JPH0224120B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0224120B2 JPH0224120B2 JP57082919A JP8291982A JPH0224120B2 JP H0224120 B2 JPH0224120 B2 JP H0224120B2 JP 57082919 A JP57082919 A JP 57082919A JP 8291982 A JP8291982 A JP 8291982A JP H0224120 B2 JPH0224120 B2 JP H0224120B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- command value
- voltage command
- load
- load current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 24
- 230000006870 function Effects 0.000 description 11
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 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
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/292—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC
- H02P7/293—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC using phase control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はサイリスタ等の半導体電力変換器の
負荷電流制御方法に関する。
負荷電流制御方法に関する。
サイリスタブリツジで構成される順変換器（半
導体電力変換器）を用いて直流電動機等の負荷へ
供給する電流を制御する場合、従来第１図に示す
制御回路が用いられていた。この図において１は
直流モータの電機子であり、正転用順変換器２ま
たは逆転用順変換器３から電流が供給されるよう
になつている。４は変流器、５はフイードバツク
アンプであり、このフイードバツクアンプ５の出
力信号Iafが負荷電流Iaに対応する。そして、偏差
検出点６に電流値指令信号Iarが正信号、信号Iaf
が負信号として供給され、その偏差分である偏差
信号Ia〓が補償器７に供給される。補償器７は例
えば、PI（比例積分）制御器で構成され偏差信号
Ia〓に基づきこの偏差信号Ia〓を０とするような電
圧指令信号を出力するものである。また、この図
に示す補償器７は電圧指令信号を順変換器２，３
の最大出力電圧で除して無次元化電圧指令値とし
て出力する。８はアークコサイン回路であり、無
次元化電圧指令値のアークコサインをとり点弧角
αを算出し、点弧角信号S〓を出力する。９，１０
は各々ゲートパルス発生器であり、点弧角信号S〓
に基づいて順変換器２，３を点弧するゲートパル
スを出力するものである。この場合、電機子１を
正転させる場合はゲートパルス発生器９が駆動さ
れ、電機子１を逆転させる場合にはゲートパルス
発生器１０が駆動される。
導体電力変換器）を用いて直流電動機等の負荷へ
供給する電流を制御する場合、従来第１図に示す
制御回路が用いられていた。この図において１は
直流モータの電機子であり、正転用順変換器２ま
たは逆転用順変換器３から電流が供給されるよう
になつている。４は変流器、５はフイードバツク
アンプであり、このフイードバツクアンプ５の出
力信号Iafが負荷電流Iaに対応する。そして、偏差
検出点６に電流値指令信号Iarが正信号、信号Iaf
が負信号として供給され、その偏差分である偏差
信号Ia〓が補償器７に供給される。補償器７は例
えば、PI（比例積分）制御器で構成され偏差信号
Ia〓に基づきこの偏差信号Ia〓を０とするような電
圧指令信号を出力するものである。また、この図
に示す補償器７は電圧指令信号を順変換器２，３
の最大出力電圧で除して無次元化電圧指令値とし
て出力する。８はアークコサイン回路であり、無
次元化電圧指令値のアークコサインをとり点弧角
αを算出し、点弧角信号S〓を出力する。９，１０
は各々ゲートパルス発生器であり、点弧角信号S〓
に基づいて順変換器２，３を点弧するゲートパル
スを出力するものである。この場合、電機子１を
正転させる場合はゲートパルス発生器９が駆動さ
れ、電機子１を逆転させる場合にはゲートパルス
発生器１０が駆動される。
ところで、上述した従来の負荷電流制御回路に
