JPS60136814A - 誘導性負荷制御装置 - Google Patents
誘導性負荷制御装置Info
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- JPS60136814A JPS60136814A JP58243765A JP24376583A JPS60136814A JP S60136814 A JPS60136814 A JP S60136814A JP 58243765 A JP58243765 A JP 58243765A JP 24376583 A JP24376583 A JP 24376583A JP S60136814 A JPS60136814 A JP S60136814A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/145—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/155—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Control Of Voltage And Current 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、誘導電動機等の誘導性負荷制御装置、特に、
誘導性負荷を電流によって制(財)する場合に好適な誘
導性負荷制御装置に関する。
誘導性負荷を電流によって制(財)する場合に好適な誘
導性負荷制御装置に関する。
誘導電動機の回転数等の制御は、サイリスタ変換器で行
う。この時の回路構成を第1図に示す。
う。この時の回路構成を第1図に示す。
第1図で、サイリスタ変換器1は、複数のサイリスタI
A、IB、IC,LDより成り、中間接続点間に変流電
源2が印加されている。誘導性負荷3は例えば誘導電動
機よ構成る。サイリスタ変換器1は電力変換機能を持ち
、実際には5!:流電源2を直流に変換する役割を持つ
。
A、IB、IC,LDより成り、中間接続点間に変流電
源2が印加されている。誘導性負荷3は例えば誘導電動
機よ構成る。サイリスタ変換器1は電力変換機能を持ち
、実際には5!:流電源2を直流に変換する役割を持つ
。
電流制御回路4は電流指令1置Io と電流検出器6で
検出した電流帰還信号Itとの偏差をとる。
検出した電流帰還信号Itとの偏差をとる。
この偏差が零となるように、ゲートパルス発生回路5が
サイリスタ変換器1のサイリスタの点弧制御を行う。
サイリスタ変換器1のサイリスタの点弧制御を行う。
以上の構成の中で電流制御回路4は、上記偏差演算の他
に全体の回路系の各種定数をもとにした補償特性を持た
せる演算即ち補償演算を行う。補償演算は、比例補償、
比例積分補償、比例積分微分補償等の演算がアシ、どれ
を選ぶかは全体の回路糸によって定めている。ここで、
全体の回路系とは、第1図に示した全体を回路系とみな
しておシ、サイリスタ変換器1.自体も後述するように
特定の伝達関数(例えば−次遅れ要素)で表現でき、更
に他の回路素子も同様に何らかの伝達関数で表示可能で
ある。従って、全体の回路系とは、伝達関数で表現しう
る系を指すことになる。特に、どの補償形式にするかは
、サイリスタ変換器1、交流電源2、負荷3によって定
まる特性によシ決まるとみてよい。
に全体の回路系の各種定数をもとにした補償特性を持た
せる演算即ち補償演算を行う。補償演算は、比例補償、
比例積分補償、比例積分微分補償等の演算がアシ、どれ
を選ぶかは全体の回路糸によって定めている。ここで、
全体の回路系とは、第1図に示した全体を回路系とみな
しておシ、サイリスタ変換器1.自体も後述するように
特定の伝達関数(例えば−次遅れ要素)で表現でき、更
に他の回路素子も同様に何らかの伝達関数で表示可能で
ある。従って、全体の回路系とは、伝達関数で表現しう
る系を指すことになる。特に、どの補償形式にするかは
、サイリスタ変換器1、交流電源2、負荷3によって定
まる特性によシ決まるとみてよい。
所で、第1図のような誘導゛電動機側(財)装置で、電
流制御回路4の補償演算の各定数、例えば、比例積分補
償の場合における比例ゲイン、積分ゲインは、設計時に
サイリスタ変換器の伝達関数の特性によって定めている
。
流制御回路4の補償演算の各定数、例えば、比例積分補
償の場合における比例ゲイン、積分ゲインは、設計時に
サイリスタ変換器の伝達関数の特性によって定めている
。
サイリスタ変換器の伝達関数を一次遅れ要素とみた場合
、該−次遅れ要素のゲイン及び時定数は交流電源の電圧
、誘導負荷3の抵抗及びインダクタンスによって定まる
。従って、回路設計時にゲイン、時定数は一義的に定ま
ることとなる。
、該−次遅れ要素のゲイン及び時定数は交流電源の電圧
、誘導負荷3の抵抗及びインダクタンスによって定まる
。従って、回路設計時にゲイン、時定数は一義的に定ま
ることとなる。
然るに、実際の交流電源の電圧及び誘導負荷の抵抗及び
インダクタンスは、設計値通シとは限らず、一般には、
設計値と異なつfc値をとる。更に、誘導負荷3の周囲
温度(例えば誘導電動機を負荷とした場合、抵抗損によ
