JP2006136123A - 巻線界磁式同期機の磁極位置検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電機子巻線に所望の交番電圧Vqh(あるいは交番電流)を注入する交番信号発生器1と、同期機4の界磁電流Ifを検出する界磁電流センサ5(あるいは界磁巻線の端子電圧を検出する界磁電圧センサ)と、前記界磁電流センサ5(あるいは界磁電圧センサ)が検出する界磁電流If(あるいは界磁電圧)に含まれる前記の注入された交番電圧Vqh(あるいは交番電圧)と同周波数の成分を利用して同期機の回転子磁極位置θを検出する磁極位置検出器6を設けた。
【選択図】 図1
Description
実施の形態1.
Vfh = Vqh・sin(θ−θ0) (1)
この場合においても、磁極位置検出器内で使用する電流基準信号Vfpは発生する界磁電圧Vfdの交番成分と同じ位相を持つ信号を使用する必要がある。図10にこの場合の交番電流指令Iqh、電圧基準信号Vfp、検出界磁電流Vfd、および誤差信号eθの波形の関係を示す。
なお、実際の界磁電流あるいは検出界磁電圧には、電機子側の交番電圧あるいは交番電流により発生する交番電圧あるいは交番電流以外に、界磁側変換器(PWMアンプあるいはサイリスタ変換器など)が発生する周期的な電圧あるいは電流の脈動が存在する場合がある。磁極位置検出において、これらの界磁側変換器による脈動の影響を避けるには、電機子側から印加する交番電圧あるいは交番電流の周波数を、変換器による脈動の周波数のn分の1(nは2の倍数)にすればよい。
また以上の実施の形態では、交番信号を電機子側に注入して界磁側で検出する方法の磁極位置検出装置について説明したが、逆に交番信号を界磁側に注入して電機子側で検出する方法でも磁極位置検出を行うことができる。
図13は本発明の実施の形態2による巻線界磁式同期機の磁極位置検出装置の動作を示すベクトル図である。図のように真の磁極位置θ0と検出磁極位置θが一致しない状態では、d0軸上に界磁巻線より交番電圧Vfhを加えると、電機子巻線と界磁巻線は電磁気的に結合しているので、その交番電圧は電機子巻線の制御座標軸であるq軸方向にも印加され、結果として電機子q軸に交番電流が発生する。一方、真の磁極位置θ0と検出磁極位置θが一致している場合には、d0軸上に界磁巻線より交番電圧Vfhを加えても、その交番電圧は電機子q軸方向成分を持たないので電機子q軸に交番電流は発生しない。
以上の界磁電圧と電機子q軸電流の関係は、実施の形態1における電機子q軸電圧と界磁電流の関係と類似しているので、同様の方法により磁極位置検出装置を構成することができる。
また、界磁側に交番電流を注入し電機子側の交番電流を検出する方法でも磁極位置検出装置を構成することは可能であって、同期機の界磁巻線のインピーダンス特性の影響を受けることなく所望の振幅の交番電流を発生させることが出来、安定した検出を行うことができる。
また、界磁側に交番電流を注入し電機子側の交番電圧を検出する方法でも磁極位置検出装置を構成することは可能であって、同期機の電機子巻線のインピーダンスの影響を受けることなく交番成分を検出することができ、また同期機の界磁巻線のインピーダンス特性の影響を受けることなく所望の振幅の交番電流を発生させることが出来、安定した検出を行うことができる。
また実施の形態2の場合でも、実施の形態1同様に、界磁側から印加する交番電圧あるいは交番電流の周波数を、電機子側変換器が発生する電圧あるいは電流の脈動の周波数のn分の1(nは2の倍数)にすることにより、磁極位置検出に対する前記脈動の影響を避けることができる。
Claims (6)
- 巻線界磁式同期機と、この同期機の電機子巻線に所望の交番信号を注入する交番信号発生器と、前記交番信号により前記同期機の界磁巻線に発生する交番信号を検出する交番信号検出器と、前記界磁巻線に含まれている、前記電機子巻線に注入される交番信号と同じ周波数成分を利用して同期機の回転子磁極位置を検出する磁極位置検出器を備えることを特徴とする巻線界磁式同期機の磁極位置検出装置。
- 巻線界磁式同期機と、この同期機の界磁巻線に所望の交番信号を注入する交番信号発生器と、前記交番信号により前記同期機の電機子巻線に発生する交番信号を検出する交番信号検出器と、前記電機子巻線に含まれている、前記界磁巻線に注入される交番信号と同じ周波数成分を利用して同期機の回転子磁極位置を検出する磁極位置検出器を備えることを特徴とする巻線界磁式同期機の磁極位置検出装置。
- 注入する交番信号は、電流あるいは電圧であることを特徴とする請求項1又は2に記載の巻線界磁式同期機の磁極位置検出装置。
- 検出する交番信号は、電流あるいは電圧であることを特徴とする請求項3に記載の巻線界磁式同期機の磁極位置検出装置。
- 電機子巻線に注入する交番信号の周波数を、界磁側変換器が発生する界磁電圧あるいは界磁電流の脈動の周波数のn分の1(nは2の倍数)にすることを特徴とする請求項1又は3に記載の巻線界磁式同期機の磁極位置検出装置。
- 界磁巻線に注入する交番信号の周波数を、電機子側変換器が発生する電機子電圧あるいは電機子電流の脈動の周波数のn分の1(nは2の倍数)にすることを特徴とする請求項2又は3に巻線界磁式同期機の磁極位置検出装置。
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