おいては、制御回路に遅れ要素を含むため負荷電
流指令信号Iarに対し応答性が悪いという欠点が
あり、さらに、負荷電流Iaが断続状態になり、電
機子１系の伝達関数が単なるゲインとなると、応
答性がいつそう悪くなるという欠点があつた。
おいては、制御回路に遅れ要素を含むため負荷電
流指令信号Iarに対し応答性が悪いという欠点が
あり、さらに、負荷電流Iaが断続状態になり、電
機子１系の伝達関数が単なるゲインとなると、応
答性がいつそう悪くなるという欠点があつた。
この発明は上述した事情に鑑み、負荷電流の連
続時および断続時において極めて応答の速い半導
体電力変換器の負荷電流制御方法を提供するもの
で、負荷の伝達関数の逆関数を用いて、負荷電流
指令値から点弧角αを算出するようにした方法で
ある。
続時および断続時において極めて応答の速い半導
体電力変換器の負荷電流制御方法を提供するもの
で、負荷の伝達関数の逆関数を用いて、負荷電流
指令値から点弧角αを算出するようにした方法で
ある。
以下図面を参照してこの発明の実施例について
説明するが、始めにこの発明の基本原理について
説明する。
説明するが、始めにこの発明の基本原理について
説明する。
第２図は順変換器２に直流電動機の電機子１が
接続されている回路を示す回路図であり、順変換
器２には三相交流電源ACが供給されている。ま
た、第３図は直流電動機の等価回路を示す図であ
り、この図に示すように直流電動機は電機子抵抗
ra、電機子インダクタンスlaおよび速度起電圧Ec
の直列回路として表わされる。そして、第４図は
第２図に示す回路の伝達関数（ただし、電機子イ
ンダクタンスlaを無視した場合）を示す図であ
り、部分１５が順変換器２の伝達関数を、部分１
６が直流電動機の伝達関数を各々示している。
接続されている回路を示す回路図であり、順変換
器２には三相交流電源ACが供給されている。ま
た、第３図は直流電動機の等価回路を示す図であ
り、この図に示すように直流電動機は電機子抵抗
ra、電機子インダクタンスlaおよび速度起電圧Ec
の直列回路として表わされる。そして、第４図は
第２図に示す回路の伝達関数（ただし、電機子イ
ンダクタンスlaを無視した場合）を示す図であ
り、部分１５が順変換器２の伝達関数を、部分１
６が直流電動機の伝達関数を各々示している。
第５図はこの発明の基本的な制御方法を示す制
御ブロツク図である。この図に示す１８は乗算部
であり、負荷電流指令値Iarに電機子抵抗raを乗じ
て電機子抵抗間電圧Vrを求める部分である。１
９は加算点であり、乗算部１８の演算結果Vrと
速度起電圧Ecとを加え合わせ電圧指令値Eaを求
める点である。２０は除算部であり、電圧指令値
Eaを順変換器２最大出力電圧値で除算し、無次
元化電圧指令値θ＊を求める部分である。ここ
で、図に示すEnは線間電圧最大値である。２１
はアークコサイン関数部であり、無次元化電圧指
令値θ＊のアークコサインをとり点弧角αを演算
する部分である。そして、この点弧角αにより順
変換器２が点弧される。
御ブロツク図である。この図に示す１８は乗算部
であり、負荷電流指令値Iarに電機子抵抗raを乗じ
て電機子抵抗間電圧Vrを求める部分である。１
９は加算点であり、乗算部１８の演算結果Vrと
速度起電圧Ecとを加え合わせ電圧指令値Eaを求
める点である。２０は除算部であり、電圧指令値
Eaを順変換器２最大出力電圧値で除算し、無次
元化電圧指令値θ＊を求める部分である。ここ
で、図に示すEnは線間電圧最大値である。２１
はアークコサイン関数部であり、無次元化電圧指
令値θ＊のアークコサインをとり点弧角αを演算
する部分である。そして、この点弧角αにより順
変換器２が点弧される。
以上がこの発明の基本的な制御ブロツクである
が、この第５図に示す制御ブロツクが第４図に示
す伝達関数の逆関数になつていることは図から容
易に理解できよう。
が、この第５図に示す制御ブロツクが第４図に示
す伝達関数の逆関数になつていることは図から容
易に理解できよう。
第６図は上記原理をより詳細に説明するための
ブロツク図である。なお、第１図の各部と対応す
る部分には同一の符号が付してある。また、この
実施例の制御ブロツクは第５図に示すものと同様
である。
ブロツク図である。なお、第１図の各部と対応す
る部分には同一の符号が付してある。また、この
実施例の制御ブロツクは第５図に示すものと同様
である。
第６図において１４は直流電動機の界磁巻線で
あり、２３は電機子１の回転数を検出する回転検
出器である。２４は変流器３０から供給される信
号を所定のレベルまで増幅する入力装置、２５は
回転検出器２３から供給される信号を所定のレベ
ルまで増幅する入力装置である。この場合、入力
装置２４の出力信号S1が直流電動機の界磁磁束に
対応し、入力装置２５の出力信号S2が回転数に対
応する。２６は信号S1とS2とを乗算する乗算器で
