JPS638717B2 - - Google Patents

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JPS638717B2
JPS638717B2 JP55155139A JP15513980A JPS638717B2 JP S638717 B2 JPS638717 B2 JP S638717B2 JP 55155139 A JP55155139 A JP 55155139A JP 15513980 A JP15513980 A JP 15513980A JP S638717 B2 JPS638717 B2 JP S638717B2
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JP
Japan
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magnetic flux
circuit
motor
integrator
feedback
Prior art date
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Expired
Application number
JP55155139A
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English (en)
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JPS5780276A (en
Inventor
Satoru Takahashi
Mikio Takeda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5780276A publication Critical patent/JPS5780276A/ja
Publication of JPS638717B2 publication Critical patent/JPS638717B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters

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

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
この発明は、位置検出器を設けない無整流子電
動機の始動方式に関する。
【従来の技術】
従来、この種の無整流子電動機の制御方式とし
て、位置検出器を省略し、電動機の誘起電圧を積
分演算して得られる各相の有効磁束波形を電動機
転流のための同期信号とし、電動機制御の安全性
および起動の容易性を図る方式が提案されてい
る。 このような従来の無整流子電動機の制御方式に
おいては、磁束演算用の積分器に正しく初期値を
与え、界磁極の電気的位置をメモリさせることに
より位置検出器なしで始動が可能であり、この場
合初期値は運転に先立つて界磁回路を投入する方
法で自動的に積分器に与えられる。また、このよ
うな磁束を演算する積分回路は、一般に磁束演算
器と称され、直流的なドリフトの影響を避けるた
めにPI帰還回路を付加したり、入力側をキヤパ
シタンス結合とし直流分をカツトする手段が採ら
れる。しかしながら、このような手段では、周波
数特性に基づき電動機が低速になるに従い磁束の
演算精度が悪くなり、この結果電動機発生トルク
の減少を招き、特に始動トルクは著しく減少して
始動失敗を起こす等の欠点がある。 このような欠点を除去するため、出願人は、先
に磁束演算器を構成するPI帰還回路を備えた積
分器において、起動指令がなされ電動機の速度が
低レベルのときには、積分器からPI帰還回路を
切り放して純積分器として作動させるよう構成し
て、積分器の位相誤差の発生を防止し精度の高い
積分演算を行つて逆変換器の制御進み角βを正し
く制御し、始動時のトルク低下を回避することが
できる始動方式を開発し、特許出願(特開昭57−
80275号)として提案した。 第1図は、本出願人が先に提案した駆動方式を
実施する無整流子電動機の制御回路を示すもので
ある。すなわち、第1図において、参照符号10
は同期電動機を示し、この同期電動機10は、交
流電源を順変換器12を介して直流に変換し、そ
の後適宜平滑リアクトル14を介して逆変換器1
6により交流に再変換し、このようにして得られ
た交流電力により駆動されるよう構成される。こ
のように構成される無整流子電動機における速度
制御は、速度設定器18からの速度設定信号と同
期電動機10に直結した速度検出用発電機20か
らの速度検出信号とを比較して速度調節器22に
入力し、次いで速度調節器22の出力信号と順変
換器12の交流側入力電流検出信号と比較して電
流調節器24に入力し、得られた出力信号を点弧
角調整器26を介して順変換器12の位相制御を
行うことにより達成される。また、無整流子電動
機の始動に際しては、誘起電圧演算器28と磁束
演算器30とを設け、まず誘起電圧演算器におい
て電動機10の端子電圧から電機子電流による漏
れリアクタンス降下分および抵抗降下分を差し引
いて誘起電圧を求め、次で磁束演算器30におい
て積分器誘起電圧を積分演算して磁束を求めて、
得られた磁束波形を位相電圧(同期信号)として
パルス分配器32を介して逆変換器16の転流制
御を行う。この場合、磁束演算器30は、第2図
