JPS607919B2 - 多相交流電動機の給電方法 - Google Patents
多相交流電動機の給電方法Info
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- JPS607919B2 JPS607919B2 JP54160490A JP16049079A JPS607919B2 JP S607919 B2 JPS607919 B2 JP S607919B2 JP 54160490 A JP54160490 A JP 54160490A JP 16049079 A JP16049079 A JP 16049079A JP S607919 B2 JPS607919 B2 JP S607919B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- phase
- current
- value
- power supply
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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
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements 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
- H02P27/06—Arrangements 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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は中性点帰線を備えかつ電力変換器により相電流
を供給される巻線を有する多相交流電動機の給電方法に
関する。
を供給される巻線を有する多相交流電動機の給電方法に
関する。
交流電動機に供給する相電流波形は電動機を中心に考え
れば正弦波形であることが好ましいことは言うまでもな
いことであるが、しかしながらその電動機に電流を供給
する電力変換装置にとっては電流および電圧の波高値に
基いて変換弁の容量が選定されるために電流を正弦波形
とすることは不利となる。
れば正弦波形であることが好ましいことは言うまでもな
いことであるが、しかしながらその電動機に電流を供給
する電力変換装置にとっては電流および電圧の波高値に
基いて変換弁の容量が選定されるために電流を正弦波形
とすることは不利となる。
なぜならば、よく知られているように、正弦波形の相電
流を供給する場合、一つの相の変換弁は半波の極大点毎
に相電流の波高値を導かなければならないのに対して、
残りの2つの相の変換弁はその半分の大きさの電流を負
担するだけであり、しかるにすべての変換弁はその都度
短時間だけ生じる相電流波高値に基いて設計されなけれ
ばならないために、全体として変換弁の利用率が低くな
るからである。電力変換装置により給電される交流電動
機において電動機出力およびトルクを犠牲にすることな
く良好な変換弁利用率を得ることを目的として、その都
度一つの相電流が半波の中央付近において所定の最大限
界値までに減少させられると同時に、その偏差分だけ残
りの相電流が強められるように相電流の正弦波状基本波
に高調波を重畳するという給電方法が椿開昭50一53
818号公報により公知である。
流を供給する場合、一つの相の変換弁は半波の極大点毎
に相電流の波高値を導かなければならないのに対して、
残りの2つの相の変換弁はその半分の大きさの電流を負
担するだけであり、しかるにすべての変換弁はその都度
短時間だけ生じる相電流波高値に基いて設計されなけれ
ばならないために、全体として変換弁の利用率が低くな
るからである。電力変換装置により給電される交流電動
機において電動機出力およびトルクを犠牲にすることな
く良好な変換弁利用率を得ることを目的として、その都
度一つの相電流が半波の中央付近において所定の最大限
界値までに減少させられると同時に、その偏差分だけ残
りの相電流が強められるように相電流の正弦波状基本波
に高調波を重畳するという給電方法が椿開昭50一53
818号公報により公知である。
この公知の給電方法によれば、相電流は所定の最大値ま
でに制御されることから、正弦波形の相電流を供給する
場合に比べて電力変換装置容量を低減できることは言う
までもない。ここで注目すべきことは電動機の磁化およ
びトルクの特性にはそのような制限によって本質的な悪
影響が及ぼされることがないというところである。とい
うのは、重畳された高調波成分によって生じる起磁力成
分は電動機の対称的構造のおかげで相殺されるため、合
成起磁力ベクトルは正弦波状基本波成分によってのみ決
まるからである。本発明の目的は電力変換装置容量の増
大を招くことなく電動機に供給される相電流を正弦波に
近づけることが可能な改善された給電方法を堤供するこ
