JPH0256040B2 - - Google Patents

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JPH0256040B2
JPH0256040B2 JP55172951A JP17295180A JPH0256040B2 JP H0256040 B2 JPH0256040 B2 JP H0256040B2 JP 55172951 A JP55172951 A JP 55172951A JP 17295180 A JP17295180 A JP 17295180A JP H0256040 B2 JPH0256040 B2 JP H0256040B2
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JP
Japan
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circuit
voltage
capacitor
output
phase
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JP55172951A
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Japanese (ja)
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JPS5797395A (en
Inventor
Tadashi Ichioka
Akio Ihara
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5797395A publication Critical patent/JPS5797395A/en
Publication of JPH0256040B2 publication Critical patent/JPH0256040B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements 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
    • H02P25/022Synchronous motors
    • H02P25/024Synchronous motors controlled by supply frequency

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は同期電動機の制御装置に係り、特に電
圧形インバータを用いた駆動制御回路の瞬時停電
対策を考慮した同期電動機の駆動制御装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a synchronous motor control device, and more particularly to a synchronous motor drive control device that takes into account instantaneous power outage countermeasures for a drive control circuit using a voltage source inverter.

一般に、インバータ回路を用いて電動機を制御
する場合、瞬時停電時の対策をいかに行うかは重
要な問題である。特に静止機器を用いた駆動制御
方法においては、エネルギーを蓄積しておくこと
が困難であるため、たとえ短時間でも電源が無く
なると装置停止に至りシステムダウンとなる。
Generally, when controlling a motor using an inverter circuit, it is an important issue how to take measures against instantaneous power outages. Particularly in drive control methods using stationary equipment, it is difficult to store energy, so if the power goes out even for a short time, the equipment will stop and the system will go down.

また一般には「50%電圧降下1秒間」の運転継
続が保証されているが、これは少なくとも制御電
源は1秒間正常に運転できるように対策を施し、
実際の運転においても電源電圧変動時の運転継続
を図ろうとするものである。また主回路的には
100%負荷にて負荷電動機の脱調に至るまでの保
持時間は50ms程度である。したがつて、これ以
上の瞬停保証を行わなければならない。それ故、
これ以上の要求に応えるためには電動機負荷とし
てインバータ運転中に瞬時停電が発生した場合に
運転継続を図るために一旦インバータ運転を停止
し、同時に電動機の逆起電力の大きさや位相と周
波数を検出し電源復帰と同時にインバータの位相
を電動機の位相に合わせて再投入し、円滑に運転
を再開することが必要である。
Generally, continued operation is guaranteed for a ``50% voltage drop for 1 second,'' but this means that measures must be taken to ensure that the control power supply can operate normally for at least 1 second.
In actual operation, it is intended to continue operation even when the power supply voltage fluctuates. Also, in terms of the main circuit
At 100% load, the holding time until the load motor loses synchronization is approximately 50ms. Therefore, it is necessary to guarantee even more instantaneous power outages. Therefore,
In order to meet even higher demands, if a momentary power outage occurs while the inverter is operating as a motor load, the inverter operation will be temporarily stopped in order to continue operation, and at the same time the magnitude, phase and frequency of the motor's back electromotive force will be detected. When the power is restored, it is necessary to turn on the inverter again, matching the phase of the motor, to resume operation smoothly.

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、順変換回路、チヨツパ回路及びインバ
ータ回路を有する電力変換部を用いて電源復電時
に再投入するときに、平滑用のコンデンサへの突
入電流の流れ込みを防止すること、転流失敗を防
ぐこと、及びインバータ回路の電圧位相を電動機
の逆起電力の位相に正確に合わせることにより円
滑に運転を再開させることにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and an object of the present invention is to use a power conversion unit having a forward conversion circuit, a chopper circuit, and an inverter circuit to convert smoothing capacitors into smoothing capacitors when the power is turned on again when the power is restored. The purpose of this invention is to prevent inrush current from flowing into the motor, prevent commutation failure, and restart operation smoothly by accurately matching the voltage phase of the inverter circuit with the phase of the back electromotive force of the motor.

以下に本発明の実施例に係る同期電動機の駆動
制御装置を図面によつて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A drive control device for a synchronous motor according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図において1は交流電源、2は交流電源1
からの交流電力を直流電力に変換する順変換回路
たとえばダイオード2aを有する整流回路2であ
る。3は整流回路2によつて整流された直流電圧
を調節するチヨツパ回路で、サイリスタ19と帰
還ダイオード(図示せず)を有する。4は直流リ
アクトル5を介してチヨツパ回路3に接続された
インバータ回路で、サイリスタ20および帰還ダ
イオード21を有する。7は整流回路2の出力側
とチヨツパ回路3の入力側間に接続された第1の
コンデンサ、8はチヨツパ回路3の出力側とイン
バータ回路4の入力側間に接続された第2のコン
デンサであり、直流電圧を平滑化するためのもの
である。9はスイツチ6を介してインバータ回路
4に接続された負荷であり、永久磁石型電動機9
a〜9nを有する。
In Figure 1, 1 is an AC power supply, 2 is an AC power supply 1
For example, a rectifier circuit 2 includes a diode 2a. A chopper circuit 3 adjusts the DC voltage rectified by the rectifier circuit 2, and includes a thyristor 19 and a feedback diode (not shown). 4 is an inverter circuit connected to the chopper circuit 3 via a DC reactor 5, and includes a thyristor 20 and a feedback diode 21. 7 is a first capacitor connected between the output side of the rectifier circuit 2 and the input side of the chopper circuit 3, and 8 is a second capacitor connected between the output side of the chopper circuit 3 and the input side of the inverter circuit 4. It is used to smooth the DC voltage. 9 is a load connected to the inverter circuit 4 via the switch 6, and is a permanent magnet type electric motor 9.
It has a to 9n.

