Ｅｔ 動傅１５の定格
電機子磁圧Ｖａ（ｘｏｏ）と定格回転数ＮＵｏｏ） （
何れもｚｏｏ ％の点の値）との比Ｖａｕｏｏ）／Ｎ（
＋００）よりも大きなＶａ／Ｎに′１機様子電圧ａを通
常の運転領域で設定すること、またはこれに加えて低速
領域てＶａ（１ｏｏ）／Ｎ（１ｏｏ）よりも小さいＶａ
／Ｎに電機子電圧を設定すれば前記の効果が得られるこ
とが明らかである。
また励磁基準発生器２５０回路構成を特に限定するもの
ではなく、所望の出力信号を発生させることができる関
数発生器の技術は既に公知であり、これらの関数発生器
を励磁基準発生器５として使用できる。
ではなく、所望の出力信号を発生させることができる関
数発生器の技術は既に公知であり、これらの関数発生器
を励磁基準発生器５として使用できる。
他方、同期電動機１５を可変運転す名局波数変換装置と
して第４図では直流式サイリスタモータシステムを図示
したが、サイクロコンバータや強制転流式のインバータ
システムなどが使用できることが明らかであり、周波数
変換装置の構成を特に限定するものではない。
して第４図では直流式サイリスタモータシステムを図示
したが、サイクロコンバータや強制転流式のインバータ
システムなどが使用できることが明らかであり、周波数
変換装置の構成を特に限定するものではない。
その他車発明の要旨を変更しない範囲において、種々の
変形回路を構成することができる。
変形回路を構成することができる。
以上説明するように本発明によれば、同期電動機の駆動
制御システムの入力交流電源の力率改善が可能であり、
無効電力が低減される結果、入力交流電源系統側での力
率改善のだめの装置の容量低減ができ、入力交流電源の
皮相電力も軽減されるから、システムの運転効率の向上
、設備の小形化や低コスト化が実現できる。
制御システムの入力交流電源の力率改善が可能であり、
無効電力が低減される結果、入力交流電源系統側での力
率改善のだめの装置の容量低減ができ、入力交流電源の
皮相電力も軽減されるから、システムの運転効率の向上
、設備の小形化や低コスト化が実現できる。
第１図は従来の同期電動機の駆動制御システムの構成図
、第２図は従来のＶａ−Ｎ特性及びＴ−Ｎ特性図、第３
図は従来の同期電動機の駆動制御装置の特性図、第４図
は本発明の一実施例を示す構成図、第５図は本発明の実
施例でのＶａ−Ｎ特性及びＴ−Ｎ特性図、第６図は本発
明での同期電動機の駆動制御システムの特性図、第７図
及び第８図は本発明の他の実施例におけるＶａ−Ｎ％惟
及びＴ−Ｎ特性図を示す。 １１・・・入力交流電源、１２・・・整流器、］３・・
・直流リアクトル １４・・・インバータ、１５・・
・同期電動機、１５１・・・界磁巻線、１５２・・・回
転整流器、 １５．・・・誘導周波数変換機、１５４
・・・センサー、１６・・・速度基準、１７・・・速度
制御器、 １８・・・Ｄ／Ａ変換器、１９・・・α制
御器、１９．・・・電流検出器、加・・・β制御器、２
１・・・界磁入力電源、２２・・・サイリスクスイッチ
、 田・・・界磁入力電源、潤・・・電圧制御器、２４
１・・・電流検出器、６・・・励磁基準発生器 ′Ｖ・・・負荷トルク、Ｖａ・・・鋭磯子電圧、Ｎ・・
・回転数、■ａ・・・電機子電流、Ｉｆ・・・界磁電流
、Ｐｆ、・・・励磁入力電力、Ｅｆｌ・・・励磁入力電
圧、ＰＦα・・・整流器１２０入力カ率、（７３１７）
代理人 弁理士 則近愚佑（ほか１名）第１図 第３図 Ｊα（５） 第４図 Ｔθり 第６図 （／ 、５θ
ｉｕυ第７図 第８図 ０ ２５ ５０ Ｉｓ ｔｕυ手続手続
補正向発） 一０事件の表示 特願昭 ５７−１６６０１４号 ２発明の名称 同期電動機の制御方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７）東京芝浦電気株式会社 ４代理人 〒１００ 東京都千代田区内幸町１−１−６ （１）明細書の特許請求の範囲の欄 （２）明細書の発明の詳細な説明の欄 （３） 図 面 ６、補正の内容 （１）本願明細書第１頁第５行乃至第２貞第７行に記載
の７持許請求のＪ雇囲を別紙の如く訂正する。 （２） 同第１０負、第２行の記載［−特性」を「特
性図（実線）と従来例の特性図（点線）」に訂正する。 （：３） 同第１０頁第４行に記載のｒＮＪを「Ｎの
３乗」に訂正する。 （４） 同第１０頁第５行Ｋ１１ｌのｒＴＪ ’ｅ
ｒＴ（回転数Ｎの２乗）」に訂正する。 （５） 同第１０頁第１５行に記載の「２５％」を「
回転数Ｎが２５％〜７５％」に訂正する。 （６）本願添付図面第６図を別紙の如く訂正する。 以上 特許請求の範囲 「（１）２乗トルク負荷を駆動する同期電動機を出力電
圧及び出力周波数全可変制御可能な周波数変換装置によ
って可変速運転する同期電動機の、駆動制御装置におい
て、前記同期電動機の回転数が所定の値以上の高速回転
数範囲では同期電動機の回転数Ｎとそのときの電機子電
圧Ｖａとの比Ｖａハが、前記同期電動機の定格回転数Ｎ
（ｔｏｏ）とそのときの電機子電圧Ｖａ（ｔｏｏ）と
の比Ｖ、＋ （＋００）ハ（ｔｏｏ）よりも犬きくなる
ように前記間に’ｊ ’７Ｆｉ： ’４１＋ （準の電
機子電圧％” ｆｕ制御することを特徴とする同期電ｆ
ｉＱ、ｒ機の制御方法。 （２）２乗トルク負荷を駆１シｌする同期電動機を出力
電圧及び出力周波数ヶ町変制御可能な周波数変換装置に
