JPH0231596B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0231596B2 JPH0231596B2 JP56188415A JP18841581A JPH0231596B2 JP H0231596 B2 JPH0231596 B2 JP H0231596B2 JP 56188415 A JP56188415 A JP 56188415A JP 18841581 A JP18841581 A JP 18841581A JP H0231596 B2 JPH0231596 B2 JP H0231596B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- torque
- axis
- component
- magnetic flux
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 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
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は交流電動機、特に同期機の電機子電
流を磁束に平行な磁化電流成分と、磁束に直交す
るトルク電流成分とに分解し、トルク電流成分を
制御することによりその発生トルクを自由に変え
るようにする、いわゆるベクトル制御方式を用い
た同期機における電機子電流の制御方法に関す
る。
流を磁束に平行な磁化電流成分と、磁束に直交す
るトルク電流成分とに分解し、トルク電流成分を
制御することによりその発生トルクを自由に変え
るようにする、いわゆるベクトル制御方式を用い
た同期機における電機子電流の制御方法に関す
る。
第１図はかかる同期機の動作を説明するための
ベクトル図である。
ベクトル図である。
同図において、ifは界磁電流、i2は磁束Φに直
交する電機子電流成分（以下、トルク電流と呼
ぶ。）、i〓はifとi2とが合成された磁化電流、δは内
部相差角または負荷角である。同期機トランスベ
クトル制御では、一般に電動機の負荷力率は１に
制御されるので、磁束Φに平行する電機子の磁化
電流成分は存在しないものとする。第１図からも
明らかなように、界磁電流指令値if *は磁束の指
令値に対応する磁化電流指令値i〓*と負荷角δよ
り次式の如く与えられる。
交する電機子電流成分（以下、トルク電流と呼
ぶ。）、i〓はifとi2とが合成された磁化電流、δは内
部相差角または負荷角である。同期機トランスベ
クトル制御では、一般に電動機の負荷力率は１に
制御されるので、磁束Φに平行する電機子の磁化
電流成分は存在しないものとする。第１図からも
明らかなように、界磁電流指令値if *は磁束の指
令値に対応する磁化電流指令値i〓*と負荷角δよ
り次式の如く与えられる。
if *＝i〓*／cosδ ……(1)
すなわち、負荷角δに応じて界磁電流を増減す
る必要がある。ところで、界磁回路には一般に大
きなインダクタンスが存在するので、界磁電流を
増減するときは過渡的に大きな界磁電圧を必要と
する。この界磁電圧の最大出力電圧を経済的な理
由からある値で制御すると、所望の界磁電流が流
れず、このため負荷角δが90度を越えることがあ
る（第１図の点線で示される如く界磁電流ifを小
さくして考えると明らかである。）そして、この
負荷角δが90度を越えると、同期機において不安
定現象を生じることは既に知られているところで
ある。
る必要がある。ところで、界磁回路には一般に大
きなインダクタンスが存在するので、界磁電流を
増減するときは過渡的に大きな界磁電圧を必要と
する。この界磁電圧の最大出力電圧を経済的な理
由からある値で制御すると、所望の界磁電流が流
れず、このため負荷角δが90度を越えることがあ
る（第１図の点線で示される如く界磁電流ifを小
さくして考えると明らかである。）そして、この
負荷角δが90度を越えると、同期機において不安
定現象を生じることは既に知られているところで
ある。
この発明は上記に鑑みなされたもので、同期機
の負荷角が90゜el（電気角）を越えないように電機
子電流を制限することにより、同期機の運転を安
定に行ないうるようにすることを目的とする。
の負荷角が90゜el（電気角）を越えないように電機
子電流を制限することにより、同期機の運転を安
定に行ないうるようにすることを目的とする。
すなわち、第１図において、同期機の負荷角δ
が90゜elを越えるということは、ｄ軸方向の合成
起磁力が負になるということである。したがつ
て、この発明は、合成起磁力のｄ軸成分が常に正
となるように電機子電流を制限する点に特徴を有
するものである。
が90゜elを越えるということは、ｄ軸方向の合成
起磁力が負になるということである。したがつ
て、この発明は、合成起磁力のｄ軸成分が常に正
となるように電機子電流を制限する点に特徴を有
するものである。
ところで、一般に電動機は制動巻線を有してい
る。第１図においては、該制動巻線による電流に
ついては省略されているので、ここで、制動巻線
電流のｄ軸（ｄ，ｑ軸は所定の角速度で回転する
回転軸であつて、回転する磁束や電流を回転軸上
からながめることによつて、これらの量を直流量