とにある。
でに制御されることから、正弦波形の相電流を供給する
場合に比べて電力変換装置容量を低減できることは言う
までもない。ここで注目すべきことは電動機の磁化およ
びトルクの特性にはそのような制限によって本質的な悪
影響が及ぼされることがないというところである。とい
うのは、重畳された高調波成分によって生じる起磁力成
分は電動機の対称的構造のおかげで相殺されるため、合
成起磁力ベクトルは正弦波状基本波成分によってのみ決
まるからである。本発明の目的は電力変換装置容量の増
大を招くことなく電動機に供給される相電流を正弦波に
近づけることが可能な改善された給電方法を堤供するこ
とにある。
この目的は、相電流の正弦波状基本波に高調波を重畳す
るという上述の公知の給電方法において、相電流の大き
さを制限するための最大値を相電流基本波周波数もしく
は電動機速度に相当する信号に応じて次のように可変設
定すること、すなわち低周波もしくは低速領域ではその
最大値が小さくなるように可変設定することによって達
成される。
るという上述の公知の給電方法において、相電流の大き
さを制限するための最大値を相電流基本波周波数もしく
は電動機速度に相当する信号に応じて次のように可変設
定すること、すなわち低周波もしくは低速領域ではその
最大値が小さくなるように可変設定することによって達
成される。
本発明は、交流電動機をごく低速または零速度で運転す
ると一つの相の変換弁にのみ長時間大きな電流が流れる
ことがあり、電力変換装置はこのような状況下でも耐え
得るように設計すべきであり、そのように設計したなら
ば中・高速城においては電力変換装置の電流容量に余裕
が生じるという認識と、交流電動機の発熱特性からみれ
ば高調波成分の重畳によって生じる零相電流は好ましい
ことではなく交流電動機に供給する相電流は正弦波形に
近いことが好ましいという認識に基いたものである。
ると一つの相の変換弁にのみ長時間大きな電流が流れる
ことがあり、電力変換装置はこのような状況下でも耐え
得るように設計すべきであり、そのように設計したなら
ば中・高速城においては電力変換装置の電流容量に余裕
が生じるという認識と、交流電動機の発熱特性からみれ
ば高調波成分の重畳によって生じる零相電流は好ましい
ことではなく交流電動機に供給する相電流は正弦波形に
近いことが好ましいという認識に基いたものである。
本発明によれば、低周波もしく低速の領域では相電流は
小さな最大値に制限されるので一つの相の変換弁にのみ
長い時間大きな電流が集中するのが抑制され、各相の電
流負担が平均化されるのに対して、中・高速城では相電
流の制限のための最大値が大きくされることから相電流
は電動機にとって好ましい正弦波形に近づくことになる
。
小さな最大値に制限されるので一つの相の変換弁にのみ
長い時間大きな電流が集中するのが抑制され、各相の電
流負担が平均化されるのに対して、中・高速城では相電
流の制限のための最大値が大きくされることから相電流
は電動機にとって好ましい正弦波形に近づくことになる
。
また相電流を正弦波形に近づけると、電力変換装置(例
えばサィクロコンバータ)が接続される系統電源に生じ
る高調波が低減することが計算の結果確認された。した
がって、本発明によれば、公知の給電方法の効果を十分
に発揮させながらも、さらに系統電源・電力変換装置お
よび交流電動機を含めた全体システムにとつて一層改善
された結果が得られる。以下、図面に示す本発明による
給電方法を実施するための装置を参照しながら本発明を
さらに詳細に説明する。
えばサィクロコンバータ)が接続される系統電源に生じ
る高調波が低減することが計算の結果確認された。した
がって、本発明によれば、公知の給電方法の効果を十分
に発揮させながらも、さらに系統電源・電力変換装置お
よび交流電動機を含めた全体システムにとつて一層改善
された結果が得られる。以下、図面に示す本発明による
給電方法を実施するための装置を参照しながら本発明を
さらに詳細に説明する。
第1図は本発明による給電方法を実施するための装置の
全体的な概略構成例を示すブロック図である。電力変換
装置としてのサィクロコンバ−夕1,2,3は星形結線
され、各相出力端子が交流電動機4の各相端子R,S,
Tに設けられ、電動機中性点Nとサィクロコンバータ1
〜3の中性点との間に帰線が設けられている。
全体的な概略構成例を示すブロック図である。電力変換
装置としてのサィクロコンバ−夕1,2,3は星形結線
され、各相出力端子が交流電動機4の各相端子R,S,
Tに設けられ、電動機中性点Nとサィクロコンバータ1
〜3の中性点との間に帰線が設けられている。
サイクロコンバータの入力側は系統電源5に接続されて
いる。各相のサィクロコンバータ1,2,3はそれぞれ
電流調節器9,10,11から制御入力を与えられるパ
ルス発生器6,7,8によって制御パルスを得る。サイ
クロコンバータ1,2,3から電動機4に供給される各
