JPH0343863B2 - - Google Patents

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【発明の詳細な説明】

関連出願との関係 この出願は1984年７月２日出願の米国特許出願
第626999号、同第626982号及び同第627000号と関
連を有する。 発明の背景 この発明は電源母線から直接的に電力を受取る
状態から固体（solid−state）インバータから電
力を受取る状態に交流電動機を切換えると共に、
固体インバータから電力を受取る状態から電源母
線から直接的に電力を受取る状態に交流電動機を
切換える制御に関する。 ガスタービンの静止形始動装置の様な或る用途
では、可変速度固体電力変換器の目的はデイーゼ
ル機関の代りになることである。これがタービ
ン／発電機を自立速度まで持つて来て、この速度
になつた時にタービンを点弧し、発電機を電力網
と同期させてこの電力網に切換えることが出来る
様な速度まで高める。固体電力変換器を使う方式
の利点は、１個の変換器を用いて、１台のタービ
ンを始動し、その後他のタービンの始動に切換え
ることが出来ることである。 例えば可変速フアン及びポンプ駆動装置の様な
他の用途では、電力変換器を用いて可変速動作を
達成するが、高速での持続的な運転の為に電動機
を電源母線に切換えることが望ましいことがあ
る。こういう駆動装置は、電力変換器が故障した
場合、支援装置が電動機を電源母線に切換えて、
或る機械的スロツトル手段によつてプロセスを制
御する様に設計されているという様な重要な用途
に使われる場合が多い。この場合、電力変換器が
故障しているから、切換えは無衝撃（bumpless）
に行なうことが出来ず、電力変換器は回路外に切
離され、電動機は電力線路に切換えられる。 無衝撃の切換えは、電動機、インバータ又は電
源母線に望ましくない過渡電流を生じることのな
い切換えと定義する。故障していない電力変換器
の通常の切換えは、電動機の電圧と位相を電源母
線と等しくし、その後電動機を電源母線に対して
メーク・ビフオ・ブレーク（make−before−
break）式に切換えることによつて、無衝撃で行
なわれる。そこで残り半分の問題は、やはり無衝
撃で、電動機を電源母線から電力変換器に切換え
ることが出来る様にすることである。 この発明の目的は、何れも変換器の点弧を制御
する為に位相固定ループ（phase−locked loop）
を用いる電源側変換器及び負荷側変換器を持つ電
動機駆動装置で、余分のハードウエアを必要とせ
ずに、電動機を電力コンデイシヨから電源母線へ
又は電源から電力コンデイシヨナへ無衝撃に切換
える制御を提供することである。 発明の要約 この発明の１面では、電力コンデイシヨナの電
源側変換器及び負荷側変換器が夫々の点弧を制御
する為に各々位相固定ループを用いている様な電
力コンデイシヨナから給電されている交流電動機
を電源母線に同期させる方法を提供する。この方
法は、電源側変換器の位相固定ループを積分電源
母線電圧と同期させ、負荷側変換器の位相固定ル
ープを電動機磁束と同期させる工程を含む。次
に、両位相固定ループの出力の間の位相誤差を決
定して増幅する。増幅した位相誤差及び速度調整
器の設定値を加算する。速度調整器の設定値は電
源母線の周波数であり、この為速度調整器がイン
バータ周波数調整器になる。電源側電圧を積分電
動機の圧と比較し、その差を磁束調整器に供給す
る。この磁束調整器が磁束を変えて、この差を減
少させる。この後、交流電動機を電源母線に切換
える。 この発明の別の１面では、電源母線から給電さ
れている交流電動機を電力コンデイシヨナに同期
させる方法を提供する。電力コンデイシヨナの電
源側及び負荷側変換器が夫々の変換器の点弧を制
御する為に各々位相固定ループを使つている。こ
の方法は、電動機がまだ電源母線に結合されてい
る間に、電力コンデイシヨナの変換器の制御可能
なスイツチを点弧せずに、電力コンデイシヨナを
電源母線に結合する工程を含む。速度調整器は不
作動にする。電源側変換器の位相固定ループを積
分電源母線電圧と同期させ、負荷側変換器の位相
固定ループを電動機磁束と同期させる。次に電動
機電流を測定し、それを使つて電源側及び負荷側
変換器に対するトルク指令を発生する。トルク指
令に応答して、負荷側変換器の制御可能なスイツ
チを点弧する。電源側変換器によつて供給される
電流が、トルク指令に応答して、電動機に供給さ
れているのと同じ値まで上向きの傾斜で増加させ
られる。電力コンデイシヨナによつて供給される
電流を電動機の電流と比較する。電力コンデイシ
ヨナによつて供給される電流及び電動機の電流が
同じになつた時、電源母線を電動機から切離す。
電力コンデイシヨナの速度調整器及び磁束調整器
が、電源母線が切離されるのと同時に作動され
る。速度調整器の出力は現在供給されている電流
の値に初期設定され、磁束調整器の設定値はトル
ク対磁束プロフイールによつて指令された値まで
下向きの傾斜で減少させる。 この発明の新規と考えられる特徴は特許請求の
範囲に記載してあるが、この発明の構成、作用並
びにその他の目的及び利点は、以下図面について
説明する所から、最もよく理解されよう。 発明の詳しい説明 第１Ａ図乃至第１Ｄ図には、２つの並列の変換
器を含む誘導電動機駆動装置が示されている。並
列の第１の変換器は、この実施例では位相制御整
流器１である電源側変換器と、この実施例では電
流制御の自動逐次転流形インバータ２である負荷
側変換器とで構成されている。電動機動作の間、
位相制御整流器１は直流線路リアクトル５を介し
てインバータ２に大きさが可変の直流電流を供給
する。並列の第１の変換器をこの明細書ではマス
ター・チヤンネルとも呼ぶ。並列の第２の変換器
はスレーブ・チヤンネルと呼ぶが、これはマスタ
−・チヤンネルと同じ素子、即ち位相制御整流器
１′及び自動逐次転流形インバータ２′を直流線路
リアクトル５′で結合して構成されている。３角
結線の１次側と３角結線の２次側及びＹ結線の２
次側を持つ３相変圧器７が外部３相電源をマスタ
ー及びスレーブ・チヤンネルに夫々結合する。イ
ンバータ２，２′が、Ｙ形結線及び３角結線の１
次側と３角結線の２次側を持つ３相変圧器１１を
介して、誘導電動機９に対して12パルス６相電力
を供給する様に動作する。Ｙ結線の１次側がマス
ター・チヤンネルのインバータ２に結合され、３
角結線の１次側がスレーブ・チヤンネルのインバ
ータ２′に結合される。 指令速度ω_r ^*が交流電動機駆動制御装置に対す
る入力信号であつて、スイツチSW１を介してレ
ート（rate）制限器１８に供給される。レート制
限器の出力が加算器１９で速度基準信号ω_rと比
較される。速度基準信号ω_rは、マスター・チヤ
ンネルの電動機電流、磁束及び点弧角から、滑り
計算器２０で滑りを計算し、この滑りをスイツチ