あり、その出力信号が速度起電圧に対応する。３
１は抵抗２７，２８および演算増幅器２９とから
成る定数乗算部であり、乗算器２６の出力信号に
所定定数を乗算（増幅）して速度起電圧Ecの値と
一致する電圧を加算点１９に供給する。一方、３
５は抵抗３２，３３および演算増幅器３４とから
構成され利得が電機子抵抗raに対応する電機子抵
抗設定部であり、電流指令値Iarに電機子抵抗raを
掛け電機子抵抗間電圧Vrを求めるものである。
３６は演算増幅器であり、加算点１９に加えられ
る電圧Vrと電圧Ecとを加え合わせる。この演算
増幅器３６の出力電圧が電圧指令値Eaとなる。
４０は抵抗３７，３８および演算増幅器３９とか
ら構成され、利得が｛１／３／π（En）｝に設定さ れる除算部であり、この除算部４０の出力電圧が
無次元化電圧指令値θ＊となる。
あり、２３は電機子１の回転数を検出する回転検
出器である。２４は変流器３０から供給される信
号を所定のレベルまで増幅する入力装置、２５は
回転検出器２３から供給される信号を所定のレベ
ルまで増幅する入力装置である。この場合、入力
装置２４の出力信号S1が直流電動機の界磁磁束に
対応し、入力装置２５の出力信号S2が回転数に対
応する。２６は信号S1とS2とを乗算する乗算器で
あり、その出力信号が速度起電圧に対応する。３
１は抵抗２７，２８および演算増幅器２９とから
成る定数乗算部であり、乗算器２６の出力信号に
所定定数を乗算（増幅）して速度起電圧Ecの値と
一致する電圧を加算点１９に供給する。一方、３
５は抵抗３２，３３および演算増幅器３４とから
構成され利得が電機子抵抗raに対応する電機子抵
抗設定部であり、電流指令値Iarに電機子抵抗raを
掛け電機子抵抗間電圧Vrを求めるものである。
３６は演算増幅器であり、加算点１９に加えられ
る電圧Vrと電圧Ecとを加え合わせる。この演算
増幅器３６の出力電圧が電圧指令値Eaとなる。
４０は抵抗３７，３８および演算増幅器３９とか
ら構成され、利得が｛１／３／π（En）｝に設定さ れる除算部であり、この除算部４０の出力電圧が
無次元化電圧指令値θ＊となる。
上述した構成においては、負荷電流指令値Iar
を電機子抵抗間電圧Vrに変換し、これに、現時
点の速度起電圧Ecを加えて電圧指令値Eaを算出
し、この電圧指令値Eaに基づいて点弧角αを演
算している。したがつて、制御系に遅れ要素がな
く負荷電流指令値Iarに対し応答が速いのが解る。
を電機子抵抗間電圧Vrに変換し、これに、現時
点の速度起電圧Ecを加えて電圧指令値Eaを算出
し、この電圧指令値Eaに基づいて点弧角αを演
算している。したがつて、制御系に遅れ要素がな
く負荷電流指令値Iarに対し応答が速いのが解る。
第７図はこの発明の第１の実施例の制御方法を
示す制御ブロツク図であり、第８図は同実施例の
構成を示すブロツク図である。なお、この実施例
は電機子インダクタンスの影響が無視できない場
合にも適応できるものである。
示す制御ブロツク図であり、第８図は同実施例の
構成を示すブロツク図である。なお、この実施例
は電機子インダクタンスの影響が無視できない場
合にも適応できるものである。
まず、この実施例における制御アリゴリズムに
ついて説明するが、第７図に示す制御ブロツク図
が第５図に示す制御ブロツクと異なる点は電圧指
令値補償部４６が追加された点である。また、こ
の図における一点鎖線内は順変換器と電機子の伝
達関数を示している。
ついて説明するが、第７図に示す制御ブロツク図
が第５図に示す制御ブロツクと異なる点は電圧指
令値補償部４６が追加された点である。また、こ
の図における一点鎖線内は順変換器と電機子の伝
達関数を示している。
さて、点弧区間ｎ−１（ｎは任意の整数）にお
ける点弧時点の負荷電流値Iao-1と点弧区間ｎに
おける点弧時点の負荷電流値Iaoには次式に示す
関係が成り立つことが知られている。
ける点弧時点の負荷電流値Iao-1と点弧区間ｎに
おける点弧時点の負荷電流値Iaoには次式に示す
関係が成り立つことが知られている。
Iao＝Iao-1exp〔−（αo−αo-1＋π／３／λ〕−Ec／r
a｛１−exp〔−（αo−αo-1＋π／３）／λ〕｝ ＋（En／ra）／（１＋λ2）1/2｛sin（αn＋２／３π
−φ）−sin（αn−１＋π／３−φ）exp〔−（αo−α
o-1＋π／３）／λ〕｝
……(1) ただし、αo、αo-1：点弧区間ｎ、ｎ−１におけ
る点弧角 λ＝ωla／ra φ＝tan-1λ ω；電源角速度 そして、点弧時点の電機子１の端子間電圧を無
次元化して電圧ea＊とすると、ea＊には(1)式から
次式に示す関係が導かれる。
a｛１−exp〔−（αo−αo-1＋π／３）／λ〕｝ ＋（En／ra）／（１＋λ2）1/2｛sin（αn＋２／３π
−φ）−sin（αn−１＋π／３−φ）exp〔−（αo−α