る発熱)が変化すると、抵抗値が変化し、負荷電流の大
きさによってインダクタンスの値も変化する。
インダクタンスは、設計値通シとは限らず、一般には、
設計値と異なつfc値をとる。更に、誘導負荷3の周囲
温度(例えば誘導電動機を負荷とした場合、抵抗損によ
る発熱)が変化すると、抵抗値が変化し、負荷電流の大
きさによってインダクタンスの値も変化する。
従って、補償演算の各定数を制御対象の特性に応じて最
適値に定めることが望ましい。この観点に立った従来例
に、特囲餡56−155418号「%力変換装置のパラ
メータ推定方法」がある。
適値に定めることが望ましい。この観点に立った従来例
に、特囲餡56−155418号「%力変換装置のパラ
メータ推定方法」がある。
この従来方法を以下に述べる。
第1図の制御装置での波形図を第2図に示す。
ゲートパルス発生回路5は半サイクル毎に点弧ノくルス
を点弧角dOs αhα2.α3で発生する。
を点弧角dOs αhα2.α3で発生する。
点弧角α。、α2.・・・・・・ではサイリスタIA。
1Dを点弧させ、点弧角α1.α3.・・・・・・では
サイリスタIB、ICを点弧さ゛せる。この時の負荷3
への印加電圧eLは、各点弧ノくルスがくると正極性と
なり、この点弧I<lレスの前段では負極性となる。更
に、負荷電流iは、各点弧/< lレス毎に1=10
r II + 12 +・・・・・・となる。且つ連続
的な負荷電流を呈す。同、eoは交流電源電圧である。
サイリスタIB、ICを点弧さ゛せる。この時の負荷3
への印加電圧eLは、各点弧ノくルスがくると正極性と
なり、この点弧I<lレスの前段では負極性となる。更
に、負荷電流iは、各点弧/< lレス毎に1=10
r II + 12 +・・・・・・となる。且つ連続
的な負荷電流を呈す。同、eoは交流電源電圧である。
かかる波形図で、点弧パルスが発生した時点α0から次
の点弧パルスが発生する時の時点αlまでの電流値lは
、負荷3の抵抗R、インタークタンスL1交流電源2の
波高値Eと角周波数ωによって定まる軌跡を描く。従っ
て、負荷電流iからサイリスタ変換装置の特性を左右す
るゲインや時定数を推定できることとなる。
の点弧パルスが発生する時の時点αlまでの電流値lは
、負荷3の抵抗R、インタークタンスL1交流電源2の
波高値Eと角周波数ωによって定まる軌跡を描く。従っ
て、負荷電流iからサイリスタ変換装置の特性を左右す
るゲインや時定数を推定できることとなる。
今、位相角αで点弧パフレスを与えると、その時の負荷
電流iは次式による。
電流iは次式による。
この方程式は、次の点弧ノ(ルスが発生するまでの時間
だけ成立する(同、このL及び几は後述する本発明に関
する第6図のブロック中のブロック23中のL及びRと
同じである)。
だけ成立する(同、このL及び几は後述する本発明に関
する第6図のブロック中のブロック23中のL及びRと
同じである)。
ここで、負荷電流の初期値をi6 とし、且り点弧角α
=α0で解くと、負荷電流卜は、・・・・・・・・・(
2) となる。但し、9+ =tan−’ T、、T、、=ω
L/aである。
=α0で解くと、負荷電流卜は、・・・・・・・・・(
2) となる。但し、9+ =tan−’ T、、T、、=ω
L/aである。
t:t+ となる時刻tは、1==ioを基準とすると
、 1=(α1−αG+π)/ω ・旧・・・・・(3)と
なる。(2)式に(3)式を導入すると、・・・・・・
・・・(4) となる。但し、 である。ここで、点弧角α0とα1での電流差Δiは Δf=j6 1l −1s111(α0−ψ) ) ・・・・・・・・・(
6)一方、(2)式を点弧角αlとα2との間にわたっ
て積分すると、 = 11“idt = CT、1o(Z A) ω となる。
、 1=(α1−αG+π)/ω ・旧・・・・・(3)と
なる。(2)式に(3)式を導入すると、・・・・・・
・・・(4) となる。但し、 である。ここで、点弧角α0とα1での電流差Δiは Δf=j6 1l −1s111(α0−ψ) ) ・・・・・・・・・(
6)一方、(2)式を点弧角αlとα2との間にわたっ
て積分すると、 = 11“idt = CT、1o(Z A) ω となる。
(6)、(7)式は、ゲインにと、時定数Tを含むT。
と金持っておシ一連立方程式を解くことによシ、正規の
ゲイ/にと時定数Tとをめることができる。
ゲイ/にと時定数Tとをめることができる。
但し、(6)、 (7)式は複雑であり、式を簡単化し
、以下の式でめることとしている。簡単化の過程は省略
する。
、以下の式でめることとしている。簡単化の過程は省略
する。
・・・・・・・・・(8)
ここで、(n−1)とは(n 1)回目の点弧パルスの
番号、nとはn回目の点弧パルスの番号を示す。更に、
a (n)、 b (n)、 c (n)は、以下とな
る。
番号、nとはn回目の点弧パルスの番号を示す。更に、
a (n)、 b (n)、 c (n)は、以下とな
る。
ここで、■とは(n−1)とnとの区間内の積分値、Δ
iは(n−1)とnとの区間内の変化値でbる。
iは(n−1)とnとの区間内の変化値でbる。