として扱いうるようにするものである。）成分iDd
をも考慮すると、合成起磁力のｄ軸成分i〓dは次
式の如く表わされる。
る。第１図においては、該制動巻線による電流に
ついては省略されているので、ここで、制動巻線
電流のｄ軸（ｄ，ｑ軸は所定の角速度で回転する
回転軸であつて、回転する磁束や電流を回転軸上
からながめることによつて、これらの量を直流量
として扱いうるようにするものである。）成分iDd
をも考慮すると、合成起磁力のｄ軸成分i〓dは次
式の如く表わされる。
i〓d＝if＋iDd−i2sinδ ……(2)
したがつて、i〓dが正となる条件は次の(3)式で
与えられる。
与えられる。
i2＜（if＋iDd）／sinδ（sinδ＞０）
i2＞（if＋iDd）／sinδ（sinδ＜０）……(3)
すなわち、トルク電流を(3)式にしたがつて制限
すれば、負荷角δは90゜elを越すことはない。
すれば、負荷角δは90゜elを越すことはない。
ところで、ｄ軸制動巻線の電圧電流方程式は次
式で与えられる。
式で与えられる。
rDdiDd＋ｄ／dt〔（lDd＋Md）iDd
＋Md（id＋if）〕＝０
ここで、ｐ＝ｄ／dtとおくと、
〔r〓d＋ｐ（lDd＋Md〕iDd
＋pMd（id＋if）＝０
となり、したがつてiDdは
∴iDd＝−pMd（id＋if）／rDd＋ｐ（lDd＋Md）
＝−ｐMd／rDd／１＋ｐlDd＋Md／rDd・（id＋if）…
…(4) ここに、rDdはｄ軸制動巻線抵抗、lDdはｄ軸制
動巻線もれインダクタンス、Mdはｄ軸電機子反
作用インダクタンス、idはｄ軸電機子電流であ
る。
…(4) ここに、rDdはｄ軸制動巻線抵抗、lDdはｄ軸制
動巻線もれインダクタンス、Mdはｄ軸電機子反
作用インダクタンス、idはｄ軸電機子電流であ
る。
第２図は上記(4)式によつてｄ軸制動巻線電流
iDdを演算によつて求める例を示す回路図である。
同図においてOP1，OP2はともに演算増巾器であ
つて、演算増巾器OP1にはｄ軸電機子電流idおよ
び界磁電流ifが導入される。したがつて、演算増
巾器OP1を含む回路によつて電流id，ifが加算さ
れ、その出力には−（id＋if）なる出力が得られ、
演算増巾器OP2，コンデンサＣ等を含む回路にお
いては、極性を反転した次式の如き演算が行なわ
れる。
iDdを演算によつて求める例を示す回路図である。
同図においてOP1，OP2はともに演算増巾器であ
つて、演算増巾器OP1にはｄ軸電機子電流idおよ
び界磁電流ifが導入される。したがつて、演算増
巾器OP1を含む回路によつて電流id，ifが加算さ
れ、その出力には−（id＋if）なる出力が得られ、
演算増巾器OP2，コンデンサＣ等を含む回路にお
いては、極性を反転した次式の如き演算が行なわ
れる。
R2／R1＋１／pC＝PR2C／１＋PR1C ……(5)
したがつて、演算増巾器OP1，OP2等を含む回
路によつて第(4)式の如き演算が行なわれ、その出
力にはiDdが得られる。この場合、R2C＝Md／rDd、
R1C＝（lDd＋Md）／rDdとなるように抵抗R1，R2
およびコンデンサＣの値が決められることは云う
迄もない。なお、制動巻線を有していない場合
は、勿論上記の如き演算回路は不要である。ここ
でifは比較的容易に検出できる量であり、idにつ
いても電機子電流より既に知られている座標変換
により求めることができ、また、sinδについても
同様である。
路によつて第(4)式の如き演算が行なわれ、その出
力にはiDdが得られる。この場合、R2C＝Md／rDd、
R1C＝（lDd＋Md）／rDdとなるように抵抗R1，R2
およびコンデンサＣの値が決められることは云う
迄もない。なお、制動巻線を有していない場合
は、勿論上記の如き演算回路は不要である。ここ
でifは比較的容易に検出できる量であり、idにつ
いても電機子電流より既に知られている座標変換
により求めることができ、また、sinδについても
同様である。
第３図は、(3)式にしたがつてi2の指令値i2 *を制
限する回路の具体例を示す回路図である。
限する回路の具体例を示す回路図である。
第３図において、１は演算増巾器OP3，OP4よ
り構成される絶対値演算器、２は割算器、３は演
算増巾器OP5，OP6からなる極性反転機能をもつ
バツフア、４は演算増巾器OP7およびダイオード
D1，D2等から構成されるリミツタである。した
がつて、演算器１においては｜sinδ｜の演算が行
なわれ、割算器２においては（if＋iDd）／｜sinδ
｜なる演算が行なわれる。すなわち、従来i2 **と
して与えられていたトルク電流指令値は、リミツ
タ４によつて割算器２からの出力に制限され、新
たな電流指令値i2 *が得られるものである。この
場合、i2が大きい場合はi2＞０でsinδ＞０、i2＜０
でsinδ＜０であるから ｜i2｜＜（if＋iDd）／｜sinδ｜ なる制限がかけられることになる。
り構成される絶対値演算器、２は割算器、３は演
算増巾器OP5，OP6からなる極性反転機能をもつ
バツフア、４は演算増巾器OP7およびダイオード
D1，D2等から構成されるリミツタである。した
がつて、演算器１においては｜sinδ｜の演算が行
なわれ、割算器２においては（if＋iDd）／｜sinδ
