JP3367782B2 - 電動機制御装置およびその制御方法 - Google Patents
電動機制御装置およびその制御方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は誘導電動機を可変速制御
する電動機制御方法に係り、特に低い電源電圧でも回生
運転ができる電動機制御装置およびその方法に関する。
する電動機制御方法に係り、特に低い電源電圧でも回生
運転ができる電動機制御装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電圧形ＰＷＭインバータにおいて回生運
転が必要なときには一般的にＤＣ電源としてサイリスタ
コンバータが用いられる。図５は電動機制御装置の主回
路を示した概略図である。図５に示すように、サイリス
タコンバータ１の出力はフィルタコンデンサ２の作用に
より一定の電圧となり、インバータ回路３はこの電圧を
入力とし可変周波数可変電圧の交流電力に変換して誘導
電動機４を可変速制御する。
転が必要なときには一般的にＤＣ電源としてサイリスタ
コンバータが用いられる。図５は電動機制御装置の主回
路を示した概略図である。図５に示すように、サイリス
タコンバータ１の出力はフィルタコンデンサ２の作用に
より一定の電圧となり、インバータ回路３はこの電圧を
入力とし可変周波数可変電圧の交流電力に変換して誘導
電動機４を可変速制御する。
【０００３】ここではインバータ回路３をＩＧＢＴを用
いたインバータとして図示したが、ＧＴＯ，ＧＴＲ等の
自己消弧素子を用いたものでも良い。図６は従来の電動
機制御装置の制御回路のブロック図である。図６に示す
ように、制御回路は誘導電動機の速度ＳＰを検出する速
度検出器５と、誘導電動機の速度基準ＳＰ* を出力する
速度基準設定回路６と、上記誘導電動機の速度ＳＰと上
記誘導電動機の速度基準ＳＰ* との差を求める減算器７
と、上記誘導電動機の速度ＳＰと上記誘導電動機の速度
基準ＳＰ* とが等しくなるようにトルク基準Ｔ* を出力
する速度制御回路８と、誘導電動機の励磁電流基準Ｉｆ
* を出力する磁束制御回路９と、上記トルク基準Ｔ* と
上記励磁電流基準Ｉｆ* とを基に誘導電動機の１次電流
をベクトルとして演算し１次電流基準Ｉ* を出力するベ
クトル制御回路10と、誘導電動機の１次電流Ｉを検出す
る電流検出器11と、上記１次電流Ｉと上記１次電流基準
Ｉ* との差を求める減算器12と、上記１次電流Ｉと上記
１次電流基準Ｉ* とが等しくなるように電圧基準Ｖｍ*
を出力する電流制御回路13と、上記電圧基準Ｖｍ* を基
にインバータを制御するＰＷＭ制御回路14と、フィルタ
コンデンサの直流電圧ＤＣＶを検出する直流電圧検出回
路15と、直流電圧基準ＤＣＶ* を出力する電圧基準設定
回路16と、上記直流電圧ＤＣＶと上記直流電圧基準ＤＣ
Ｖ* との差を求める減算器17と、上記直流電圧ＤＣＶと
上記直流電圧基準ＤＣＶ* とが等しくなるように電源電
流基準Ｉｐ* を出力する電圧制御回路18と、電源電流Ｉ
ｐｏを検出する電流検出器19と、上記電流検出器19の出
力を整流し電源電流Ｉｐとして出力する整流器20と、上
記電源電流Ｉｐと上記電源電流基準Ｉｐ* との差を求め
る減算器21と、上記電源電流Ｉｐと上記電源電流基準Ｉ
ｐ* とが等しくなるように電圧基準Ｖｄｃ* を出力する
電流制御回路22と、上記電圧基準Ｖｄｃ* を基にサイリ
スタコンバータを位相制御する位相制御回路23とから構
成される。
いたインバータとして図示したが、ＧＴＯ，ＧＴＲ等の
自己消弧素子を用いたものでも良い。図６は従来の電動
機制御装置の制御回路のブロック図である。図６に示す
ように、制御回路は誘導電動機の速度ＳＰを検出する速
度検出器５と、誘導電動機の速度基準ＳＰ* を出力する
速度基準設定回路６と、上記誘導電動機の速度ＳＰと上
記誘導電動機の速度基準ＳＰ* との差を求める減算器７
と、上記誘導電動機の速度ＳＰと上記誘導電動機の速度
基準ＳＰ* とが等しくなるようにトルク基準Ｔ* を出力
する速度制御回路８と、誘導電動機の励磁電流基準Ｉｆ
* を出力する磁束制御回路９と、上記トルク基準Ｔ* と
上記励磁電流基準Ｉｆ* とを基に誘導電動機の１次電流
をベクトルとして演算し１次電流基準Ｉ* を出力するベ
クトル制御回路10と、誘導電動機の１次電流Ｉを検出す
る電流検出器11と、上記１次電流Ｉと上記１次電流基準
Ｉ* との差を求める減算器12と、上記１次電流Ｉと上記
１次電流基準Ｉ* とが等しくなるように電圧基準Ｖｍ*
を出力する電流制御回路13と、上記電圧基準Ｖｍ* を基
にインバータを制御するＰＷＭ制御回路14と、フィルタ
コンデンサの直流電圧ＤＣＶを検出する直流電圧検出回
路15と、直流電圧基準ＤＣＶ* を出力する電圧基準設定
回路16と、上記直流電圧ＤＣＶと上記直流電圧基準ＤＣ
Ｖ* との差を求める減算器17と、上記直流電圧ＤＣＶと
上記直流電圧基準ＤＣＶ* とが等しくなるように電源電
流基準Ｉｐ* を出力する電圧制御回路18と、電源電流Ｉ
ｐｏを検出する電流検出器19と、上記電流検出器19の出
力を整流し電源電流Ｉｐとして出力する整流器20と、上
記電源電流Ｉｐと上記電源電流基準Ｉｐ* との差を求め
