JPH03230786A - サイクロコンバータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は交流電動機等の運転制御に用いられるサイク
ロコンバータの制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は従来の非循環電流方式サイクロコンバータ管制
御するサイクロコンバータの制御装置を示すブロック図
であシ、図において、１は非循環電流方式のサイクロコ
ンバータ、２はサイクロコンバータ１によシ制御される
３相同期電動機等の電動機、３は電動機２の界磁、４は
電動機２０回転を検出するレゾルバ、５Ｕレゾルバ４の
出力によ〕電動機２の速度を検出する速度検出回路、６
は速度検出回路５の速度検出出力を平均化して速度フィ
ードバック量ｍａｒと成す平均フィルタ、７は電動機２
の速度―、を設定する速度設定器、８鉱上記速度設定値
ω、と上記速度フィードバック量−１との偏差をとる減
算器、９は界磁３の界磁電流を検出する変流器、１０１
１．１２はサイクロコンバータ１の各相Ｕ　、Ｖ　、Ｗ
の出力電流ｉｔｙ、ｉｖ。

１ｗを検出する変流器、１３は上記速度検出回路５かも
得られる回転角θ。に応じて（２）θ。、幽θ００波形
を出力する波形テーブル、１４は上記電流ＩＵ。

ＩＷと上記波形とに基づいてｑ軸分電流フィードバック
量とｄ軸分電流フィードバック量とを出力する３１／２
φ変換回路、１５はサイクロコンバータ１の出力電圧Ｖ
［、Ｖｗと上記波形とに基づいてｑ軸分電圧フィードバ
ック量とｄ軸分電圧フィードバック量とを出力する３φ
Ａφ変換回路、１６は３φ／２φ変換回路１４．１５．
速度検出回路５の出方及び後述する他の回路の出力に基
づいて所定の演算を行って負荷角、Ｓ起電圧、磁束等を
求める演算回路である。

１７は演算回路１６．３φｈφ変換回路１４の出力及び
上記界磁電流等が加えられてトルク分電流フィードバッ
ク量ｌｔｅ無効分電流フィードバック量ｔｐ及び磁束フ
ィードバック量ｉｂとを出方しロータ軸座標系を磁束軸
座標系に変換する座標変換回路である。１８は上記減算
器８からの上記偏差に応じた出力ｉｇを得る速度コント
ローラ、１９は上記１ｇと上記ｉｉとの偏差をとる減算
器、２０は上記偏差に応じ圧出カＴを得るトルク分電流
コントローラ、２１は無効分電流設定値ｉｐ８を設定す
る無効分電流設定器、２２は上記ｉｐ、と上記１ｐとの
偏差をとる減算器、２３は上記偏差に応じ比出力Ｐを得
る無効分電流コントローラ、２４は上記速度フィードバ
ック量−１に応じた磁束指令出力１ｂｌを得る磁束指令
演算器、２５は上記磁束指令出力１ｂ１と演算回路１６
の出力ｉｂ２との偏差をとる減算器、２６は上記偏差に
応じた出力ｌｂａを得る磁束コントローラ、２７は上記
ｉｂ３とｉｂとの偏差をとる減算器、２８は上記偏差に
応じた値Ｂを出力する磁速分電流コントローラである。

２９は上記出力１　ｇ　−１ｐｌＢが加えられ磁束軸座
標系をロータ軸座標系に変換する座標変換回路、３０は
上記値Ｔ　、Ｐ　、Ｂが加えられる同様の座標変換回路
、３１．３２．４３は座標変換回路３０の出力と演算回
路１６の出力との偏差′をとる減算器、３３は３φ 減算器３１．３２．　　／２φ変換回路１５の°出力に
基づいて３相交流電圧設定値Ｖ、、、　、　Ｖ、ｖ、　
Ｖ、。を出力する２φｌ／３．６　＆　供回路、３４．
３５．３６　ｕ上記Ｖ、Ｕ　。

ｖ、ｖ、ｖ、ｗが加えられるゲート制御装置、３１は座
標変換回路２９及び２φ４φ変換回路３３の出力が加え
られる２φ７３φ変換回路、３８．３９．４０Ｕゲート
制御装置３４．３５．３８の出力ゲートパルス及び２φ
／３φ変換回路３Ｔの出力が加えられるゲート切換回路
、４１は減算器４３の出力が加えられるゲート制御装置
、４２Ｆｉ、ゲート制御装置、４１の出力を変換して界
磁３に加えるコンバータである。