o-1＋π／３）／λ〕｝
……(1) ただし、αo、αo-1：点弧区間ｎ、ｎ−１におけ
る点弧角 λ＝ωla／ra φ＝tan-1λ ω；電源角速度 そして、点弧時点の電機子１の端子間電圧を無
次元化して電圧ea＊とすると、ea＊には(1)式から
次式に示す関係が導かれる。
eao＊＝eao-1＊・exp〔−（αo−αo-1＋π／３／λ〕
＋β｛〔sin（αo＋２／３π−φ）−sin（αo-1＋π
／３−φ）・exp〔−（αn−αn−１＋π／３）／λ〕
｝……(2) ただし eao＊＝（ra・Iao＋Ec）／３／πEn β＝π／３／（１＋λ2）1/2 今、無次元化電圧指令値がθio-1になつたとし、
そして、θio-1＊を満足する定常状態における点弧
角をαSTとすると、 αST＝cos-1θo-1＊ ……(3) なる関係がある。そして、この定常状態において
は点弧角αST、電圧ea＊が各区間において変わら
ないから(2)式から次式が導かれる。
／３−φ）・exp〔−（αn−αn−１＋π／３）／λ〕
｝……(2) ただし eao＊＝（ra・Iao＋Ec）／３／πEn β＝π／３／（１＋λ2）1/2 今、無次元化電圧指令値がθio-1になつたとし、
そして、θio-1＊を満足する定常状態における点弧
角をαSTとすると、 αST＝cos-1θo-1＊ ……(3) なる関係がある。そして、この定常状態において
は点弧角αST、電圧ea＊が各区間において変わら
ないから(2)式から次式が導かれる。
eao＊＝eao-1＊・exp〔π／３／λ〕＋β｛sin（αST＋
２／３π−φ） −sin（αST＋π／３−φ）・exp〔−π／３／λ〕｝ eao＊・exp〔−π／３／λ〕｝＋β｛sin（αST＋２
／３π−φ） −sin（αST＋π／３−φ）・exp〔−π／３／λ〕｝
……(4) ここで、この定常状態における電圧eao＊が区
間に依らないことからeao＊＝eaS＊とする。
２／３π−φ） −sin（αST＋π／３−φ）・exp〔−π／３／λ〕｝ eao＊・exp〔−π／３／λ〕｝＋β｛sin（αST＋２
／３π−φ） −sin（αST＋π／３−φ）・exp〔−π／３／λ〕｝
……(4) ここで、この定常状態における電圧eao＊が区
間に依らないことからeao＊＝eaS＊とする。
そして、この実施例においては例えば点弧区間
ｎ−１で無次元化電圧指令値がθio-1＊になつた場
合、次の点弧区間ｎにおいて点弧したとき点弧時
点の電圧eao＊が上述したeas＊となるように、次
の点弧角αoを設定する。このように、点弧区間ｎ
における電圧ea＊がeas＊となれば、その次の区
間以後すなわち、点弧区間ｎ＋１以後においては
点弧角αSTで点弧すれば、無次元化電圧指令値
θio-1＊を満足する定常状態を得ることができる。
ｎ−１で無次元化電圧指令値がθio-1＊になつた場
合、次の点弧区間ｎにおいて点弧したとき点弧時
点の電圧eao＊が上述したeas＊となるように、次
の点弧角αoを設定する。このように、点弧区間ｎ
における電圧ea＊がeas＊となれば、その次の区
間以後すなわち、点弧区間ｎ＋１以後においては
点弧角αSTで点弧すれば、無次元化電圧指令値
θio-1＊を満足する定常状態を得ることができる。
そして、この実施例において点弧角αは第７図
に示すように次式から求められ、 α＝cos-1（θ＊＋Δθ＊） ……(5) また、上述した区間ｎ−１において電圧指令値
補償部４６は、(2)〜(5)式に基づき点弧角αoを与え
る補償値Δθ＊を求めて加算点へ出力する。これ
により、アークコサイン部２１は点弧区間ｎにお
いて電圧eao＊＝eas＊となる点弧角αoを出力する。
なお、定常状態においては補償値Δθ＊＝０とな
るのは言うまでもない。
に示すように次式から求められ、 α＝cos-1（θ＊＋Δθ＊） ……(5) また、上述した区間ｎ−１において電圧指令値
補償部４６は、(2)〜(5)式に基づき点弧角αoを与え
る補償値Δθ＊を求めて加算点へ出力する。これ
により、アークコサイン部２１は点弧区間ｎにお
いて電圧eao＊＝eas＊となる点弧角αoを出力する。
なお、定常状態においては補償値Δθ＊＝０とな
るのは言うまでもない。
以上がこの実施例における制御アルゴリズムで
ある。
ある。
次に、この実施例の具体的構成について第８図
を参照して説明する。この図において５０は
CPU（中央処理装置）、メモリ、インターフエイ
ス等から構成される制御部であり、前述した演算
および各種制御を行うものである。この制御部５
０は第７図に示す制御ブロツク図の乗算部１８、
加算点１９、除算部２０および電圧指令値補償部
４６に対応している。４７〜４９は各々入力装置
であり、アナログ入力信号をデジタル信号に変換
して制御部５０に供給する。入力装置４８，４９
の出力信号は速度起装置Ecの算出に用いられる