る減算器21と、上記電源電流Ｉｐと上記電源電流基準Ｉ
ｐ* とが等しくなるように電圧基準Ｖｄｃ* を出力する
電流制御回路22と、上記電圧基準Ｖｄｃ* を基にサイリ
スタコンバータを位相制御する位相制御回路23とから構
成される。
【０００４】上述した制御回路の動作を図６，図７を用
いて説明する。図６において、速度制御回路８は速度基
準設定回路６の速度基準ＳＰ* と速度センサ５により検
出された誘導電動機４の速度ＳＰとが等しくなるよう
に、図７に示すトルクの基準Ｔ* を出力する。また、磁
束制御回路９は誘導電動機の励磁電流基準Ｉｆ* を出力
する。ベクトル制御回路10は上記トルク基準Ｔ* と励磁
電流基準Ｉｆ* を入力とし、誘導電動機の１次電流をベ
クトルとして演算し、１次電流基準Ｉ* を出力する。電
流制御回路13は前記１次電流基準Ｉ* と電流センサ11に
より検出した誘導電動機４の１次電流Ｉとが等しくなる
ように制御して、電圧基準Ｖｍ* を出力し、ＰＷＭ制御
回路14はこの電圧基準Ｖｍ* をもとに、インバータ回路
３をＰＷＭ制御する。一方、電圧制御回路18は直流電圧
検出回路15により検出した直流電圧ＤＣＶと電圧基準設
定回路16の設定電圧ＤＣＶ* とが等しくなるように、電
源電流基準Ｉｐ* を出力する。コンバータの電流制御回
路21は前記電源電流基準Ｉｐ* と電流センサ19により検
出した電源電流Ｉｐとが等しくなるように制御して、電
圧基準Ｖｄｃ* を出力し、位相制御回路22はこの電圧基
準Ｖｄｃ* をもとに、サイリスタコンバータ１を位相制
御する。
いて説明する。図６において、速度制御回路８は速度基
準設定回路６の速度基準ＳＰ* と速度センサ５により検
出された誘導電動機４の速度ＳＰとが等しくなるよう
に、図７に示すトルクの基準Ｔ* を出力する。また、磁
束制御回路９は誘導電動機の励磁電流基準Ｉｆ* を出力
する。ベクトル制御回路10は上記トルク基準Ｔ* と励磁
電流基準Ｉｆ* を入力とし、誘導電動機の１次電流をベ
クトルとして演算し、１次電流基準Ｉ* を出力する。電
流制御回路13は前記１次電流基準Ｉ* と電流センサ11に
より検出した誘導電動機４の１次電流Ｉとが等しくなる
ように制御して、電圧基準Ｖｍ* を出力し、ＰＷＭ制御
回路14はこの電圧基準Ｖｍ* をもとに、インバータ回路
３をＰＷＭ制御する。一方、電圧制御回路18は直流電圧
検出回路15により検出した直流電圧ＤＣＶと電圧基準設
定回路16の設定電圧ＤＣＶ* とが等しくなるように、電
源電流基準Ｉｐ* を出力する。コンバータの電流制御回
路21は前記電源電流基準Ｉｐ* と電流センサ19により検
出した電源電流Ｉｐとが等しくなるように制御して、電
圧基準Ｖｄｃ* を出力し、位相制御回路22はこの電圧基
準Ｖｄｃ* をもとに、サイリスタコンバータ１を位相制
御する。
【０００５】上記のように構成した電動機制御装置の電
源電圧は通常、回生時にサイリスタの転流余裕をとるた
め、直流電圧に対し十分な電圧を選定する。図８にサイ
リスタコンバータの動作説明図を示す。図８は、サイリ
スタコンバータ１の制御遅れ角αと直流電圧出力との関
係を示したものである。ここで、Ｅｄαは制御遅れ角α
で運転した場合の直流電圧出力、Ｅｄ０は制御遅れ角０
°で運転した場合の直流電圧出力である。サイリスタコ
ンバータの電源電圧Ｅｐと直流電圧Ｅｄαの間には下記
の関係がある。
源電圧は通常、回生時にサイリスタの転流余裕をとるた
め、直流電圧に対し十分な電圧を選定する。図８にサイ
リスタコンバータの動作説明図を示す。図８は、サイリ
スタコンバータ１の制御遅れ角αと直流電圧出力との関
係を示したものである。ここで、Ｅｄαは制御遅れ角α
で運転した場合の直流電圧出力、Ｅｄ０は制御遅れ角０
°で運転した場合の直流電圧出力である。サイリスタコ
ンバータの電源電圧Ｅｐと直流電圧Ｅｄαの間には下記
の関係がある。
【０００６】
【数１】
Ｅｄα＝１．３５＊Ｅｐ＊ｃｏｓα＝Ｅｄ０＊ｃｏｓα
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】かしながら、力行時に
サイリスタの点弧上の制約からαは一般的に10°程度の
余裕（αリミット）が必要であるため、
サイリスタの点弧上の制約からαは一般的に10°程度の
余裕（αリミット）が必要であるため、
【０００８】
【数２】
となる。一方、回生時にはサイリスタの転流余裕角とし
て一般的に30°程度の余裕（βリミット）が必要である
ためαは 150°が上限となり、
て一般的に30°程度の余裕（βリミット）が必要である
ためαは 150°が上限となり、
【０００９】
【数３】
となる。つまり、力行時に比べ、回生時の方が直流電圧
出力が低くなるため、電源電圧はモータの減速時（回生
時）に必要な直流電圧から決定する必要があり、通常運
転中（力行時）にはいつも直流出力電圧に余裕のある状
態で使用せざるを得ない。これは大きな制御遅れ角αで
運転することにより、電源力率を悪化させる。
出力が低くなるため、電源電圧はモータの減速時（回生
時）に必要な直流電圧から決定する必要があり、通常運
転中（力行時）にはいつも直流出力電圧に余裕のある状
態で使用せざるを得ない。これは大きな制御遅れ角αで
