JPS636000B2 - - Google Patents
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- JPS636000B2 JPS636000B2 JP57100611A JP10061182A JPS636000B2 JP S636000 B2 JPS636000 B2 JP S636000B2 JP 57100611 A JP57100611 A JP 57100611A JP 10061182 A JP10061182 A JP 10061182A JP S636000 B2 JPS636000 B2 JP S636000B2
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- Japan
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- converter
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/06—Controlling the motor in four quadrants
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は交流電力を直流電力に変換し、この直
流電力を直流―直流変換、あるいは直流―交流変
換して電動機を制御するシステムにおいて、入力
力率を改善した電動機の制御装置に関する。
流電力を直流―直流変換、あるいは直流―交流変
換して電動機を制御するシステムにおいて、入力
力率を改善した電動機の制御装置に関する。
本発明が適用される電動機の制御装置には例え
ば交流―直流―直流変換を行なつて直流電動機を
制御する方式や、交流―直流―直流―交流変換や
交流―直流―交流変換を行なつて交流電動機を制
御する方式のものがある。従来技術を説明するた
め、ここでは交流―直流―交流変換方式の電動機
制御装置を第1図に示して説明する。この図で1
1は入力交流電源、12は交流―直流変換を行な
う順変換器、13は大容量のフイルタコンデン
サ、14は直流―交流変換を行ない可変周波数の
交流電力を出力するインバータ、15は交流電動
機、16は直流―交流変換を行なう逆変換器、1
7は直流リアクトルである。第1図で入力交流電
源11の交流電力は順変換器12で直流電力に変
換され、フイルタコンデンサ13でこの電力を平
滑化し、インバータ14で再び異なる周波数の交
流電力に変換して交流電動機15を可変速運転す
る。交流電動機15に入力交流電源11より電力
が供給される時は、以上の説明のルートで電力が
供給されるが、交流電動機15より入力交流電源
11へ電力が回生される場合には、帰還電力は一
度フイルタコンデンサ13に蓄わえられ、この電
力を直流リアクトル17で平滑化しながら逆変換
器16を介して入力交流電源11に電力回生を行
なつていた。
ば交流―直流―直流変換を行なつて直流電動機を
制御する方式や、交流―直流―直流―交流変換や
交流―直流―交流変換を行なつて交流電動機を制
御する方式のものがある。従来技術を説明するた
め、ここでは交流―直流―交流変換方式の電動機
制御装置を第1図に示して説明する。この図で1
1は入力交流電源、12は交流―直流変換を行な
う順変換器、13は大容量のフイルタコンデン
サ、14は直流―交流変換を行ない可変周波数の
交流電力を出力するインバータ、15は交流電動
機、16は直流―交流変換を行なう逆変換器、1
7は直流リアクトルである。第1図で入力交流電
源11の交流電力は順変換器12で直流電力に変
換され、フイルタコンデンサ13でこの電力を平
滑化し、インバータ14で再び異なる周波数の交
流電力に変換して交流電動機15を可変速運転す
る。交流電動機15に入力交流電源11より電力
が供給される時は、以上の説明のルートで電力が
供給されるが、交流電動機15より入力交流電源
11へ電力が回生される場合には、帰還電力は一
度フイルタコンデンサ13に蓄わえられ、この電
力を直流リアクトル17で平滑化しながら逆変換
器16を介して入力交流電源11に電力回生を行
なつていた。
以上説明するように従来の電動機の制御装置で
は、入力交流電源11より電力が供給される場合
には順変換器12が運転され、入力交流電源11
へ電力が回生される場合には逆変換器16が運転
される。又、順変換器12はダイオードブリツジ