SW２を介して加算点２１に結合し、これを加算
点２１で、誘導電動機９に供給される電力の周波
数ω_eから減算することによつて発生される。加
算点１９から出る誤差信号が、ｓをラプラース演
算子として、ｋ（１＋τs）／ｓという伝達関数を
持つ速度調整器回路２５に供給される。速度調整
器の出力がトルク指令T^*である。このトルク指
令がスイツチSW４を介して３つの制御通路に送
られる。 上側の制御通路は２つの位相制御整流器１，
１′の電流を制御する。中心の制御通路は、イン
バータ２，２′にあるスイツチング装置の点弧を
制御することにより、誘導電動機９の磁束を制御
する。中心の通路は、上側及び下側の通路に供給
されるトルク指令T^*に対して磁束補正を加える。
関数ブロツク３３がトルク基準信号T^*を磁束指
令ψ^*に変換する。関数ブロツク３３で実施され
る機能は、トルクがゼロの時に一定レベルの磁束
が必ず得られる様にする為のオフセツトを加える
ことである。磁束指令がスイツチSW３を介して
加算点３５に供給され、そこで磁束信号ψ_pと比
較されて、磁束誤差信号を形成する。磁束信号
ψ_pは、インバータ２の出力電圧を積分器３７で
積分し、この信号をピーク検出器３８に通すこと
によつて決定される。加算点３５の出力が利得ブ
ロツク４１及びスイツチSW５を介してリミツタ
４３に供給される。リミツタ４３の出力が、関数
ブロツク３６から出力されるトルク指令T^*の大
きさと共に、加算点４５に供給される。リミツタ
４３の出力は、磁束が指令された値と異なる時、
電流指令を調節して、トルク及び指令トルクが両
方共ゼロに近い時、上側の電流制御通路を磁束調
整器に変換する。 利得ブロツク４１からの磁束誤差信号がオフセ
ツト関数ブロツク４７にも供給される。ブロツク
４７からの出力信号が下側の制御通路にある掛算
器４９に結合される。オフセツト関数ブロツク４
７は、磁束誤差信号がゼロである時、１の出力を
発生する。オフセツト関数ブロツク４７の出力
は、指令された磁束が実際の磁束より大きい時、
１より小さくなつて、電動機電流と磁束との間の
角度を減少させ、利用し得る電流の内のより多く
を磁束発生軸に転換する。 加算点４５からの磁束補正電流信号が関数ブロ
ツク５１に供給され、これが電流指令I^*を発生す
る。この電流指令が加算点５３で電流帰還信号
I_FBと比較される。電流帰還信号は、マスター・
チヤンネルの位相制御整流器１に給電する３本の
線路の各々に設けられた電流センサ５５から得ら
れる絶対値ブロツク５７が３つの感知された線路
電流を受取り、３つの信号の大きさを表わす電流
帰還信号I_FBを発生する。 電流調整器５９は、比例＋積分形調整器にする
ことが出来るが、加算点５３からの電流誤差に応
答して、電圧指令信号V^*を発生する。電圧から
点弧角への変換器６１は、ルツクアツプ・テーブ
ルで構成することが出来るが、スイツチ６０を介
して受取つた電圧指令V^*に応答して、点弧角指
令α^*を発生する。 位相固定ループ積分器、ゼロ交差検出器、セル
点弧ブロツク及び減数計数器を含む、位相制御サ
イリスタ・ブリツジに対する点弧回路は、米国特
許第449087号に記載されているものと同じであ
る。位相制御サイリスタ・ブリツジに供給された
３相線間電圧が積分器６３で積分され、積分電圧
のゼロ交差がブロツク６５で決定されて、線路周
波数の６倍の周波数を持つ同期パルス列を位相固
定ループ６７に対して形成する。線間電圧を積分
する為に利用し得る好ましい形の装置は、米国特
許第4399395号に記載された回路で構成される。
この回路は、各相電流が個々のサイリスタの適当
な点弧によつて１つの相から別の相に切換わる時
間の間、各相電圧の波形に現われる転流ノツチに
よつてくずれた線路間電圧波形を再生する様に作
用する。この発明で好ましい線間電圧の再生は、
転流ノツチを持つ少なくとも１つの積分した線間
電圧と、２つの相電流の差から導き出した少なく
とも１つの「３角」電流に転流インダクタンスを
表わす倍数を乗じたものに対応する信号とを加算
することによつて発生した複合波形で構成され
る。 ゼロ交差信号が発生する時、位相固定ループ６
７にある時間計数器を読取る。この時の時間計数
器の正しい読みが判つており、実際の値及び正し
い値の間の差が位相誤差を表わし、これがソフト
ウエアの比例＋積分形調整器を通過する。調整器
の出力は、位相制御サイリスタ・ブリツジに供給
される線間電圧の基本周波数の512倍のクロツク
周波数を位相固定ループの計数器から発生する様
に、位相固定ループの計数器に対する高周波クロ
ツクを除算する時に用いる値を表わす。基本周波
数の512倍の周波数は、基本周波数の0.703゜の角
度分解能を持ち、減数計数器６９に対するクロツ
ク周波数として作用する。指令点弧角α^*がルツ
クアツプ・テーブル７１からのセル・オフセツト
に加算される。ルツクアツプ・テーブルにより、
点弧すべき次のセルの対を表わす変数PHに基づい
て、６つのオフセツトの内の１つが得られる。セ
ルを点弧する度に、変数PHを増数する。 この明細書で云うセルと云う言葉は、変換器内
の制御可能なスイツチ、即ちサイリスタを指す。
全体で１乃至６の値をとり得る変数PHは、下記の
表で示す様に、どのセルの対を次に点弧すべきか
を表わす。 PH オンのセル番号 １ ６と１ ２ １と２ ３ ２と３ ４ ３と４ ５ ４と５ ６ ５と６ 変換器１，３のブリツジのセルは、その点弧順
序に従つて下記の様な番号が付されている。 １ ３ ５ ４ ６ ２ Ａ相がセル１及び４の間に接続され、Ｂ相がセ
ル３及び６の間に接続され、Ｃ相がセル５及び２
の間に接続される。各々の変数PHの持続時間が
60゜であり、各セルが120゜の高周波パルス列によ
つて点弧される。 電源側の位相固定ループ６７内にある時間計数
器の現在のカウントが加算点６８で減算され、そ
の結果得られた値が減数計数器６９に装入され
る。減数計数器６９が０に達すると、セル点弧ブ
ロツク７５に信号が送られ、このブロツクがマス
ター・チヤンネル内にある位相制御整流器１の適
当なサイリスタの対を点弧し、ブロツク７３で変
数PHを増数するための信号を送る。マスター・チ
ヤンネルとスレーブ・チヤンネルの間で負荷の適
当な平衡が保証される様にする為、素子５３′，
５５′，５９′，６０′，６１′，６８′，６９′，７
１′，７３′，７５′で構成された別個の電流調整
器が、スレーブ・チヤンネルの位相制御整流器
１′に結合される。こゝでダツシを付して表わし
た素子は前に述べた同等の素子と同じ様に構成さ
れ且つ作用するが、加算点５３′に対する電流帰
還信号がスレーブ・チヤンネルの位相制御整流器
から送られ、加算点６８′で点弧角30゜のオフセツ
トが導入され、セル点弧ブロツク７５′から次の
サイリスタの対を点弧する為のセル点弧信号が、
スレーブ・チヤンネルの位相制御整流器１′に結
