JPS6217478B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサイリスタモータの制御装置に係り、
特に電動、回生両者の運転をするサイリスタモー
タの制御装置に関する。

圧延機駆動用など比較的頻繁にトルク方向、す
なわち電動運転から回生運転、あるいは回生運転
から電動運転に切換えて運転する電動機では、こ
の切換時間をできるだけ短くすることが望まれて
いる。

第１図は電動、回生両者の運転をする従来のサ
イリスタモータの制御装置の一例を示す。第１図
において、１は交流電源、２は交流を直流に変換
する順変換器、３は電流の脈動を低減するための
直流リアクトル、４は直流を交流に変換する逆変
換器、５は逆変換器４によつて駆動される同期
機、６は同期機５の界磁と電機子の相対位置を検
出する位置検出器、７は同期機５の回転速度を検
出するための速度発電機である。８は同期機５の
回転速度を指令する速度指令回路、９は速度指令
回路８の出力信号と速度発電機７の出力信号との
偏差に応じた信号を出力する速度制御回路（以
後、ASRと略す）で、この信号は主回路電流の
大きさを指令する電流指令信号となる。１０は主
回路電流を検出する電流検出器、１１は後述する
アナログ・スイツチ１４，１５を通して得られる
ASR９の出力信号と電流検出器１０の出力信号
の偏差信号をアナログ・スイツチ１６を通して
得、この偏差信号に応じた信号を出力する電流制
御回路（以後、ACRと略す）、１２はACR１１の
出力信号に応じて順変換器２のサイリスタの点弧
位相（電源側点弧角）を決める自動パルス移相器
（以後、電源側APPSと略す）で、ここでは第２
図に示す移相特性のAPPSを説明対象とする。１
３はASR９の出力信号の符号を反転するため演
算増幅器、１４〜１７は後述する論理回路２０か
らの制御信号に応じてオン、オフするアナログス
イツチで、１４は正トルク時（正転では電動運
転）にオンするアナログスイツチＦ、１５は逆ト
ルク時（正転では回生運転）にオンするアナログ
スイツチＲ、１６は運動あるいは回生で運転中に
オンするアナログスイツチＤ、１７は正トルクか
ら逆トルクへ、あるいは逆トルクから正トルクに
切換える際にオンするアナログスイツチCHであ
る。１８は電流検出器１０の出力信号から主回路
電流が零であることを検出する零電流検出器、１
９はASR９の出力信号の符号を判別する符号判
別回路、２０は零電流検出器１８と符号判別回路
１９の出力信号によつて動作する論理回路で、ア
ナログスイツチ１４〜１７を制御する信号、アナ
ログスイツチ１７の入力信号および電動機側点弧
角（制御進み角）を指令する信号を出力する。２
１は位置検出器６の位置信号と論理回路２０の制
御進み角指令信号とによつて逆変換器４のサイリ
スタの点弧位相を決める分配信号回路である。

第１図で示した回路の定常的な動作については
よく知られているので省略し、ここでは電動運転
から回生運転に切換える場合の動作について第３
図を用いて説明する。

いは、同期機５が正方向にある程度で電動運転
を行なつている場合、アナログスイツチ(F)１４、
アナログスイツチ(D)１６がオンしているので、マ
イナループに電流制御系をもつた速度制御系とし
て動作している。このとき、第３図ａのように速
度指令が変わると、ASR９の出力信号は第３図
ｃのように符号が反転する。すると、第３図ｅに
示す電源側APPS１２の入力信号は次第に小さく
なる。第２図の電源側APPS１２の特性からわか
るように、サイリスタ９の制御遅れ角が大きくな
るので、電流は第３図ｄのように次第に小さくな
りある時点で零になる。

電流が零になると第３図ｆのようにアナログス
イツチＦはオフされる。これに次のような動作で
行われる。すなわち、ASR９の出力信号符号が
プラスからマイナスへ切換つたことを符号判別回
路１９で判別し、つぎに零電流検出器１８によつ
て電流の零が検出されると論理回路２０から信号
が出力されアナログスイツチ(F)がオフされる。こ
の時同時にｈに示すアナログスイツチ(D)がオフさ
れる。

そして、第３図ｉに示すようにアナログスイツ
チ（CH）がオンし、ACR１１の出力信号が次に
行う回生運転に見合つた適切な値となるような信
号が入力される。この間、第３図ｊに示す如く制
御進み角を電動領域から回生領域に切換える。ア
ナログスイツチ（CH）がオンしてからある時間
経過するとアナログスイツチ（CH）がオフし、
ｇに示すアナログスイツチ（Ｒ）、(D)がオンす
る。こうして、電流が徐々に指令値まで立ち上が
り、速度帰還信号ｂも相応に変わり所定の回生運
転動作に入る。

以上説明したように、従来装置によればASR
９の符号が反転した場合に電流零を検出し、所定
の動作を行つた後に次のモードの動作に入るた
め、正トルクから逆トルクに、あるいは逆トルク
から正トルクに切換える時間が比較的長くかかる
欠点があつた。さらに、これらの切換動作をさせ
るための制御回路や論理回路がやや複雑になる欠
点があつた。

本発明の目的は正トルクから逆トルクに、ある
いは逆トルクから正トルクに切換える場合に較流
失敗することなく短時間に行えるサイリスタモー
タの制御装置を提供することにある。