が、これは前述した原理説明の場合と同様であ
る。入力装置４７の出力信号は負荷電流Iaに対応
するものであり、前述した(2)〜(5)式の演算の際に
用いられる。５０はゲートパルスアンプであり、
ゲートパルス発生器９の出力パルスを所定レベル
まで増幅するものである。また、ゲートパルス発
生器９の出力パルスは制御部５０に供給されてお
り、入力装置４７〜４９の出力信号を制御部５０
が取り込む際のサンプルタイミング信号となつて
いる。
を参照して説明する。この図において５０は
CPU（中央処理装置）、メモリ、インターフエイ
ス等から構成される制御部であり、前述した演算
および各種制御を行うものである。この制御部５
０は第７図に示す制御ブロツク図の乗算部１８、
加算点１９、除算部２０および電圧指令値補償部
４６に対応している。４７〜４９は各々入力装置
であり、アナログ入力信号をデジタル信号に変換
して制御部５０に供給する。入力装置４８，４９
の出力信号は速度起装置Ecの算出に用いられる
が、これは前述した原理説明の場合と同様であ
る。入力装置４７の出力信号は負荷電流Iaに対応
するものであり、前述した(2)〜(5)式の演算の際に
用いられる。５０はゲートパルスアンプであり、
ゲートパルス発生器９の出力パルスを所定レベル
まで増幅するものである。また、ゲートパルス発
生器９の出力パルスは制御部５０に供給されてお
り、入力装置４７〜４９の出力信号を制御部５０
が取り込む際のサンプルタイミング信号となつて
いる。
第９図はこの発明の第２の実施例の制御方法を
示す制御ブロツク図である。この図に示す制御ブ
ロツク図が第７図に示す制御ブロツク図と異なる
点は判定部５５、切換え部５６、および断続時補
償部５７が追加された点である。判定部５５は無
次元化電圧指令値θ＊から負荷電流Iaが断続状態
であるか否かを判定し（判定方法は後述する）、
断続状態と判定したときに切換え部５６が６側に
切り換わるように、連続と判定したときに切換部
５６がａ側に切り換わるようにする部分である。
なお、切換部５６ａ側に切り換わつている時この
実施例は第１の実施例と同様の動作を行う。断続
時補償部５７は負荷電流断続時において無次元化
電圧指令値θ＊と無次元化電機子電圧ea＊（θ）
の１点弧区間の平均値ea＊（θ）との関係が非線
形化するのを防ぐ部分である。
示す制御ブロツク図である。この図に示す制御ブ
ロツク図が第７図に示す制御ブロツク図と異なる
点は判定部５５、切換え部５６、および断続時補
償部５７が追加された点である。判定部５５は無
次元化電圧指令値θ＊から負荷電流Iaが断続状態
であるか否かを判定し（判定方法は後述する）、
断続状態と判定したときに切換え部５６が６側に
切り換わるように、連続と判定したときに切換部
５６がａ側に切り換わるようにする部分である。
なお、切換部５６ａ側に切り換わつている時この
実施例は第１の実施例と同様の動作を行う。断続
時補償部５７は負荷電流断続時において無次元化
電圧指令値θ＊と無次元化電機子電圧ea＊（θ）
の１点弧区間の平均値ea＊（θ）との関係が非線
形化するのを防ぐ部分である。
ここで、断続時補償部５７の制御アルゴリズム
について説明する。
について説明する。
第９図イ，ロに示すような負荷電流断続状態に
おいて、無次元化電機子電圧ea＊（θ）は次式で
表わされることが知られている。
おいて、無次元化電機子電圧ea＊（θ）は次式で
表わされることが知られている。
ea＊（θ）＝
π/3sin（θ＋α＋π/3）
Ec＊ （０≦θ≦θ1）
（０≦θ≦π/3）
……(6)
ただし、θ1：電流導通角
ea＊（θ）＝ea（θ）／３／πEn
Ec＊＝Ec／３／πEn
この場合平均値ｅ a＊（θ）を(6)式から求める
と、ｅ a ＊（θ）＝３／π∫〓/3 pea＊（θ）dθ＝cos（α＋
π／３）−cos（α＋π／３＋θ1）＋（１−３／πθ1
）Ec＊……(7) となる。そして、断続時補償部５７には前述した
ように無次元化電圧指令値θ＊に対し平均値ｅ a
（θ）を一致（線形化）させる目的、すなわち、 ｅ a＊（θ）＝θ＊ ……(8) なる関係を成立させる目的がある。一方、点弧角
αは第９図に示すように次式で算出される。
と、ｅ a ＊（θ）＝３／π∫〓/3 pea＊（θ）dθ＝cos（α＋
π／３）−cos（α＋π／３＋θ1）＋（１−３／πθ1
）Ec＊……(7) となる。そして、断続時補償部５７には前述した
ように無次元化電圧指令値θ＊に対し平均値ｅ a
（θ）を一致（線形化）させる目的、すなわち、 ｅ a＊（θ）＝θ＊ ……(8) なる関係を成立させる目的がある。一方、点弧角
αは第９図に示すように次式で算出される。
α＝cos-1（θ＊＋Δθ＊ｄ） ……(9)
したがつて、断続時補償部５７は負荷電流断続
時において上記(8)式が成り立つような断続時補償