で構成して無制御にするか(制御角α≒0)、サ
イリスタブリツジで構成して制御角α=0゜〜90゜
の範囲で運転する場合が多く、制御角α≒0の近
傍の運転領域では進み力率、又制御角が或る程度
遅れ負荷が重くなると遅れ力率で運転される。更
に、逆変換器16はサイリスタブリツジで構成
し、制御角α=90゜〜180゜の範囲で運転させるた
め、遅れ力率となつていた。このように運転され
る従来の電動機の制御装置においては、その運転
状態によつて入力交流電源11側の無効電力が大
幅に変化し、入力交流電源11の皮相電力は電動
機の制御装置より供給可能な有効電力に比較して
非常に大きくしなければならない欠点があつた。
は、入力交流電源11より電力が供給される場合
には順変換器12が運転され、入力交流電源11
へ電力が回生される場合には逆変換器16が運転
される。又、順変換器12はダイオードブリツジ
で構成して無制御にするか(制御角α≒0)、サ
イリスタブリツジで構成して制御角α=0゜〜90゜
の範囲で運転する場合が多く、制御角α≒0の近
傍の運転領域では進み力率、又制御角が或る程度
遅れ負荷が重くなると遅れ力率で運転される。更
に、逆変換器16はサイリスタブリツジで構成
し、制御角α=90゜〜180゜の範囲で運転させるた
め、遅れ力率となつていた。このように運転され
る従来の電動機の制御装置においては、その運転
状態によつて入力交流電源11側の無効電力が大
幅に変化し、入力交流電源11の皮相電力は電動
機の制御装置より供給可能な有効電力に比較して
非常に大きくしなければならない欠点があつた。
また最近のエネルギー事情の悪化より、入力交
流電源11側の皮相電力を低減できると、入力交
流電源11側での効率の向上と、設備投資費の減
少が期待できるため、無効電力を低減出来る電動
機の制御装置の実用化が要望されている。
流電源11側の皮相電力を低減できると、入力交
流電源11側での効率の向上と、設備投資費の減
少が期待できるため、無効電力を低減出来る電動
機の制御装置の実用化が要望されている。
本発明は前述の点に鑑みてなされたもので、入
力電源側の無効電力を低減出来る電動機の制御装
置を提供することを目的としている。
力電源側の無効電力を低減出来る電動機の制御装
置を提供することを目的としている。
本発明は、この目的を達成するために、順変換
器と逆変換器を同時に運転出来るようにして、か
つ順変換器運転で発生する無効電力を逆変換器運
転で発生する無効電力で打消すようにしたことを
特徴とするものである。
器と逆変換器を同時に運転出来るようにして、か
つ順変換器運転で発生する無効電力を逆変換器運
転で発生する無効電力で打消すようにしたことを
特徴とするものである。
本発明の一実施例を第2図に示す。この図にお
いて第1図と同一番号を付した回路構成素子は、
第1図と同一機能の回路素子であり、説明を省
く。この図で18は直流―直流変換を行なうチヨ
ツパ、19は変圧器、20は力率制御回路、13
1はフイルタコンデンサ、181はゲートターンオ
フサイリスタなどの半導体スイツチ、182はダ
イオード、183は直流リアクトルである。
いて第1図と同一番号を付した回路構成素子は、
第1図と同一機能の回路素子であり、説明を省
く。この図で18は直流―直流変換を行なうチヨ
ツパ、19は変圧器、20は力率制御回路、13
1はフイルタコンデンサ、181はゲートターンオ
フサイリスタなどの半導体スイツチ、182はダ
イオード、183は直流リアクトルである。
第2図の動作を説明する。入力交流電源11よ
り電力を供給して交流電動機15を運転する方法
及び交流電動機15よりの帰還電力を入力電流電
源11へ回生する方法は第1図と同様である。こ
の図で順変換器12はダイオードブリツジで構成
しているため制御角α≒0であるから、通常の運
転では進みの無効電力を発生している。チヨツパ
18は半導体スイツチ181の導通と非導通の期
間を制御することによつて、その出力電圧を任意
の値に制御できる。即ち半導体スイツチ181が
導通中はフイルタコンデンサ13より半導体スイ
ツチ181―直流リアクトル183―フイルタコン
デンサ131―フイルタコンデンサ13のループ
で電流が流れ、半導体スイツチ181が非導通に
なればダイオード182―直流リアクトル183―
フイルタコンデンサ131―ダイオード182のル
ープで直流リアクトル183のエネルギーを放出
させる。その出力電力制御は半導体スイツチ18
1の導通周期に対する導通期間の割合いで決るこ