運転することにより、電源力率を悪化させる。
【００１０】また、力率が悪化することで、電源トラン
スの容量を増加させ、設備のコストアップや、効率低下
をまねく原因となっていた。本発明は、上記問題点に鑑
みて行ったもので、電源電圧を低くし、電源力率、効率
向上させかつ、回生が可能な電動機制御方法を提供する
事を目的とする。
スの容量を増加させ、設備のコストアップや、効率低下
をまねく原因となっていた。本発明は、上記問題点に鑑
みて行ったもので、電源電圧を低くし、電源力率、効率
向上させかつ、回生が可能な電動機制御方法を提供する
事を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る電動機制御装置では、交流
電源に接続されたサイリスタコンバータの直流側出力に
フィルタコンデンサを介して接続された電圧形インバー
タ回路によって電動機を可変速制御する電動機制御装置
において、上記電動機を減速するときには上記サイリス
タコンバータの電圧基準を力行時の電圧基準よりも低い
電圧基準に切り替え、サイリスタコンバータの直流電圧
が所定値まで低下すると上記電圧形インバータ回路の速
度基準を下げる力行回生判別手段を具備したことを特徴
とする。
に、本発明の請求項１に係る電動機制御装置では、交流
電源に接続されたサイリスタコンバータの直流側出力に
フィルタコンデンサを介して接続された電圧形インバー
タ回路によって電動機を可変速制御する電動機制御装置
において、上記電動機を減速するときには上記サイリス
タコンバータの電圧基準を力行時の電圧基準よりも低い
電圧基準に切り替え、サイリスタコンバータの直流電圧
が所定値まで低下すると上記電圧形インバータ回路の速
度基準を下げる力行回生判別手段を具備したことを特徴
とする。
【００１２】本発明の請求項２に係る電動機制御装置で
は、交流電源に接続されたサイリスタコンバータの直流
側出力にフィルタコンデンサを介して接続されたインバ
ータ回路によって電動機を可変速制御する電動機制御装
置において、上記電動機を減速するときには上記電圧形
インバータ回路の励磁電流基準を力行時の励磁電流基準
よりも低い励磁電流基準に切り替え、上記電動機の端子
電圧が所定値まで低下すると上記サイリスタコンバータ
の電圧基準を力行時の電圧基準よりも低い電圧基準に切
り替え、サイリスタコンバータの直流電圧が所定値まで
低下すると上記電圧形インバータ回路の速度基準を下げ
る力行回生判別手段を具備したことを特徴とする。
は、交流電源に接続されたサイリスタコンバータの直流
側出力にフィルタコンデンサを介して接続されたインバ
ータ回路によって電動機を可変速制御する電動機制御装
置において、上記電動機を減速するときには上記電圧形
インバータ回路の励磁電流基準を力行時の励磁電流基準
よりも低い励磁電流基準に切り替え、上記電動機の端子
電圧が所定値まで低下すると上記サイリスタコンバータ
の電圧基準を力行時の電圧基準よりも低い電圧基準に切
り替え、サイリスタコンバータの直流電圧が所定値まで
低下すると上記電圧形インバータ回路の速度基準を下げ
る力行回生判別手段を具備したことを特徴とする。
【００１３】本発明の請求項３に係る電動機制御方法で
は、交流電源に接続されたサイリスタコンバータの直流
側出力にフィルタコンデンサを介して接続された電圧形
インバータ回路によって電動機を可変速制御する電動機
制御方法において、上記電動機を減速するときには、上
記サイリスタコンバータより出力される直流電圧を力行
時に上記サイリスタコンバータより出力される直流電圧
より低くして、上記サイリスタコンバータの直流電圧が
所定値まで低下すると、上記電動機の減速を行なうこと
を特徴とする。
は、交流電源に接続されたサイリスタコンバータの直流
側出力にフィルタコンデンサを介して接続された電圧形
インバータ回路によって電動機を可変速制御する電動機
制御方法において、上記電動機を減速するときには、上
記サイリスタコンバータより出力される直流電圧を力行
時に上記サイリスタコンバータより出力される直流電圧
より低くして、上記サイリスタコンバータの直流電圧が
所定値まで低下すると、上記電動機の減速を行なうこと
を特徴とする。
【００１４】本発明の請求項４に係る電動機制御方法で
は、交流電源に接続されたサイリスタコンバータの直流
側出力にフィルタコンデンサを介して接続された電圧形
インバータ回路によって電動機を可変速制御する電動機
制御方法において、上記電動機を減速するときには、上
記電動機の端子電圧を力行時の上記電動機の端子電圧よ
り低くして、上記電動機の端子電圧が所定値まで低下す
ると、上記サイリスタコンバータより出力される直流電
圧を力行時に上記サイリスタコンバータより出力される
直流電圧より低くして、上記サイリスタコンバータの直
流電圧が所定値まで低下すると、上記電動機の減速を行
なうことを特徴とする。
は、交流電源に接続されたサイリスタコンバータの直流
側出力にフィルタコンデンサを介して接続された電圧形
インバータ回路によって電動機を可変速制御する電動機
制御方法において、上記電動機を減速するときには、上
記電動機の端子電圧を力行時の上記電動機の端子電圧よ