値Δθ＊ｄを(7)〜(9)式に基づいて算出する。
時において上記(8)式が成り立つような断続時補償
値Δθ＊ｄを(7)〜(9)式に基づいて算出する。
次に、判定部５５の判定方法について説明す
る。負荷電流Iaの基本式は次式で示されることが
知られており、 Ia（θ）＝Ia（θ）exp〔π／３／λ〕−Ec／ra｛１−e
xp〔−π／３／λ〕｝ ＋（En／ra）／（１＋λ2）1/2｛sin（α＋２／３π
−φ）−sin（α＋π／３−φ）exp〔−π／３）／λ〕
｝……(10) （ただし、α＝cos-1θ＊） この(10)式からIa（π／３）＝Ia（０）＝０を満たす
θ ＊を求めれば、この値が断続境界値θ＊mmとな
る。したがつて判定部５５はθ＊＜θ＊mmの場合
に負荷電流断続状態と判定する。
る。負荷電流Iaの基本式は次式で示されることが
知られており、 Ia（θ）＝Ia（θ）exp〔π／３／λ〕−Ec／ra｛１−e
xp〔−π／３／λ〕｝ ＋（En／ra）／（１＋λ2）1/2｛sin（α＋２／３π
−φ）−sin（α＋π／３−φ）exp〔−π／３）／λ〕
｝……(10) （ただし、α＝cos-1θ＊） この(10)式からIa（π／３）＝Ia（０）＝０を満たす
θ ＊を求めれば、この値が断続境界値θ＊mmとな
る。したがつて判定部５５はθ＊＜θ＊mmの場合
に負荷電流断続状態と判定する。
上述したことから解るようにこの実施例におい
て負荷電流断続状態のときは（θ＊＋Δθ＊ｄ）
に基づき、負荷電流連続状態のときは（θ＊＋
Δθ＊）に基づき点弧角αが算出される。また、
この実施例の具体的構成は第８図に示すブロツク
図と同様である。ただし、この場合の制御部５０
は第９図に示す乗算部１８、加算点１９、除算部
２０、電圧指令補償部４６、判定部５５、切換部
５６および断続時補償部５７に対応する。
て負荷電流断続状態のときは（θ＊＋Δθ＊ｄ）
に基づき、負荷電流連続状態のときは（θ＊＋
Δθ＊）に基づき点弧角αが算出される。また、
この実施例の具体的構成は第８図に示すブロツク
図と同様である。ただし、この場合の制御部５０
は第９図に示す乗算部１８、加算点１９、除算部
２０、電圧指令補償部４６、判定部５５、切換部
５６および断続時補償部５７に対応する。
なお、上述した第１、第２の実施例における速
度起電圧Ecの検出方法に代えて、第１１図に示す
ように電機子１の端子間電圧を検出して制御部５
０に入力する入力装置６０を設け、この入力装置
６０と入力装置４７との出力信号に基づき、すな
わち、電機子１の端子間電圧と負荷電流Iaとに基
づき速度起電圧Ecを求めてもよい。
度起電圧Ecの検出方法に代えて、第１１図に示す
ように電機子１の端子間電圧を検出して制御部５
０に入力する入力装置６０を設け、この入力装置
６０と入力装置４７との出力信号に基づき、すな
わち、電機子１の端子間電圧と負荷電流Iaとに基
づき速度起電圧Ecを求めてもよい。
以上説明したようにこの発明によれば、負荷の
伝達関数の逆関数を用いて負荷電流指令値から点
弧角αを算出するようにしたので、制御回路中に
遅れ要素がなく制御の応答が極めて速いという利
点が得られる。また、負荷のインダクタンス分
（電機子インダクタンス）による応答遅れの影響
を補償しているので、インダクタンス成分が無視
できない負荷に対しても、速い応答で負荷電流を
制御することができる。さらに、負荷電流が断続
状態か否かを判定し、断続である場合には半導体
電力交換器の非線形特性を補償するようにしたの
で、負荷電流断続状態時においても正確な負荷電
流制御を行うことができる。
伝達関数の逆関数を用いて負荷電流指令値から点
弧角αを算出するようにしたので、制御回路中に
遅れ要素がなく制御の応答が極めて速いという利
点が得られる。また、負荷のインダクタンス分
（電機子インダクタンス）による応答遅れの影響
を補償しているので、インダクタンス成分が無視
できない負荷に対しても、速い応答で負荷電流を
制御することができる。さらに、負荷電流が断続
状態か否かを判定し、断続である場合には半導体
電力交換器の非線形特性を補償するようにしたの
で、負荷電流断続状態時においても正確な負荷電
流制御を行うことができる。
第１図は従来の半導体電力変換器の負荷電流制
御装置の構成例を示すブロツク図、第２図は順変
換器２に電機子１が接続されている回路を示す回
路図、第３図は直流電動機の等価回路図、第４図
は第２図に示す回路の伝達関数を示す図、第５図
はこの発明の基本的な制御方法を示すブロツク
図、第６図はこの発明の原理を詳細に示すための
ブロツク図、第７図はこの発明の第１の実施例の
制御方法を示す制御ブロツク図、第８図は同実施
例の具体的構成を示すブロツク図、第９図はこの
発明の第２の実施例の制御方法を示す制御ブロツ
ク図、第１０図イ，ロは各々負荷電流断続時にお
ける負荷電流Iaおよび電機子端子間電圧eaの波形
