JP3153654B2 - 誘導電動機制御装置 - Google Patents
誘導電動機制御装置Info
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Description
ンピ―ダンスを検出する誘導電動機制御装置に関する。
回路を示す。r1は一次抵抗、x1は一次漏れリアクタ
ンスと称しこれらのベクトル和を一次インピ―ダンスと
称す。また、x2を二次漏れリアクタンス、r2を二次
抵抗、xMを励磁リアクタンスと称す。xMに流れる電
流は励磁電流と等価である。可変電圧可変周波数電源に
て三相誘導電動機に電力を供給する場合、以下のことが
らが、指摘されている。
相誘導電動機に電力を供給する場合、一次電圧Vと周波
数fの比を一定に保つ、いわゆるV/f一定制御が広く
行われているが、周波数が低くなると、一次インピ―ダ
ンスの電圧降下分の影響が顕著になり、励磁リアクタン
スの両端の励磁電圧Eと周波数fの比E/fが小さくな
るため磁束が減少し、出力トルクが低下する。一次イン
ピ―ダンスの電圧降下分を補正する事によりE/fが一
定になり、磁束が一定に保たれ上記トルクの低下を防止
できる。
/f一定制御において、一次インピ―ダンスの値を計測
する事が必要である。従来は、JEC−37で規定する
方法が広く用いられている。JEC−37の方法に付い
て以下に説明する。
電圧Vを印加し、その時に流れる電流iより、(1)式
でもとまる。通常はこの抵抗値r1を75℃の時の値に
換算するように規定されている。
子が回転しないように拘束した状態で、定格にほぼ等し
い電流Is が流れるときの線間電圧Vs とそのときの入
力電力Ws より、(2)式と(3)式で得られる。
分したものを一次リアクタンスにしており、拘束試験時
は等価回路の二次側のインピ―ダンスが励磁回路のイン
ピ―ダンスより十分小さいので励磁回路は無視できる。
また、一次漏れインダクタンスと二次漏れインダクタン
スは等しい、という仮定にもとずいて算出されている。
一次巻き線に直流を流す試験と、回転子を拘束する試験
の二つの試験を行わなければならなかった。また、拘束
試験時は等価回路の二次側のインピ―ダンスが励磁回路
のインピ―ダンスより十分小さいので励磁回路は無視で
きる。また、一次漏れインダクタンスと二次漏れインダ
クタンスは等しい、という仮定にもとずいて一次漏れリ
アクタンスが算出されているので、測定した一次漏れリ
アクタンスに誤差を含んでいた。これらの問題点を解決
する方法を次に述べる。
を印加し、任意の負荷を駆動しているとする。この状態
で、r1,x1に流れる一次電流をステップ状にゼロに
すると、図5の等価回路を見て解るように、誘導電動機
の端子電圧には、励磁リアクタンスの両端の励磁電圧ベ
クトル電圧E′がそのまま発生する。電流を流している
時の端子電圧ベクトルV′と電流をゼロにしたときの電
圧ベクトルE′の差が一次電圧降下分なのでこの差電圧
ベクトルを電流を流している時の電流ベクトルi′で除
算したものが一次インピ―ダンスとなる。この関係より
一次抵抗r1及び一次漏れリアクタンスx1は、(4)
式及び(5)式で得られる。
i′とがなす角度差、δは一次電圧ベクトルV′と励磁
電圧ベクトルE′とがなす角度差である。
を備えた多相交流電源により誘導電動機に電力を供給し
ている任意の負荷状態で、電流を遮断する事により一次
インピ―ダンスを正確に計測することが可能な装置を提
供することを目的とする。
に、本発明においては、誘導電動機に電力を供給する電
流遮断機能を有する交流電源を備えた誘導電動機制御装
置において、前記交流電源が出力する電圧の電圧振幅と
前記交流電源が出力する電流の振幅と前記電圧と電流と
の位相差と前記電流遮断機能により前記誘導電動機に流
れる電流を遮断したときの前記電圧の電圧位相の変化と
電圧振幅とを検出し、この検出値を用いて前記誘導電動
機の一次インピーダンスを計測する誘導電動機制御装置
を提供する。
動機の任意の負荷状態で、多相交流電源の電流を遮断す
ることにより、一次インピ―ダンスを計測することが可
能になる。
内に組み込み、一次インピ―ダンスの検出と一次インピ
―ダンスの電圧降下分を補正する機能を付加することに
より、一次インピ―ダンスが未知な誘導電動機に対して
も一次インピ―ダンスの影響を補正することができる可
変電圧可変周波数電源装置を構成する事が可能になる。
相交流電源1から三相誘導電動機2へ、遮断器3を介し
て電力が供給される。三相誘導電動機2に加えられる三
相の電圧及び電流は、それぞれ計器用変圧器4及び計器
用変流器5で検出し、一次インピ―ダンス計測回路6に
入力する。計測開始スイッチ7をオンすると計測開始信
号8の論理が1になり、遮断器3の接点が解放される。
計測開始スイッチ7はまた、一次インピ―ダンス計測回
路6に入力される。
路の詳細図である。計器用変圧器4で検出された3相交
流電圧は3相2相変換回路9Aに入力される。3相2相
変換回路9Aは振幅Vp を持った3相交流電圧Vp sin
