JPS6249840B2 - - Google Patents

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JPS6249840B2
JPS6249840B2 JP13217680A JP13217680A JPS6249840B2 JP S6249840 B2 JPS6249840 B2 JP S6249840B2 JP 13217680 A JP13217680 A JP 13217680A JP 13217680 A JP13217680 A JP 13217680A JP S6249840 B2 JPS6249840 B2 JP S6249840B2
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JP
Japan
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control
output
voltage
motor generator
control device
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JP13217680A
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JPS5759500A (en
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Hirokazu Watanabe Edeison
Akio Kataoka
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS5759500A publication Critical patent/JPS5759500A/ja
Publication of JPS6249840B2 publication Critical patent/JPS6249840B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505Conversion of DC power input into AC 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
    • H02M7/515Conversion of DC power input into AC 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
    • H02M7/525Conversion of DC power input into AC 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 with automatic control of output waveform or frequency

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電動発電機の無整流子化をはかつ
た無整流子電動発電機の制御装置に関する。
無整流子電動機は、ブラシやコミユテータなど
の摺動部がなく、保守が容易なうえ、直流電動機
と同様に広範囲にわたつて精密な速度制御が可能
である。このような無整流子電動機の特徴を利用
したものに、無整流子電動発電機がある。
この無整流子電動発電機は、従来の電動発電機
の無整流子化をはかつたもので、これには第1図
に示すようなものがある。
第1図において、Cは直流電源Eに平滑リアク
トルLを介して接続されたインバータで、6つの
サイリスタS1〜S6が三相ブリツジ結線されて
いる。一方、電機子巻線1と界磁巻線2とよりな
る電動機部分M、および前記電機子巻線1と同一
鉄心上に巻いた電機子巻線3と前記界磁巻線2と
よりなる発電機部分Gとから電動発電機MGが構
成されている。このうちの電機子巻線1にはイン
バータCが接続され、また電動発電機MGの回転
軸には位置検出器4が直結され、電機子巻線1と
界磁巻線2との間の相対的な位置関係を検出する
ようになつている。
上記のような構成において、位置検出器4の検
出信号は、図示してないゲート制御回路に与えら
れて、このゲート制御回路によりサイリスタS1
〜S6のゲート制御が行なわれ、電動機部分Mを
円滑に回転させると同時に、電機子巻線3に電源
Eから電気的に絶縁された三相交流電圧を発生さ
せる。この場合、電動発電機MGは良質の電力を
供給するために、電源Eの電圧変動に対してもそ
の出力は一定電圧、一定周波数を保持しなければ
ならない。したがつて、無整流子電動発電機にお
いては、電圧は界磁磁束の制御により、また周波
数は位置検出器4により決められる巻線1の誘起
電圧と電流の相差角いわゆる制御進み角γを制御
することによつて、それぞれ一定に保持するよう
にしている。
一般に、無整流子電動発電機の回転数nは、入
力電圧をVd、入力電流をId、回路抵抗をR、電
動発電機定数をK1、ギヤツプ磁束をgとする
と、次式で表わされる。
n=V−IR/K cosγ …(1) したがつて、回転数nすなわち周波数を一定
に保つ場合、入力電圧Vdが低いときには制御進
み角γを大きくし、入力電圧Vdが高いときには
制御進み角γを小さくするよう制御している。
従来一般に行なわれている周波数制御は、第2
図のブロツクで示すように出力目標周波数R