相電流iR,・s,iTを本発明による方法にしたがっ
て制御するために、電流目標値発生器12,13,14
によってまず所望の振幅、周波数および位相を有する電
流目標値jR*,is*′,iT*′が与えられ、これ
らは後で詳述する変換回路15において相電流目標値i
R*,is*,iT料こ変換される。電流調節器9,1
0,11はそれぞれ対応する相電流目標値iR*,iS
*,iT*を受取って、電流検出器16,17,18に
よって検出される相電流実際値iR,isiTがそれぞ
れの目標値iR*,is*,iT料こ一致するように、
それぞれパルス発生器6,7,8を介してサィクロコン
バータ1,2,3を制御する。第2図は第1図における
変換回路15の具体的構成を示すブロック図である。
いる。各相のサィクロコンバータ1,2,3はそれぞれ
電流調節器9,10,11から制御入力を与えられるパ
ルス発生器6,7,8によって制御パルスを得る。サイ
クロコンバータ1,2,3から電動機4に供給される各
相電流iR,・s,iTを本発明による方法にしたがっ
て制御するために、電流目標値発生器12,13,14
によってまず所望の振幅、周波数および位相を有する電
流目標値jR*,is*′,iT*′が与えられ、これ
らは後で詳述する変換回路15において相電流目標値i
R*,is*,iT料こ変換される。電流調節器9,1
0,11はそれぞれ対応する相電流目標値iR*,iS
*,iT*を受取って、電流検出器16,17,18に
よって検出される相電流実際値iR,isiTがそれぞ
れの目標値iR*,is*,iT料こ一致するように、
それぞれパルス発生器6,7,8を介してサィクロコン
バータ1,2,3を制御する。第2図は第1図における
変換回路15の具体的構成を示すブロック図である。
これによれば、目標値発生器12〜14からの正弦電磁
目標値iR*′,is*′,iT*′は、それぞれ加算
増幅器21,22,23に導かれ、各加算増幅器の出力
側にはそれぞれ制限段31,32,33が配置されてい
る。各制限段31,32,33には限界値送出器40か
ら正および負の最大限界値十B,一Bが与えられる。さ
らに、各制限段31,32,33の入出力電圧間の差を
形成する差増幅器51,52,53が設けられ、これら
の差増幅器の出力電圧はそれぞれ自分が属している相を
除く残りの2つの相に属する加算増幅器21〜23に導
かれるようになっている。例えば、正弦波状電流目標値
iR*′,is*′,iT*の絶対値がいずれもB以下
であるときは、差増幅器51〜53の出力電圧はすべて
零であり、電流調節器9,10,1 1に導くべき相電
流目標値iR*,is*,iT*としてそれぞれ正弦波
電流目標値iR*′,is*′,iT*′がそのま)与
えられる。
目標値iR*′,is*′,iT*′は、それぞれ加算
増幅器21,22,23に導かれ、各加算増幅器の出力
側にはそれぞれ制限段31,32,33が配置されてい
る。各制限段31,32,33には限界値送出器40か
ら正および負の最大限界値十B,一Bが与えられる。さ
らに、各制限段31,32,33の入出力電圧間の差を
形成する差増幅器51,52,53が設けられ、これら
の差増幅器の出力電圧はそれぞれ自分が属している相を
除く残りの2つの相に属する加算増幅器21〜23に導
かれるようになっている。例えば、正弦波状電流目標値
iR*′,is*′,iT*の絶対値がいずれもB以下
であるときは、差増幅器51〜53の出力電圧はすべて
零であり、電流調節器9,10,1 1に導くべき相電
流目標値iR*,is*,iT*としてそれぞれ正弦波
電流目標値iR*′,is*′,iT*′がそのま)与
えられる。
例えば正弦波電流目標値iB*′が半分中央付近の位相
にあって正の限界値+Bよりも大きくなったとすると、
制限段31によりiR*=Bとなり、差増幅器51の出
力電圧はB−iR*′となり、これが加算増幅器22,
23に入力される。この結果残りの2つの相電流目標値
はis*=is*′+B−jR*′ iT*=iT*′+B−iR*′ となる。
にあって正の限界値+Bよりも大きくなったとすると、
制限段31によりiR*=Bとなり、差増幅器51の出
力電圧はB−iR*′となり、これが加算増幅器22,
23に入力される。この結果残りの2つの相電流目標値
はis*=is*′+B−jR*′ iT*=iT*′+B−iR*′ となる。
iR*′が正の半波の中央付近にあるということはis
*′,iT*′は負極性であること、そして偏差B−i
R*′は負極性であることを考慮すると、相電流目標値
is*,iT*はそれぞれ大きさを偏差の大きさiB−
iR*′量だけ強められたことになる。つまり変換回路
15を介して取り出された相電流目標値iR*,is*
,iT*‘こしたがって調節される相電流実際値iR,
ls,iTは、その都度1つが半波中央付近において所
定の最大限界値まで減らされると同時に、その偏差分だ
け残りの2つが強められるように正弦波の基本波分に高