電動機の運転では、電流が増減する過渡状態と電流がほ
ぼ一定となる定常状態がある。過渡状態においては(8
)、 (9)式の分母が小さくないので演算精度上は問
題はない。然るに、定常状態では、(8)。
ぼ一定となる定常状態がある。過渡状態においては(8
)、 (9)式の分母が小さくないので演算精度上は問
題はない。然るに、定常状態では、(8)。
(9)式の分母は極めて小さくなシ、演算精度が極めて
悪くなる。
悪くなる。
更に、第3図に示す電流連続状態から電流断続状態Pに
なる場合、又は第4図に示すその逆の場合には、(8)
、 (9)式の分母二〇にならないので、演算結果が
大きな誤差を持った値となる。
なる場合、又は第4図に示すその逆の場合には、(8)
、 (9)式の分母二〇にならないので、演算結果が
大きな誤差を持った値となる。
更に、グレッツ結線では交流側のインダクタンスの影響
で転流重なシ角が発生し、これを無視すれば誤差が大き
くなシ、逆にこれを考慮すれば(8)。
で転流重なシ角が発生し、これを無視すれば誤差が大き
くなシ、逆にこれを考慮すれば(8)。
(9)式に相当する式を解くことが極めて困難となる。
以上の従来例は、結論的にみれば、過渡状態におけるパ
ラメータ推定が重要視される用途で、且つ交流側インダ
クタンスの無視できる用途に限定され、これ以外では誤
差が大きく、実際の適用には無理がある。
ラメータ推定が重要視される用途で、且つ交流側インダ
クタンスの無視できる用途に限定され、これ以外では誤
差が大きく、実際の適用には無理がある。
本発明の目的は、過渡的でない、いわゆる定常的なパラ
メータ測定に梢贋があシ、運転中にパラメータがほとん
ど変化しない一般的な用途に適用可能な誘導性負荷制御
装置を提供するにある。
メータ測定に梢贋があシ、運転中にパラメータがほとん
ど変化しない一般的な用途に適用可能な誘導性負荷制御
装置を提供するにある。
本発明は、定常状態下では回路インダクタンスと電流リ
ップルとがほぼ反比例の関係にあることを利用するもの
で、電流リップルを測定することにより等制約に回路イ
ンピーダンスをめ、然る後サイリスタ変換器の伝達関数
をめ、該伝達関数をもとに補償特性を得る。この補償特
性をもとに点弧パルス制御を行わせる。
ップルとがほぼ反比例の関係にあることを利用するもの
で、電流リップルを測定することにより等制約に回路イ
ンピーダンスをめ、然る後サイリスタ変換器の伝達関数
をめ、該伝達関数をもとに補償特性を得る。この補償特
性をもとに点弧パルス制御を行わせる。
先ず、本発明の詳細な説明する。
第5図は、マイクロコンピュータによってゲートパルス
制−を行ってなる電動機制御装置の構成図を示す。この
装置は、機能的には第1図の回路構成と同じであるが、
帰還値を得る変流器6をサイリスク変換器の電源入力側
に設けたこと、電流制御回路5をマイクロコンピュータ
を主体に構成したこと、の2点で相異する。更罠、負荷
として電動機3を想定し、界磁巻線3人を持つものとし
ている。この電動機3は誘導性負荷となる。
制−を行ってなる電動機制御装置の構成図を示す。この
装置は、機能的には第1図の回路構成と同じであるが、
帰還値を得る変流器6をサイリスク変換器の電源入力側
に設けたこと、電流制御回路5をマイクロコンピュータ
を主体に構成したこと、の2点で相異する。更罠、負荷
として電動機3を想定し、界磁巻線3人を持つものとし
ている。この電動機3は誘導性負荷となる。
電流制御回路4は、整流器11、AD変換器10、マイ
クロプロセッサ6、共通バス7、メモリ8よ構成る。整
流器11は変流器6からの検出帰還電流の整流を行い、
AD変換器1Oは、整流出力をAD変換する。更に、こ
のAD変換器10は帰還電流が電流連続限界にあるか否
かの検出を行う機能を持つ。
クロプロセッサ6、共通バス7、メモリ8よ構成る。整
流器11は変流器6からの検出帰還電流の整流を行い、
AD変換器1Oは、整流出力をAD変換する。更に、こ
のAD変換器10は帰還電流が電流連続限界にあるか否
かの検出を行う機能を持つ。
マイクロプロセッサ6は、メモリ8に蓄えられている処
理内容を共通バス7全通して取出し、その内容に従って
演算や他のプロセス信号の入・出力処理を行う。′延流
制御であれば、予め与えられている電流指令値Icと質
流器6全通して得る電流帰還値Ifとを比較演算し、所
定の制御ゲインを乗算し、その信号をゲートパルス発生
器5に出力する。
理内容を共通バス7全通して取出し、その内容に従って
演算や他のプロセス信号の入・出力処理を行う。′延流
制御であれば、予め与えられている電流指令値Icと質
流器6全通して得る電流帰還値Ifとを比較演算し、所
定の制御ゲインを乗算し、その信号をゲートパルス発生
器5に出力する。
この制御ゲインとは、補償のだめのゲインであシ、比例
補償では比例用の制御ゲインそのもの、比例積分補償で
は例えば−次遅れ要素とする場合VCは一次遅れ要素を
構成する伝達関数とする。この比例積分補償下での一次
遅れ要素は、ゲインと時定数とを定数とする一次遅れ伝
達関数となる。
補償では比例用の制御ゲインそのもの、比例積分補償で
は例えば−次遅れ要素とする場合VCは一次遅れ要素を