なお、上記１３．１４．１６．１７によシ、フィードバ
ック量作成手段が構成され、上記１９〜２３．２５〜２
８により、電圧設定値作成手段が構成される。

また、上記１５．１６．２９〜３３１Ｃよシ、交流電圧
設定値作成手段が構成されると共に、上記３７〜４ＤＫ
よ）、制御手段が構成されている。

次に動作について説明する。

レゾルバ４及び速度検出回路５によシ検出された電動８
！２のロータの速度フィードバック量ω１が平均フィル
タ６から減算器８及び磁束指令演算器２４に入る。減算
器８は設定速度ｍ３と上記ω１との偏差を速度コントロ
ーラ１８に入力する。速度コントローラ１８では、ロー
タの速度フィード・バック量ｍｒが目標値−６となるよ
うな信号をトルク分電流設定値ｉ、として出力する。ま
た電動機２の３相出力電流’　ｕ　＊　’　Ｙ　ｍ　’
　１が３φ、４φ変換回路１４に加えられることによシ
、ロータ軸座標系の値として軸に直角な直流量として与
えられるｑ細分電流フィードバック量と、軸に平行な直
流量として与えられるｄ軸分電流フィードバック量とが
得られる。上記ｑ軸分電流フィードバック量とｄ軸分電
流フィードバック量及び変流器９からの界磁分電流フィ
ードバック量は座標変換回路１７に加えられることによ
り、トルク分電流フィードバック量ｉｔ・無効分電流フ
ィードバック量ｊｐ及び磁束電流フィードバック量ｉ１
）を得る。

上記トルク分電流フィードバック量ｉｔとトルク分電流
設定値ｉｇとの偏差がトルク分電流コントローラ２０に
入シ、比例積分演算を行った結果をトルク分電圧設定値
Ｔとして出力する。同様に上記無効分電流フィードバッ
ク量ｉｐと無効分電流設定値ｉｐ、との偏差が無効分電
流コントローラ２３に入）、比例積分演算を行った結果
を無効分電圧設定値Ｐとして出力する。また、上記磁束
分電流フィードバック量ｉｂと磁束分電流設定値１ｂ３
との偏差が磁束分電流コントローラ２８に入）、比例積
分演算を行った結果を磁束分電圧設定値Ｂとして出力す
る。一方、上記ｑ軸分電流フィードバック量とｄ軸分電
流フィードバック量及び界磁電流フィードバック量は演
算回路１６に入シ、磁束軸方向信号内θＳ、（２）θＳ
、磁速７ィードバック量１ｂ２を得る。なお、磁束コン
トローラ２６には、磁束指令演算器２４０力１ｂｌと上
記磁束フィードバック量１　ｂ２との偏差が入力し、磁
束分電流設定値１ｂ３を出力する。

上記トルク分電圧設定値Ｔ、無効分電圧設定値Ｐ及び磁
束分電圧設定値Ｂは、上記磁束軸方向信号出０３９部θ
８をパラメータとして座標変換回路３゜により、ｑ軸電
圧設定値、ｄ軸電圧設定値辣び界磁電圧設定値を得る。

上記ｑ軸電圧設定値とｄ軸電圧設定値とは２φ乃φ変換
器３３に加えられることによシ、３相交流電圧設定値ｖ
Ｂ　ｕ　＊　ｖ８７　＃　Ｖ８Ｗが得られる。そして、
Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各ゲート制御装置３４．３５．３６に３
相交流電圧設定値ｖｌ！ｌＵ、ｖｌｌＶ、７８ｗが供給
され、各電圧設定値に応じたゲートパルスが出力される
。このゲートパルスはゲート切換回路３８．３９．４０
によシ、サイクロコンバータ１の各相の正群コンバータ
又は負群コンバータに出力され、ゲートをオンすること
によシ、３相のサイクロコンバータ１はその出力電圧■
。、Ｖ、、ＶＷが３相交流電圧設定値ｖ３ｕ、ｖ８７．
ｖ３Ｗと一致するように動作する。なお、ゲート切換回
路３８．３９．４０は、上記トルク分電流設定値ｉｇと
無効分電設定値ｉｐ、　ｔ−座標変換回路２９によりｑ
軸分電流設定値とｄ軸分電流設定値とに変換し、さらに
２φ乃φ変換回路３Ｔにより得られる３相交流電流”８
ｕ　＋Ｉ３Ｖ、ＩＩＩＷの符号をパラメータにして、上
記ゲートパルスの切換えを実行する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のサイクロコンバータの制御装置は以上のように構
成されているので電動４！ｌ！２を駆動した場合、スト
ール運転時にある相の正群及び負群コンバータに電流が
集中してそのコンバータの熱容量を越える等の課題があ
った。

なお、先行技術として、ブラウンポベリ（ＢｒｏｗｎＢ
ｏｖｅｒｉ　）　４／ｓ　　８２号のＰ、１２２−　Ｐ
、１３２に記載されたものがある。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、ストール時でもコンバータの熱容量を越えず、
かつトルクを保証することのできるサイクロコンバータ
の制御装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るサイクロコンバータの制御装置は、電動
機の極低速域、又はストール時にトルク分電流を制限す
る可変リミッタとしてのトルク分電流制御回路と、トル
ク分電流がリミット点に達した時に界磁基準を増加させ
る界磁基準調整回路とを具備したものである。