り低くして、上記電動機の端子電圧が所定値まで低下す
ると、上記サイリスタコンバータより出力される直流電
圧を力行時に上記サイリスタコンバータより出力される
直流電圧より低くして、上記サイリスタコンバータの直
流電圧が所定値まで低下すると、上記電動機の減速を行
なうことを特徴とする。
【００１５】
【作用】本発明の請求項１に係る電動機制御装置では、
電動機を減速するときにはサイリスタコンバータの電圧
基準を力行時の電圧基準よりも低い電圧基準に切り替
え、サイリスタコンバータの直流電圧が所定値まで低下
すると電圧形インバータ回路の速度基準を下げる。
電動機を減速するときにはサイリスタコンバータの電圧
基準を力行時の電圧基準よりも低い電圧基準に切り替
え、サイリスタコンバータの直流電圧が所定値まで低下
すると電圧形インバータ回路の速度基準を下げる。
【００１６】本発明の請求項２に係る電動機制御装置で
は、電動機を減速するときには電圧形インバータ回路の
励磁電流基準を力行時の励磁電流基準よりも低い励磁電
流基準に切り替え、電動機の端子電圧が所定値まで低下
するとサイリスタコンバータの電圧基準を力行時の電圧
基準よりも低い電圧基準に切り替え、サイリスタコンバ
ータの直流電圧が所定値まで低下すると電圧形インバー
タ回路の速度基準を下げる。
は、電動機を減速するときには電圧形インバータ回路の
励磁電流基準を力行時の励磁電流基準よりも低い励磁電
流基準に切り替え、電動機の端子電圧が所定値まで低下
するとサイリスタコンバータの電圧基準を力行時の電圧
基準よりも低い電圧基準に切り替え、サイリスタコンバ
ータの直流電圧が所定値まで低下すると電圧形インバー
タ回路の速度基準を下げる。
【００１７】本発明の請求項３に係る電動機制御方法で
は、電動機を減速するときには、サイリスタコンバータ
より出力される直流電圧を力行時にサイリスタコンバー
タより出力される直流電圧より低くして、サイリスタコ
ンバータの直流電圧が所定値まで低下すると、電動機の
減速を行なう。
は、電動機を減速するときには、サイリスタコンバータ
より出力される直流電圧を力行時にサイリスタコンバー
タより出力される直流電圧より低くして、サイリスタコ
ンバータの直流電圧が所定値まで低下すると、電動機の
減速を行なう。
【００１８】本発明の請求項４に係る電動機制御方法で
は、電動機を減速するときには、電動機の端子電圧を力
行時の電動機の端子電圧より低くして、電動機の端子電
圧が所定値まで低下すると、サイリスタコンバータより
出力される直流電圧を力行時にサイリスタコンバータよ
り出力される直流電圧より低くして、サイリスタコンバ
ータの直流電圧が所定値まで低下すると、電動機の減速
を行なう。
は、電動機を減速するときには、電動機の端子電圧を力
行時の電動機の端子電圧より低くして、電動機の端子電
圧が所定値まで低下すると、サイリスタコンバータより
出力される直流電圧を力行時にサイリスタコンバータよ
り出力される直流電圧より低くして、サイリスタコンバ
ータの直流電圧が所定値まで低下すると、電動機の減速
を行なう。
【００１９】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１に本発明の第１の実施例の電動機制御装置の制御回
路のブロック図を示す。
図１に本発明の第１の実施例の電動機制御装置の制御回
路のブロック図を示す。
【００２０】図１に示すように、制御回路は誘導電動機
の速度ＳＰを検出する速度検出器５と、誘導電動機の速
度基準ＳＰ* を出力する速度基準設定回路６と、速度基
準ＳＰ* を基に誘導電動機の力行運転回生運転を判定し
所定動作後に速度基準ＳＰＤ* を出力する力行回生判別
回路31と、上記誘導電動機の速度ＳＰと上記誘導電動機
の速度基準ＳＰとの差を求める減算器７と、上記誘導電
動機の速度ＳＰと上記誘導電動機の速度基準ＳＰ* とが
等しくなるようにトルク基準Ｔ* を出力する速度制御回
路８と、誘導電動機の励磁電流基準Ｉｆ* を出力する磁
束制御回路９と、上記トルク基準Ｔ* と上記励磁電流基
準Ｉｆ* とを基に誘導電動機の１次電流をベクトルとし
て演算し１次電流基準Ｉ* を出力するベクトル制御回路
10と、誘導電動機の１次電流Ｉを検出する電流検出器11
と、上記１次電流Ｉと上記１次電流基準Ｉ* との差を求
める減算器12と、上記１次電流基準Ｉ* とが等しくなる
ように電圧基準Ｖｍ* を出力する電流制御回路13と、上
記電圧基準Ｖｍ* を基にインバータを制御するＰＷＭ制
御回路14と、フィルタコンデンサの直流電圧ＤＣＶを検
出する直流電圧検出回路15と、力行時の直流電圧基準Ｄ
ＣＶｍ* を出力する第１の電圧基準設定回路32と、回生
時の直流電圧基準ＤＣＶｇ* を出力する第２の電圧基準
設定回路33と、上記力行回生判別回路31からの力行回生
判別信号ｍ／ｇを基に切り替わり直流電圧基準ＤＣＶ*
を出力するスイッチ34ｍ，34ｇと、上記直流電圧ＤＣＶ
と上記直流電圧基準ＤＣＶ* との差を求める減算器17
と、上記直流電圧ＤＣＶと上記直流電圧基準ＤＣＶ* と
が等しくなるように電源電流基準Ｉｐ* を出力する電圧
制御回路18と、電源電流Ｉｐｏを検出する電流検出器19
と、上記電流検出器19の出力を整流し電源電流Ｉｐとし