構成する伝達関数とする。この比例積分補償下での一次
遅れ要素は、ゲインと時定数とを定数とする一次遅れ伝
達関数となる。
以下では、補償形式として比例補償とした場合を説明す
る。
る。
ゲートパルス発生器5は、与えられた信号に見合う点弧
角のゲートパルスをサイリスタ変換器1に出力する。そ
の結果、電源トランス2A(電源2に相当とみてよい)
、変換器6、サイリスタ変換器1、電動機3を通して電
流が流れ、その電流がまたAD変換器1Oを通して入力
され制御が続行される。最終的には、この電流が電流指
令と等しくなるように制御される。以上の制御において
電流の動き、つまシ応答は、メモリ8内に蓄えられてい
る制御ゲイン、ゲートパルス発生器5とサイリスタ変換
器1のゲインおよび回路の抵抗とインダクタンスで決ま
る。ここで、制御ゲインは、主に回路の抵抗とインダク
タンスによって所定の応答を満足する様に設定するのが
普通である。
角のゲートパルスをサイリスタ変換器1に出力する。そ
の結果、電源トランス2A(電源2に相当とみてよい)
、変換器6、サイリスタ変換器1、電動機3を通して電
流が流れ、その電流がまたAD変換器1Oを通して入力
され制御が続行される。最終的には、この電流が電流指
令と等しくなるように制御される。以上の制御において
電流の動き、つまシ応答は、メモリ8内に蓄えられてい
る制御ゲイン、ゲートパルス発生器5とサイリスタ変換
器1のゲインおよび回路の抵抗とインダクタンスで決ま
る。ここで、制御ゲインは、主に回路の抵抗とインダク
タンスによって所定の応答を満足する様に設定するのが
普通である。
第6図は、第5図の等価回路的にみた場合の制御ブロッ
ク図で、前述せる制御ゲインGc(s)の設定過程を説
明する図である。
ク図で、前述せる制御ゲインGc(s)の設定過程を説
明する図である。
第6図(a)は、21は制御ゲインGc(s)、22は
ゲートパルス発生器5とサイリスタ変換器1のゲインK
p、23は回路の抵抗比およびインダクタンスL124
は電流を電流帰還に変換するゲインFc、25は電動機
3めトルク係数Sφと慣性モーメン)J、26は電動機
のトルク係数Sφであシ、図中のωは電動機速度、EM
は電動機の逆起電力、Iaは電動機電流である。
ゲートパルス発生器5とサイリスタ変換器1のゲインK
p、23は回路の抵抗比およびインダクタンスL124
は電流を電流帰還に変換するゲインFc、25は電動機
3めトルク係数Sφと慣性モーメン)J、26は電動機
のトルク係数Sφであシ、図中のωは電動機速度、EM
は電動機の逆起電力、Iaは電動機電流である。
第6図(b)は、第6図(a)のブロック図において、
電動機の界磁電流をゼロにした状態、つまシSφ=0、
あるいは、1.の通電時間が短くかつJが極めて大きく
てω==0とみなせる短時間の状態での請6図(a)の
等価ブロックである。
電動機の界磁電流をゼロにした状態、つまシSφ=0、
あるいは、1.の通電時間が短くかつJが極めて大きく
てω==0とみなせる短時間の状態での請6図(a)の
等価ブロックである。
第6図(C)は、第6図(b)のブロック図において、
1几1<<ILs+ とみなせる状態における等価ブロ
ックである。次にこの条件の成立の可否について述べる
。
1几1<<ILs+ とみなせる状態における等価ブロ
ックである。次にこの条件の成立の可否について述べる
。
一般に回路の電気的時定数L/Rは
L/R=0.02〜0.04 (9E1C) ・−・−
・・・U)であシ、また、電流制御系の応答を決める遮
断角周波数ωCは、一般に ωc中500 (r ad/s ) −−−−−−、、
、(121程度と大きく設定される。また、 11」し1 二I L81=1 : I L/a−8I
=1:1L/R−jω1 ・・・・・・・・・(1東で
らるから、これらに前記数値を代入するとIRI :
1LsI=1 二 l(0,02〜0.04 )xj
xsoo 1=1:(10〜20) ・・・・・・・・
・a荀となシ、前述するIRI<<lLSIの条件が成
立することが判る。
・・・U)であシ、また、電流制御系の応答を決める遮
断角周波数ωCは、一般に ωc中500 (r ad/s ) −−−−−−、、
、(121程度と大きく設定される。また、 11」し1 二I L81=1 : I L/a−8I
=1:1L/R−jω1 ・・・・・・・・・(1東で
らるから、これらに前記数値を代入するとIRI :
1LsI=1 二 l(0,02〜0.04 )xj
xsoo 1=1:(10〜20) ・・・・・・・・
・a荀となシ、前述するIRI<<lLSIの条件が成
立することが判る。
ここで、第6図の(C)によれば、制(財)対象はブロ
ック26の様に回路インダクタンスLによシ決まること
が判る。
ック26の様に回路インダクタンスLによシ決まること
が判る。
従来の制御装置の制御ゲインの決定は、回路インダクタ
ンスの設計値を用いて制御ゲイyGc (s )を決定
しているが、回路インダクタンスが設計値に対し±30
〜±50%の誤差をもっていることが多く、この誤差が
実際の電流制御系の目標応答時間の誤差となる。この誤
差が速反制御系(記述せず)の応答誤差となることは承
