JPS5999986A - 電流形インバ−タ - Google Patents

電流形インバ−タ

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JPS5999986A
JPS5999986A JP57207244A JP20724482A JPS5999986A JP S5999986 A JPS5999986 A JP S5999986A JP 57207244 A JP57207244 A JP 57207244A JP 20724482 A JP20724482 A JP 20724482A JP S5999986 A JPS5999986 A JP S5999986A
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JP
Japan
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Pending
Application number
JP57207244A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Miyazaki
雅徳 宮崎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS5999986A publication Critical patent/JPS5999986A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) この発明は誘導機を1次周波数制御によりr4J変速制
御するだめの電流形インバータに係り、特ニ誘導機の1
次電流を磁束発生に寄与する電流成分とトルク発生に寄
与する電流成分とに分離して制御する電流形インバータ
に関する。
(発明の技術的背景) !!流形イン・5−夕の主回路構成図ケ第1図に示す。
交流電源は誘導機の1次電流の大きさを制御する能力を
持った位相制御整流器1に入力されて整流され、直流電
流を平滑化するD CIJアクドル2を介して逆変換器
3に伝達される。通常1位相制御整流器1はザイリスタ
より構成され、逆変換器3はサイリスタ。ダイオードお
よび転流コンデンザ等圧より構成される。また逆変換器
3はその出力が誘導機4に接続されており1次m流の周
波数および位相を制御する能力な有す々〕。
第2図は第1図で説明した逆変換器3の詳細な構成を示
(−だ回路図である。ザイリスタTHYU 。
THYV、THYW、THYX、THYY、TFIYZ
 K直列に各アームごとにダイオードDU、DV、DW
、DX。
DY、DZが接続され、その接続点と各相間には転流−
t7デンサCUV、CVW、CWU、CXY、CYZ。
C7Xがそねぞh接続さh、ダイオードDUとダイオー
ドDXとの接続点からU相の、ダイオードDVとダイオ
ードDYどの接続点からV相の、ダイオードDWとダイ
オードDZとの接続、点からW相の各出力1瑞子がそh
ぞれ取り出されている。
第3図は電流形インバータの回路とこれを制御するため
の従来の制御回路とをあわせて示した構成図である。
誘導機4の回転速度は速度検出器5によって検出され、
この速度検出器5の出力信号である速度信号ω、と速度
基準ωtとは速度制御回路6によって比較される。また
誘導機4内の磁束ベクトルは磁束検出回路7により直接
あるいは端子電圧等を仰1定することにより間接に検出
され、この磁束検出回路7の出力信号である磁束信号Φ
と磁束基準Φ9 とは磁束制御回路8により比較される
速度制御回路6から出力されろ誘導機1次電流路8から
出力されるみ導接1次電流1に含まれる磁力されその出
力として1次′…;流の大きさの基準値■1*(以下1
次電流基準という)が得られる。
誘導機4に流れる1次電流の大きさは電流検出器10に
より検出され、この検出値11  と1次電流基準演算
回路9の出力値である1次電流基牟X、*とは電流制御
回路11により比較されその出力として位相基準P H
Cが得られる。この位相基準PHCをもとにして1位相
制御回路12が位相制御整流器1の位相制御をおこなう
ための所定のゲー)/eルとは位相演算回路13に入力
さね、1次電流卑準ベリ演算回路14に入力され、誘導
機4のすべり角θ8が演算される。速度検出器5の出力
である速度信号ω、は回転子位置演算回路15に入力さ
れ、誘導機4の回転角θ、が演算される。
このようにして演算された角度θとすべり角081回転
角θ、とは転流制御回路16に入力され1次電流の位相
θ1が演舊さねる。この位相θ1は逆変換器3の転流な
制御するのに用いられる。
このように誘導機401次電流なトルク電流と励磁電流
とに分離して制御する技術は一般にベクトル制御とよば
れ、誘導機4に他励直流機と同等な制御性能を与えるこ
とが知られている。
すなわち励磁電流な制御することにより安定した界磁制
御なおこなうことができ、しかもトルク甫、流を制御す
ることにより優れた速度応答と速度制御精度を得ること
ができるのである。
(前項技術の問題点) しかし従来の’fM流形流形イン−夕では、運転状況に
よってげこl′17)優れた?ttll 11 Lも答
のために逆変換器;3が転流失敗る・tタイ−すごとが
あった。
たとえば誘導機4の負荷が急増した場合に速度制御回路
6は速、度!号ω、を組付しようとしてトL)奢 ルク電流基準片ギな急増する。この結果誘導機401次
宙、流工、は急増するが、@流形イン・マークは固有の
転流限界を有しているため1?′に’tlTf流工□の