｜なる演算が行なわれる。すなわち、従来i2 **と
して与えられていたトルク電流指令値は、リミツ
タ４によつて割算器２からの出力に制限され、新
たな電流指令値i2 *が得られるものである。この
場合、i2が大きい場合はi2＞０でsinδ＞０、i2＜０
でsinδ＜０であるから ｜i2｜＜（if＋iDd）／｜sinδ｜ なる制限がかけられることになる。
なお、第１図において、電機子から磁束に平行
な磁化電流成分i1を流す場合（力率が１でない場
合）は、上記(3)式の分子をif＋iDd＋i1cosδとすれ
ばよいことは云う迄もない。
な磁化電流成分i1を流す場合（力率が１でない場
合）は、上記(3)式の分子をif＋iDd＋i1cosδとすれ
ばよいことは云う迄もない。
以上のように、ベクトル制御方式によつて同期
電動機を制御する場合に、所定回転軸（ｄ軸）の
起磁力が常に正となるようにトルク電流成分値を
制限するようにしたから、内部相差角（負荷角）
δが90゜elを越えることがなく、したがつて安定
な運転を行なうことができるものである。
電動機を制御する場合に、所定回転軸（ｄ軸）の
起磁力が常に正となるようにトルク電流成分値を
制限するようにしたから、内部相差角（負荷角）
δが90゜elを越えることがなく、したがつて安定
な運転を行なうことができるものである。
第１図は同期機をベクトル制御する場合の動作
を説明するためのベクトル図、第２図は所定軸方
向の制動巻線電流演算回路を示す回路図、第３図
はこの発明の実施例を示す回路図である。 符号説明、１…絶対値演算器、２…割算器、３
…バツフア、４…リミツタ、OP1〜OP7…演算増
巾器、Ｒ，R0，R1，R2…抵抗、Ｃ…コンデンサ、
D1，D2…ダイオード、Φ…磁束、δ…内部相差
角（負荷角）、if…界磁電流、i2…トルク電流、i〓
…磁化電流、iDd…制動巻線電流、i2 **…従来のト
ルク電流指令値、i2 *…この発明によるトルク電
流指令値。
を説明するためのベクトル図、第２図は所定軸方
向の制動巻線電流演算回路を示す回路図、第３図
はこの発明の実施例を示す回路図である。 符号説明、１…絶対値演算器、２…割算器、３
…バツフア、４…リミツタ、OP1〜OP7…演算増
巾器、Ｒ，R0，R1，R2…抵抗、Ｃ…コンデンサ、
D1，D2…ダイオード、Φ…磁束、δ…内部相差
角（負荷角）、if…界磁電流、i2…トルク電流、i〓
…磁化電流、iDd…制動巻線電流、i2 **…従来のト
ルク電流指令値、i2 *…この発明によるトルク電
流指令値。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 同期電動機の電機子電流を磁束を作る磁化電
流成分と磁束に作用してトルクを発生するトルク
電流成分とに分け、主として該トルク電流成分に
もとづいて同期電動機を制御するに当たり、 前記トルク電流をi2、電動機界磁電流をif、制
動巻線電流の所定回転軸（ｄ軸）成分をiDd、内
部相差角をδとするとき、前記トルク電流i2を、 ｜i2｜＜（if＋iDd）／｜sinδ｜ なる関係を満たすように制限することを特徴とす
る同期電動機の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56188415A JPS5893492A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | 同期電動機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56188415A JPS5893492A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | 同期電動機の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5893492A JPS5893492A (ja) | 1983-06-03 |
| JPH0231596B2 true JPH0231596B2 (ja) | 1990-07-13 |
Family
ID=16223253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56188415A Granted JPS5893492A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | 同期電動機の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5893492A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6122795A (ja) * | 1984-07-10 | 1986-01-31 | Fanuc Ltd | 同期電動機の制御方法 |
-
1981
- 1981-11-26 JP JP56188415A patent/JPS5893492A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5893492A (ja) | 1983-06-03 |
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