に示すように、PI帰還回路が付加された積分器
で構成され、PI帰還回路はスイツチ34を介し
て積分器と切離自在に接続される。さらに、スイ
ツチ34は、起動指令信号と速度検出用発電機2
0(第1図参照)からの速度検出信号をコンパレ
ータ38を介して出力される低速レベル信号とを
それぞれ入力するAND回路36の出力信号によ
つて開閉動作するよう構成する。 このように、磁束演算器30を構成することに
より、起動指令がなされ電動機の速度が低速レベ
ルのときは、磁速演算器30は積分器からPI帰
還回路が切り離されて純積分器として動作し、前
述したような始動時の安定かつ円滑な制御を達成
することができる。 また、このように構成される無整流子電動機の
始動方式においては、始動後電動機が回転してそ
の回転速度がコンパレータ38で設定される所定
低速レベルを超えると、PI帰還回路と積分器と
が接続されて磁束演算器30はPI帰還回路を付
加した積分器として動作する。
【発明が解決しようとする問題点】
ところで、この磁束演算器30の切換動作に際
し、PI帰還量がどの位の値になつているかは全
く不明であり、磁束演算器30の切換えのタイミ
ングによつて刻々と変化する。特にI帰還用増幅
器の出力は直流入力オフセツトによつて飽和出力
値となつていることも考えられる。このような状
態で磁束演算器30の切換動作が行われると、急
激な入力変化により磁束演算器30の出力はシヨ
ツクを受ける。このため、電動機のトルク変動を
起生したり、甚だしい場合には電動機の運転継続
が不可能となる等の問題を発生する。 そこで、本発明は、位置検出器を省略した無整
流子電動機の制御において、始動時のトルク低下
を防止すると共に始動後のトルク変動を確実に防
止して安定かつ円滑な運転を達成することのでき
る無整流子電動機の始動方式を提供することを目
的とする。
【問題点を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、
電動機の誘起電圧を検出し、この誘起電圧を磁束
演算器で積分演算して磁束波形を算出し、この磁
束波形を電動機転流の同期信号とする位置検出器
を省略した無整流子電動機において、磁束演算器
のPI帰還回路と積分器とを切離自在に接続し、
起動指令と電動機の低速レベルとのAND条件下
にPI帰還回路を積分器から切離して磁束演算器
を純積分器として作動させると共に、PI帰還回
路におけるI帰還用増幅器の帰還コンデンサを短
絡し、次いで、電動機の速度が低速レベルを超え
かつ磁束演算器の出力信号が零になつた時にPI
帰還回路を積分器に接続すると共に、I帰還用増
幅器の帰還コンデンサの短絡を解除することを特
徴とする。
【実施例】
次に、本発明に係る無整流子電動機の始動方式
の実施例につき添付図面を参照しながら以下詳細
に説明する。 第3図は、本発明方式を実施する電圧モデルの
ブロツク結線図を示す。すなわち、本発明方式
は、第1図に示す無整流子電動機の制御回路にお
いて、磁束演算器30を、第3図に示す構成から
なる磁束演算器30′に置換することにより達成
される。第3図に示す磁束演算器30′は、PI帰
還回路が付加された積分器で構成され、PI帰還
回路はスイツチ40を介して積分器と切離自在に
接続される。このスイツチ40を開閉操作する回
路は、速度検出用発電機20(第1図参照)から
の速度検出信号nをコンパレータ42を介して出
力される低速レベル信号“1”と起動指令信号
“1”とを入力するAND回路44と、磁束演算器
30′の出力信号Φ=0の際に“0”信号を発信
するコンパレータ46と、AND回路44の出力
信号とコンパレータ46の出力信号とを入力する
NOR回路48と、AND回路44の出力信号
“1”によつて出力信号状態“1”にセツトされ
NOR回路48の出力信号“1”によつて出力信
号状態“0”にセツトされるフリツプフロツプ5
0と、このフリツプフロツプ50の出力信号と起
動指令信号“1”とを入力するAND回路52と
から構成され、このAND回路52の出力信号に
よつて前記スイツチ40の開閉動作を行う。ま
た、AND回路52の出力信号をNOT回路54を
介してI帰還用増幅器の出力を強制的に零に保持
するためのスイツチ56を開閉するよう構成す
る。 このように磁束演算器30′を構成することに
より、起動指令が入力されるまでは、AND回路
52の出力は“0”となり、スイツチ40が開閉
すると共にスイツチ56か開路して、磁束演算器
30′はPI帰還回路が付加された積分器として構
成される。この時点では、電動機は停止状態であ
るため誘起電圧は零であり、従つて磁束演算器3
0′の出力信号ΦもΦ=0である。 次に、起動指令が入力されると、起動指令信号
“1”とコンパレータ42の低レベル信号“1”
とのAND条件によりAND回路44の出力信号が
“1”となり、その結果フリツプフロツプ50が
出力信号状態“1”にセツトされる。この結果、
AND回路52の出力信号“1”によつてスイツ
チ40が開路し、PI帰還回路が切離されて、磁
束演算器30′は純積分器として動作する。この
とき、AND回路52の出力信号“1”はNOT回
路54を介してスイツチ56を閉路して、I帰還
用増幅器の帰還コンデンサを短絡し、I帰還用増
幅帰器の出力を強制的に零に保持する。 その後、電動機の回転数が増大し、速度検出信
号nがコンパレータ42の低速レベルを超える
と、コンパレータ42の出力信号が“0”とな
り、それゆえAND回路44の出力信号も“0”
となる。一方、誘起電圧Eも生起し、正弦波状に