よって−ｏＪ’ ｆ速（里転する同期電動機の駆動制御
装置において、前記同期電動機の回転数が所にのイＩ白
以上の高速回転数範囲では同期電動機の回転数Ｎとその
ときの電機子電圧Ｖａとの比Ｖｈ／Ｎが、前記同期電動
機の定格回転数Ｎ（１ｏｏ）とそのときの電機子電圧Ｖ
ａ（ｔｏｏ）との比Ｖａ （ｔｏｏ）へ（ｔｏｏ）より
も大きくなるように、史に前記同期電動機の回転数が所
定値以下の低速［ｑ転数範囲ではＶａハがＶａ （ｔｏ
ｏ）／Ｎ（ｔｏｏ）より小さくなるように前記間ｉ１Ｊ
］ ’Ｔ？℃動機の電機子電圧を制御することを時機と
する同期電動機の制御方法。」
、第２図は従来のＶａ−Ｎ特性及びＴ−Ｎ特性図、第３
図は従来の同期電動機の駆動制御装置の特性図、第４図
は本発明の一実施例を示す構成図、第５図は本発明の実
施例でのＶａ−Ｎ特性及びＴ−Ｎ特性図、第６図は本発
明での同期電動機の駆動制御システムの特性図、第７図
及び第８図は本発明の他の実施例におけるＶａ−Ｎ％惟
及びＴ−Ｎ特性図を示す。 １１・・・入力交流電源、１２・・・整流器、］３・・
・直流リアクトル １４・・・インバータ、１５・・
・同期電動機、１５１・・・界磁巻線、１５２・・・回
転整流器、 １５．・・・誘導周波数変換機、１５４
・・・センサー、１６・・・速度基準、１７・・・速度
制御器、 １８・・・Ｄ／Ａ変換器、１９・・・α制
御器、１９．・・・電流検出器、加・・・β制御器、２
１・・・界磁入力電源、２２・・・サイリスクスイッチ
、 田・・・界磁入力電源、潤・・・電圧制御器、２４
１・・・電流検出器、６・・・励磁基準発生器 ′Ｖ・・・負荷トルク、Ｖａ・・・鋭磯子電圧、Ｎ・・
・回転数、■ａ・・・電機子電流、Ｉｆ・・・界磁電流
、Ｐｆ、・・・励磁入力電力、Ｅｆｌ・・・励磁入力電
圧、ＰＦα・・・整流器１２０入力カ率、（７３１７）
代理人 弁理士 則近愚佑（ほか１名）第１図 第３図 Ｊα（５） 第４図 Ｔθり 第６図 （／ 、５θ
ｉｕυ第７図 第８図 ０ ２５ ５０ Ｉｓ ｔｕυ手続手続
補正向発） 一０事件の表示 特願昭 ５７−１６６０１４号 ２発明の名称 同期電動機の制御方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７）東京芝浦電気株式会社 ４代理人 〒１００ 東京都千代田区内幸町１−１−６ （１）明細書の特許請求の範囲の欄 （２）明細書の発明の詳細な説明の欄 （３） 図 面 ６、補正の内容 （１）本願明細書第１頁第５行乃至第２貞第７行に記載
の７持許請求のＪ雇囲を別紙の如く訂正する。 （２） 同第１０負、第２行の記載［−特性」を「特
性図（実線）と従来例の特性図（点線）」に訂正する。 （：３） 同第１０頁第４行に記載のｒＮＪを「Ｎの
３乗」に訂正する。 （４） 同第１０頁第５行Ｋ１１ｌのｒＴＪ ’ｅ
ｒＴ（回転数Ｎの２乗）」に訂正する。 （５） 同第１０頁第１５行に記載の「２５％」を「
回転数Ｎが２５％〜７５％」に訂正する。 （６）本願添付図面第６図を別紙の如く訂正する。 以上 特許請求の範囲 「（１）２乗トルク負荷を駆動する同期電動機を出力電
圧及び出力周波数全可変制御可能な周波数変換装置によ
って可変速運転する同期電動機の、駆動制御装置におい
て、前記同期電動機の回転数が所定の値以上の高速回転
数範囲では同期電動機の回転数Ｎとそのときの電機子電
圧Ｖａとの比Ｖａハが、前記同期電動機の定格回転数Ｎ
（ｔｏｏ）とそのときの電機子電圧Ｖａ（ｔｏｏ）と
の比Ｖ、＋ （＋００）ハ（ｔｏｏ）よりも犬きくなる
ように前記間に’ｊ ’７Ｆｉ： ’４１＋ （準の電
機子電圧％” ｆｕ制御することを特徴とする同期電ｆ
ｉＱ、ｒ機の制御方法。 （２）２乗トルク負荷を駆１シｌする同期電動機を出力
電圧及び出力周波数ヶ町変制御可能な周波数変換装置に
よって−ｏＪ’ ｆ速（里転する同期電動機の駆動制御
装置において、前記同期電動機の回転数が所にのイＩ白
以上の高速回転数範囲では同期電動機の回転数Ｎとその
ときの電機子電圧Ｖａとの比Ｖｈ／Ｎが、前記同期電動
機の定格回転数Ｎ（１ｏｏ）とそのときの電機子電圧Ｖ
ａ（ｔｏｏ）との比Ｖａ （ｔｏｏ）へ（ｔｏｏ）より
も大きくなるように、史に前記同期電動機の回転数が所
定値以下の低速［ｑ転数範囲ではＶａハがＶａ （ｔｏ
ｏ）／Ｎ（ｔｏｏ）より小さくなるように前記間ｉ１Ｊ
］ ’Ｔ？℃動機の電機子電圧を制御することを時機と
する同期電動機の制御方法。」
Claims (2)
- （１）２乗トルク負荷を駆動する同期電動機を出力電圧
及び出力周波数を可変制御可能な周波数変換装置によっ
て可変速運転する同期電動機の駆動制御装置において、
前記同期電動機の回転数が所定の値以上の高速回転数範
囲では同期電動機の回転数Ｎとそのときの電機子電圧Ｖ
ａとの比Ｖａ／Ｎが、前記同期電動機の定格回転数Ｎ（
ｔｏｏ）とそのときの電機子電圧Ｖａ（ｔｏｏ）との比
Ｖａ（ｔｏｏ）／Ｎ（ｔｏｏ）よりも太き（ｆ、Ｑるよ
うに前記同期電動機の電機子電圧を制御することを特徴
とする同期電動機の制御方法。 - （２）２乗トルク負荷を駆動する同期電動機を出力電圧
及び出力周波数を可変制御可能を周波数変換装置によっ
て可変速運転する同期電ａ＃１機の駆動制御装置におい
て、前記同期電動機の回転数が所定の値以上の高速回転
数範囲では同期・電動機の回転数Ｎとそのときの電機子