合される点が異なる。 下側の制御通路にある電動機電流磁束角度発生
器７７が、トルク指令T^*を受取り、電動機電流
と電動機磁束との間の所望の角度を発生する。こ
の電動機電流磁束角度が、利得ブロツク４１から
の磁束誤差信号に応じて、掛算器４９で修正され
る。この結果得られる電動機電流磁束角度が、電
動機電流磁束角度から点弧角αへの変換器７９
で、同等の点弧角αに変換される。点弧角αが加
算器８１でルツクアツプ・テーブル８３によつて
決定されたオフセツトに加算される。このルツク
アツプ・テーブル８３は、点弧すべき次のセルの
対を表わす各々の変数PHの値に対して１つずつ、
６つのオフセツトを持つている。変数PHが、イン
バータ２が点弧される度に増数される計数器８４
から得られる。加算器８１の出力は、配列を点弧
するまでの無補正の時間であり、これはマスタ・
チヤンネルにある自動逐次転流形インバータ３
で、負荷側の次の１対のセルを点弧するまでの時
間（角度の度数で表わす）に対応する。 加算器８７では、電流制御の転流回路により、
点弧される時のサイリスタの電流ピツクアツプの
遅延を補償する為に、配列を点弧するまでの無補
正の時間から遅延角（度数で表わす）が減算され
る。この遅延角は、電流センサ８９を用いて、マ
スター・チヤンネルのインバータからの３つの線
路電流ａ，ｂ，ｃを測定することによつて
決定される。差電流ab，bc，caが、線路
電流から３角結線電流への変換ブロツク９１で決
定される。ゼロ交差検出器９３が、差電流のゼロ
交差が生じた時のデイジタル信号と、ゼロ交差を
持つ差電流を表わす３ビツト・セグメント数を発
生する。ゼロ交差検出器からのこれら２組の信号
が線路電流ピツクアツプ検出器９５に供給され、
この検出器は、最後のゼロ交差及び電流ピツクア
ツプの時刻に関連するのはどのサイリスタの点弧
であるかを決定する。実際の電流のゼロ交差と所
期のゼロ交差との間の差が加算器９７で決定され
る。遅延角が積分器９９に入力され、積分器の出
力が、夫々0゜及び120゜の上限及び下限を持つリミ
ツタ回路１０１でクランプされる。加算器８７か
らの「点弧までの時間」信号が、加算器１０５
で、位相固定ループ１０３の現在のカウントだけ
減じられ、「残り時間（time to go）」を決定す
る。残り時間が減数計数器１０７に装入される。
この減数計数器は、位相固定ループ１０３からの
クロツク信号によつてクロツク動作をする。減数
計数器１０７の時間が切れた時、セル点弧ブロツ
ク１１１が、マスター・チヤンネル内のインバー
タ２にある次の１対のセルを点弧する。積分器３
７、ゼロ交差検出器１０９、セル点弧回路１１１
及び減数計数器１０７は、上側の制御ループにつ
いて述べた対応する点弧回路と同様に動作する。
スレーブ・チヤンネルにあるインバータ２′に対
する点弧時刻を決定する為、加算器１０５からの
残り時間が加算器１１０で30゜信号と加算されて、
マスター・チヤンネルのインバータ２から電気角
で30゜後に、スレーブ・チヤンネルのインバータ
２′を点弧する。第１Ｄ図に示す様に出力変圧器
１１が接続されている場合、スレーブ・チヤンネ
ルの変数PHはマスター・チヤンネルより１カウン
トだけ進んでいる。もし変圧器１１の出力を、３
角結線の２次側がマスター・チヤンネルに接続さ
れ、Ｙ結線の２次側がスレーブ・チヤンネルに接
続される様に結線すれば、スレーブ・チヤンネル
の変数PHはマスター・チヤンネルの変数PHの値よ
り遅れる。調節された残り時間が、位相固定ルー
プ１０３によつてクロツク動作が行なわれる減数
計数器１０７′に装入される。減数計数器１０
７′の時間が切れると、点弧ブロツク１１１′がス
レーブ・チヤンネルにあるインバータ２′の次の
１対のセルを点弧する。電源側点弧制御装置の遅
延補償を含めた動作について詳しいことは前掲の
米国特許出願第626999号にに記載されている。 変圧器１１のＹ結線及び３角結線の１次側が
30゜の相対的な位相変位を持つ様にして、２つの
並列の変換器から３相電動機に給電する場合を例
示したが、変圧器によつて30゜の移相を導入する
ことなく、６相電動機に給電することも可能であ
る。６相電動機を使う時、各々のインバータの出
力を異なる一組の３相巻線に結合する。 過電流又はシユートスルーの様な故障状態が一
方又は両方のチヤンネルで起り、ブロツク１１３
で検出された時、信号がスイツチ制御器１１５に
供給されると共に、２入力オア・ゲート１１７の
一方の入力を介してスイツチ制御器１１５′に供
給され、スイツチ６０，６０′が、夫々の電流調
整器５９，５９′の代りに、電圧指令から角度指
令への変換器６１，６１′を反転限界ブロツク１
１９からの反転限界指令に結合する。反転限界指
令は、位相制御整流器１，１′に供給される点弧
パルスが反転限界まで位相制御整流器に送られる
様にし、こうして２つのインバータ２，２′に対
してゼロ電流を供給する。 軽負荷状態の際、インバータ２の適正な転流を
保証する為、６パルス・モード・ブロツク１２１
がトルク指令信号T^*及び回転子速度信号ω_rを受
取り、速度が予定の値を越え且つトルクが予定の
値より小さいことによつて判定される様な軽負荷
の高速状態が存在する時、スイツチ６０′をスイ
ツチ制御器１１５′によつて切換えさせて、電圧
指令から点弧角指令への変換器６０′を反転限界
に結合する。１つのチヤンネルだけが高速の軽負
荷状態で動作している時、残りのインバータ２の
負荷が増加し、その転流時間を120゜未満に抑え、
安定な動作を保証する。以上は可変速度電動機動
作の場合の第１Ａ図乃至第１Ｄ図の構成を説明し
たものである。次に同期に関する第１Ａ図乃至第
１Ｄ図の駆動形式を説明する。同期は、交流電動
機を直接的に電源に切換える直前の時間である
が、その間、電源母線電圧と電動機電圧の間の位
相誤差が、位相固定ループ６７及び１０３からの
信号θ_S及びθ_Lの間の瞬間的な差によつて直接的に
求められる。信号θ_S，θ_Lが加算器１２５で比較さ
れ、その結果得られる位相誤差が単純な利得ブロ
ツク１２７及びスイツチSW４を介して加算器１
２９に送られる。指令速度ω_r ^*ではなく、位相固
定ループ６７からの速度指令ω_{S YNC}がスイツチ
SW１を介してレート制限器１８に結合される。
レート制限器１８の出力が加算器１２９で利得ブ
ロツク１２７の出力と加算される。スイツチSW
２が滑り計算器２０を切離す。速度誤差が加算器
１９で決定される。ブロツク１３１からの電源電
圧V_Sの絶対値に利得ブロツク１３３で適当な倍
率を掛けたものを、積分した電動機電圧の絶対値
と比較することにより、電源母線と電動機の間の
電圧振幅誤差が得られる。スイツチSW３は、関
数ブロツク３３を切離し、このスイツチにより、
電源電圧に適当な倍率を掛けた絶対値kV_Sが加算
点３５に結合される。この代りに、電源電圧V_S
を積分して、その絶対値を決定し、電動機磁束と