変化しており、それゆえ磁束演算器30′の出力
信号Φもその誘起電圧Eに応じて正弦波状に変化
している。この正弦波出力信号Φがコンパレータ
46に供給されると、Φ=0のときにコンパレー
タ46から“0”信号が出力される。それゆえ、
Φ=0のときに、NOR回路48の入力条件は
AND回路44の出力信号“0”とコンパレータ
46の出力信号“0”とが成立し、従つてNOR
回路48の出力信号は“1”となる。それによ
り、フリツプフロツプ50が出力信号状態“0”
にリセツトされ、この結果AND回路52の出力
信号“0”によつてスイツチ40が閉路し、磁束
演算器30′はPI帰還回路が付加された積分器と
して作動する。これと同時に、スイツチ56が開
路されてI帰還回路の帰還コンデンサの短絡が解
除され、その結果、I帰還用増幅器も元の状態に
復帰する。この時のPI帰量は零となる。 第3図に示した実施例においては、第2図のス
イツチ34、AND回路36、コンパレータ38
に対応するスイツチ40、AND回路44、コン
パレータ42の他に、スイツチ40を制御するた
めに、コンパレータ46、NOR回路、フリツプ
フロツプ50およびAND回路52が付加されて
いる。低速レベル信号“1”が与えられたとき
は、上述の如く、この回路部分は関与しないで、
スイツチ40が開路される。一方、電動機の回転
数が増大し、コンパレータ42の出力信号が
“0”となつたときに、最終的にはスイツチ40
を閉路させるのであるが、この実施例ではこの閉
路のタイミングを、出力信号Φをコンパレータ4
6に与えて正弦波状出力信号ΦがΦ=0になる時
点を検知することにより得ている。つまり、上述
したように、NOR回路48は、コンパレータ4
2の出力信号“0”すなわちAND回路44の出
力信号“0”と、出力信号Φ=0すなわちコンパ
レータ46の出力信号“0”との条件が成立する
ことにより、フリツプフロツプ50を出力信号状
態“0”にリセツトする。それにより、スイツチ
40をΦ=0の時点で閉路させることができると
いう利点が生じる。
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明による方式によ
れば、位置検出器を省略した無整流子電動機の制
御において、電動機転流の同期信号となる磁束波
形を算出する磁束演算器を起動低速時のみ純積分
動作に切換えると共に電動機始動後において電動
機速度が低速レベルを超えた時にPI帰還回路を
付加した積分器として動作するよう切換えるに際
し、常にPI帰還量を零に保持することにより、
磁束演算器の出力にシヨツクを生じることがなく
なり、電動機のトルク変動等の発生を防止して電
動機の安定かつ円滑な運転を達成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は無整流子電動機の制御回路図、第2図
は第1図に示す制御回路の磁束演算器の一構成例
を示すブロツク結線図、第3図は本発明方式を実
施する磁束演算器の一実施例を示すブロツク結線
図である。 10……同期電動機、12……順変換器、14
……平滑リアクトル、16……逆変換器、18…
…速度設定器、20……速度検出用発電機、22
……速度調節器、24……電流調節器、26……
点弧角調整器、28……誘起電圧演算器、30,
30′……磁束演算器、32……パルス分配器、
34……スイツチ、36……AND回路、38…
…コンパレータ、40……スイツチ、42……コ
ンパレータ、44……AND回路、46……コン
パレータ、48……NOR回路、50……フリツ
プフロツプ、52……AND回路、54……NOT
回路、56……スイツチ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電動機の誘起電圧を検出し、この誘起電圧を
    磁束演算器で積分演算して磁束波形を算出し、こ
    の磁束波形を電動機転流の同期信号とする位置検
    出器を省略した無整流子電動機において、磁束演
    算器のPI帰還回路と積分器とを切離自在に接続
    し、起動指令と電動機の低速レベルとのAND条
    件下にPI帰還回路を積分器から切離して磁束演
    算器を純積分器として作動させると共に、PI帰
    還回路におけるI帰還用増幅器の帰還コンデンサ
    を短絡し、次いで、電動機の速度が低速レベルを
    超えかつ磁束演算器の出力信号が零になつた時に
    PI帰還回路を積分器に接続すると共に、I帰還
    用増幅器の帰還コンデンサの短絡を解除すること
    を特徴とする無整流子電動機の始動方式。
JP55155139A 1980-11-06 1980-11-06 Starting system for motor with no commutator Granted JPS5780276A (en)

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JP55155139A JPS5780276A (en) 1980-11-06 1980-11-06 Starting system for motor with no commutator

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JPS5780276A JPS5780276A (en) 1982-05-19
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