10は第1の電圧設定器で、第1のコンデンサ
7の下限電圧を設定するものであり、11は第1
のコンデンサ7の電圧を検出する絶縁トランスで
ある第1のトランス、12は第1の電圧設定器1
0の電圧VS1の第1のトランス11の電圧を入
力とする第1の突合わせ回路である。13はこの
第1の突合わせ回路12の偏差出力電圧を入力と
する第1の増幅回路で図示のような入出力特性を
有する。14は、第2のコンデンサ8の電圧設定
値を出力する第2の電圧設定器、15は第2のコ
ンデンサ8の電圧を検出する絶縁トランスである
第2のトランスである。16は第1の増幅回路1
3の出力と第2の電圧設定器14の出力および第
2のトランス15の出力を入力する第2の突合わ
せ回路である。17はこの第2の突合わせ回路1
6の偏差出力電圧を入力とする第2の増幅回路で
自動電圧調整アンプを形成する。18は第2の増
幅回路17の増幅出力電圧を入力とする位相制御
回路である。
10 is a first voltage setting device that sets the lower limit voltage of the first capacitor 7; 11 is a first voltage setting device;
A first transformer 12 is an isolation transformer that detects the voltage of the capacitor 7, and 12 is a first voltage setting device 1.
This is a first matching circuit which receives as input the voltage of the first transformer 11, which is the voltage VS1 of 0. Reference numeral 13 denotes a first amplifier circuit which receives the deviation output voltage of the first matching circuit 12 as an input, and has input/output characteristics as shown in the figure. 14 is a second voltage setter that outputs the voltage setting value of the second capacitor 8; 15 is a second transformer that is an isolation transformer that detects the voltage of the second capacitor 8; 16 is the first amplifier circuit 1
3, the output of the second voltage setter 14, and the output of the second transformer 15. 17 is this second matching circuit 1
A second amplifier circuit which inputs the deviation output voltage of No. 6 forms an automatic voltage adjustment amplifier. 18 is a phase control circuit which receives the amplified output voltage of the second amplifier circuit 17 as an input.

22は、負荷9の誘起電圧の位相を検出する誘
起電圧検出回路としての位相検出トランス、23
はこの位相検出トランス22で検出した電圧の高
調波分を除去するためのフイルタ回路で、抵抗2
4a,24bおよびコンデンサ25からなるT型
回路によつて形成されている。26は電圧の零値
を検出する零電圧検出回路である。27はこの零
電圧検出回路26の出力信号を入力とする第3の
突合わせ回路であり、位相ロツク回路28の一部
を成すものである。この位相ロツク回路28は、
第3の合突き合わせ回路27に入力されたパルス
信号の位相差に対応するパルス幅をもつたパルス
信号を出力する機能を有する。29は位相ロツク
回路28の出力信号を入力とするローパスフイル
タ、30は第4の突合わせ回路、31はこの第4
の突合わせ回路30の偏差出力信号を入力とする
第3の増幅器で、ローパスフイルタ29からのデ
ジタル電圧信号を極性反転すると共に増幅する。
32は第3の増幅器31の出力電圧信号を周波数
に変換する電圧−周波数変換回路である。33は
電圧−周波数変換回路32の周波数信号を入力と
して作動するリングカウンタ、34はリングカウ
ンタ33からの信号を入力とするロジツク回路、
35はゲート回路である。
22 is a phase detection transformer as an induced voltage detection circuit that detects the phase of the induced voltage of the load 9; 23;
is a filter circuit for removing harmonic components of the voltage detected by this phase detection transformer 22, and resistor 2
4a, 24b and a T-shaped circuit consisting of a capacitor 25. 26 is a zero voltage detection circuit that detects a zero value of voltage. A third matching circuit 27 receives the output signal of the zero voltage detection circuit 26, and forms a part of the phase lock circuit 28. This phase lock circuit 28 is
It has a function of outputting a pulse signal having a pulse width corresponding to the phase difference of the pulse signals input to the third matching circuit 27. 29 is a low-pass filter which receives the output signal of the phase lock circuit 28, 30 is a fourth matching circuit, and 31 is this fourth matching circuit.
A third amplifier inputs the deviation output signal of the matching circuit 30, which inverts the polarity of the digital voltage signal from the low-pass filter 29 and amplifies it.
32 is a voltage-frequency conversion circuit that converts the output voltage signal of the third amplifier 31 into a frequency. 33 is a ring counter that operates by receiving the frequency signal from the voltage-frequency conversion circuit 32; 34 is a logic circuit that receives the signal from the ring counter 33;
35 is a gate circuit.