比較することが出来る。加算点３５からの誤差が
磁束調整器４１に結合される。通常、磁束調整器
の設定値は、ブロツク２５の速度調整プロフイー
ルの指示により、ブロツク３３のプログラムされ
た磁束対トルク・プロフイールから決定される。 インバータ接触器１３５は、このインバータ接
触器が閉じた時に、変圧器１１の２次側を誘導電
動機９に結合する。側路接触器１３７は、この側
路接触器１３７が閉じた時、３相電源母線を誘導
電動機９に結合する。側路接触器１３７を閉じる
前、電源電圧が変圧器（図に示してない）によつ
て測定され、この電圧が増幅器１３９の反転入力
に結合され、変圧器（図に示してない）によつて
測定された電動機電圧が増幅器１３９の非反転入
力に結合される。増幅器１３９からの差信号の絶
対値が絶対値回路１４１で決定される。比較器１
４３が絶対値回路の出力を基準レベルと比較し、
電源電圧及び電動機電圧が等しければ、論理１を
発生する。インバータ接触器を閉じる前、マスタ
ー・チヤンネルのインバータ電流の絶対値I_ML及
びスレーブ・チヤンネルのインバータ電流の絶対
値I_SLが加算器１４５で電動機電流の絶対値I_Mと比
較される。電流センサ８９によつて３相電流に結
合された絶対値回路１４７により、マスター・チ
ヤンネルのインバータ電流の絶対値が決定され
る。電流センサ１５１によつて３相電流に結合さ
れた絶対値回路１４９により、スレーブ・チヤン
ネルのインバータ電流の絶対値が決定される。電
流センサ１５５により電動機の３相電流に結合さ
れた絶対値回路１５３により、電動機電流の絶対
値が決定される。加算器１４５からの差信号が絶
対値回路１５７に結合される。比較器１５９が絶
対値回路１５９の出力を一定の基準レベルと比較
し、電動機電流がマスター及びスレーブ・チヤン
ネルのインバータ電流の和に等しい場合、論理１
を発生し、電動機電流がマスター及びスレーブ・
チヤンネルのインバータ電流の和に等しくない
時、論理０を発生する。 電動機を電源母線から電力コンデイシヨナに切
換える同期外しの際は、インバータ接触器１３５
を閉じてインバータ２，２′を電動機に接続する。
スイツチSW５を開いて磁束調整器４１を不作動
にする。スイツチSW４は、速度指令ではなく、
レート制限器１６１を通過した電動機電流I_Mに基
づいて、トルク指令を発生する位置にある。比較
器１５９は、インバータ電圧が全電動機電流を供
給し得る位に増加して、側路接触器１３７を開路
することが出来る時を判定する為の検査をする。 第１図のブロツク図の内、位相制御整流器１，
１′を点弧する為に加算器１９からの速度誤差信
号に応答する構成部分のデイジタル形の構成が第
２Ａ図に示されている。次に第２Ａ図について説
明すると、PLM 86言語でプログラムされたイン
テル社製の80286型マイクロプロセツサ（MP）
２２２が示されており、これはインテル社製の
8259A型割込みコントローラ２２３によつて制御
される内蔵割込みプログラムを持つている。コン
トローラ２２３が周知の様に割込みを発生し、こ
れによつてマイクロプロセツサ２２２が或るタス
ク又は計算を実行し、典型的には将来の或る事象
を実行するまでの時間を減数計数器に貯蔵する。
減数計数器がゼロに達すると、計数器が別の割込
みを発生し、これがその事象を開始し、この後、
計数器には次の事象を実行するまでの時間が再び
装入される。 第２Ａ図について説明すると、ソフトウエア形
式の位相固定ループが示されており、４つの計算
器を用いている。即ち、位相固定ループ（PLL）
計数器２２４、時間計数器２２５、マスター点弧
計数器２２６及びスレーブ点弧計数器２２７であ
る。動作について説明すると、位相固定ループ計
数器１２４によつて可変周波数の源を作る為、ク
ロツク発振器（OSC）２２９からの4.9152MHzの
出力パルスを、マイクロプロセツサ２２２からデ
ータ母線２３０を介して送られる信号「プリセツ
トＮ」によつて定められた値Ｎで除す。計数器２
２４の出力は、次の様にして、個々の磁束波
ψ′ca，ψ′ab，ψ′bcの周波数の512倍の周波数に保
たれる様になつている。 時間計数器２２５が最初は値512にセツトされ、
計数器２２４からのクロツク・パルス毎に１だけ
減数される。計数器２２５が１まで減数すると、
512にリセツトされる。この為、計数器２２５は、
磁束波形に対する位相角の目安を与える。時間計
数器２２５のカウントがデータ母線２３１を介し
てマイクロプロセツサ２２２に送られ、そこで点
弧マスク・バツフア２３２，２３３を介して位相
制御調整器のサイリスタ（図に示してない）を点
弧する為の位相基準として使われる。疑似磁束波
形ψ′ca，ψ′ab、ψ′bcをゼロ交差検出器２３４に
通し、この検出器で磁束波がゼロを通過する度に
同期パルスを発生することにより、同期が達成さ
れる。これらのパルスが割込みコントローラ２２
３に供給され、これがマイクロプロセツサ２２２
に割込んで、クロスオーバ・サービス・プログラ
ムを開始する。ゼロ交差検出器２３４は、電動機
磁束波形の相対的な符号を表わす３ビツト数をも
発生し、この数がマイクロプロセツサ２２２に送
られ、そこで読取られて、どのゼロ交差によつて
割込みパルスが発生したかを確認する為に使われ
る。ゼロ・クロスオーバ・サービス・プログラム
が時間計数器２２５の値を読取り、それを特定の
磁束波の交差に対する正しい値と比較して、計数
器２２５と磁束数の間の位相誤差を発生する。こ
の誤差が新しい「プリセツトＮ」の他を計算する
為に使われ、この値が位相固定ループ計数器２２
４に装入される。 位相制御調流器１，１′にある各々のサイリス
タ・セル点弧のタイミンングが、点弧計数器２２
６，２２７によつて定められる。マスター点弧計
数器２２６がゼロまでクロツク動作によつて減数
すると、マスター・トリガ割込み信号が発生さ
れ、割込みコントローラ２２３に供給されると共
に点弧マスク・バツフア２３２にも供給される。
このバツフアにはマスター・チヤンネルの位相制
御整流器１の次に点弧すべきセルの対に対する適
当なマスクがマイクロプロセツサ２２２から装入
されている。同様にスレーブ点弧計数器２２７が
クロツク動作によつてゼロまで減数すると、スレ
ーブ・トリガ割込み信号が発生され、割込みコン
トローラ２２３及び点弧マスク・バツフア２３３
に供給される。このバツフアには、スレーブ・チ
ヤンネルの位相制御整流器１′の次のセルの対に
対する適正なマスクがマイクロプロセツサ２２２
から装入されている。マイクロプロセツサがＡ／
Ｄ変換器２３６からマスター・チヤンネル及びス
レーブ・チヤンネルの直流線路電流信号（I_MDC及
びI_SDC）を受取る。この変換器は、これらの２つ
の信号に結合されたマルチプレクサ（MUX）２
３８に結合されている。マイクロプロセツサは
Ａ／Ｄ変換器２４０を介して速度調整器からの誤
差信号をも受取る。セルの点弧の後、マイクロプ