対する出力実周波数の差の周波数Δ=R
を制御要素として用いて、次式のように比
例積分要素を有した制御により行なつている。
γ=K2Δ+K3∫Δdt …(2) ただし、K2,K3は制御定数である。
この(2)式は第3図に示す構成の回路により演算
される。すなわち、まずR,−を加算部5
a,5bに与え、加算部5aの演算増幅器6aを
介して−K2Δを算出し、また加算部5bの演
算増幅器6bを介して−K3Δを算出する。こ
のK3Δを積分部7に与え、演算増幅器8a,
8bを介してK3∫Δdtを算出する。そしてこ
のK3∫Δdtおよび前記加算部5aで算出され
たK2Δを加算部5cに与え、演算増幅器6c
を介して制御進み角γを算出する。
しかし、このような構成の制御装置では、出力
に誤差が生じてから制御しているので、制御に遅
れを生じる。その結果、入力電圧Vdあるいは負
荷の変動に対して出力電圧、出力周波数が安定状
態になるまでの過渡変化量が大きくなつてしま
う。
そこで、この発明の目的とするところは、入力
電圧あるいは負荷の変動を検知し、出力側に誤差
が生ずる前に制御系を補正することにより、応答
が早く、出力電圧および出力周波数の変動が小さ
く、転流失敗のし難い安定した無整流子電動発電
機の制御装置を提供することにある。
以下、この発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。
第4図はこの実施例の構成を示す回路図であ
る。この実施例は、電源Eに対して並列に入力電
圧検出器9を設け、また電源EとインバータCと
の間に入力電流検出器10を設け、かつ発電機部
分Gの各線間に出力電圧検出器11を設け、また
発電機部分Gの各相に出力電流検出器12を設
け、さらに上記各検出器9〜12および位置検出
器4の各検出器信号を入力し、第5図に示すよう
な演算を行なう制御装置13を設けたものであ
る。
上記制御装置13は、入力電圧Vd、入力電流
d、各相の出力電圧vG1,vG2,vG3、各相の
出力電流iG1,iG2,iG3および位置検出信号を
入力し、次式で示される演算を行なつて、制御進
み角γを制御するものである。
γ=K2Δ+K3∫Δdt−K4ΔP …(3) ΔP=Vdd−P0 …(4) ただし、K4は制御定数、P0は次式で示される
ものである。
P0=vG1G1+vG2G2+vG3G3 =√3VGGcos …(5) (VG,IG:出力電圧実効値、出力電流実効
値、cos:負荷力率) この演算を行なう回路は、第6図のような構成と
する。すなわち、この制御装置13は、第6図に
示すように第3図の回路に加えて入力電圧Vd
よび入力電流Idを入力し−Vddを得る乗算器
14a、出力電圧vG1,vG2,vG3、および出力
電流iG1,iG2,iG3を入力して、−P0を得る乗
算器14b,14c,14dを有すると共に、上
記−Vddおよび−P0を入力し演算増幅器15を
介してK4ΔPを求める加算部16を有してお
り、この加算部16で求められたK4ΔPを加算
部5cに入力するようになつている。
このような構成において、入力電圧検出器9お
よび入力電流検出器10により検出された入力電
圧Vdおよび入力電流Idは、乗算器14aに与え
られこの乗算器14aによつて−Vddが算出さ
れる。また、出力電圧検出器11および出力電流
検出器12により検出された出力電圧vG1,vG
,vG3、および出力電流iG1,iG2,iG3は、
乗算器14b,14c,14dに与えられ、この
乗算器14b,14c,14dによつて−P0が算
出される。このようにして算出された−Vdd
よび−P0は加算部16に与えられ、その演算増幅
器15によりK4ΔPとなる。このK4ΔPと加算
部5a,5bおよび積分部7の出力−K2Δお
よび−K3∫Δdtを、加算部5cの演算増幅器
6cを通して加算する。これにより制御進み角γ
が求められる。
この場合、定常時の場合にはΔPは零となり、
制御進み角γは従来のように制御される。また、
入力電圧Vdが増加するか、負荷が軽くなるかす
ると、ΔP>0となり、制御進み角γは小さくな
る。逆に入力電圧Vdが減少するか、負荷が重く
なるかすると、ΔP<0となり、制御進み角γは
大きくなる。
したがつて、入力電圧Vdや出力負荷が急激に
変動しても、それに応じて制御進み角γを制御で
き、出力電圧VGおよび出力周波数の変動をきわ
めて小さくすることができる。しかも、転流余裕
角を必要以上に小さくしないので、サイリスタの
逆バイアス時間を確保することができ、その結
果、転流失敗を極めて少なくすることができる。
このようすを、第7図および第8図を用いて説
明するとさらにはつきりする。第7図は従来の制
御装置とこの実施例の制御装置の各要素波形を示
した特性図である。第7図aは従来の制御装置に
よる波形であり、入力電圧Vdが70Vから50Vにス
テツプ状に降下したとき、出力周波数は2.5Hz
下がり、出力電圧VGは1.5V下がる。これに対
し、この実施例の電力変化量を制御要素に付加し
た制御装置では、第7図bに示すように第7図a
と同様に入力電圧が70Vから50Vにステツプ状に
降下しても、周波数が1Hz、出力電圧VG
0.5V変動するにすぎない。このようにこの実施
例によれば、入力電圧Vdの変動に対して出力電
圧VGの変動幅は小さく、きわめて安定に制御さ
れていることがわかる。第7図a,bでは電源電
圧を変化させた場合の応答波形を示したが、負荷