とが良く知られている。変換器16はこの図では
制御角α=90゜〜180゜の範囲で運転される自然転
流の整流器であつて、遅れ無効電力を発生する
が、制御角α=180゜側よりα=90゜側で大きが遅
れ無効電力を発生することができる。力率制御回
路20は入力交流電源11の電圧と電流信号より
入力交流電源11の電源力率に対応した電気信号
を得て逆変換器16とチヨツパ18を制御する。
り電力を供給して交流電動機15を運転する方法
及び交流電動機15よりの帰還電力を入力電流電
源11へ回生する方法は第1図と同様である。こ
の図で順変換器12はダイオードブリツジで構成
しているため制御角α≒0であるから、通常の運
転では進みの無効電力を発生している。チヨツパ
18は半導体スイツチ181の導通と非導通の期
間を制御することによつて、その出力電圧を任意
の値に制御できる。即ち半導体スイツチ181が
導通中はフイルタコンデンサ13より半導体スイ
ツチ181―直流リアクトル183―フイルタコン
デンサ131―フイルタコンデンサ13のループ
で電流が流れ、半導体スイツチ181が非導通に
なればダイオード182―直流リアクトル183―
フイルタコンデンサ131―ダイオード182のル
ープで直流リアクトル183のエネルギーを放出
させる。その出力電力制御は半導体スイツチ18
1の導通周期に対する導通期間の割合いで決るこ
とが良く知られている。変換器16はこの図では
制御角α=90゜〜180゜の範囲で運転される自然転
流の整流器であつて、遅れ無効電力を発生する
が、制御角α=180゜側よりα=90゜側で大きが遅
れ無効電力を発生することができる。力率制御回
路20は入力交流電源11の電圧と電流信号より
入力交流電源11の電源力率に対応した電気信号
を得て逆変換器16とチヨツパ18を制御する。
入力交流電源11より順変換器12―フイルタ
コンデンサ13―インバータ14―交流電動機1
5のルートで電力が供給される時、順変換器12
の発生する進み無効電力の大きさに対応して、力
率制御回路20はチヨツパ18の出力電圧と逆変
換器16の制御角αを制御する。即ち順変換器1
2が軽負荷なら発生する進み無効電力が大きいた
めチヨツパ18の出力電圧が高く、逆変換器16
の制御角αが90゜側より180゜側に近づくように、
逆に順変換器12が重負荷ならばチヨツパ18の
出力電圧を低くして逆変換器16の制御角αを
90゜側に近づけ逆変換器16で発生する遅れ無効
電力を少なくする。
コンデンサ13―インバータ14―交流電動機1
5のルートで電力が供給される時、順変換器12
の発生する進み無効電力の大きさに対応して、力
率制御回路20はチヨツパ18の出力電圧と逆変
換器16の制御角αを制御する。即ち順変換器1
2が軽負荷なら発生する進み無効電力が大きいた
めチヨツパ18の出力電圧が高く、逆変換器16
の制御角αが90゜側より180゜側に近づくように、
逆に順変換器12が重負荷ならばチヨツパ18の
出力電圧を低くして逆変換器16の制御角αを
90゜側に近づけ逆変換器16で発生する遅れ無効
電力を少なくする。
他方、交流電動機15よりの帰還電力を入力交
流電源へ回生する場合には、力率制御回路20の
出力信号によつて順変換器12にも進み無効電力
を発生させるようにチヨツパ18と逆変換器16
を制御することにより、入力交流電源11の無効
電力を低減できる。即ち交流電動機15よりの帰
還電力の大きさにより、順変換器12―フイルタ
コンデンサ13―チヨツパ18―フイルタコンデ
ンサ131―直流リアクトル17―逆変換器16
―変圧器19のルートで流れる電流の大きさを制
御することによつて入力交流電源11の無効電力
を低減させる。
流電源へ回生する場合には、力率制御回路20の
出力信号によつて順変換器12にも進み無効電力
を発生させるようにチヨツパ18と逆変換器16
を制御することにより、入力交流電源11の無効
電力を低減できる。即ち交流電動機15よりの帰
還電力の大きさにより、順変換器12―フイルタ
コンデンサ13―チヨツパ18―フイルタコンデ
ンサ131―直流リアクトル17―逆変換器16
―変圧器19のルートで流れる電流の大きさを制
御することによつて入力交流電源11の無効電力
を低減させる。
以上説明するように本発明に依れば入力交流電
源11より電力が供給される過程か、電力が回生
される過程であるかにかかわらず、入力交流電源
11の無効電力を低減できる。