知のφ実である。
ンスの設計値を用いて制御ゲイyGc (s )を決定
しているが、回路インダクタンスが設計値に対し±30
〜±50%の誤差をもっていることが多く、この誤差が
実際の電流制御系の目標応答時間の誤差となる。この誤
差が速反制御系(記述せず)の応答誤差となることは承
知のφ実である。
そこでこの速度制御系の応答誤差をなくするために、電
流制御系の応答を目標応答時間に設定すべく、実機によ
る合わせ作業にて制御ゲインGc (s )を決定する
方法もあるが、調整時間に多くの時間がかかる欠点があ
った。
流制御系の応答を目標応答時間に設定すべく、実機によ
る合わせ作業にて制御ゲインGc (s )を決定する
方法もあるが、調整時間に多くの時間がかかる欠点があ
った。
本発明では、電流リップルから等何曲な回路インダクタ
ンスをめ、制御ゲインを得るようにした。
ンスをめ、制御ゲインを得るようにした。
回路インダクタンスと電流リップルの関係について説明
する。
する。
第7図は、電流iの成形をめるだめの回路図で、eU−
eVは電源の相電圧、LAは交流側のインダクタンス、
RAは交流側の抵抗、LDは直流側のインダクタンス、
L(、nは直流側の抵抗、EMは電動機の逆起電力であ
る。また、前述するLおよびRf′1L=2L^+Ln
、 R= 211.h 十anである。尚、とのL及
びRは従来yllの(1)式のL及びRと同じである。
eVは電源の相電圧、LAは交流側のインダクタンス、
RAは交流側の抵抗、LDは直流側のインダクタンス、
L(、nは直流側の抵抗、EMは電動機の逆起電力であ
る。また、前述するLおよびRf′1L=2L^+Ln
、 R= 211.h 十anである。尚、とのL及
びRは従来yllの(1)式のL及びRと同じである。
第8図は、第7図の谷部の波形を示すもので、(a)は
点弧角αにおけるサイリスタの理論出力電圧波形で電流
iが連続の場合を示す。この理論出力電圧波形は、交流
側インピーダンスの電圧降下を含まないサイリスタ出力
電圧ゆえ実際に観測することは出来ない′。ω)は電流
iの波形で、電流連続限界の状態を示す。(C)はサイ
リスタに印加するゲートパルス波形を示す。第7図の回
路における電流iは次式となる。
点弧角αにおけるサイリスタの理論出力電圧波形で電流
iが連続の場合を示す。この理論出力電圧波形は、交流
側インピーダンスの電圧降下を含まないサイリスタ出力
電圧ゆえ実際に観測することは出来ない′。ω)は電流
iの波形で、電流連続限界の状態を示す。(C)はサイ
リスタに印加するゲートパルス波形を示す。第7図の回
路における電流iは次式となる。
ここで、α:サイリスタ変換器の点弧角(r a d/
3)ω=2πf ・・・・・・・・・α7 他の変数は第7図に示す通りでおる。
3)ω=2πf ・・・・・・・・・α7 他の変数は第7図に示す通りでおる。
ここで、式(1荀と同様にしてRとωLの比をめてみる
と、 R:ωL=1:ωXL/几 =1=2πX 50Hz X (0,0z〜o、o 4
)= 1 二 (6,3〜12.6) ・・・・・・
・・・(13昏となる。これより式(7)のψをめると
=tan−’ (6,3〜12.6 )2.2 2.1 m: ・・・・・・・何1 となる。また =(1,01〜1.003)ωL ζωL ・・・・・・・・・(至) となる。また、t << L/几=0.02〜0.04
(棋)においては ! となる。ここで代用(2t)、 Hの簡略式を弐〇江代
入すると、 となシ、電流連続限界の条件、すなわち定常状態江なる
境界条件である〇 を満足させるため、 の条件を弐@に入れると 式に)におけるiの最大になる時間tは、である。これ
によシ、第8図に示す電流リップルは、 以上よりLは よ請求めることができる。
と、 R:ωL=1:ωXL/几 =1=2πX 50Hz X (0,0z〜o、o 4
)= 1 二 (6,3〜12.6) ・・・・・・
・・・(13昏となる。これより式(7)のψをめると
=tan−’ (6,3〜12.6 )2.2 2.1 m: ・・・・・・・何1 となる。また =(1,01〜1.003)ωL ζωL ・・・・・・・・・(至) となる。また、t << L/几=0.02〜0.04
(棋)においては ! となる。ここで代用(2t)、 Hの簡略式を弐〇江代
入すると、 となシ、電流連続限界の条件、すなわち定常状態江なる
境界条件である〇 を満足させるため、 の条件を弐@に入れると 式に)におけるiの最大になる時間tは、である。これ
によシ、第8図に示す電流リップルは、 以上よりLは よ請求めることができる。
以上の説明よシミ流すップルとLの関係が明確になった
ので、この関係を用いた本発明の一実施例を以下に図を
用いて詳述する。
ので、この関係を用いた本発明の一実施例を以下に図を
用いて詳述する。
第9図は、第8図に示す電流波形の状態を維持するため
のマイクロプロセン丈の処理70−チヤ一卜である。
のマイクロプロセン丈の処理70−チヤ一卜である。
第9図のフローチャートの起動タイミングは特に規定し
ないが、電流連続判定処理51の処理上、ゲートパルス
−同期しているのがよい。フローチャートの内容は第9