を示す波形図、第１１図は速度起電圧Ecを検出
する場合の他の実施例を示すブロツク図である。 １８……乗算部、１９……加算点、２０……除
算部、４６……電圧指令値補償部、５５……判定
部、５６……切換部、５７……断続時補償部、θ
＊……無次元化電圧指令値（負荷電圧指令値）、
Δθ＊……補償値、Δθ＊ｄ……断続時補償値。
御装置の構成例を示すブロツク図、第２図は順変
換器２に電機子１が接続されている回路を示す回
路図、第３図は直流電動機の等価回路図、第４図
は第２図に示す回路の伝達関数を示す図、第５図
はこの発明の基本的な制御方法を示すブロツク
図、第６図はこの発明の原理を詳細に示すための
ブロツク図、第７図はこの発明の第１の実施例の
制御方法を示す制御ブロツク図、第８図は同実施
例の具体的構成を示すブロツク図、第９図はこの
発明の第２の実施例の制御方法を示す制御ブロツ
ク図、第１０図イ，ロは各々負荷電流断続時にお
ける負荷電流Iaおよび電機子端子間電圧eaの波形
を示す波形図、第１１図は速度起電圧Ecを検出
する場合の他の実施例を示すブロツク図である。 １８……乗算部、１９……加算点、２０……除
算部、４６……電圧指令値補償部、５５……判定
部、５６……切換部、５７……断続時補償部、θ
＊……無次元化電圧指令値（負荷電圧指令値）、
Δθ＊……補償値、Δθ＊ｄ……断続時補償値。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体電力変換器により直流電動機に電流を
供給する回路において、前記直流電動機の負荷電
流に対する伝達関数の逆関数を求め、前記逆関数
に負荷電流指令値および前記直流電動機の速度起
電圧値を代入することにより負荷電圧指令値を求
め、かつ、点弧時点における負荷電流値と前記負
荷電圧指令値とに基づき、次の点弧時点における
負荷電流値が定常状態に到る最近傍値となるよう
な過渡点弧角を演算し、この演算結果に基づき前
記負荷電圧指令値を補償する補償値を求め、この
補償値を前記負荷電圧指令値に加算し、この加算
値に基づいて点弧角を算出することを特徴とする
半導体電力変換器の負荷電流制御方法。 ２ 半導体電力変換器により直流電動機に電流を
供給する回路において、前記直流電動機の負荷電
流に対する伝達関数の逆関数を求め、前記逆関数
に負荷電流指令値および前記直流電動機の速度起
電圧値を代入することにより負荷電圧指令値を求
め、かつ、前記負荷電圧指令値から負荷電流が断
続か連続かを判定し、断続と判定した場合には前
記負荷電圧指令値と実際の負荷電圧平均値とを一
致させるための断続時補償値を前記負荷電圧指令
値に基づいて算出して前記負荷電圧指令値に加算
しこの加算値に基づいて点弧角の算出を行い、連
続と判定した場合には前記負荷電圧指令値に基づ
いて点弧角の算出を行うことを特徴とする半導体
電力変換器の負荷電流制御方法。 ３ 半導体電力変換器により直流電動機に電流を
供給する回路において、前記直流電動機の負荷電
流に対する伝達関数の逆関数を求め、前記逆関数
に負荷電流指令値および前記直流電動機の速度起
電圧値を代入することにより負荷電圧指令値を求
め、かつ、前記負荷電圧指令値から負荷電流が断
続か連続かを判定し、断続と判定した場合には前
記負荷電圧指令値と実際の負荷電圧平均値とを一
致させるための断続時補償値を前記負荷電圧指令
値に基づいて算出して前記負荷電圧指令値に加算
しこの加算値に基づいて点弧角の算出を行い、連
続と判定した場合には点弧時点における負荷電流
値と前記負荷電圧指令値とに基づき次の点弧時点
における負荷電流値が定常状態に到る最近傍値と
なるような過渡点弧角を演算しこの演算結果に基
づき前記負荷電圧指令値を補償する補償値を求
め、この補償値を前記負荷電圧指令値に加算し、
この加算値に基づいて点弧角を算出することを特
徴とする半導体電力変換器の負荷電流制御方法。 ４ 前記速度起電圧値を電機子端子間電圧と負荷
電流値とから求める特許請求の範囲の第１項、第
２項および第３項記載の半導体電力変換器の負荷
電流制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57082919A JPS58201590A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 半導体電力変換器の負荷電流制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57082919A JPS58201590A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 半導体電力変換器の負荷電流制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58201590A JPS58201590A (ja) | 1983-11-24 |