〔作用〕

この発明におけるサイクロコンバータの制御装置は、上
記トルク分電流制御回路と界磁基準調整回路とによシ、
電動機が極低速域にあるときのサイクロコンバータの出
力電流が制限され、それと同時に界磁基準が増加する。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図においては第３図と同一部分には同一符号を付して説
明を省略する。

第１図において、４４は可変リミッタとして動作するト
ルク分電流制御回路であり、前記トルク分電流設定値ｉ
ｇを前記速度フィードバック量町により、第２図（至）
に示す特性に基づいて制御する。

４５は界磁基準調整回路であり、速度フィードバック量
ω１に応じて磁束指令演算器２４の出力１ｂ１を第２図
＠）に示す特性に基づいて制御する。

次に動作について説明する。

全体の動作は前記第３図と同じであるので、第３図には
ないトルク分電流制御回路４４及び界磁基準調整回路４
５の動作を中心に説明する。トルク分電流制御回路４４
と界磁基準調整回路４５には速度フィードバック量＃１
が入力されており、速度をパラメータにして各出力を第
２図（Ａ）　、　０３）に示すように変更する。トルク
分電流制御回路４４は同図（至）に示すように−ｎ０〜
ｎ０の低速域ではその可変リミッタ特性ａを下げること
により、各コンバータの電流負荷を軽減する。これと共
に界磁基準調整回路４５が上記電流負荷の軽減によるト
ルク不足を補うために、同図＠）に示すように界磁基準
すを通常の１００％の値からゆるやかに増加させる。

なお、上記実施例では、非循環電流方式サイクロコンバ
ータでの実施例を示したが、循環電流方式サイクロコン
バータでも良い。またトルク分電流制御回路４４．界磁
基準調整回路４５の各特性も第２図（４）、＠）のよう
な直線に限定されない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、トルク分電流制御回
路と界磁基準調整回路とを設け、電動機が極低速域にあ
るときのサイクロコンバータの出力電流を制限すると共
に、界磁基準を増加するように構成したので、ストール
時にトルクを減することなく主回路電流を低減すること
ができ、これによシコンバータの熱容量を越えることも
なくなりまた、全てソフトウェアで処理することができ
、その場合には機器の改造、追加もなく、安価に精度の
よいものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるサイクロコンバータ
の制御装置を示すブロック図、第２図は同装置の動作を
示す特性図、第３図は従来のサイクロコンバータの制御
装置を示すブロック図である。 １Ｖ！サイクロコンバータ、２は電動機、１３は波形テ
ーブル、１４．１５は３φ力＄変換回路、１６は演算回
路、１７，２９．３０Ｆｉ座標変換回路、１８分電流コ
ントローラ、２４は磁束指令演算器、２６は磁束コント
ローラ、２８は磁束分電流コントローラ、３３．３１は
２φ乃φ変換回路、３４．３５．３６はゲート制御装置
、３ｇ、３９．４０はゲート切換回路、４４はトルク分
電流制御回路、４５は界磁基準調整回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相描部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. サイクロコンバータにより運転制御される電動機から得
   られる出力電流フィードバック量及び界磁電流フィード
   バック量に基づいてトルク分電流フィードバック量、無
   効分電流フィードバック量、磁束分電流フィードバック
   量及び磁束フィードバック量を作るフィードバック量作
   成手段と、上記電動機から得られる速度フィードバック
   量に応じた界磁の磁束を演算する磁束指令演算器と、上
   記速度フィードバック量に応じて上記電動機の極低速又
   はストール運転時に上記磁束指令演算器の出力を上げる
   界磁基準調整回路と、上記速度フィードバック量と速度
   設定値との偏差に応じたトルク分電流設定値を得る速度
   コントローラと、上記速度フィードバック量に応じて上
   記極低速又はストール運転時に上記トルク分電流設定値
   を下げるトルク分電流制御回路と、上記トルク分電流フ
   ィードバック量、無効分電流フィードバック量、磁束分
   電流フィードバック量及び磁束フィードバック量と上記
   トルク分電流制御回路の出力と無効分電流設定値とに基
   づいてトルク分電圧設定値、無効分電圧設定値及び磁束
   分電圧設定値とを作る電圧設定値作成手段と、上記トル
   ク分電圧設定値、無効分電圧設定値及び磁束分電圧設定
   値に基づいて交流電圧設定値を作る交流電圧設定値作成
   手段と、上記交流電圧設定値を切換制御して上記サイク
   ロコンバータに供給する制御手段とを備えたサイクロコ
   ンバータの制御装置。