θV ,Vp sin (θV −120°)、Vp sin (θV +
120°)を2相電圧Vp sin θV ,Vp cos θV に変
換する。カウンタ10より出力される電圧位相検出値θV
′をsin 関数発生器11、cos 関数発生器12に入力し得
られたデジタル量のsin θV ′,cos θV ′と前記2相
電圧Vp sin θV ,Vp cos θV から乗算器13A,13
B,13C,13D及び減算器14A,14BによりVp sin Δ
θV ,Vp cos ΔθV を演算する。ここでΔθV は電圧
位相θV と電圧位相検出値θV ′の位相差である。
れ除算器15A,15Bにより電圧振幅Vp で除算し、sin
ΔθV ,cos ΔθV を得る。Vp sin ΔθV ,Vp cos
ΔθV にそれぞれsin ΔθV ,cos ΔθV を乗算器13
E,13Fを用いて乗算し、Vpsin 2 ΔθV ,Vp cos 2
ΔθV を得る。このふたつの和を加算器16Aにより求
め電圧振幅Vp を検出する。
し、その出力を比例積分増幅器18に入力し、sin ΔθV
がゼロになるように電圧制御発振器19の入力電圧を調節
する。このときの電圧制御発振器10の出力パルスをカウ
ンタ10でカウントし、デジタル量の電圧位相検出値θV
′を得る。sin ΔθV がゼロになるようにフェ―ズロ
ックル―プを構成しているので、電圧位相θV と電圧位
相検出値θV ′は等しくなるように制御される。
れ、遮断器の接点が開くと三相二相変換回路9Aに入力
される三相電圧は、誘導電動機の端子電圧Vから、励磁
リアクタンスの両端の電圧Eに急変する。この時の電圧
Eの位相をθE とすると、計測開始スイッチ7がオンさ
れる前は、減算器14Aの出力Vp sin ΔθV はゼロに制
御されているが、遮断器の接点を開いた瞬間、電圧位相
が急変すると、フェ―ズロックル―プの応答遅れのため
に、減算器14Aの出力には、Ep sin (θE −θV ′)
が発生する。ここで、Ep は電圧Eの振幅である。この
信号は、時間経過と共にゼロに収束する。従って、減算
器14Aの出力を反転器20で符号反転し、ピ―クホ―ルド
回路21Aで最大値検出する事により、Ep sin δを得
る。但しδ=θV −θE である。
は、減算器14Bの出力Vp cos ΔθV はΔθV がゼロに
制御されているためVp となっているが、遮断器の接点
を開いた瞬間、電圧位相の急変が急変すると、減算器14
Aの出力には、Ep cos (θE −θV ′)が発生する。
この信号は、時間経過と共にEp に収束する。従って、
減算器14Aの出力をピ―クホ―ルド回路21Bで最小値検
出する事により、Epcos δを得る。加算器16Aより出
力される遮断器の接点が開く前の電圧振幅Vpの値は、
ホ―ルド回路22Aにより計測開始信号の立ち上がりでホ
―ルドされる。
は3相2相変換回路9Bに入力される。3相2相変換回
路9Bは振幅Ip を持った3相交流電流Ip sin θI ,
Ipsin (θI −120°)、Ip sin (θI +120
°)を2相電流Ip sin θI,Ip cos θI に変換する。s
in 関数発生器11,cos 関数発生器12から出力されるsin
θ′,cos θ′と前記2相電流Ip sin θI ,Ip cos
θI から乗算器13E,13F,13G,13H及び減算器14
C,14DによりIp sin φ,Ip cos φを演算する。こ
こで図1の遮断器3の接点を解放するまでは、θとθ′
は等しくなるように制御しているので、φは電圧位相θ
V と電流位相θI の差である。
15C,15Dにより電流振幅Ip で除算し、sin φ,cos
φを得る。Ip sin φ,Ip cos φにそれぞれsin φ,
cosφを乗算器13G,13Hを用いて乗算し、Ip sin 2
φ,Ip cos 2 φを得る。このふたつの和を加算器16B
により求め電圧振幅Ip を検出する。sin φ,cos φ,
Ip の各信号は、それぞれホ―ルド回路22B,22C,22
Dにより、計測開始信号の立ち上がりでホ―ルドされ
る。
B,及びホ―ルド回路22A,22B,22C,22Dの出力信
号をアナログデジタル変換し(6)式、(7)式の演算
を行い、一次抵抗r1,一次インダクタンスx1を算出
する。
ずにアナログ回路で構成してもよい。図3,図4に本発
明の他の実施例を示す。
力Vp sin ΔθV をロ―パスフィルタ17に入力してフェ
―ズロックル―プを構成している点と、電圧振幅の検出
を減算器14Bの出力Vp cos ΔθV をホ―ルド回路22A
で行っている点である。この図3の方法が動作上図2と
異なる点は、電圧振幅の大きさによりフェ―ズロックル
―プのゲインが変化してしまうと、フェ―ズロックル―
プが正常に動作しているときしか電圧振幅Vp の検出が
なされない点である。図3の方法も、電圧振幅Vp が大
きく変化しない場合は、実用上問題にならない。このほ
かに、電圧振幅Vp や、電流振幅Ip を検出する方法と
して、三相電圧や三相電流を全波整流する方法がある。