調波分が重畳されることになる。この高調波分は零相電
流として中性点帰線に流れる。以上説明したところまで
は、特関昭50一5斑18号公報において、より詳しく
述べられているところである。
*′,iT*′は負極性であること、そして偏差B−i
R*′は負極性であることを考慮すると、相電流目標値
is*,iT*はそれぞれ大きさを偏差の大きさiB−
iR*′量だけ強められたことになる。つまり変換回路
15を介して取り出された相電流目標値iR*,is*
,iT*‘こしたがって調節される相電流実際値iR,
ls,iTは、その都度1つが半波中央付近において所
定の最大限界値まで減らされると同時に、その偏差分だ
け残りの2つが強められるように正弦波の基本波分に高
調波分が重畳されることになる。この高調波分は零相電
流として中性点帰線に流れる。以上説明したところまで
は、特関昭50一5斑18号公報において、より詳しく
述べられているところである。
本発明がそれと異なっているところは限界値送出器40
1こおける限界値の設定のし方である。つまり、上記公
報のものでは限界値が固定設定されているのに対して、
本発明の場合には所定の関係で限界値が可変設定される
という点で相異が存在し、この相異により既述のとおり
改善された給電システムが得られるのである。第3図に
第2図における限界値送出器40の本発明による実施例
を示す。
1こおける限界値の設定のし方である。つまり、上記公
報のものでは限界値が固定設定されているのに対して、
本発明の場合には所定の関係で限界値が可変設定される
という点で相異が存在し、この相異により既述のとおり
改善された給電システムが得られるのである。第3図に
第2図における限界値送出器40の本発明による実施例
を示す。
これによれば設定器41と、これによって予め設定され
た値氏に可変係数kを掛ける掛算器42と、電動機回転
速度nまたは給電周波数f‘こ相当する入力信号を受け
取りこの入力信号と所定の関数関係にある係数出力信号
kを発生する関数発生器43と、掛算器42の出力端に
接続された反転増幅器44とが設けられ、掛算器42か
ら例えば正の限界値+B=+kBが出力され、反転増幅
器44から負の限界値一B=一k&が出力されるように
なっている。正負の限界値の大きさBに影響を与える鶏
算器42の係数入力kを速度nもしくは周波数fに応じ
て変化させるために設けられている関数発生器43の関
数特性を第4図に示す。これから分るように、係数kは
所定の速度もしくは周波数以上の範囲では1の値であり
、それ以下の範囲では速度もしくは周波数の低下につれ
て小さな値になる。本発明によれば、低速もしくは低周
波領域では電流が台形波に制御するのでいずれか一つの
相の変換弁に電流負荷がかたよることを抑制して電力変
換装置の所要容量の低減をはかることが可能となり、し
かもそれを電動機発生トルクに影響を与えることなしに
行なうことができ、さらには中、高速域では電力変換装
置の持つ容量を十分に利用して電流を電動機の熱的特性
やその他システム全体にとって好ましい正弦波電流に近
づけることができる。
た値氏に可変係数kを掛ける掛算器42と、電動機回転
速度nまたは給電周波数f‘こ相当する入力信号を受け
取りこの入力信号と所定の関数関係にある係数出力信号
kを発生する関数発生器43と、掛算器42の出力端に
接続された反転増幅器44とが設けられ、掛算器42か
ら例えば正の限界値+B=+kBが出力され、反転増幅
器44から負の限界値一B=一k&が出力されるように
なっている。正負の限界値の大きさBに影響を与える鶏
算器42の係数入力kを速度nもしくは周波数fに応じ
て変化させるために設けられている関数発生器43の関
数特性を第4図に示す。これから分るように、係数kは
所定の速度もしくは周波数以上の範囲では1の値であり
、それ以下の範囲では速度もしくは周波数の低下につれ
て小さな値になる。本発明によれば、低速もしくは低周
波領域では電流が台形波に制御するのでいずれか一つの
相の変換弁に電流負荷がかたよることを抑制して電力変
換装置の所要容量の低減をはかることが可能となり、し
かもそれを電動機発生トルクに影響を与えることなしに
行なうことができ、さらには中、高速域では電力変換装
置の持つ容量を十分に利用して電流を電動機の熱的特性
やその他システム全体にとって好ましい正弦波電流に近
づけることができる。
第1図は本発明による給電方式を実施するための装置の
概略構成を示すブロック図、第2図は第1図の装置の要
部の構成例を示すブロック図、第3図は第2図に示す要
部構成例のさらに一部である限界値送出器の具体的構成
例を示すブロック図、第4図は第3図に示す限界値送出
器に使用されている関数発生器の関数特性図である。 1〜3・・・・・・電力変換装置(サィクロコンバータ
)、4・・・・・・交流電動機、5・・・・・・系統電
源、6〜8・…・・パルス発生器、9〜11・・・・・
・電流調節器、12〜14・・・・・・電流目標値発生