て出力する整流器20と、上記電源電流Ｉｐと上記電源電
流基準Ｉｐ* との差を求める減算器21と、上記電源電流
Ｉｐと上記電源電流基準Ｉｐ* とが等しくなるように電
圧基準Ｖｄｃ* を出力する電流制御回路22と、上記電圧
基準Ｖｄｃ* を基にサイリスタコンバータを位相制御す
る位相制御回路23とから構成される。
の速度ＳＰを検出する速度検出器５と、誘導電動機の速
度基準ＳＰ* を出力する速度基準設定回路６と、速度基
準ＳＰ* を基に誘導電動機の力行運転回生運転を判定し
所定動作後に速度基準ＳＰＤ* を出力する力行回生判別
回路31と、上記誘導電動機の速度ＳＰと上記誘導電動機
の速度基準ＳＰとの差を求める減算器７と、上記誘導電
動機の速度ＳＰと上記誘導電動機の速度基準ＳＰ* とが
等しくなるようにトルク基準Ｔ* を出力する速度制御回
路８と、誘導電動機の励磁電流基準Ｉｆ* を出力する磁
束制御回路９と、上記トルク基準Ｔ* と上記励磁電流基
準Ｉｆ* とを基に誘導電動機の１次電流をベクトルとし
て演算し１次電流基準Ｉ* を出力するベクトル制御回路
10と、誘導電動機の１次電流Ｉを検出する電流検出器11
と、上記１次電流Ｉと上記１次電流基準Ｉ* との差を求
める減算器12と、上記１次電流基準Ｉ* とが等しくなる
ように電圧基準Ｖｍ* を出力する電流制御回路13と、上
記電圧基準Ｖｍ* を基にインバータを制御するＰＷＭ制
御回路14と、フィルタコンデンサの直流電圧ＤＣＶを検
出する直流電圧検出回路15と、力行時の直流電圧基準Ｄ
ＣＶｍ* を出力する第１の電圧基準設定回路32と、回生
時の直流電圧基準ＤＣＶｇ* を出力する第２の電圧基準
設定回路33と、上記力行回生判別回路31からの力行回生
判別信号ｍ／ｇを基に切り替わり直流電圧基準ＤＣＶ*
を出力するスイッチ34ｍ，34ｇと、上記直流電圧ＤＣＶ
と上記直流電圧基準ＤＣＶ* との差を求める減算器17
と、上記直流電圧ＤＣＶと上記直流電圧基準ＤＣＶ* と
が等しくなるように電源電流基準Ｉｐ* を出力する電圧
制御回路18と、電源電流Ｉｐｏを検出する電流検出器19
と、上記電流検出器19の出力を整流し電源電流Ｉｐとし
て出力する整流器20と、上記電源電流Ｉｐと上記電源電
流基準Ｉｐ* との差を求める減算器21と、上記電源電流
Ｉｐと上記電源電流基準Ｉｐ* とが等しくなるように電
圧基準Ｖｄｃ* を出力する電流制御回路22と、上記電圧
基準Ｖｄｃ* を基にサイリスタコンバータを位相制御す
る位相制御回路23とから構成される。
【００２１】次に、第１の実施例の動作について説明す
る。但し、従来の制御回路と同一のものについては説明
を省略する。誘導電動機を減速するときには、速度基準
設定回路６からの速度基準ＳＰ* が下がると力行回生判
別回路31は力行回生判別信号ｍ／ｇを出力し、第１の電
圧基準設定回路32から第２の電圧基準設定回路33に切り
替え、直流電圧基準ＤＣＶ*を力行時の直流電圧基準Ｄ
ＣＶｍ* から回生時の直流電圧基準ＤＣＶｇ* に切り替
える。その後、直流電圧ＤＣＶが基準値まで低下すると
力行回生判別回路31は速度基準ＳＰＤ* を下げ、減速さ
せる。減速が完了すると、力行回生判別回路31は力行回
生判別信号ｍ／ｇを出力し、第２の電圧基準設定回路33
から第１の電圧基準設定回路32に切り替え、直流電圧基
準ＤＣＶ* を回生時の直流電圧基準ＤＣＶｇ* から力行
時の直流電圧基準ＤＣＶｍ* に切り替える。
る。但し、従来の制御回路と同一のものについては説明
を省略する。誘導電動機を減速するときには、速度基準
設定回路６からの速度基準ＳＰ* が下がると力行回生判
別回路31は力行回生判別信号ｍ／ｇを出力し、第１の電
圧基準設定回路32から第２の電圧基準設定回路33に切り
替え、直流電圧基準ＤＣＶ*を力行時の直流電圧基準Ｄ
ＣＶｍ* から回生時の直流電圧基準ＤＣＶｇ* に切り替
える。その後、直流電圧ＤＣＶが基準値まで低下すると
力行回生判別回路31は速度基準ＳＰＤ* を下げ、減速さ
せる。減速が完了すると、力行回生判別回路31は力行回
生判別信号ｍ／ｇを出力し、第２の電圧基準設定回路33
から第１の電圧基準設定回路32に切り替え、直流電圧基
準ＤＣＶ* を回生時の直流電圧基準ＤＣＶｇ* から力行
時の直流電圧基準ＤＣＶｍ* に切り替える。
【００２２】従って、図２に示すように、減速時のみ直
流電圧を下げることにより電源電圧が低くても、回生時
にサイリスタコンバータの制御遅れ角αが過大になって
転流失敗がおこることなく、安全に誘導電動機４を減速
することが可能となる。
流電圧を下げることにより電源電圧が低くても、回生時
にサイリスタコンバータの制御遅れ角αが過大になって
転流失敗がおこることなく、安全に誘導電動機４を減速
することが可能となる。
【００２３】次に、本発明の第２の実施例の電動機制御
装置の制御回路について図面を用いて、説明する。図３
は第２の実施例の電動機制御装置の制御回路のブロック
図である。
装置の制御回路について図面を用いて、説明する。図３
は第２の実施例の電動機制御装置の制御回路のブロック
図である。
【００２４】図３に示すように、制御回路は誘導電動機
の速度ＳＰを検出する速度検出器５と、誘導電動機の速