36は周波数と相位差との関係が規定され、第
3の増幅器31の出力信号に対応する位相補正信
号を位相ロツク回路28に帰還する位相補正回
路、37は停電検出トランス、38は停電検出回
路、39は第5の突合わせ回路である。
36 is a phase correction circuit in which the relationship between frequency and phase difference is defined and returns a phase correction signal corresponding to the output signal of the third amplifier 31 to the phase lock circuit 28; 37 is a power failure detection transformer; and 38 is a power failure detection circuit. , 39 is a fifth matching circuit.

第4図はインバータ回路の1相分を示し、この
インバータ回路はサイリスタスイツチ20として
サイリスタ20a〜20dを有する。これらのサ
イリスタ20a〜20dはブリツジ回路を形成
し、このブリツジ回路の橋絡辺には転流コンデン
サ40と転流抵抗41からなる並列回路が接続さ
れている。ブリツジ回路は転流リアクトル42a
を介して正極側に、転流リアクトル42bを介し
て負極にそれぞれ接続される。またブリツジ回路
の橋絡辺より1相分の交流電力を出力する。ブリ
ツジ回路と並列に転流ダイオード21a〜21b
の直列回路をカソード側を正極にアノード側を負
極に接続し、転流ダイオード21a,21bの接
続点とブリツジ回路の橋絡辺とを共通線で接続す
る。またブリツジ回路のサイリスタ20aと20
bの接続点と第1のコンデンサ(補助充電用コン
デンサ)7の正極側間には転流補助サイリスタ4
3およびリアクトル44を接続して補助充電ルー
プを形成している。第1のコンデンサ7はチヨツ
パ回路3の入力側において正電位側と負電位側間
に接続され、第2のコンデンサ8はインバータ回
路4の直流入力側とチヨツパ回路の出力側間にお
いて正電位側と負電位側間に接続されている。
FIG. 4 shows one phase of an inverter circuit, and this inverter circuit has thyristors 20a to 20d as thyristor switches 20. These thyristors 20a to 20d form a bridge circuit, and a parallel circuit consisting of a commutating capacitor 40 and a commutating resistor 41 is connected to the bridge side of this bridge circuit. The bridge circuit is a commutation reactor 42a
are connected to the positive electrode side through the commutation reactor 42b, and to the negative electrode side through the commutation reactor 42b. Also, one phase of AC power is output from the bridge side of the bridge circuit. Commutation diodes 21a to 21b are connected in parallel with the bridge circuit.
The cathode side of the series circuit is connected to the positive electrode and the anode side is connected to the negative electrode, and the connection point of the commutating diodes 21a and 21b and the bridge side of the bridge circuit are connected by a common line. Also, the thyristors 20a and 20 of the bridge circuit
A commutating auxiliary thyristor 4 is connected between the connection point b and the positive electrode side of the first capacitor (auxiliary charging capacitor) 7.
3 and reactor 44 are connected to form an auxiliary charging loop. The first capacitor 7 is connected between the positive potential side and the negative potential side on the input side of the chopper circuit 3, and the second capacitor 8 is connected between the positive potential side and the negative potential side between the DC input side of the inverter circuit 4 and the output side of the chopper circuit. Connected between the negative potential sides.

上記構成の駆動制御装置において、電源1の正
常時には整流回路2の直流出力電圧はチヨツパ回
路3によつて所定値に調節される。このとき第
1、第2のコンデンサ7,8は所定電圧値に充電
されている。チヨツパ回路3によつて調節された
直流電圧はインバータ回路4によつて所定周波数
の交流電圧に変換されスイツチ6を通して永久磁
石型電動機9a〜9nに供給される。
In the drive control device having the above configuration, when the power supply 1 is normal, the DC output voltage of the rectifier circuit 2 is adjusted to a predetermined value by the chopper circuit 3. At this time, the first and second capacitors 7 and 8 are charged to a predetermined voltage value. The DC voltage adjusted by the chopper circuit 3 is converted into an AC voltage of a predetermined frequency by the inverter circuit 4, and is supplied to the permanent magnet motors 9a to 9n through the switch 6.

一般には第2の突合わせ回路16において第2
のコンデンサ8の充電電圧と第2の電圧設定器1
4との偏差電圧を第2の増幅回路17で増幅し、
この増幅された電圧信号を位相制御回路18に入
力し、これによりチヨツパ回路3を制御してい
た。
Generally, in the second matching circuit 16, the second
The charging voltage of the capacitor 8 and the second voltage setting device 1
4 is amplified by the second amplification circuit 17,
This amplified voltage signal was input to the phase control circuit 18, thereby controlling the chopper circuit 3.