器、15・・・・・・変換回路、16〜18・・・・・
・電流検出器、21〜23・・・・・・加算増幅器、3
1〜33・・・・・・制限段、40・・・・・・限界値
送出器、51〜53・・・・・・差増幅器、41・・・
・・・設定器、42……掛算器、43・・…・関数発生
器、44・・・・・・反転増幅器。 第′図 第2図 第3図 第4図
概略構成を示すブロック図、第2図は第1図の装置の要
部の構成例を示すブロック図、第3図は第2図に示す要
部構成例のさらに一部である限界値送出器の具体的構成
例を示すブロック図、第4図は第3図に示す限界値送出
器に使用されている関数発生器の関数特性図である。 1〜3・・・・・・電力変換装置(サィクロコンバータ
)、4・・・・・・交流電動機、5・・・・・・系統電
源、6〜8・…・・パルス発生器、9〜11・・・・・
・電流調節器、12〜14・・・・・・電流目標値発生
器、15・・・・・・変換回路、16〜18・・・・・
・電流検出器、21〜23・・・・・・加算増幅器、3
1〜33・・・・・・制限段、40・・・・・・限界値
送出器、51〜53・・・・・・差増幅器、41・・・
・・・設定器、42……掛算器、43・・…・関数発生
器、44・・・・・・反転増幅器。 第′図 第2図 第3図 第4図
Claims (1)
- 1 中性点帰線を備えかつ電力変換器により相電流を供
給される巻線を有する多相交流電動機の給電方法におい
て、各相電流に対して正弦波状目標値を指令し、それら
の正弦波状目標値の瞬時絶対値が所定の最大限界値を上
回るときには、該当相の正弦状目標値の瞬時絶対値をそ
の最大限界値まで減小させると同時に、これにより生じ
る正弦波状目標値からの偏差分を求め、その偏差分に対
応しただけ残りの相電流を強めるよう残りの相電流に対
する正弦波目標値に補正を加え、しかも前記最大限界値
は相電流基本波周波数もしくは電動機速度に相当する信
号により低周波もしくは低速領域では小さくなるように
可変設定することを特徴とする多相交流電動機の給電方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54160490A JPS607919B2 (ja) | 1979-12-11 | 1979-12-11 | 多相交流電動機の給電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54160490A JPS607919B2 (ja) | 1979-12-11 | 1979-12-11 | 多相交流電動機の給電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5683294A JPS5683294A (en) | 1981-07-07 |
| JPS607919B2 true JPS607919B2 (ja) | 1985-02-27 |
Family
ID=15716058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54160490A Expired JPS607919B2 (ja) | 1979-12-11 | 1979-12-11 | 多相交流電動機の給電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS607919B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6328505A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-06 | Hatarii Seimitsu Kogyo Kk | スロ−アウエイ式アンギユラ−カツタ− |
| JPS63256306A (ja) * | 1987-04-09 | 1988-10-24 | Kawatetsu Kenzai Kogyo Kk | J開先加工カツタ− |
-
1979
- 1979-12-11 JP JP54160490A patent/JPS607919B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6328505A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-06 | Hatarii Seimitsu Kogyo Kk | スロ−アウエイ式アンギユラ−カツタ− |
| JPS63256306A (ja) * | 1987-04-09 | 1988-10-24 | Kawatetsu Kenzai Kogyo Kk | J開先加工カツタ− |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5683294A (en) | 1981-07-07 |
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