度基準ＳＰ＊を出力する速度基準設定回路６と、速度基
準ＳＰ＊を基に誘導電動機の力行運転回生運転を判定し
所定動作後に速度基準ＳＰＤ＊を出力する力行回生判別
回路３５と、上記誘導電動機の速度ＳＰと上記誘導電動
機の速度基準ＳＰとの差を求める減算器７と、上記誘導
電動機の速度ＳＰと上記誘導電動機の速度基準ＳＰ＊と
が等しくなるようにトルク基準Ｔ＊を出力する速度制御
回路８と、力行時の励磁電流基準Ｉｆｍ＊を出力する第
１の磁束制御回路３６と、回生時の励磁電流基準Ｉｆｇ
＊を出力する第２の磁束制御回路３７と、上記力行回生
判別回路３５からの第１の力行回生判別信号ｍ／ｇ１を
基に切り替わり励磁電流基準Ｉｆ＊を出力するスイッチ
３８ｍ，３８ｇと、上記トルク基準Ｔ＊と上記励磁電流
基準Ｉｆ＊とを基に誘導電動機の１次電流をベクトルと
して演算し１次電流基準Ｉ＊を出力するベクトル制御回
路１０と、誘導電動機の１次電流Ｉを検出する電流検出
器１１と、上記１次電流Ｉと上記１次電流基準Ｉ＊との
差を求める減算器１２と、上記１次電流Ｉと上記１次電
流基準Ｉ＊とが等しくなるように電圧基準Ｖｍ＊を出力
する電流制御回路１３と、上記電圧基準Ｖｍ＊を基にイ
ンバータを制御するＰＷＭ制御回路１４と、フィルタコ
ンデンサの直流電圧ＤＣＶを検出する直流電圧検出回路
１５と、力行時の直流電圧基準ＤＣＶｍ＊を出力する第
１の電圧基準設定回路３２と、回生時の直流電圧基準Ｄ
ＣＶｇ＊を出力する第２の電圧基準設定回路３３と、上
記力行回生判別回路３５からの第２の力行回生判別信号
ｍ／ｇ２を基に切り替わり直流電圧基準ＤＣＶ＊を出力
するスイッチ３４ｍ，３４ｇと、上記直流電圧ＤＣＶと
上記直流電圧基準ＤＣＶ＊との差を求める減算器１７
と、上記直流電圧ＤＣＶと上記直流電圧基準ＤＣＶ＊と
が等しくなるように電源電流基準Ｉｐ＊を出力する電圧
制御回路１８と、電源電流Ｉｐｏを検出する電流検出器
１９と、上記電流検出器１９の出力を整流し、電源電圧
Ｉｐとして出力する整流器２０と、上記電源電流Ｉｐと
上記電源電流基準Ｉｐ＊との差を求める減算器２１と、
上記電源電流Ｉｐと上記電源電流基準Ｉｐ＊とが等しく
なるように電圧基準Ｖｄｃ＊を出力する電流制御回路２
２と、上記電圧基準Ｖｄｃ＊を基にサイリスタコンバー
タを位相制御する位相制御回路２３とから構成される。
の速度ＳＰを検出する速度検出器５と、誘導電動機の速
度基準ＳＰ＊を出力する速度基準設定回路６と、速度基
準ＳＰ＊を基に誘導電動機の力行運転回生運転を判定し
所定動作後に速度基準ＳＰＤ＊を出力する力行回生判別
回路３５と、上記誘導電動機の速度ＳＰと上記誘導電動
機の速度基準ＳＰとの差を求める減算器７と、上記誘導
電動機の速度ＳＰと上記誘導電動機の速度基準ＳＰ＊と
が等しくなるようにトルク基準Ｔ＊を出力する速度制御
回路８と、力行時の励磁電流基準Ｉｆｍ＊を出力する第
１の磁束制御回路３６と、回生時の励磁電流基準Ｉｆｇ
＊を出力する第２の磁束制御回路３７と、上記力行回生
判別回路３５からの第１の力行回生判別信号ｍ／ｇ１を
基に切り替わり励磁電流基準Ｉｆ＊を出力するスイッチ
３８ｍ，３８ｇと、上記トルク基準Ｔ＊と上記励磁電流
基準Ｉｆ＊とを基に誘導電動機の１次電流をベクトルと
して演算し１次電流基準Ｉ＊を出力するベクトル制御回
路１０と、誘導電動機の１次電流Ｉを検出する電流検出
器１１と、上記１次電流Ｉと上記１次電流基準Ｉ＊との
差を求める減算器１２と、上記１次電流Ｉと上記１次電
流基準Ｉ＊とが等しくなるように電圧基準Ｖｍ＊を出力
する電流制御回路１３と、上記電圧基準Ｖｍ＊を基にイ
ンバータを制御するＰＷＭ制御回路１４と、フィルタコ
ンデンサの直流電圧ＤＣＶを検出する直流電圧検出回路
１５と、力行時の直流電圧基準ＤＣＶｍ＊を出力する第
１の電圧基準設定回路３２と、回生時の直流電圧基準Ｄ
ＣＶｇ＊を出力する第２の電圧基準設定回路３３と、上
記力行回生判別回路３５からの第２の力行回生判別信号
ｍ／ｇ２を基に切り替わり直流電圧基準ＤＣＶ＊を出力
するスイッチ３４ｍ，３４ｇと、上記直流電圧ＤＣＶと
上記直流電圧基準ＤＣＶ＊との差を求める減算器１７
と、上記直流電圧ＤＣＶと上記直流電圧基準ＤＣＶ＊と
が等しくなるように電源電流基準Ｉｐ＊を出力する電圧
制御回路１８と、電源電流Ｉｐｏを検出する電流検出器
１９と、上記電流検出器１９の出力を整流し、電源電圧
Ｉｐとして出力する整流器２０と、上記電源電流Ｉｐと
上記電源電流基準Ｉｐ＊との差を求める減算器２１と、
上記電源電流Ｉｐと上記電源電流基準Ｉｐ＊とが等しく
なるように電圧基準Ｖｄｃ＊を出力する電流制御回路２
２と、上記電圧基準Ｖｄｃ＊を基にサイリスタコンバー
タを位相制御する位相制御回路２３とから構成される。
【００２５】次に、第２の実施例の動作について説明す
る。但し、従来の制御回路と同一のものについては説明
を省略する。誘導電動機を減速するときには、速度基準
設定回路６からの速度基準ＳＰ＊が下がると力行回生判
別回路３５は第１の力行回生判別信号ｍ／ｇ１を出力
し、第１の磁束制御回路３６から第２の磁束制御回路３
７に切り替え、励磁電流基準Ｉｆ＊を力行時の励磁電流
基準Ｉｆｍ＊から回生時の励磁電流基準Ｉｆｇ＊に切り
替えることにより、インバータの電圧基準Ｖｍ ＊ を低下