ロセツサ２２２がこの位相制御整流器の次のセル
を点弧するまでの時間を計算する。この時間が、
現在の時刻に対応する時間計数器２２５の値と比
較される。残り時間の差がデータ母線を介して点
弧計数器２２６又は２２７に装入され、この計数
器がこの後ゼロまで減数して、割込みコントロー
ラ２２３を介して更に別の割込みを発生させ、そ
れによつてセル点弧プログラムが開始される。 第１Ａ図乃至第１Ｄ図のブロツク図の内、イン
バータ２，２′の点弧を制御する為に加算器１９
からの速度誤差信号に応答する部分のデイジタル
形の構成が第２Ｂ図に示されている。第２Ｂ図に
は、PLM86言語でプログラムされたインテル社
製80286型マイクロプロセツサ（MP）３０２が
示されており、これはインテル社製8259型割込み
コントローラ３０３によつて制御される内蔵割込
みプログラムを持つている。コントローラ３０３
が周知の様に割込みを発生し、それによつてマイ
クロプロセツサ３０２が或るタスク又は計算を実
行し、典型的には将来の或る事象を実行するまで
の時間を減数計数器に貯蔵する。減数計数器がゼ
ロに達すると、計数器が別の割込みを発生し、そ
れによつてその事象が開始され、その後計数器は
次の事象を実行するまでの時間が装入される。 第２Ｂ図にはソフトウエア形式の位相固定ルー
プが示されており、４つの計数器を用いる。即
ち、位相固定ループ（PLL）計数器３０４、時
間計数器３０５、点弧計数器３０６及びパルス列
制限（PTL）計数器３０７である。動作につい
て説明すると、位相固定ループ計数器３０４によ
つて可変周波数源を作る為、クロツク発振器３０
８からの4.9152MHzの出力パルス列を、データ母
線３０９を介してマイクロプロセツサ３０２から
送られて来る信号「プリセツトＮ」によつて定め
られた値Ｎで除算する。計数器３０４の出力は、
次に述べる様にして、個々の磁束ψ′ca，ψ′ab，
ψ′bcの周波数の512倍の周波数に保たれる様にな
つている。 時間計数器３０５が最初に特定の磁束波のクロ
スオーバのときに値５１２にセツトされ、計数器
３０４からのクロツク・パルス毎に１だけ減数さ
れる。計数器３０５が１まで減数すると、値５１
２にリセツトされる。この為、計数器３０５は磁
束波形に対する位相角の目安を与える。時間計数
器３０５にあるカウントがデータ母線３１０を介
してマイクロプロセツサ３０２に送られ、そこで
デイジタルＩ／Ｏポート１１１を介してインバー
タのセル（図に示してない）を点弧する為の位相
基準として使われる。疑似磁束波形ψ′ca，ψ′ab，
ψ′bcをゼロ交差検出器３１２に通し、この検出
器が磁束波がゼロを通過する度に同期パルスを発
生することにより、同期が達成される。これらの
パルスが割込みコントローラ３０３に送られ、こ
のコントローラがマイクロプロセツサ３０２に割
込みをして、クロスオーバ・サービス・プログラ
ムを開始する。ゼロ交差検出器３１２は電動機磁
束波形の相対的な符号を表わす３ビツト数をも発
生し、この数がマイクロプロセツサ３０２に送ら
れて読取られ、どのゼロ交差が割込みパルスの基
になつたかを確認する為に使われる。ゼロ・クロ
スオーバ・サービス・プログラムが時間計数器３
０５の値を読取り、それを特定の磁束波の交差に
対する正しい値と比較して、計数器３０５及び磁
束波の間の位相誤差を発生する。この誤差が新し
い「プリセツトＮ」の値を計算する為に使われ、
この値が位相固定ループ計数器３０４に装入され
る。 サイリスタに点弧信号が印加されてから、誘導
電動機に給電する電流制御形インバータでこのサ
イリスタが導電を開始する時までにはかなりの遅
延があることがあり、電動機速度が高く電動機の
負荷が軽い時に、特にそうである。この遅延は、
最初に点弧されている特定のサイリスタが逆バイ
アスされ、転流コンデンサが負荷を介して放電す
るまでは、このサイリスタに電流が流れない様
に、転流コンデンサが放電されていることによる
ものである。電動機磁束と電流の間の所望の関係
を保つ為、この遅延を補償しなければならない。
電流が実際に流れる時刻を、電動機線路差電流の
ゼロ交差を監視するゼロ交差検出器３１３によつ
て測定して、ゼロ交差が検出される度に、割込み
コントローラ３０３に対する割込み信号を発生す
る。割込みコントローラがマイクロプロセツサ３
０２に割込みをして、遅延判定プログラムを開始
する。ゼロ交差検出器３１３が電動機差電流の相
対的な符号を表わす３ビツト数をも発生し、この
数がマイクロプロセツサ１０２に送られて読取ら
れ、どのサイリスタがゼロ交差と関連しているか
を確認する為に使われる。遅延判定プログラムが
現在の交差時刻と（角度指令及びオフセツトに基
づく）点弧までの無補正時間とを比較し、この値
を利得を介してソフトウエア積分器に入力し、遅
延角を求める。遅延角は0゜及び120゜の間にクラン
プされる。転流遅延は時間が一定の現象であるか
ら、この遅延を補償する必要性が速度の関数とし
て低下する。従つて、補償器のサンプリング速度
が負荷周波数の６倍であるから、これによつて調
整器ループの利得が実質的に周波数に追従する様
になり、補償器を本質的に安定化する。 点弧までの時間が、この後、点弧までの無補正
時間から遅延角を差し引いたものとして決定され
る。残り時間は、点弧までの時間から、時間計数
器の読みを減算することによつて決定され、この
為、角度の度数で測定した残り時間が減数計数器
に装入されて、減数計数器がカウント・セロまで
クロツク動作で減数した時、次のセルの点弧を要
求する割込みが発生される。 インバータ２にある各々のサイリスタ・セルの
点弧のタイミングが点弧計数器３０６によつて定
められる。或るセルの点弧の後、マイクロプロセ
ツサ３０２が次のセルを点弧するまでの時間を計
算する。この時間は点弧までの無補正時間から積
分した遅延角を差し引いたものである。この時間
を、現在の時刻に対応する時間計数器３０５の値
と比較する。差が残り時間であり、それがデータ
母線を介して点弧計数器３０６に装入され、この
計数器がこの後ゼロまで減数して、割込みコント
ローラ３０３を介して更に別の割込みを生じさ
せ、それがセル点弧プログラムを開始する。 第３図Ａには、積分した線間電圧Vabを、３角
電流abに転流インダクタンスに比例する係数
Ｋを乗じたものと加算した値が示されている。第
３図Ａの波形は全般的に正弦状であつて、各相電
圧に転流ノツチが生じるにもかゝわらず、明確に
限定されたゼロ交差を持つている。第３図Ｂ及び
第３図Ｃは、夫々適当な倍率を掛けた３角電流と
加算した、積分した線間電圧Vbc及びVcaを示し
ている。 位相固定ループは２つの計数器（位相固定ルー
プ計数器及び時間計数器）、及び３つの比較器を
有し、これらの比較器が、積分した電源側又は負
荷側線間電圧の極性に応じた状態を表わす３つの
論理ビツトを計算機に供給する。３つの比較器の