電圧Ｖａとの比Ｖａ／Ｎが、前記同期電動機の定格回転
数Ｎ（ｔｏｏ）とそのときの電機子電圧Ｖａ（ｘｏｏ）
との比Ｖａ（ｌｏｏ）／Ｎ（ｔｏｏ）よりも大きくなる
ように、更に前記同期′電動機の回転数が所定値以下の
低速回転数範囲ではＶａ／ＮがＶａ（ｌｏｏ）より小さ
くなるように前記同期電動機の電機子電圧を制御するこ
とを特徴とする同期電動機の制御方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57166014A JPS6041556B2 (ja) | 1982-09-25 | 1982-09-25 | 同期電動機の制御方法 |
| US06/528,432 US4550281A (en) | 1982-09-25 | 1983-09-01 | Synchronous motor control |
| EP83305655A EP0107351B2 (en) | 1982-09-25 | 1983-09-22 | Synchronous motor control |
| DE8383305655T DE3380509D1 (en) | 1982-09-25 | 1983-09-22 | Synchronous motor control |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57166014A JPS6041556B2 (ja) | 1982-09-25 | 1982-09-25 | 同期電動機の制御方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59235063A Division JPS60121983A (ja) | 1984-11-09 | 1984-11-09 | 同期電動機の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5956893A true JPS5956893A (ja) | 1984-04-02 |
| JPS6041556B2 JPS6041556B2 (ja) | 1985-09-17 |
Family
ID=15823300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57166014A Expired JPS6041556B2 (ja) | 1982-09-25 | 1982-09-25 | 同期電動機の制御方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4550281A (ja) |
| EP (1) | EP0107351B2 (ja) |
| JP (1) | JPS6041556B2 (ja) |
| DE (1) | DE3380509D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009291027A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 誘導電動機の制御装置 |
| JP2010183128A (ja) * | 2009-02-03 | 2010-08-19 | Akiyoshi Fujita | 音量調節器付きイヤホーンアダプタ |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0612954B2 (ja) * | 1984-11-27 | 1994-02-16 | 株式会社東芝 | 同期電動機の制御方法 |
| US5027049A (en) * | 1989-01-31 | 1991-06-25 | Harnischfeger Corporation | Method for increasing the speed of an alternating current motor |
| US5902166A (en) * | 1996-01-18 | 1999-05-11 | Robb; Charles L. R. | Configurable color selection circuit for choosing colors of multi-colored LEDs in toys |
| US5619182A (en) * | 1996-01-18 | 1997-04-08 | Robb; Charles L. R. | Configurable color selection circuit for choosing colors of multi-colored leds in toys and secondary automotive flasher/brake indicators |
| ES2169660B1 (es) * | 2000-04-18 | 2003-11-01 | Bsh Balay Sa | Aparato electrodomestico, con un motor sincrono. |
| US6693407B2 (en) | 2001-06-26 | 2004-02-17 | The Boeing Company | Controller and associated system and method for pulse-width-modulation switching noise reduction by voltage control |