源11より電力が供給される過程か、電力が回生
される過程であるかにかかわらず、入力交流電源
11の無効電力を低減できる。
第3図に本発明の他の実施例を示す。この図で
第1図及び第2図と同一番号を付した回路素子は
第1図及び第2図と同一機能の回路素子であり説
明を省く。121と122は順変換器132と133
はフイルタコンデンサ、161は逆変換器、171
と172は直流リアクトルである。この図の動作
は基本的には第2図と同一であり、順変換器12
1と122が2組設けられており、この出力側はそ
れぞれ分離されている。また順変換器121,1
22はサイリスタブリツジで構成され、発生する
無効電力の大きさと極性が制御角αによつて変化
する。直流リアクトル171と172はフイルタコ
ンデンサ132と132を充電する電流を平滑化す
る。他方逆変換器161はゲートターンオフサイ
リスタや大容量パワートランジスタあるいは強制
転流方式の変換器であつて、制御角αが90゜から
270゜の範囲で運転可能な変換器である。第3図で
はフイルタコンデンサ132及び133にそれぞれ
対応してチヨツパ18が設けられており、チヨツ
パ18の出力側は、第2図の如くフイルタコンデ
ンサ131と直流リアクトル17を設けずに、直
接逆変換器161に接続することもできる。逆変
換器161は制御角αが90゜〜180゜の範囲で運転す
ると遅れ無効電力を、制御角αを180゜〜270゜の範
囲で制御すると進み無効電力を発生させることが
できる。従つて順変換器121又は122の発生す
る無効電力が進み無効電力或は遅れ無効電力であ
つてもこの無効電力を打消すように逆変換器16
1を制御することが出来るので、入力交流電源1
1の無効電力を低減できることが明らかである。
第1図及び第2図と同一番号を付した回路素子は
第1図及び第2図と同一機能の回路素子であり説
明を省く。121と122は順変換器132と133
はフイルタコンデンサ、161は逆変換器、171
と172は直流リアクトルである。この図の動作
は基本的には第2図と同一であり、順変換器12
1と122が2組設けられており、この出力側はそ
れぞれ分離されている。また順変換器121,1
22はサイリスタブリツジで構成され、発生する
無効電力の大きさと極性が制御角αによつて変化
する。直流リアクトル171と172はフイルタコ
ンデンサ132と132を充電する電流を平滑化す
る。他方逆変換器161はゲートターンオフサイ
リスタや大容量パワートランジスタあるいは強制
転流方式の変換器であつて、制御角αが90゜から
270゜の範囲で運転可能な変換器である。第3図で
はフイルタコンデンサ132及び133にそれぞれ
対応してチヨツパ18が設けられており、チヨツ
パ18の出力側は、第2図の如くフイルタコンデ
ンサ131と直流リアクトル17を設けずに、直
接逆変換器161に接続することもできる。逆変
換器161は制御角αが90゜〜180゜の範囲で運転す
ると遅れ無効電力を、制御角αを180゜〜270゜の範
囲で制御すると進み無効電力を発生させることが
できる。従つて順変換器121又は122の発生す
る無効電力が進み無効電力或は遅れ無効電力であ
つてもこの無効電力を打消すように逆変換器16
1を制御することが出来るので、入力交流電源1
1の無効電力を低減できることが明らかである。
尚、本発明は、変圧器19の挿入箇所を限定す
るものではなく、順変換器12,121,122と
逆変換器16,161の交流端子側が絶縁されて
いれば良い。また順変換器の個数や、チヨツパの
個数を特に限定するものではなく、またチヨツパ
の回路構成を特に限定するものではない。その他
本発明の要旨を変更しない範囲において種々の変
形回路を構成できる。
るものではなく、順変換器12,121,122と
逆変換器16,161の交流端子側が絶縁されて
いれば良い。また順変換器の個数や、チヨツパの
個数を特に限定するものではなく、またチヨツパ
の回路構成を特に限定するものではない。その他
本発明の要旨を変更しない範囲において種々の変
形回路を構成できる。
本発明によれば順変換器の直流出力端子と逆変
換器の直流入力端子間にチヨツパを設けて、順変
換器の発生する無効電力と反射極性の無効電力を
逆側整流器に発生させ、その無効電力量を調整す
ることによつて入力交流電源の無効電力量を低減
させることができる電動機の制御装置を実現でき
ることが明らかである。
換器の直流入力端子間にチヨツパを設けて、順変