出力が夫々第３図の、Ｄ，Ｅ及びＦに示されてい
る。これらの３ビツトは、60゜の範囲内の３つの
相電圧の瞬時角度関係を示す。比較器の出力は、
積分電圧の各々のゼロ交差で割込みパルスをハー
ドウエアで取出す為にも使われる。即ち、第３図
のＧ，Ｈ，Ｉ及びＪに示す様に、60゜毎に割込み
が発生される。 動作について説明すると、位相固定ループ計数
器は5MHzでクロツク動作をする減数計数器であ
つて、Ｎで除算する値が装入され、計数器がゼロ
まで減数計数して、電源側又は負荷側電圧の基本
周波数の周期あたり512回の出力パルスを発生す
る様になつている。この為、位相固定ループ計数
器は360゜／512、即ち、0.703゜のクロツク・パルス
を発生し、これを使つて点弧計数器、時間計数
器、そして負荷側の場合は、パルス列制限計数器
のクロツク動作を行なう。これらの３つは全て減
数計数器である。負荷側の時間計数器には、積分
電圧Vbcのマイナス側からプラス側への変化に対
応する時刻に、512のカウントが最初に装入され
る。この時刻は、相間電圧Vabのプラス側からマ
イナス側への変化にも対応する。時間計数器が１
まで減数計数すると、再び512が装入され、クロ
ツク・パルス毎に１カウントだけ減数し続ける。
電源側の時間計数器の動作は同様であるが、どち
らかと云えば任意の理由により、時間計数器に最
初に512を装入するのが、相電圧Vabのマイナス
側からプラス側への変化の時、又は負荷側の時間
計数器とは180゜ずらした時に行なわれる点が異な
る。負荷側電圧を電源側電圧と位相同期させる
時、時間計数器の間のこの変位を考慮に入れなけ
ればならない。 位相固定ループの目的は、位相固定ループ計数
器に対するＮで割る値の装入を調整して、位相固
定ループ計数器から出るクロツク・パルスが、基
本周波数の512倍になる様にすることである。詳
細は負荷の０乃至120Hzの周波数範囲で変わり、
電源側と負荷側の間でも若干変わるが、考えは同
じである。磁束波（積分した線路間電圧）のゼロ
交差が起る時、優先順位の高い割込みプログラム
が発生し、時間計数器及び比較器の３ビツトを読
取つて、どのゼロ交差が発生したかを確認する。 特定のゼロ交差に対する時間計数器の正しい値
が判つており、正しい値及び実際の値の間の差が
誤差信号を表わし、それが比例＋積分形調整器に
入力される。調整器の出力が、位相固定ループ計
数器に対する更新された、Ｎで割る装入値であ
る。 従つて、時間計数器は0.703゜の分解能で角度位
置θを定め、電圧波の基本周波数は、こうして計
算したＮで割る装入値の逆数の一定倍に比例す
る。こうして取出した周波数の値をこの発明の同
期電動機駆動装置に対する速度帰還信号として使
い、滑りを補正し、そ後誘導電動機駆動装置に対
する速度帰還として使う。然し、電源と同期する
様に指令された時、速度調整器は周波数調整器に
変更され、この為、誘導電動機駆動装置に対して
は、負荷周波数の滑り補正はもはや行なわれな
い。 同期制御の１つの目的は、電源側及び負荷側の
位相固定ループ計数器に対するＮで割る装入値か
ら取出した電源側及び負荷側の周波数を等しく
し、更に任意の変位に対する補正をした後、電源
側及び負荷側の時間計数器の瞬時値を等しくする
ことによつて、電源側及び負荷側の角度位置θを
同期させることである。 第４図にはこの発明の同期制御装置の簡略ブロ
ツク図が示されている。第１Ａ図乃至第１Ｄ図に
も示す様に、変圧器７が電源側変換器１、インダ
クタ５及び負荷側変換器２で構成されたマスタ
ー・チヤンネルと、同等の素子１′，５′及び２′
で構成されたスレーブ・チヤンネルとを３相電源
母線に結合する。変圧器１１がインバータ接触器
１３５を介して２つのチヤンネルを誘導電動機９
に結合する。電源母線は側路接触器１３７を介し
て電動機に直結になつている。積分器６３がマス
ター・チヤンネルの電源電圧に結合されて、積分
した線路電圧信号を発生し、比較器４０１が電源
側のセグメント数を決定する。60Hz電源の基本周
波数の６倍に等しい信号が、ブロツク４０３のゼ
ロ交差検出器で、比較器４０１の出力から決定さ
れる。積分器３７がマスター・チヤンネルのイン
バータ電圧に結合されて電動機磁束信号を発生
し、比較器４０５がセグメント数を発生する。比
較器４０５からのセグメント番号から、ブロツク
４０７にあるゼロ交差検出器によつて、電動機に
供給される基本周波数の６倍に等しい信号が決定
される。積分した電圧波及び磁束波の絶対値が
夫々ブロツク４０９，４１１で決定される。２つ
の信号をブロツク４１３，４１５で夫々アナロ
グ・デイジタル変換した後、２つの信号が加算点
４１７で比較され、電源側制御装置であるマイク
ロプロセツサ２２２の優先順位の低いプログラム
４１９に供給される。電源の基本周波数の６倍を
表わす信号が電源側割込みチツプ２２３に結合さ
れる。第４図で点線４２１と交差する全ての信号
は、負荷側及び電源側のマイクロコンピユータ３
０２，２２２の間の通信バスによつて伝達され
る。 電源割込みチツプ２２３が優先順位の低いプロ
グラム４１９及び優先順位の高いソース・プログ
ラム４２３に対して割込み信号を供給する。負荷
制御装置からのセグメント数が優先順位の高いソ
ース・プログラム４２３に供給される。 優先順位の低いソース割込みプログラム４１９
の出力は、負荷側マイクロコンピユータの負荷制
御点弧角プログラム４２５に伝達される点弧角信
号に対する磁束補正と、やはり負荷側マイクロコ
ンピユータにある負荷速度調整器プログラム４２
７に対する速度設定値の調節である。 次に第１Ａ図乃至第１Ｄ図、第２Ａ図、第２Ｂ
図及び第４図の構成の動作を説明する。電源電圧
と負荷電圧の間の位相誤差を取出す為、負荷側の
「磁束」波のゼロ交差信号と、どの60゜割込みが発
生したかを表わす負荷側比較器の３ビツトとが、
夫々加算器４１７及びブロツク４０７から電源側
制御装置に送られる。ゼロ交差信号が電源側制御
装置で優先順位の高い割込みプログラム４２３を
発生し、これが負荷側比較器の３ビツトを見て、
積分された負荷電圧のプラス又はマイナスのゼロ
交差を表わすゼロ交差に対し、電源側の時間計数
器を読取る。電源電圧及び負荷電圧が同期してい
れば、任意の特定の負荷側のゼロ交差の割込みに
対する電源側の時間計数器の正しい読みが前以つ
て判つている。この為、特定の負荷側のゼロ交差
の割込みの時の、電源側の時間計数器の実際の読
みと既知の正しい読みの間の差が、電源電圧及び
負荷電圧の間の位相誤差を表わす。 電動機が電力コンデイシヨナによつて駆動され
ていて、電源母線に切換えるという指令が発せら
れたと仮定する。速度設定値が、電源母線の周波
数に等しい周波数設定値に変更され、レート制限
器を介して速度調整器に送られる。周波数設定値
は電源母線から、又は電源側の位相固定ループか
ら発生することが出来る。速度帰還が速度設定値
から予め設定された許容公差の範囲内にある時、