図の通シであるが、動作は、電流連続判定処理で電流連
続状態がNo(連続でない)の場合はゲートパルス発生
器(GPG)入力信号を増加させ電流がより流れるよう
rCし+51)、tt電流連続限界フラグリセットして
おく+52.)。まだ、電流連続状態がYES (連続
)の場合は、ゲートパルス発生器(GPG)人力信号を
減少させ電流がよυ流れないようにしく53)、電流連
続限界フラグをセットしておく(54)。
ないが、電流連続判定処理51の処理上、ゲートパルス
−同期しているのがよい。フローチャートの内容は第9
図の通シであるが、動作は、電流連続判定処理で電流連
続状態がNo(連続でない)の場合はゲートパルス発生
器(GPG)入力信号を増加させ電流がより流れるよう
rCし+51)、tt電流連続限界フラグリセットして
おく+52.)。まだ、電流連続状態がYES (連続
)の場合は、ゲートパルス発生器(GPG)人力信号を
減少させ電流がよυ流れないようにしく53)、電流連
続限界フラグをセットしておく(54)。
ここで、52のGPG人力信号の微少増加は51の1!
電流連続定処理の精度向上の点よシ、極力小さくしてお
いた方がよい。56でGPG入力侶号信号力し、57で
ゲートパルスを出力する。ゲートパルス発生器9を全て
ハードで構成する場合は、57の処理は不要である。冑
、′電流連続近傍、又は電流連続の限界値で測定する場
合には、52によるNOでの微少増加のステップ以外に
、YESでの微少減少のステップを附ヵロする必要かめ
る。
電流連続定処理の精度向上の点よシ、極力小さくしてお
いた方がよい。56でGPG入力侶号信号力し、57で
ゲートパルスを出力する。ゲートパルス発生器9を全て
ハードで構成する場合は、57の処理は不要である。冑
、′電流連続近傍、又は電流連続の限界値で測定する場
合には、52によるNOでの微少増加のステップ以外に
、YESでの微少減少のステップを附ヵロする必要かめ
る。
このステップは51と55との中間に設ける。
第10図は、第9図の処理において回路に流れている電
流よシインダクタンスLを計算するための70−チャー
トで、起動タイミングはゲートパルスに同期させる。7
0−チャートの内容は第10図の通りでおるが、動作は
、第9図の処理でセットした電流連続限界フラグを判定
し、OFFの場合は電流の流れ方が足シないので処理を
終了させるがONの場合は、62で第8図のI+ (通
常11#0)を取シ込み、63で′電気角π/6(ra
d/s)の時限処理(これは式(至)のt、に相当する
処理)を行ない、64で第8図の12を取込む。
流よシインダクタンスLを計算するための70−チャー
トで、起動タイミングはゲートパルスに同期させる。7
0−チャートの内容は第10図の通りでおるが、動作は
、第9図の処理でセットした電流連続限界フラグを判定
し、OFFの場合は電流の流れ方が足シないので処理を
終了させるがONの場合は、62で第8図のI+ (通
常11#0)を取シ込み、63で′電気角π/6(ra
d/s)の時限処理(これは式(至)のt、に相当する
処理)を行ない、64で第8図の12を取込む。
65では(電流リップル)=II2−I、1を演算し、
66で式(ハ)よ請求 弐〇VcはGPG入力信号、つまり、点弧角αの要素が
衣現されていないのは、区勅機の停止状態(EM=O)
においてはαζπ/2となるからである(式■の条件に
相当する)。
66で式(ハ)よ請求 弐〇VcはGPG入力信号、つまり、点弧角αの要素が
衣現されていないのは、区勅機の停止状態(EM=O)
においてはαζπ/2となるからである(式■の条件に
相当する)。
第11(8)は、第10図でめたLの値と、制御系の設
定応答時間よシ制御ゲインをめ、ゲインを設定する70
−チャートである。起動タイミングi’tLLニア)遅
出後とする。制御ゲインの設定の詳細は後述する。
定応答時間よシ制御ゲインをめ、ゲインを設定する70
−チャートである。起動タイミングi’tLLニア)遅
出後とする。制御ゲインの設定の詳細は後述する。
また、第12図の70−チャートは本発明の他の実施例
を示したもので、電流連続限界における電流の平均値よ
シインダクタンスLをめる方法でおる。これは、式に)
よp電流平均値をめると、ωL また、Lは、 となる。
を示したもので、電流連続限界における電流の平均値よ
シインダクタンスLをめる方法でおる。これは、式に)
よp電流平均値をめると、ωL また、Lは、 となる。
これよシ、第12図のフローチャートでLをめることが
できる。第12図の動作は、81で第9図の処理でセッ
トした電流連続限界フラグを判定し、OFFの場合は処
理を終了させるが、ONの場合は82で第9図のI A
vgを取込み、83で式(イ)をめてLを演算する。演
算したLよυ第11図のフローチャートで制(財)ゲイ
ンを決足する。
できる。第12図の動作は、81で第9図の処理でセッ
トした電流連続限界フラグを判定し、OFFの場合は処
理を終了させるが、ONの場合は82で第9図のI A
vgを取込み、83で式(イ)をめてLを演算する。演
算したLよυ第11図のフローチャートで制(財)ゲイ
ンを決足する。