変動に対しても同様な効果が期待できる。
また第8図には入力電圧を49Vから70Vにステ
ツプ状に上昇させた時の特性を示している。第8
図aに示す従来装置およびbに示す本発明装置の
特性において転流余裕角の曲線中、との部分
を比較すれば、この発明の場合にはオーバシユー
トしないことが明らかである。これにより、より
安定な転流を行なうことができることがわかる。
なお、この発明は前記実施例に限定されるもの
ではない。例えば前記実施例では、交流出力有効
電力を三相の各電圧電流から演算したが、一相の
電圧電流から出力有効電力を演算してもよい。そ
の他、この発明の要旨を変更しない範囲で、種々
変形可能なことは勿論である。
以上説明したようにこの発明によれば、無整流
子電動発電機の入力電力および出力電力を検出
し、上記入力電力に比例した信号と前記出力電力
に比例した信号との差の信号を得、この差の信号
が零より大きい場合、電動発電機の電動機部分の
制御進み角を小さく、前記差の信号が零より小さ
い場合、前記制御進み角を大きくするように前記
インバータのゲート制御を行なうようにしたの
で、入力電圧あるいは負荷の変動に対して制御系
の応答が早く、出力電圧および出力周波数の変動
が小さく、転流失敗のし難い安定した無整流子電
動発電機の制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は無整流子電動発電機の構成図、第2図
は従来の制御装置のブロツク図、第3図は従来の
制御装置の回路図、第4図はこの発明の一実施例
の制御装置を無整流子電動発電機と共に示した
図、第5図は第4図の制御装置の詳細図、第6図
は第4図の制御装置の回路図、第7図a,bおよ
び第8図a,bは第3図の制御装置と第6図の制
御装置の応答性を比較した特性図である。 C……インバータ、MG……電動発電機、M…
…電動機部分、G……発電機部分、4……位置検
出器、5a,5b,5c……加算部、6a,6
b,6c……演算増幅器、7……積分部、8a,
8b……演算増幅器、9……入力電圧検出器、1
0……入力電流検出器、11……出力電圧検出
器、12……出力電流検出器、13……制御装
置、14a,14b……乗算器、15……演算増
幅器、16……加算部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入力側にインバータを有する無整流子電動発
    電機の出力目標周波数と出力実周波数との差の周
    波数、および出力目標電圧と出力実電圧との差の
    電圧を制御要素として、前記無整流子電動発電機
    のインバータの制御進み角および界磁電圧を制御
    する無整流子電動発電機の制御装置において、前
    記無整流子電動発電機の入力電力および出力電力
    を検出し、前記入力電力に比例した信号と前記出
    力電力に比例した信号との差の信号を得、この差
    の信号が零より大きい場合は、前記制御進み角を
    小さく、前記差の信号が零より小さい場合は前記
    制御進み角を大きくするように前記インバータの
    ゲート制御を行なう無整流子電動発電機の制御装
    置。
JP13217680A 1980-09-22 1980-09-22 Controlling device for commutatorless motor generator Granted JPS5759500A (en)

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JP13217680A JPS5759500A (en) 1980-09-22 1980-09-22 Controlling device for commutatorless motor generator

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JPS5759500A JPS5759500A (en) 1982-04-09
JPS6249840B2 true JPS6249840B2 (ja) 1987-10-21

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JP13217680A Granted JPS5759500A (en) 1980-09-22 1980-09-22 Controlling device for commutatorless motor generator

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1152317B (it) * 1982-08-03 1986-12-31 Maurizio Checchetti Procedimento ed apparecchiatura per il controllo di centrali elettriche a macchine rotanti in corrente alternata
JPS63503167A (ja) * 1985-10-07 1988-11-17 シガロフ ハガイ 制御信号の生成
JPH04133193A (ja) * 1990-09-25 1992-05-07 Yamatake Honeywell Co Ltd 移動物体計数装置

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