位相調整器及び電圧等化調整器が同時に作動され
る。 位相調整器は、上に述べた様にして決定した電
源と負荷の位相誤差を利得ブロツクに通し、その
結果得られた信号を速度（周波数）設定値と加算
して、負荷出力周波数が位相誤差をゼロにする様
に変わる様にする。即ち、負荷の位相が電源の位
相より遅れていれば、位相誤差が周波数設定値を
増加して、位相誤差をゼロにする様に電動機トル
クを増加する。 位相誤差が単純な利得ブロツクを通るが、調整
器は、位相帰還信号の速度から位置への変換によ
つて、ループ内に固有の積分があるという点で、
タイプ１のシステムである。この為、ループが位
相誤差をゼロに調整する。固有の積分が認められ
ず、例えば位相調整器が比例＋積分形調整器で、
１ラジアン／秒の速度調整器に0.1ラジアン／秒
のクロスオーバを供給する場合、システムの動作
は非常に鈍く、その結果得られる性能は受入れる
ことが出来ない。 単純な利得を持つ位相調整器を使うと、位相調
整器の応答は速度調整器の応答と比肩し得る。理
由は後で説明するが、同期モードに入る時、速度
調整器の利得を約４：１にすること、即ち４ラジ
アン／秒のループ・クロスオーバにすることが必
要であることが判つた。速度調整器の利得をこの
様に増加しないと、位相調整器は、調整器をその
ゼロ点から離そうとするループの擾乱があるかの
様に、所望の値から30゜変更される傾向がある。
この擾乱を第５Ａ図乃至第５Ｄ図について説明す
ることが出来る。 最初に第５Ａ図に示した６パルス形電流制御式
インバータ誘導電動機駆動装置を考える。直流線
路リアクトルの両側に於ける典型的な直流線路の
電圧波形が第５Ｂ図及び第５Ｃ図に示されてい
る。これらの２つの波形の間の差が、直流線路リ
アクトルに印加される電圧であり、これによつて
直流線路に電流リツプルが生じ、それが原因で電
動機には小さなトルク擾乱が生ずる。電源側及び
負荷側の両方の変換器が、同期しようとする時
に、60Hzで動作している場合、この直流線路の電
流リツプルの周波数は第５Ｄ図に示す様に720Hz
であるが、丁度同期した時は、瞬時リツプル電圧
は最大であつて、その周波数は360Hzに下がる。
この両方の因子によつて直流線路に最大電流リツ
プルが生ずる。その為、トルク擾乱が最大にな
り、慣性の小さい負荷装置では、そこで動作させ
ようとする点から強制的に位相調整器を離そうと
する小さな速度擾乱が生ずることがある。速度調
整器に余分の利得を持たせると、このトルク擾乱
を克服する助けとなり、所望の動作点の前後の位
相変調がなくなつた。後で説明する電圧等化調整
器の応答を高めることによつても、この擾乱を克
服する助けとなることを述べておかなければなら
ないが、この発明の最終的な装置では、別の理由
で、速度調整器に余分の利得を持たせることを選
んだ。 好ましい実施例の電流制御形インバータ誘導電
動機駆動装置は12パルス装置であり、電力変換ブ
リツジの定格は700乃至900ボルトである。駆動す
る大抵の電動機は4160ボルトであるから、電力変
換器の入力側及び出力側の両方に4160：800ボル
トの変圧器を用いる。典型的には、これらの変圧
器は３角結線の入力と３角結線及びＹ結線の２次
側とを持つていて、30゜位相した２組の３相電圧
を発生する。２つのチヤンネルの制御装置を同様
に30゜変位している。これによつて12パルス動作
が行なわれる。即ち、入力及び出力の電流波形か
ら第５及び第７高調波が除去される。変圧器７の
３角結線の２次巻線を持つチヤンネル変圧器１１
の３角結線の１次側をも持つ変圧器／ブリツジ形
式に伴う位相同期の問題について云うと、両方の
６パルス・チヤンネルがこの問題に加わるから、
問題は６パルス装置の２倍になる。然し、出力変
圧器巻線を入れ替えることにより、即ち、第１Ａ
図乃至第１Ｄ図及び第４図に示す様に、変圧器１
１の３角結線の１次巻線を、Ｙ結線の２次側を持
つ変圧器７を有するチヤンネルに接続し、変圧器
１１のＹ結線の１次巻線を変圧器７の３角結線の
２次側を持つチヤンネルに接続すると共に、この
移相を制御装置で考慮に入れることにより、変圧
器の高圧側に於ける電源電圧及び負荷電圧の間の
ゼロの位相誤差が、直流線路リアクトルで、リツ
プル電流の最大の時ではなく、リツプル電流の最
小の時に起る点で、位相同期が簡単になることが
判つた。変圧器の接続を切換えたことによつて何
の問題も起らない。この発明は、インバータを電
動機に結合するのに変圧器を使わない駆動装置で
は、変圧器の接続を切換えずに作用し得る。 前に述べた様に、電動機を線路に同期させる指
令が発せられ、電動機及び電源周波数が等しい
時、位相調整器及び電圧等化調整器の両方が同時
に作動される。電圧等化調整器は前に説明した。
誘導電動機駆動装置で電圧等化を達成する為、磁
束調整器の設定点を磁束対トルク指令プロフイー
ルのブロツク３３から、ブロツク１３３の積分し
た又は適当に倍率を掛けた電源電圧振幅kV_Sに切
換える。電流の過渡状態を防止する為、磁束調整
器の設定値を一方の状態から他方の状態へ傾斜関
数で変える。磁束調整器４１は約１ラジアン／秒
のクロスオーバを持つ比例＋積分形調整器であ
る。この調整器が第１Ａ図乃至第１Ｄ図に示され
ている。磁束調整器が、源電流調整器及び負荷点
弧角調整器の両方に作用することに注意された
い。軽負荷の時、磁束調整が、主に電流を通じて
行なわれ、重負荷の時、磁束調整が主に負荷の角
度の制御を通じて行なわれる。 一旦電動機を線路に切換える指令が発せられ、
位相及び電圧の両方が所定の許容公差内に等化さ
れた時、側路接触器の両側にある第４図の計器用
変圧器４２９により、接触器の両端の電圧がゼロ
であることを２重検査し、その後側路接触器を閉
じ、その後インバータと電動機の間の接触器を開
路する。典型的には、一旦電動機が60Hzに達する
と、側路接触器を閉じる前に、位相同期及び電圧
等化の為に約１秒が必要である。 以上は電動機を電力コンデイシヨナから電源母
線に切換える場合を説明した。残り半分の問題
は、同期外しの指令により、電動機を電力コンデ
イシヨナに逆に切換える場合である。この為、側
路接触器がまだ閉じている間、電力変換器内のサ
イリスタを点弧する前に、電動機から電力コンデ
イシヨナへの接触器を閉路する。制御装置は休止
（idle）モードにあり、そして電動機電圧が存在
するので、負荷側位相固定ループがこの電動機
（電源電圧）に同期している。一旦電源側及び負
荷側の位相固定ループが所定の許容公差の範囲内
で夫々の電圧に同期すると、負荷側の反相回路
（diammetric）を用いる負荷側の反相回路を用い
るには、電動機の同じ相に接続された２つのサイ
リスタを点弧する様に指令を出し、それと同時に
電源側変換器の電流に指令を出して、電流の流れ
を制限することにより、負荷側の両方の６パル
ス・チヤンネルを短絡する。反相回路の目的は直
流線路に電流を積成して、適正なサイリスタを点