させて誘導電動機の端子電圧を下げる。次に、誘導電動
機の端子電圧（インバータの電圧基準Ｖｍ ＊ ）が所定値
まで低下すると、力行回生判別回路３５は第２の力行回
生判別信号ｍ／ｇ２を出力し、第１の電圧基準設定回路
３２から第２の電圧基準設定回路３３に切り替え、直流
電圧基準ＤＣＶ＊を力行時の直流電圧基準ＤＣＶｍ＊か
ら回生時の直流電圧基準ＤＣＶｇ＊に切り替える。その
後、直流電圧ＤＣＶが基準値まで低下すると力行回生回
路３５は速度基準ＳＰＤ＊を下げ、減速させる。減速が
完了すると、力行回生判別回路３５は第２の力行回生判
別信号ｍ／ｇ２を出力し、第２の電圧基準設定回路３３
から第１の電圧基準設定回路３２に切り替え、直流電圧
基準ＤＣＶ＊を回生時の直流電圧基準ＤＣＶｇ＊から力
行時の直流電圧基準ＤＣＶｍ＊に切り替え、次に第１の
力行回生判別信号ｍ／ｇ１を出力し、第２の磁束制御回
路３７から第１の磁束制御回路３６に切り替え、励磁電
流基準Ｉｆ＊を回生時の励磁電流基準Ｉｆｇ＊から力行
時の励磁電流基準Ｉｆｍ＊に切り替え、誘導電動機の端
子電圧を元に戻す。この様にすることによって、直流電
圧の不足によるインバータ回路の電流制御不能を回避す
ることが可能となる。
る。但し、従来の制御回路と同一のものについては説明
を省略する。誘導電動機を減速するときには、速度基準
設定回路６からの速度基準ＳＰ＊が下がると力行回生判
別回路３５は第１の力行回生判別信号ｍ／ｇ１を出力
し、第１の磁束制御回路３６から第２の磁束制御回路３
７に切り替え、励磁電流基準Ｉｆ＊を力行時の励磁電流
基準Ｉｆｍ＊から回生時の励磁電流基準Ｉｆｇ＊に切り
替えることにより、インバータの電圧基準Ｖｍ ＊ を低下
させて誘導電動機の端子電圧を下げる。次に、誘導電動
機の端子電圧（インバータの電圧基準Ｖｍ ＊ ）が所定値
まで低下すると、力行回生判別回路３５は第２の力行回
生判別信号ｍ／ｇ２を出力し、第１の電圧基準設定回路
３２から第２の電圧基準設定回路３３に切り替え、直流
電圧基準ＤＣＶ＊を力行時の直流電圧基準ＤＣＶｍ＊か
ら回生時の直流電圧基準ＤＣＶｇ＊に切り替える。その
後、直流電圧ＤＣＶが基準値まで低下すると力行回生回
路３５は速度基準ＳＰＤ＊を下げ、減速させる。減速が
完了すると、力行回生判別回路３５は第２の力行回生判
別信号ｍ／ｇ２を出力し、第２の電圧基準設定回路３３
から第１の電圧基準設定回路３２に切り替え、直流電圧
基準ＤＣＶ＊を回生時の直流電圧基準ＤＣＶｇ＊から力
行時の直流電圧基準ＤＣＶｍ＊に切り替え、次に第１の
力行回生判別信号ｍ／ｇ１を出力し、第２の磁束制御回
路３７から第１の磁束制御回路３６に切り替え、励磁電
流基準Ｉｆ＊を回生時の励磁電流基準Ｉｆｇ＊から力行
時の励磁電流基準Ｉｆｍ＊に切り替え、誘導電動機の端
子電圧を元に戻す。この様にすることによって、直流電
圧の不足によるインバータ回路の電流制御不能を回避す
ることが可能となる。
【００２６】以上の実施例では電圧基準設定回路、励磁
制御回路をそれぞれ複数の回路を設けて説明したが、そ
れを１つの回路で力行時と回生時の設定を行える様にし
てもよい。
制御回路をそれぞれ複数の回路を設けて説明したが、そ
れを１つの回路で力行時と回生時の設定を行える様にし
てもよい。
【００２７】また、サイリスタコンバータ１とインバー
タ回路３はどちらも１台であったが、図４に示すような
サイリスタコンバータ１が１台に対して、複数のインバ
ータ回路３と誘導電動機４が接続されるコモンコンバー
タ方式でも本発明は実現可能である。この場合、複数の
誘導電動機４が一斉に減速を開始するような場合に、サ
イリスタコンバータ１が回生となるため、速度基準設定
回路６と力行回生判別回路21はインバータ回路個別では
なく、インバータ群に共通のものが必要となる。
タ回路３はどちらも１台であったが、図４に示すような
サイリスタコンバータ１が１台に対して、複数のインバ
ータ回路３と誘導電動機４が接続されるコモンコンバー
タ方式でも本発明は実現可能である。この場合、複数の
誘導電動機４が一斉に減速を開始するような場合に、サ
イリスタコンバータ１が回生となるため、速度基準設定
回路６と力行回生判別回路21はインバータ回路個別では
なく、インバータ群に共通のものが必要となる。
【００２８】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明では、減速時の
み直流電圧を下げることにより電源電圧が低くても、回
生時にサイリスタコンバータの制御遅れ角が過大となり
転流失敗をおこすことがなくなり、電源力率、効率が良
好でかつ、回生可能な電動機制御方法を提供できる。
み直流電圧を下げることにより電源電圧が低くても、回
生時にサイリスタコンバータの制御遅れ角が過大となり
転流失敗をおこすことがなくなり、電源力率、効率が良
好でかつ、回生可能な電動機制御方法を提供できる。
【図１】第１の実施例の電動機制御装置の制御回路のブ
ロック図
ロック図
【図２】第１の実施例の電動機制御装置の制御回路の動
作図
作図
【図３】第２の実施例の電動機制御装置の制御回路のブ
ロック図
ロック図
【図４】コモンコンバータ方式の概略図
【図５】電動機制御装置の概略図
【図６】従来の電動機制御装置の制御回路のブロック図