急増が原因で転流失敗をおこすことがある。この転流失
敗現象をさらに詳しく説明するために、次に電流形イン
・々−夕の転流動作について説明する。
第4図(a)〜第4図(d)および第5図は電流形イン
バータの転流動作な説明するための図である。なおこれ
らの図中で第2図と同一部分には同一符号を例してその
説明な省略する。誘導機4は各相ごとにもれインダクタ
ンスLU、LV、LW と内部誘起電圧eu 、 ev
 、 ewとによって等価回路として表わすことができ
る。
次に転流動作な説明するためにザイリスタT HY U
は通′11イし′(いる状態からこれをターンオフし7
−C世イリスタT HY Vを夕・−ンオンず4)こと
−に3)二りU相に7At、才口)電流Iti るでV
相に(多−4“場合な考える。
まず最初は第4図(a)に実線で示したごと<DCリア
クトルな介して流れる直流電流IdcはサイリスタTH
YU、ダイオードDUな通して誘導機4のV相に流ねで
いる。Uオ目電流■。はそのままW相電流■w として
ダイオードDZ、サイリスタTHYZを通し直流[g回
路に戻る。この状態は第5図に示す期間(a)の状態で
ある。
なおこのときにはU摺電fiI。の大きさは直流電流I
dcに等しい。またこのときは転流コンデンサCUVに
は前回の転流時に光電、された電圧であるーE。が図示
した極性で、転流コンデンサCWUには同じく電田十E
cが図示した極性で残っている。
第5図には転流コンデンサCU Vの端子電圧も図示さ
れている。次に第5図に示す時刻を二t。でサイリスタ
THYVにゲート信号を与える。サイリスタTHYVに
対して転流コンデンサCUVの電圧は順方向にかかるた
め、サイリスタTHYVはただちにターンオンする。す
ると今までサイリスタTHYUに流れていた電流Idc
はサイリスタTHYVから電流コンデンサCU Vおよ
びCVW 、 CWU ヲ通してダイオードDUに流れ
るようになる。この状態を第4図(b)に実線で示して
いる。このためサイリスタTHYUには転流コンデンサ
CUVの電圧が逆極性にか〜す、ターンオフを速める。
この状態が第5図の期間(b)に示される。転流コンデ
ンサCUVの端子電圧は電流■dc(実際には転流コン
デンサCVW、CWUの方向にも分流するため3 Id
c )により充電されて0に近づく。時刻t−t1で転
流コンデンサCUVの電圧が0になるまでの期間がサイ
リスタTHYVにとっての逆電圧期間であり、ターンオ
フがこの時までに完了している必要がある。もしターン
オフしていないと時刻を二11を過ぎて再びサイリスタ
THYUに順電圧がかかるのでサイリスタT)TYUは
再点弧して転流失敗に到る。
時刻1=11をすぎても電流■dcによる転流コンデン
サCUVでの充電は続く。時刻を二12において転流コ
ンデンサCUVの電圧上昇によりダイオードDVにか〜
つていたυ1]圧が逆電圧から順電圧になると、V相電
流■9が流れ始めろ。
この状態が第5図の期間(C)に示されている。このJ
tJ1間にはU[電流工 は徐々に■相電流■7に移行
する。
この期間に誘導機4のもれインダクタンスの有するエネ
ルギな転流コンデンサが吸収する。したがって、転流コ
ンデンサCUVの電圧はさらに上昇し続ける。
最後に時刻t−t3においてU相電流■。がOになると
、電流コンデンサCUVの電圧は十E6  になり、第
4図(d)に図示したような極性となって次の転流の際
に利用される。この状態が第5図の期間(d)に示した
状態で、U相電流■。がV相電流丁vVr、移行を終え
て、転流動作が完了する。
このように電流形インバータは転流の際に前回の転流時
に転流コンデンサに蓄積した電荷を利用する。したがっ
て転流すべぎ電流は急増したような場合には、前Hの転
流により転流コンデンサにり−えられた111. IE
は低いにもかかわらず大きな電流が転流コンデンサに流
れるため第5図の期間(b)が短くなる。
したがって転流すべき電流の増加率が特に大きな場合に
はCの10j間(b)はサイリスタのターンオフ時間に
達せず、転流失敗に到ることがある訳である。
また逆に転流すべき電流が急減したような場合には、前
回の転流により転流コンデンサに与えられた電圧が高い
にもがかわらず、小さな電流で転流コンデンサを光電す
るため第5図の期間(1))が長くなる。転流すべき電
流の減少率が特に大きな場合には転流が完了しないうち
に次の転流が開始されて転流失敗に到ることもある。
つまり電流形インノ々−夕は大きな電流の変化知際して
転流失敗を発生しやすいという欠点を有している。
ところでイン・マークの制御回路を第3図に不したよ’
NC構成して、誘導機の1次同河を磁束発生に寄与する
電流成分とトルク発生に寄ij、する電流成分とに分離
制御すると、誘導機に結合される負荷装簡の測定や運転
方法によって誘4磯の1次音。
流の変化が過大となりやすい。
これは第3図に示した速度制御1い回路6が速度イ言号
ω や速度基準ωtのり化に対して速やかに応答するた
めであり、したがって第3図に示した従来の電流形イン
バータでは高い制御応答を示す反面、転流失敗をおこし
やすいという欠点な有していた。
(発明の目的〕 Oの発明の目的は・C1い制御応答性を維持しつつ、か
つ転渾、失敗をおこしにくい電流形インバータを提供す
るにある。
(発明の概要) この発明では上記目的l¥達成するために、誘埼−]専
、の1次電流を励磁’It流とトルク電流、とに分離し
て制御するに際して、前記誘導機の速度信号と速度基準
とからトルク電流基準を膨出する速度制御回路と、前記