| EP1501186B1 (en) * | 2003-07-18 | 2018-08-22 | III Holdings 10, LLC | Motor driving apparatus |
| EP4265364B1 (en) | 2022-04-19 | 2025-12-31 | Comexi Group Industries, Sau | INSTALLATION AND METHOD FOR LASER MARKING AND LAMINATION OR VICE VERSA OF A RESEALABLE LABEL ON A STRIP MATERIAL WITH THE POSSIBILITY OF FORGOING LAMINATION |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3427526A (en) * | 1967-04-13 | 1969-02-11 | Westinghouse Electric Corp | Inverter drive system |
| US3967173A (en) * | 1975-03-14 | 1976-06-29 | Allis-Chalmers Corporation | Transistor bridge inverter motor drive having reduced harmonics |
| US4047083A (en) * | 1976-03-08 | 1977-09-06 | General Electric Company | Adjustable speed A-C motor drive with smooth transition between operational modes and with reduced harmonic distortion |
| JPS5910156B2 (ja) * | 1976-03-17 | 1984-03-07 | 株式会社日立製作所 | サイリスタモ−タの制御装置 |
| US4085355A (en) * | 1976-04-26 | 1978-04-18 | Fradella Richard B | Variable-speed regenerative brushless electric motor and controller system |
| BR7806854A (pt) * | 1977-10-18 | 1979-05-15 | Tokyo Shibaura Electric Co | Processo para controlar a velocidade de um motor a corrente alternada |
| DE3045575C2 (de) * | 1980-11-29 | 1986-10-09 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Steuerung und Regelung einer direktumrichtergespeisten Synchronmaschine |
-
1982
- 1982-09-25 JP JP57166014A patent/JPS6041556B2/ja not_active Expired
-
1983
- 1983-09-01 US US06/528,432 patent/US4550281A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-09-22 EP EP83305655A patent/EP0107351B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-09-22 DE DE8383305655T patent/DE3380509D1/de not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009291027A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 誘導電動機の制御装置 |
| JP2010183128A (ja) * | 2009-02-03 | 2010-08-19 | Akiyoshi Fujita | 音量調節器付きイヤホーンアダプタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3380509D1 (en) | 1989-10-05 |
| EP0107351A3 (en) | 1985-11-06 |
| EP0107351B1 (en) | 1989-08-30 |
| EP0107351B2 (en) | 1993-05-12 |
| EP0107351A2 (en) | 1984-05-02 |
| US4550281A (en) | 1985-10-29 |
| JPS6041556B2 (ja) | 1985-09-17 |
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