第10図の66でめたLがタイミングによシ若干バラツ
クことかあるので数回の平均をめる処理を追加した方が
よい場合もある。第12図の83も同様である。
クことかあるので数回の平均をめる処理を追加した方が
よい場合もある。第12図の83も同様である。
インダクタンスLから制(財)ゲインGcを得る計算は
以下となる。
以下となる。
電〆し制御系の伝達特性による応答は、第6図(C)の
変数名を用いて表現すると、即ち伝達関数で表となる。
変数名を用いて表現すると、即ち伝達関数で表となる。
この式よ、!l)、GCを逆算すると、となる。ここで
、Kpは電源電圧で決まるサイリスタ変換器1のゲイン
(固定値)、Lは式(至)又は(至)でめた値、FCは
電流フィードバックゲインである。伺、式(31) 、
又は(32)は電流制御の補償方式を比例で行なった場
合であるが、他の補償方式(例えば積分補償、比例積分
補償等)であっても適用できる。
、Kpは電源電圧で決まるサイリスタ変換器1のゲイン
(固定値)、Lは式(至)又は(至)でめた値、FCは
電流フィードバックゲインである。伺、式(31) 、
又は(32)は電流制御の補償方式を比例で行なった場
合であるが、他の補償方式(例えば積分補償、比例積分
補償等)であっても適用できる。
第13図は制御ゲインGcをもとにゲートパルスの発生
を制御するためのフローチャートである。
を制御するためのフローチャートである。
この処理は一定周期で繰返される。先ず、100で寛か
tフィードバック値1tf、取込み、101で電流指令
値Icを取込む。次に偏差(Ic If)をめ、この偏
差(Ic If)に既にめたゲインGcを乗算する(1
02)。この乗算結果から決まる点弧角のパルスを発生
させるべくケートパルス発生器5を制御する。ゲートパ
ルス発生器5はこの制御に従った点弧角に従い、ゲート
パルスを発生する。
tフィードバック値1tf、取込み、101で電流指令
値Icを取込む。次に偏差(Ic If)をめ、この偏
差(Ic If)に既にめたゲインGcを乗算する(1
02)。この乗算結果から決まる点弧角のパルスを発生
させるべくケートパルス発生器5を制御する。ゲートパ
ルス発生器5はこの制御に従った点弧角に従い、ゲート
パルスを発生する。
なお、説明は電流連続限界、点弧角α−π/2(r a
d/B )で記述したが、これ以外の条件でもインダ
クタンスLをめることができる。ただし、 ′演算式が
複雑になることがある。
d/B )で記述したが、これ以外の条件でもインダ
クタンスLをめることができる。ただし、 ′演算式が
複雑になることがある。
以上、本実施例によれば、回路インダクタンスの大きさ
を気にすることなく、電流側(財)系の制御ゲインを自
動的に設定することができ、調整時の所要時間は大幅に
短縮できることになる。ここで、調整時とは試運転調整
時が代表的であるが、実際の運転区間中にあって周期的
に調整させ、或いは非周期的に調整させる場合も含む。
を気にすることなく、電流側(財)系の制御ゲインを自
動的に設定することができ、調整時の所要時間は大幅に
短縮できることになる。ここで、調整時とは試運転調整
時が代表的であるが、実際の運転区間中にあって周期的
に調整させ、或いは非周期的に調整させる場合も含む。
〔発明の効果〕
本発明によれば、リップルとインダクタンスとの因果関
係よシ実際のインダクタンスをめることができ、このイ
ンダクタンスより補償内8に設定でき、この補償内容か
ら点弧パルス制4に行うことができた。更に、その計算
内容は簡便のため、補償までの時間は大巾に短縮できた
。
係よシ実際のインダクタンスをめることができ、このイ
ンダクタンスより補償内8に設定でき、この補償内容か
ら点弧パルス制4に行うことができた。更に、その計算
内容は簡便のため、補償までの時間は大巾に短縮できた
。
第1図は従来の誘導性負荷制御装置の構成図、第2図は
各部波形図、第3図、第4図は従来例の欠点の説明図、
第5図はマイクロコンピュータで実現した本発明の誘導
性負荷制御装置の全体構成図、第6図は第5図の装置を
伝達関数を用いて表示したブロック図、第7図は電流波
形をめるための回路図、第8図はその各部の波形図、第
9図は、第8図の電流合流すだめの処理フローチャート
、第10図は、本発明の一実施例を処理する処理フロー
チャート、第11図は、制御ゲインをめる処理フローチ
ャート、第12図は本発明の他の実施例を処理する処理
フローチャート、第13図は点弧角パルスを得るだめの
処理フローチャートを示す図である。 2人・・・トランス、1・・・サイリスタ変換器、3・
・・電動機、4・・・電流制御回路、5・・・ゲートパ
ルス発生器、6・・・マイクロプロセッサ、7・・・共
有ハス、8・・・メモリ、10・・・AD変換器、11
・・・整流器。 代理人 弁理士 秋本正実 も2図 ?r、tA 第3M 第α図 第6図 ((11 槽1図 も9口 第10図 拓12図
各部波形図、第3図、第4図は従来例の欠点の説明図、
第5図はマイクロコンピュータで実現した本発明の誘導
性負荷制御装置の全体構成図、第6図は第5図の装置を
伝達関数を用いて表示したブロック図、第7図は電流波