ここで停電が起こると、その後においても第1
のコンデンサ7の電圧は第2のコンデンサ8の電
圧よりも高いので、第2のコンデンサ8の電圧は
チヨツパ回路3により第2の電圧設定器14の設
定値に維持されるが、時間が経つにつれて第1の
コンデンサ7の電圧は放電により低下してくる。
この状態で復電すると第1のコンデンサ7の電圧
は整流回路2の出力電圧まで急激に引き上げられ
るので、第1のコンデンサ7からチヨツパ回路3
の出力側へ大きな突入電流が流れ、チヨツパ回路
3の転流耐量を越えることがあるという問題があ
つた。
If a power outage occurs here, the first
Since the voltage of the capacitor 7 is higher than the voltage of the second capacitor 8, the voltage of the second capacitor 8 is maintained at the setting value of the second voltage setter 14 by the chopper circuit 3, but as time passes The voltage of the first capacitor 7 decreases due to discharge.
When the power is restored in this state, the voltage of the first capacitor 7 is rapidly raised to the output voltage of the rectifier circuit 2, so that the voltage of the first capacitor 7 is transferred from the first capacitor 7 to the chopper circuit 3.
There was a problem in that a large inrush current flows to the output side of the circuit, which may exceed the commutation withstand capacity of the chopper circuit 3.

そこで本装置では、第1図に示すように第1の
コンデンサ7の充電電圧VC1を検出し、これを
設定値と突合わせている。すなわち、第1のコン
デンサ7の充電電圧VC1は第1のトランス11
によつて検出された後、第1の突合わせ回路12
に印加される。第1の突合わせ回路12において
は第1のトランスの出力電圧と第1の電圧設定器
10の設定電圧VS1が突合され、VC1からVS
1が差し引かれる。電源電圧が正常時にはVS1
<VC1となり、第1の増幅回路13は入力が正
であるから出力信号は零となる。停電が発生する
と、第1のコンデンサ7の電荷が放電しその充電
電圧が下がり、第1のコンデンサ7の電圧VC1
が下限設定値VS1より小さくなると、第1の突
合わせ回路12の偏差分は負となり、該増幅回路
13は負の入力信号を反転増幅してから正の電圧
信号を出力する。
Therefore, in this device, as shown in FIG. 1, the charging voltage VC1 of the first capacitor 7 is detected and compared with a set value. That is, the charging voltage VC1 of the first capacitor 7 is the same as that of the first transformer 11.
after being detected by the first matching circuit 12
is applied to In the first matching circuit 12, the output voltage of the first transformer and the set voltage VS1 of the first voltage setter 10 are matched, and from VC1 to VS
1 is subtracted. VS1 when power supply voltage is normal
<VC1, and since the input to the first amplifier circuit 13 is positive, the output signal becomes zero. When a power outage occurs, the charge in the first capacitor 7 is discharged and its charging voltage decreases, causing the voltage VC1 of the first capacitor 7 to decrease.
When becomes smaller than the lower limit set value VS1, the deviation of the first matching circuit 12 becomes negative, and the amplifier circuit 13 inverts and amplifies the negative input signal and then outputs a positive voltage signal.

第2の突合わせ回路16においては、第1の増
幅回路13からの正の電圧信号と第2の電圧設定
器14からの負の電圧信号と第2のコンデンサ8
の充電電圧に対応する正の電圧信号が印加され、
これらの偏差電圧は第2の増幅回路17に入力さ
れる。従つて第2の電圧設定器14よりの設定値
が増幅器13よりの電圧信号分だけ等価的に小さ
くなり、この結果チヨツパ回路3は第2のコンデ
ンサ8の電圧が小さくなるように動作する。つま
りチヨツパ回路3のオンの比率が小さくなる。第
1のコンデンサ7のエネルギーは電動機9a〜9
nより帰還ダイオード21及びチヨツパ回路3内
のダイオード19aを介して与えられるが、チヨ
ツパ回路3のオンの比率が小さくなるので、サイ
リスタ19を通じて第2のコンデンサ8に流れ込
む電荷量が絞られるため第1のコンデンサ7の電
圧低下が抑えられる。従つて復電時に第2のコン
デンサ8に流れ込む突入電流が抑えられる。
In the second matching circuit 16, the positive voltage signal from the first amplifier circuit 13, the negative voltage signal from the second voltage setter 14, and the second capacitor 8
A positive voltage signal corresponding to the charging voltage is applied,
These deviation voltages are input to the second amplifier circuit 17. Therefore, the set value from the second voltage setter 14 is equivalently reduced by the voltage signal from the amplifier 13, and as a result, the chopper circuit 3 operates so that the voltage at the second capacitor 8 becomes smaller. In other words, the on-ratio of the chopper circuit 3 becomes smaller. The energy of the first capacitor 7 is
n via the feedback diode 21 and the diode 19a in the chopper circuit 3, but since the on-state ratio of the chopper circuit 3 becomes smaller, the amount of charge flowing into the second capacitor 8 through the thyristor 19 is reduced, so that the first The voltage drop of the capacitor 7 is suppressed. Therefore, the rush current flowing into the second capacitor 8 at the time of power restoration is suppressed.