| JPH0224120B2 true JPH0224120B2 (ja) | 1990-05-28 |
Family
ID=13787649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57082919A Granted JPS58201590A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 半導体電力変換器の負荷電流制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58201590A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61218394A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-27 | Toyo Kikai Kk | 電動機の運転制御方式 |
| JPS61285095A (ja) * | 1985-06-11 | 1986-12-15 | Fuji Electric Co Ltd | 直流電動機の逆起電圧制御装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55147990A (en) * | 1979-05-02 | 1980-11-18 | Fuji Electric Co Ltd | Motor speed control system |
-
1982
- 1982-05-17 JP JP57082919A patent/JPS58201590A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55147990A (en) * | 1979-05-02 | 1980-11-18 | Fuji Electric Co Ltd | Motor speed control system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58201590A (ja) | 1983-11-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5057759A (en) | Discrete-time AC motor control apparatus | |
| GB2211682A (en) | Rotor position estimator for switched reluctance motor | |
| JPS6013390B2 (ja) | 電力変換装置の制御装置 | |
| US4274042A (en) | AC Motor drive system having clamped command error signal | |
| JPH0224120B2 (ja) | ||
| JPH0775399A (ja) | 可変速装置 | |
| GB2034938A (en) | Automatic control systems | |
| JPS648539B2 (ja) | ||
| JP2637178B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH0568391A (ja) | 誘導電動機のベクトル制御におけるすべり補償回路 | |
| JPH0323832Y2 (ja) | ||
| JPH0126274B2 (ja) | ||
| JPH0126275B2 (ja) | ||
| JP3129562B2 (ja) | 誘導電動機の速度制御装置 | |
| JPH0496681A (ja) | 誘導電動機のベクトル制御装置 | |
| JPS6330236Y2 (ja) | ||
| JP2625663B2 (ja) | 誘導電動機の可変速制御装置 | |
| US4810955A (en) | Measuring apparatus for determining the countervoltage of electric motors | |
| JP4557387B2 (ja) | サイリスタレオナード装置の制御回路 | |
| JPH04261383A (ja) | 速度検出装置 | |
| JPS6082090A (ja) | 無整流子電動機の制御方法 | |
| JPS5851740A (ja) | 直流送電系統の制御装置 | |
| JPS5970195A (ja) | 同期電動機の出力トルク制御装置 | |
| JPH0763217B2 (ja) | 可逆変換器の制御方法 | |
| JPS5814158B2 (ja) | ディジタル式非線形補償方式 |