換器の発生する無効電力と反射極性の無効電力を
逆側整流器に発生させ、その無効電力量を調整す
ることによつて入力交流電源の無効電力量を低減
させることができる電動機の制御装置を実現でき
ることが明らかである。
第1図は従来の電動機の制御装置の回路図、第
2図は本発明の一実施例を示す電動機の制御装置
の回路図、第3図は本発明の他の実施例を示す電
動機の制御装置の回路図である。 11…入力交流電源、12,121,122…順
変換器、13,131,132,133…フイルタ
コンデンサ、14…インバータ、15…交流電動
機、16,161…逆変換器、17,171,17
2…直流リアクトル、18…チヨツパ、181…半
導体スイツチ、182…ダイオード、183…直流
リアクトル、19…変圧器、20…力率制御回
路。
2図は本発明の一実施例を示す電動機の制御装置
の回路図、第3図は本発明の他の実施例を示す電
動機の制御装置の回路図である。 11…入力交流電源、12,121,122…順
変換器、13,131,132,133…フイルタ
コンデンサ、14…インバータ、15…交流電動
機、16,161…逆変換器、17,171,17
2…直流リアクトル、18…チヨツパ、181…半
導体スイツチ、182…ダイオード、183…直流
リアクトル、19…変圧器、20…力率制御回
路。
Claims (1)
- 1 入力交流電源の交流電力を順変換器で直流電
力に変換して、この直流電力で直流電動機を駆
動、あるいは前記直流電力をインバータで交流電
力に変換して交流電動機を駆動し、前記直流電動
機あるいは交流電動機より電力が帰還される場合
には逆変換器で前記入力交流電源へ電力回生を行
なう電動機の制御装置において、前記逆変換器の
入力側にチヨツパを設け、かつ前記入力交流電源
の電圧と電流を入力とし前記逆変換器とチヨツパ
を制御する力率制御回路を設けて、前記順変換器
が発生する無効電力を打消す方向の無効電力の制
御を可能とした電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100611A JPS58218895A (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | 電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100611A JPS58218895A (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | 電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58218895A JPS58218895A (ja) | 1983-12-20 |
| JPS636000B2 true JPS636000B2 (ja) | 1988-02-06 |
Family
ID=14278635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57100611A Granted JPS58218895A (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | 電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58218895A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6240083A (ja) * | 1985-08-14 | 1987-02-21 | Fanuc Ltd | 三相誘導電動機の制御方法 |
| DE19546000A1 (de) * | 1995-12-09 | 1997-06-12 | Gegelec Aeg Anlagen Und Antriebssysteme Gmbh | 4-Quadrant-Einspeisestromrichter für Pulswechselrichter |
-
1982
- 1982-06-14 JP JP57100611A patent/JPS58218895A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58218895A (ja) | 1983-12-20 |
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