しかしながら前述の装置でも電源1が正常であ
るときは、第4図のインバータ回路において、サ
イリスタ20a,20dとサイリスタ20b,2
0cの組合わせでオン、オフが繰返され、負荷9
に電力が供給されるが、瞬時停電が発生すると、
第5図Aに示すようにインバータ回路の入力電圧
が時刻t1で消滅する。これにより、第5図Dに示
すように、転流コンデンサ40の電圧が低下して
ゆく。したがつて、数秒に渡つて停電が継続する
と、転流コンデンサ40の電荷が放電し、その電
圧が低下してインバータの転流耐量が低下して、
インバータの再始動が不可能になる欠点があつ
た。
However, even in the above-mentioned device, when the power supply 1 is normal, the thyristors 20a, 20d and the thyristors 20b, 2
The combination of 0c turns on and off repeatedly, and the load 9
However, if a momentary power outage occurs,
As shown in FIG. 5A, the input voltage of the inverter circuit disappears at time t1 . As a result, the voltage of the commutating capacitor 40 decreases as shown in FIG. 5D. Therefore, if a power outage continues for several seconds, the charge in the commutation capacitor 40 will be discharged, the voltage will drop, and the commutation withstand capacity of the inverter will decrease.
The drawback was that the inverter could not be restarted.

しかるに本願においては、前記欠点を除去する
ためにサイリスタ20dのゲートパルス(第5図
B)の位相は位相ロツク.ループ(図示せず)に
より同期されており、第5図Cに示すように復電
の条件として時刻t3でサイリスタ43にゲート信
号を供給して該サイリスタ43を点弧する。転流
コンデンサ40は第5図Dの如くVC1+αまで
充電される。ここでαはリアクトルなどの影響に
よる電圧分である。サイリスタ43の点弧により
転流コンデンサ40には第5図Dに示すように時
刻t3で充分に充電されている。そして、時刻t4
後は正常動作となりインバータの出力周波数に従
つて転流動作が行われる。
However, in the present invention, in order to eliminate the above-mentioned drawback, the phase of the gate pulse of the thyristor 20d (FIG. 5B) is set to a phase lock. They are synchronized by a loop (not shown), and as shown in FIG. 5C, a gate signal is supplied to the thyristor 43 at time t3 as a condition for power restoration, and the thyristor 43 is fired. The commutating capacitor 40 is charged to VC1+α as shown in FIG. 5D. Here, α is a voltage component due to the influence of a reactor, etc. Due to the ignition of the thyristor 43, the commutating capacitor 40 is fully charged at time t3 , as shown in FIG. 5D. After time t4 , the inverter operates normally and commutates according to the output frequency of the inverter.

第4図のインバータ回路において、補助サイリ
スタ43をオンにすれば第1のコンデンサ7から
該補助サイリスタ43とリアクトル44、転流コ
ンデンサ40、サイリスタ20dおよびリアクト
ル42bを通して電流が流れ、転流コンデンサ4
0に第5図Dに示すように充電される。したがつ
て、インバータの転流失敗が防止され数秒に渡る
瞬停が発生しても、復電されたとき、装置の再始
動が可能になる。
In the inverter circuit shown in FIG. 4, when the auxiliary thyristor 43 is turned on, current flows from the first capacitor 7 through the auxiliary thyristor 43, the reactor 44, the commutating capacitor 40, the thyristor 20d, and the reactor 42b, and the commutating capacitor 4
0 as shown in FIG. 5D. Therefore, commutation failure in the inverter is prevented, and even if a momentary power outage lasting several seconds occurs, the device can be restarted when power is restored.