本発明は、トルク方向切換時に電動機側点弧角
（制御進み角）を正トルク領域から逆トルク領域
に、あるいは逆トルク領域から正トルク領域に一
定変化率で連続的に変えることによつて、電流を
零にすることなくトルク方向を切換え、切換時間
を短くすことを特徴とする。

第４図は本発明の一実施例を示す。第４図にお
いて、番号１〜１２、および１９は第１図と同一
物を表わすので説明を省略する。２２はASR９
の出力信号の絶対値をとるための絶対値回路、２
３はASR９の出力信号符号（トルク方向）を判
別する符号判別回路１９の出力信号により、符号
が切換つた際に制御進み角を連続的に切換えるた
めの制御信号を出力する制御進み角指令回路であ
る。制御進み角指令回路２３は後述するように一
次遅れ回路で構成されている。したがつて、トル
ク方向変化時に制御進み角を一定変化率で変化さ
せることになる。２４は位置検出器６の信号を基
準として、制御信号に応じた点弧位相の信号で逆
変換器４のサイリスタを点弧するための自動パル
ス移相器（以後、負荷側APPSと略す）である。

この回路の動作を第５図を用いて説明する。い
まある一定速度で運転している場合、第５図ａの
ように速度指令が小さくなると、第５図ｃのよう
にASR９の出力信号（電流指令信号）が正から
負に変化する。このとき、符号変化を符号判別回
路１９で判別し出力信号が変化すると、制御進み
角指令回路２３は制御進み角が電動領域から回生
領域に一定変化率で連続的に移行するための指令
信号を出力する。この信号は第５図ｆのようにな
る。

の場合、ACR１１は働いており、第５図ｄに
示すように指令値に見合つた電流値となるように
制御している。したがつて、制御進み角を一定変
化率で連続的に変化させれば、電流が指令値と見
合つた値となるように電源側APPS１２の入力信
号ｅは制御進み角の変化に応じて変わり、結局回
生運転に入る。第５図ｂには速度帰還信号を示
す。

以上のように、本発明ではトルク方向切換時に
制御進み角を一定変化率で連続的に次のモードの
進み角に移行させ、換言すると、一定時間で制御
進み角の切換えを行い、電流を零にさせることな
くトルク方向を切換えるので切換時間が短縮でき
る。さらに、切換に要する回路も簡単になる。

第６図は符号判別回路１９と制御進み角指令回
路２３の一例である。第６図において、２５，２
６は演算増幅器、R₁〜R₄は抵抗、Ｃはコンデン
サである。制御進み角指令回路２３の演算増幅器
２６、コンデンサＣおよび抵抗R₂，R₄とで一次
遅れ回路を構成している。第７図は第６図のＡ〜
Ｃの記号をつけた部位における動作波形を示す。
ASR９の符号が第７図Ａのように変化すれば、
負荷側APPS２４の入力信号は第７図Ｃのように
一定変化率で連続的に変化する。

以上のような簡単な構成によつて、トルク方向
切換時の切換時間を短縮することができ、さらに
切換に要する切換回路、論理回路をも簡単にでき
る。

なお、実施例では直流方式サイリスタモータの
場合を示したが、サイクロコンバータを用いた交
流方式サイリスタモータにも適用できる。

以上説明したように、本発明によれば、トルク
方式切換時の切換時間短縮を図れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成図、第２図は第１図に
における自動パルス移相器１２の入出力特性図、
第３図は第１図の動作を説明するための波形図、
第４図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第
５図は第４図の動作を説明するための波形図、第
６図は第４図における符号判別回路１９と制御進
み角指令回路２３の具体的回路図、第７図は第６
図の各部波形図である。 １……交流電源、２……順変換器、４……逆変
換器、５……同期機、６……位置検出器、７……
速度発電機、１２，２４……自動パルス移相器、
１９……符号判別回路、２２……絶対値回路、２
３……絶対進み角指令回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可変周波・可変電圧の交流電圧を出力し、同
   期機に矩形波電流を供給する周波数変換器と、前
   記同期機の速度を検出する速度検出器と、前記同
   期機の回転子位置を検出する位置検出器と、速度
   指令信号と前記速度検出器で検出した速度検出信
   号を比較し、その偏差に応じた電流指令信号を出
   力する速度制御手段と、前記同期機に供給する電
   流が前記電流指令信号に一致するように前記周波
   数変換器の電源側点弧角を制御する電流制御手段
   と、変記位置検出器の位置信号を入力して前記周
   波数変換器の電動機側点弧角を制御する位相制御
   手段と、前記速度制御手段の出力信号の極性によ
   つて前記同期機のトルク方向を判別するトルク方
   向判別手段と、前記位相制御手段に電動機側点弧
   角の大きさを指令するものであつて、トルク方向
   変化による前記電動機側点弧角の切換時には前記
   電動機側点弧角を一定変化率で変化させる制御進
   み角指令手段とを具備し、該制御進み角指令手段
   は前記トルク方向判別手段がトルク方向の変化を
   検出した際には前記電動機側点弧角の切換えを一
   定時間で行わせると共に、前記電流制御手段は前
   記電動機側点弧角の切換時にも前記電流指令信号
   に応じた電流を前記同期機に供給するように前記
   周波数変換器の電源側点弧角を制御するようにし
   たことを特徴とするサイリスタモータの制御装
   置。