形をめるための回路図、第8図はその各部の波形図、第
9図は、第8図の電流合流すだめの処理フローチャート
、第10図は、本発明の一実施例を処理する処理フロー
チャート、第11図は、制御ゲインをめる処理フローチ
ャート、第12図は本発明の他の実施例を処理する処理
フローチャート、第13図は点弧角パルスを得るだめの
処理フローチャートを示す図である。 2人・・・トランス、1・・・サイリスタ変換器、3・
・・電動機、4・・・電流制御回路、5・・・ゲートパ
ルス発生器、6・・・マイクロプロセッサ、7・・・共
有ハス、8・・・メモリ、10・・・AD変換器、11
・・・整流器。 代理人 弁理士 秋本正実 も2図 ?r、tA 第3M 第α図 第6図 ((11 槽1図 も9口 第10図 拓12図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、点弧パルスによって制御を受け誘導性負荷に電流を
供給するサイリスタ変換器と、指令電流値が外部から取
込むと共に、サイリスタ変換器を負帰還制御すべく該変
換器の入力又は出力からの帰還電流値を取込み、上記指
令電流値と帰還電流値との偏差をめ、該偏差に所定の補
償特性を持たせる電流制御手段と、該手段の補償特性を
持った偏差値対応値を取込み、該対応値に応じて上記サ
イリスタ変臭器への点弧パルスの発生を制御し、サイリ
スタ変換器に所定の点弧パルスを発生する点弧パルス発
生手段とよυ成る誘導性負荷制御装置において、 上記誘導性負荷制御装置を等価回路的にみた場合の回路
インダクタンスLと回路抵抗RとがLMの関係にある時
、サイリスタ変換器の出力電流値とサイリスク変換器の
点弧角とサイリスタ変換器への電源電圧と該電源電圧の
周波数よシ回路インダクタンスLを算出する手段と、上
記等価回路的にみた場合の上記回路インダクタンスを含
む伝達特性をもとに上記電流制御手段での補償特性を設
定する手段と、より成る誘導性負荷制御装置。 2、上記回路インダクタンスを算出する要素でおる出力
電流値は、サイリスタ変換器の出力′電流のリップル値
とする特許請求の範囲第1項記載の誘導性負荷制御装置
。 3、上記リップル値は、点弧パルス時点の出力電流値と
、点弧パルスの約1/2周期後の時点の出力電流との偏
差よシ算出した値とする特許請求の範囲第2項記載の誘
導性負荷制御装置。 4、上記回路インダクタンスを算出する要素である出力
電流値は、出力電流が断続一連続の限界値又はその近傍
における出力′−流の平均値とする特許請求の範囲第1
項記載の誘導性負荷制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58243765A JPS60136814A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 誘導性負荷制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58243765A JPS60136814A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 誘導性負荷制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60136814A true JPS60136814A (ja) | 1985-07-20 |
| JPH0477325B2 JPH0477325B2 (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=17108643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58243765A Granted JPS60136814A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 誘導性負荷制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60136814A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60183617A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-09-19 | Toshiba Corp | 低リプル電源装置 |
-
1983
- 1983-12-26 JP JP58243765A patent/JPS60136814A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60183617A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-09-19 | Toshiba Corp | 低リプル電源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0477325B2 (ja) | 1992-12-08 |
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