更に本発明では、電源1に瞬時停電が発生する
と、インバータ回路4は一旦運転を停止させる。
同時にスイツチ6が投入され電動機9a〜9nの
逆行電力の大きさ、位相、および周波数を検出
し、電源が復帰するとインバータ回路の電圧、位
相を電動機の逆起電力およびその位相に合わせて
同期投入して円滑に運転を再開するものである。
すなわち、電動機9a〜9nの誘起電圧の位相成
分は位相検出トランス22によつて検出され、そ
の検出信号はフイルタ回路23を通じて零電圧検
出回路26に入力される。ここからの出力パルス
は電圧−周波数変換回路32より図示しない分周
回路で6倍に分周されたパルスと突き合わされ、
位相ロツク回路28はそれらパルスの位相差をパ
ルス幅とするパルスを出力する。次にローパスフ
イルタ29からそのパルスを平滑化した直流電圧
が増幅回路31を介して出力され、電圧−周波数
変換回路32にてその直流電圧に対応する周波数
のパルスに変換される。従つて次に述べる位相補
正回路36を考慮しなければ、電圧−周波数変換
回路32の出力パルスの位相と零電圧検出回路2
6の出力パルスの位相とが一致した状態でロツク
される。
Furthermore, in the present invention, when a momentary power outage occurs in the power supply 1, the inverter circuit 4 temporarily stops operating.
At the same time, the switch 6 is turned on to detect the magnitude, phase, and frequency of the reverse power of the motors 9a to 9n, and when the power is restored, the voltage and phase of the inverter circuit are turned on in synchronization with the back electromotive force of the motor and its phase. This will enable smooth resumption of operation.
That is, the phase component of the induced voltage of the electric motors 9a to 9n is detected by the phase detection transformer 22, and the detection signal is inputted to the zero voltage detection circuit 26 through the filter circuit 23. The output pulse from this is matched with a pulse frequency-divided six times by a frequency divider circuit (not shown) from the voltage-frequency conversion circuit 32,
The phase lock circuit 28 outputs a pulse whose pulse width is the phase difference between these pulses. Next, a DC voltage obtained by smoothing the pulse is output from the low-pass filter 29 via the amplifier circuit 31, and is converted by the voltage-frequency conversion circuit 32 into a pulse having a frequency corresponding to the DC voltage. Therefore, unless the phase correction circuit 36 described below is taken into account, the phase of the output pulse of the voltage-frequency conversion circuit 32 and the zero voltage detection circuit 2
It is locked in a state where the phase of the output pulse of No. 6 matches.

ところでフイルタ回路23は検出電圧の高調波
を除去するために必要なものであるが、このフイ
ルタ回路23の存在により、電動機9a〜9nの
誘起電圧の零点に対して、零電圧検出回路26よ
りの出力パルスの位相がθ=tan-12πfTだけ遅れ
ている。ただしfは誘起電圧の周波数、Tは
R1C1/2であり、R1はフイルタ回路23の抵抗
24a,24bの抵抗値、C1はコンデンサ25
のキヤパシタンスである。従つて電圧−周波数変
換回路32の出力パルスは誘起電圧と位相がずれ
たものとなつてしまう。そこで第3図に示すよう
な特性を有し、周波数に対応する電圧が増幅器
31より入力されたときに、位相差θに対応する
電圧を出力する位相補正回路36を用いている。
位相ロツク回路28では、突き合わせ回路27で
得た位相差と当該位相ロツク回路28より出力さ
れるパルスの幅との関係が位相補正回路36の出
力電圧値によつて調整される。この調整の結果、
突き合わせ回路27で得た位相差をθだけ補正し
た位相差に相当するパルス幅のパルスが位相ロツ
ク回路28から出力され、結局電圧−周波数変換
回路32の出力パルスは零電圧検出回路26の出
力パルスよりもθだけ位相が進んだ状態でロツク
される。
By the way, the filter circuit 23 is necessary to remove harmonics of the detected voltage, and due to the existence of this filter circuit 23, the voltage from the zero voltage detection circuit 26 is The phase of the output pulse is delayed by θ = tan -1 2πfT. However, f is the frequency of the induced voltage, and T is
R 1 C 1 /2, where R 1 is the resistance value of the resistors 24a and 24b of the filter circuit 23, and C 1 is the resistance value of the capacitor 25.
is the capacitance of Therefore, the output pulse of the voltage-frequency conversion circuit 32 will be out of phase with the induced voltage. Therefore, a phase correction circuit 36 is used which has characteristics as shown in FIG. 3 and outputs a voltage corresponding to the phase difference θ when a voltage corresponding to the frequency is input from the amplifier 31.
In the phase lock circuit 28, the relationship between the phase difference obtained by the matching circuit 27 and the width of the pulse output from the phase lock circuit 28 is adjusted by the output voltage value of the phase correction circuit 36. As a result of this adjustment,
A pulse with a pulse width corresponding to the phase difference obtained by correcting the phase difference obtained by the matching circuit 27 by θ is output from the phase lock circuit 28, and the output pulse of the voltage-frequency conversion circuit 32 is eventually the output pulse of the zero voltage detection circuit 26. It is locked with the phase leading by θ.

第2図はこの様子を示したものであり、同図A
は位相ずれがない場合の誘起電圧の零点パルス、
Bは零電圧検出回路26の出力パルス、Cは電圧
−周波数変換回路32の出力パルス、Dは位相ロ
ツク回路28の出力パルス、Eは位相補正回路3
6の出力信号である。
Figure 2 shows this situation, and Figure A
is the zero point pulse of the induced voltage when there is no phase shift,
B is the output pulse of the zero voltage detection circuit 26, C is the output pulse of the voltage-frequency conversion circuit 32, D is the output pulse of the phase lock circuit 28, and E is the phase correction circuit 3.
This is the output signal of No. 6.