誘導機の磁束信号と磁束基準とから励磁電流基準を算出
する磁束制御回路と、前記トルク電、流基準と前記励磁
電流基準とに基づいて1次電流基準を算出する1次電流
基準演舞[「11路とな具備してなる電、流形インバー
タておいて、前記トルク電流基準または前記1次電流基
準の変化率を一定値以下に抑制する変化率抑制「す1路
を前記速度制御回路または前記1次電陀基準演算回路の
いずれか一方の出力部に設げたことを特徴とする。
(発明の実施例) 第6図はこの発明の一実施例を示l−だ構成図である。
なお第3図に示したと同一部分には同−符インパータは
前述した理由により転流失敗をおこあるいは速度信号ω
、が何らかの原因で変化した場合には速度制御回路6は
速度信号ω、を速度基のさい、速度基準ω1または速度
信号ω、の変化の変化率を抑えることは結果として1次
電流県準のトルクが急変する必要が生じたためである。
この必要なトルク電流を誘導機4に供給し得ることが、
トルク電流と励磁電流とを分離して制御する方式の特徴
であり、高い制御応答を有するのもこのためである。
要がある。電流形イン・々−夕の転流動作は主として誘
4機4の特性と逆変換器3の松浦コンデンザCUV、C
VW、CWU 、CXY、CYZ 、CZXとKよって
決定されるので、これらの値を適当に選定すねすること
は容易である。
第7図は、この発明の他の実施例な示した構成図である
。この第7図においでも第3図に示したと同一部分には
同一符号を付しである。この実施例においては1次電流
基準演算回路9の出力部に1次電流基準丁、*の変化率
を制限するd11*/dt抑制回路18を設けている。
このdI、*/di 抑制回路18は1次電流基準■1
*を入力とし、電流形イン、?−夕が転流失敗を発生せ
ず、かつ制御応答に支障が無い程度にまで1次電流基準
x、Fの変化率を抑制した新しい1次電流基準■1  
な出力する。
し、結果的に1次雷流基準r、*が変化する。したがっ
て1次電流基準■1*の変化率を抑制することは第6図
で説明したとほぼ同等の効果を得ること基準11*が変
化するが、 (l T 1*/ d を抑制回路18は
この場合知も有効である。
なおこの発明が適用される電流形イン・々−夕は第3図
に示した構成に限定されるものではなく、誘導機の1次
電流を磁束発生に寄与する電流成分とトルク発生に寄与
する電流成分とに分離して制御するような構成を有する
すべでの電流形イン・々−タに適用される。
(発明の効果) 以−ヒ実施例に基づいて詳細に説明したように。
この発明ではトルク電1流基準または1次電1流遅“準
の変化率を一定値以下に抑制する変化率抑制回路を設け
たので、高い制御応答を保持しつつ転流失敗をおこしに
くい電流形インノ々−夕な構成することができるという
利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明が適用さhる電流形インバータの主回
路構成図、第2図は第1図に示した逆変換器の詳細を示
した回路図、第3図は電流形イン・々−夕の主回路と従
来の制御回路の一例を示した構成図、第4図fa)〜第
4図(d)および第5図は1M流形インバータの転流動
作を説明するための図、第6図はこの発明の一実施例を
示す構成図、第7図はこの発明の他の実施例な示す構成
図である。 6・・・速度制御回路、8・・・磁束制御回路、9・・
・1次電流基準演算回路、17・・・di1*/dt抑
制回路。 18・・・dT□*/dt抑制回路、ωど・・・速度基
準。 変化率を抑制したトルク電流基準、■1  ・・・変化
率を抑制(−だ1次電流、基準。 出願人代印人   猪  股     清第2図 I L                   J帛3図 第4図(α) dc 訛5図 −(a、’r−t、 b>−= <の−−(d)−第7

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 誘導機の1次電流を励磁電流成分とトルク電流成分とに
    分離して制御す78に際して、@記誘導機の速度信号と
    速度基準とからトルク電流基準を算出する速度制御回路
    と、前記誘導機の磁束信号と磁束基準とから励磁電流基
    準を算出する磁束制御回路と、前記トルク電流基準と前
    記励磁電流基準とに基づいて1次電流基準を算出する1
    次電流尾準演算(ロ)路とを具備してなる電流形インバ
    ータにおいて、前記トルク電流基準または前記1次電流
    基準の変化束を一定値以下に抑制する変化率抑制回路を
    前記速度制御回路または前記1次電流基準演算回路のい
    ずれか一方の出力部に設けたことを特徴とする電流形イ
    ンバータ。
JP57207244A 1982-11-26 1982-11-26 電流形インバ−タ Pending JPS5999986A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0265671A (ja) * 1988-08-27 1990-03-06 Hitachi Ltd 電流形インバータの制御装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5513610A (en) * 1978-07-12 1980-01-30 Hitachi Ltd Controller for current-type inverter

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