弧して、負荷側の反相回路を点弧しなくした時、
転流コンデンサがこの後の点弧で負荷電流を転流
する位に充電される様にすることである。負荷側
がその反相回路を点弧しなくすると、電源側は、
電源母線から給電されている電動機に現在流れて
いる値まで、その電流を傾斜関数に従つて増加す
る。この時間の間、電力変換器にある速度調整器
は不作動にされ、電力変換器は実質的にトルク制
御器として動作する。正しい値の電流を供給し且
つ負荷側を電動機電圧と同期させることの他に、
負荷側は正しい角度で点弧しなければならない。
これは、電動機駆動装置として動作するのに使わ
れたのと同じ点弧角対トルク・プロフイールを用
いることによつて決定される。即ち、点弧角が指
令トルクに追従する。２つの６パルス変換器チヤ
ンネルの電流の和が電動機電流に等しい時、電源
母線から給電される電流はゼロであり、従つて、
側路接触器を開路すると同時に、電力変換器の速
度調整器及び磁束調整器を作動し、速度調整器の
出力を現在供給されている電流に初期設定すると
共に、同様に磁束調整器の設定値を、現存の磁束
レベルから、第１Ａ図乃至第１Ｄ図のブロツク３
３のトルク対磁束プロフイールによつて指令され
る正常な値まで傾斜関数に従つて下げることを担
当させる。 この発明の好ましい実施例は12パルス形誘導電
動機駆動装置である。この発明は、何れも変換器
の点弧を制御する為に位相固定ループを用いる電
源側変換器及び負荷側変換器を持つ６パルス形交
流電動機駆動装置にも用いることが出来る。 米国特許第4449087号に記載されている様な同
期電動機駆動装置でも、同期を達成する為に同じ
手順を用いることが出来るが、磁束調整器が電圧
等化作用を達成する為に界磁制御器に作用し、同
期外し過程で負荷側変換器に反相通路を設定する
必要がない点が異なる。同期電動機駆動装置のイ
ンバータ負荷で転流されるから、転流コンデンサ
を設けなくてもよい。 以上は電源側変換器及び負荷側変換器を持つて
いて、各々変換器の点弧を制御する為に位相固定
ループを用いる電動機駆動装置で、余分のハード
ウエアを必要とせずに、電動機を電力コンデイシ
ヨナから電源母線に又は電源母線から電力コンデ
イシヨナに無衝撃に切換える制御装置を説明し
た。 この発明を好ましい実施例について具体的に図
示し且つ説明したが、当業者であれば、この発明
の範囲内で種々の変更を加えることが出来ること
が理解されよう。 次に示す付表は、ソフトウエア・モジユール
のコンピユータ・プログラムをPLM言語で記載
したものである。

【表】 〓＊
＊〓
〓＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
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【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図及び第１Ａ図乃至第１Ｄ図はこの発明を
用いた12パルス形並列変換器駆動装置のブロツク
図、第２Ａ図及び第２Ｂ図は第１図の駆動装置の
電源側及び負荷側変換器制御装置のデイジタル形
実施例のハードウエアを示す線図、第３図はこの
発明の動作を説明する為に共通の時間軸に対して
種々の波形を示した波形図、第４図はこの発明の
同期制御装置の簡略ブロツク図、第５Ａ図は６パ
ルス形電流制御インバータ誘導電動機駆動装置の
概略図、第５Ｂ図乃至第５Ｄ図はこの発明の動作
を説明する為の波形図である。 （主な符号の説明）、１：電源側変換器、２：
負荷側変換器、９：交流電動機、３７，６３：積
分器、６７，１０３：位相固定ループ、１３５：
インバータ接触器、１３７：側路接触器、４０
９：絶対値回路（積分電圧）、４１１：絶対値回
路（磁束波）、４１７：加算点、４１９：優先順
位の低いプログラム、４２２：マイクロプロセツ
サ（源側）、４２３：電源側割込みチツプ、４２
５：負荷側点弧角プログラム、４２７：負荷側速
度調整器プログラム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電動機が電源母線から直接、あるいは前
   記電源母線と前記交流電動機との間に接続された
   電力コンデイシヨナから電力（電圧および電流）
   を選択的に供給され、前記電力コンデイシヨナは
   電源側変換器および負荷側変換器を有し、前記変
   換器はそれぞれが制御可能なスイツチを有しかつ
   電動機速度制御ループおよび電動機トルク制御ル
   ープで作動する各位相固定ループに応答して前記
   制御可能スイツチの導通状態を制御しこれにより
   前記交流電動機の動作状態を制御する種類の電動
   機制御装置において、次の各工程を有する、前記
   交流電動機に前記電源母線から電力を供給するこ
   とあるいは前記電力コンデイシヨナから電力を供
   給することとの間での切換えをする方法、 (a) 前記電力コンデイシヨナの変換器の前記スイ
   ツチを導通させずに、前記電力コンデイシヨナ
   を前記電源母線および前記交流電動機に結合す
   る、 (b) 前記位相固定ループの各々を動作安定状態に
   到達させる、 (c) 前記速度制御ループを不作動にする、 (d) 電動機電流を測定し、それを表わす電流帰還
   信号を出す、 (e) 前記電流帰還信号を前記トルク制御ループに
   印加してトルク指令を発生する、 (f) 前記トルク指令に応答して前記電源側変換器
   を制御して、前記電動機電流と同じ電流の値を
   達成する、 (g) 前記トルク指令に応答して前記負荷側変換器
   を制御して、その制御可能スイツチを導通させ
   る角度を制御する、 (h) 前記電力コンデイシヨナによつて前記電動機
   に供給される電流を前記電動機の電流と比較す
   る、 (i) 前記電力コンデイシヨナによつて供給される
   電流と前記電動機の電流がほぼ同じであると
   き、前記電源母線を前記電動機から切り離す、 (j) 前記電源母線を切り離すと同時に前記電力コ
   ンデイシヨナの速度制御ループを作動し、速度
   調整器の出力を現在供給されている電流の値に
   初期設定する。 ２ 前記位相固定ループが更に、磁束調整ループ
   で作動し、前記速度制御ループが不作動のとき前
   記磁束調整ループを不作動にし、前記速度制御ル
   ープが作動されるとき前記磁速調整ループを作動
   させ、これにより、前記磁速調整ループの設定点
   を前記トルク指令によつて要求される値に変化さ
   せる特許請求の範囲１に記載の方法。 ３ 前記電力コンデイシヨナが、それぞれ電源側
   変換器および負荷側変換器を有する２路を含み、
   前記電力コンデイシヨナによつて前記電動機に供
   給される前記電流が、前記２路の電流の和からな
   る特許請求の範囲１に記載の方法。