第3図は位相補正回路36の特性を示すもの
で、曲線l0は位相角θ=tan-12πfTで与えられる
理想的な曲線であるが、周波数が300Hz位まで
の範囲では直線l1,l2に示すように2直線近似補
正で充分である。
FIG. 3 shows the characteristics of the phase correction circuit 36. The curve l 0 is an ideal curve given by the phase angle θ = tan -1 2πfT, but in the frequency range up to about 300 Hz, it becomes a straight line l 1 , As shown in l 2 , two-linear approximation correction is sufficient.

こうしてインバータ回路4にはロジツク回路3
4およびゲート回路35を介してゲート信号が供
給され、負荷9の誘起電圧周波数の6倍の周波
数6とインバータ回路4に供給される周波数とが
停電中に一致する。
In this way, the inverter circuit 4 includes the logic circuit 3.
A gate signal is supplied through the inverter circuit 4 and the gate circuit 35, and the frequency 6, which is six times the frequency of the induced voltage of the load 9, and the frequency supplied to the inverter circuit 4 match during a power outage.

これにより、電源停電中に電動機9a〜9nの
誘起電圧の位相とインバータ回路4に供給される
ゲート信号の位相が合致され、復電してインバー
タを再始動したとき投入電流を防止でき、復電時
における装置の円滑な再始動が可能になる。
As a result, the phase of the induced voltage of the motors 9a to 9n matches the phase of the gate signal supplied to the inverter circuit 4 during a power outage, and when the power is restored and the inverter is restarted, it is possible to prevent the injection of current, and when the power is restored, the inverter is restarted. This enables smooth restart of the device at any time.

以上のように本発明によれば、次のような効果
がある。
As described above, the present invention has the following effects.

停電時にチヨツパ回路の入力側の第1のコン
デンサの電圧が下限設定値よりも低下したとき
には、その低下分に対応する大きさだけチヨツ
パ回路の出力側の第2のコンデンサの電圧の設
定値を等価的に小さくして、チヨツパ回路のオ
ンの比率を小さくし、これにより第1のコンデ
ンサから第2のコンデンサへ流れる電荷量を絞
つて、第1のコンデンサの電圧を低下を抑える
ようにしているから、復電時の第1のコンデン
サより突入電流が抑えられる。
When the voltage of the first capacitor on the input side of the chopper circuit drops below the lower limit set value during a power outage, the set value of the voltage of the second capacitor on the output side of the chopper circuit is equalized by the amount corresponding to the drop. This is because the on-state ratio of the chopper circuit is reduced, thereby restricting the amount of charge flowing from the first capacitor to the second capacitor, and suppressing the drop in the voltage of the first capacitor. , the inrush current is suppressed by the first capacitor when the power is restored.

復電時に第1のコンデンサの電荷を補助サイ
リスタを通じてインバータ回路の転流コンデン
サに与えているため、インバータ回路の転流耐
量が確保でき、転流失敗が防止できる。
Since the electric charge of the first capacitor is applied to the commutation capacitor of the inverter circuit through the auxiliary thyristor at the time of power restoration, the commutation withstand capacity of the inverter circuit can be ensured and commutation failure can be prevented.

電動機の誘起電圧を検出するときに高調波除
去用のフイルタ回路が用いられ、これにより誘
起電圧の検出値に位相遅れが生じるが、この位
相遅れ分を位相補正回路により補正しているた
め、正確な同期投入を行うことができる。
A filter circuit for removing harmonics is used when detecting the induced voltage of a motor, and this causes a phase lag in the detected value of the induced voltage, but this phase lag is corrected by a phase correction circuit, so it is accurate. Synchronous input can be performed.