【図７】従来の電動機制御装置の制御回路の動作図
【図８】サイリスタコンバータの動作説明図
１…サイリスタコンバータ
２…フィルタコンデンサ
３…インバータ回路
４…誘導電動機
５…速度検出器
７，12，17，21…減算器
８…速度制御回路
９…磁束制御回路
10…ベクトル制御回路
11，19…電流検出器
13…電流制御回路
14…ＰＷＭ制御回路
15…直流電圧検出回路
18…電圧制御回路
20…整流器
22…電流制御回路
23…位相制御回路
31，35…力行回生判別回路
32…第１の電圧基準設定回路
33…第２の電圧基準設定回路
34ｍ，34ｇ，38ｍ，38ｇ…スイッチ
36…第１の磁束制御回路
37…第２の磁束制御回路
Claims (4)
- 【請求項１】 交流電源に接続されたサイリスタコンバ
ータの直流側出力にフィルタコンデンサを介して接続さ
れた電圧形インバータ回路によって電動機を可変速制御
する電動機制御装置において、前記電動機を減速すると
きには前記サイリスタコンバータの電圧基準を力行時の
電圧基準よりも低い電圧基準に切り替え、サイリスタコ
ンバータの直流電圧が所定値まで低下すると前記電圧形
インバータ回路の速度基準を下げる力行回生判別手段を
具備したことを特徴とする電動機制御装置。 - 【請求項２】 交流電源に接続されたサイリスタコンバ
ータの直流側出力にフィルタコンデンサを介して接続さ
れた電圧形インバータ回路によって電動機を可変速制御
する電動機制御装置において、前記電動機を減速すると
きには前記インバータ回路の励磁電流基準を力行時の励
磁電流基準よりも低い励磁電流基準に切り替え、前記電
動機の端子電圧が所定値まで低下すると前記サイリスタ
コンバータの電圧基準を力行時の電圧基準よりも低い電
圧基準に切り替え、サイリスタコンバータの直流電圧が
所定値まで低下すると前記電圧形インバータ回路の速度
基準を下げる力行回生判別手段を具備したことを特徴と
する電動機制御装置。 - 【請求項３】 交流電源に接続されたサイリスタコンバ
ータの直流側出力にフィルタコンデンサを介して接続さ
れた電圧形インバータ回路によって電動機を可変速制御
する電動機制御方法において、前記電動機を減速すると
きには、前記サイリスタコンバータより出力される直流
電圧を力行時に前記サイリスタコンバータより出力され
る直流電圧より低くして、前記サイリスタコンバータの
直流電圧が所定値まで低下すると、前記電動機の減速を
行なうことを特徴とする電動機制御方法。 - 【請求項４】 交流電源に接続されたサイリスタコンバ
ータの直流側出力にフィルタコンデンサを介して接続さ
れた電圧形インバータ回路によって電動機を可変速制御
する電動機制御方法において、前記電動機を減速すると
きには、前記電動機の端子電圧を力行時の前記電動機の
端子電圧より低くして、前記電動機の端子電圧が所定値
まで低下すると、前記サイリスタコンバータより出力さ
れる直流電圧を力行時に前記サイリスタコンバータより
出力される直流電圧より低くして、前記サイリスタコン
バータの直流電圧が所定値まで低下すると、前記電動機
の減速を行なうことを特徴とする電動機制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05960995A JP3367782B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 電動機制御装置およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05960995A JP3367782B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 電動機制御装置およびその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08266077A JPH08266077A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3367782B2 true JP3367782B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=13118173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05960995A Expired - Lifetime JP3367782B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 電動機制御装置およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3367782B2 (ja) |
-
1995
- 1995-03-20 JP JP05960995A patent/JP3367782B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08266077A (ja) | 1996-10-11 |
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