図4は図2及び図3の一次インピ―ダンス計測回路を直
流を交流に変換するインバ―タで誘導電動機を駆動する
場合に適用した例である。
が出力する一次電圧ベクトルV′に相当したゲ―トパル
スをインバ―タ26に出力する。インバ―タ26は、このゲ
―トパルスに従い直流電圧源27が出力する直流電圧を一
次電圧ベクトルV′に相当する電圧に変換し、誘導電動
機2に出力する。この時の一次電圧と一次電流はそれぞ
れ計器用変圧器4と計器用整流器5で検出され一次イン
ピ―ダンス計測回路6に入力される。いま、インバ―タ
停止信号28の論理が1になるとゲ―トパルス発生器24は
インバ―タ25が電流を遮断するようにゲ―トパルスを出
力する。インバ―タ停止信号28は図1の計測開始信号に
代わって一次インピ―ダンス計測回路6に入力され、図
2及び図3で説明したように一次抵抗r1と一次リアク
タンスx1が計測される。再度インバ―タ26を運転する
ときにこのように計測された一次抵抗r1と一次リアク
タンスx1の値と励磁電圧ベクトル指令E′と検出した
電流ベクトルI′によりベクトル演算器25は(8)式に
従い一次電圧ベクトルV′を計算する。
とすれば、一次インピ―ダンスの影響うけない誘導電動
機制御装置を構成できる。また、誘導電動機制御装置と
誘導電動機を接続するケ―ブルにインピ―ダンスがある
場合、誘導電動機の一次インピ―ダンスとケ―ブルのイ
ンピ―ダンスの総和を検出し、その影響を補正すること
が可能となる。
流を遮断するときに自動的に誘導電動機の一次インピ―
ダンスを計測することが可能となる。また、計測された
一次インピ―ダンスを用い誘導電動機の制御装置が、誘
導電動機の一次インピ―ダンスの影響を補正することが
可能となる。
すブロック図
を示すブロック図
計測回路 7…計測開始スイッチ 8…計測開始信号 9…三相二相変換回路 10…カウンタ 11…sin 関数発生器 12…cos 関数発生器 13…乗算器 14…減算器 15…除算器 16…加算器 17…ロ―パスフィルタ 18…比例積分増幅器 19…電圧制御発信器 20…反転器 21…ピ―クホ―ルド回路 22…ホ―ルド回路 23…CPU 24…ゲ―トパルス発生器 25…ゲ―トパルス発生器 26…インバ―タ 27…直流電圧源 28…インバ―タ停止信号
Claims (1)
- 【請求項1】 誘導電動機に電力を供給する電流遮断機
能を有する交流電源を備えた誘導電動機制御装置におい
て、前記交流電源が出力する電圧の電圧振幅と前記交流
電源が出力する電流の振幅と前記電圧と電流との位相差
と前記電流遮断機能により前記誘導電動機に流れる電流
を遮断したときの前記電圧の電圧位相の変化と電圧振幅
とを検出し、この検出値を用いて前記誘導電動機の一次
インピーダンスを計測する誘導電動機制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31669992A JP3153654B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | 誘導電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31669992A JP3153654B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | 誘導電動機制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06160497A JPH06160497A (ja) | 1994-06-07 |
JP3153654B2 true JP3153654B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=18079919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31669992A Expired - Lifetime JP3153654B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | 誘導電動機制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3153654B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102565706B (zh) * | 2012-01-19 | 2014-04-02 | 天津清源电动车辆有限责任公司 | 电动汽车电机测试用直流控制系统 |
-
1992
- 1992-11-26 JP JP31669992A patent/JP3153654B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06160497A (ja) | 1994-06-07 |
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