以上のことから円滑な運転再開が可能になる。 The above makes it possible to restart operations smoothly.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例に係る駆動制御装置の
ブロツク線図、第2図は位相補正の様子を示す説
明図、第3図は位相補正回路の入出力パターンを
示す特性図、第4図はインバータ回路の具体的な
電気結線図、第5図はインバータ回路の特性図で
ある。 1……交流電源、2……順変換器である整流回
路、3……チヨツパ回路、4……逆変換器である
インバータ回路、7……第1のコンデンサ、8…
…第2のコンデンサ、9……負荷、9a〜9n…
…永久磁石型電動機、10……第1の電圧設定
器、11……第1のトランス、12……第1の突
合わせ回路、13……第1の増幅回路、14……
第2の電圧設定器、15……第2のトランス、1
6……第2の突合わせ回路、17……自動電圧調
整アンプである第2の増幅器、18……位相制御
回路、22……位相検出トランス、23……フイ
ルタ回路、26……零電圧検出回路、28……位
相ロツク回路、31……第3の増幅器、32……
電圧・周波数変換回路、35……ゲート回路、3
6……位相補正回路。
FIG. 1 is a block diagram of a drive control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the state of phase correction, FIG. 3 is a characteristic diagram showing the input/output pattern of the phase correction circuit, and FIG. The figure is a specific electrical wiring diagram of the inverter circuit, and FIG. 5 is a characteristic diagram of the inverter circuit. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...AC power supply, 2...A rectifier circuit which is a forward converter, 3...A chopper circuit, 4...An inverter circuit which is an inverse converter, 7...A first capacitor, 8...
...Second capacitor, 9...Load, 9a to 9n...
...Permanent magnet electric motor, 10...First voltage setting device, 11...First transformer, 12...First matching circuit, 13...First amplifier circuit, 14...
Second voltage setter, 15...Second transformer, 1
6... Second matching circuit, 17... Second amplifier which is an automatic voltage adjustment amplifier, 18... Phase control circuit, 22... Phase detection transformer, 23... Filter circuit, 26... Zero voltage detection circuit, 28... phase lock circuit, 31... third amplifier, 32...
Voltage/frequency conversion circuit, 35...gate circuit, 3
6...Phase correction circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 交流電源に順変換回路、平滑用の第1のコン
デンサ、チヨツパ回路、平滑用の第2のコンデン
サ及びインバータ回路をこの順に接続して、イン
バータ回路よりの交流出力を同期電動機に供給し
てこれを駆動し、通常時は予め定めた設定電圧と
第2のコンデンサの充電電圧の検出電圧との偏差
にもとずいてチヨツパ回路を制御する制御装置に
おいて、 第1のコンデンサの充電電圧の下限電圧を設定
する下限電圧設定器と、第1のコンデンサの充電
電圧の検出電圧が前記下限電圧よりも低くなつた
ときにその偏差分を出力する増幅器と、第2のコ
ンデンサの設定電圧を前記増幅器から出力された
偏差分だけ差し引く突き合わせ回路と、前記交流
電源の停電時に誘起される電動機の誘起電圧を検
出する誘起電圧検出回路と、この回路の検出電圧
の高調波を除去するためのフイルタ回路と、この
フイルタ回路よりの出力信号の零点を検出する零
電圧検出回路と、後段に接続される電圧−周波数
変換回路の出力パルスと前記零電圧検出回路より
のパルスとを比較し、そのパルスの位相差に対応
するパルス幅のパルス信号を出力する位相ロツク
回路と、この位相ロツク回路の出力パルスの平均
値電圧を得て前記電圧−周波数変換回路に与える
ローパスフイルタと、入出力の関係が前記フイル
タ回路における周波数と位相遅れ分との関係に対
応すると共に前記ローパスフイルタよりの出力電
圧を入力して対応する位相遅れ分に相当する信号
を前記位相ロツク回路に与え、これにより前記パ
ルスの位相差を前記位相遅れ分だけ補正する位相
補正回路と、前記電圧−周波数変換回路よりの出
力パルスにもとずいてインバータ回路のゲート信
号を出力するゲート回路と、前記第1のコンデン
サとインバータ回路の転流コンデンサとの間に接
続され、復電初期時にオン状態されてこれを通じ
て第1のコンデンサの電荷を転流コンデンサに供
給するスイツチング素子とを設けてなることを特
徴とする同期電動機の駆動制御装置。
[Scope of Claims] 1. A forward conversion circuit, a first smoothing capacitor, a chopper circuit, a second smoothing capacitor, and an inverter circuit are connected to an AC power source in this order, and the AC output from the inverter circuit is synchronized. In a control device that supplies a voltage to an electric motor to drive it and normally controls a chopper circuit based on a deviation between a predetermined set voltage and a detection voltage of a charging voltage of a second capacitor, the first capacitor is connected to a first capacitor; a lower limit voltage setter for setting a lower limit voltage of the charging voltage of the first capacitor; an amplifier that outputs the deviation when the detected voltage of the charging voltage of the first capacitor becomes lower than the lower limit voltage; A matching circuit that subtracts the set voltage by the deviation output from the amplifier, an induced voltage detection circuit that detects the induced voltage of the motor induced during a power outage of the AC power supply, and removes harmonics of the detected voltage of this circuit. , a zero voltage detection circuit that detects the zero point of the output signal from this filter circuit, and an output pulse of a voltage-frequency conversion circuit connected to the subsequent stage and a pulse from the zero voltage detection circuit. , a phase lock circuit that outputs a pulse signal with a pulse width corresponding to the phase difference between the pulses, a low-pass filter that obtains the average value voltage of the output pulses of this phase lock circuit and applies it to the voltage-frequency conversion circuit, and an input/output circuit. The relationship corresponds to the relationship between the frequency and the phase delay in the filter circuit, and the output voltage from the low-pass filter is inputted to give a signal corresponding to the corresponding phase delay to the phase lock circuit. a phase correction circuit that corrects the phase difference of the pulse by the phase delay; a gate circuit that outputs a gate signal for the inverter circuit based on the output pulse from the voltage-frequency conversion circuit; and the first capacitor. A synchronous motor, characterized in that it is provided with a switching element connected between a commutating capacitor of an inverter circuit, turned on at the initial stage of power restoration, and supplying the electric charge of the first capacitor to the commutating capacitor through this switching element. drive control device.
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