JPH0370488A - 再発生モードにおける多位相スイッチングリラクタンスモータの作動方法 - Google Patents
再発生モードにおける多位相スイッチングリラクタンスモータの作動方法Info
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- JPH0370488A JPH0370488A JP2059814A JP5981490A JPH0370488A JP H0370488 A JPH0370488 A JP H0370488A JP 2059814 A JP2059814 A JP 2059814A JP 5981490 A JP5981490 A JP 5981490A JP H0370488 A JPH0370488 A JP H0370488A
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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
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/06—Controlling the motor in four quadrants
-
- 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
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/065—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a reluctance motor
-
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- 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
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
- H02P9/34—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using magnetic devices with controllable degree of saturation in combination with controlled discharge tube or controlled semiconductor device
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
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。
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〕
本発明は広くはモータ制御に関するものであり、さらに
詳細に述べると、発電機として作動するスイッチングリ
ラクタンスモータ用制御装置および制御方法に関するも
のである。
詳細に述べると、発電機として作動するスイッチングリ
ラクタンスモータ用制御装置および制御方法に関するも
のである。
スイッチングリラクタンスモータは、従来固定子および
回転子両方の上に複数の極または歯を有しており、即ち
、それらは二重に突出しているわけである。固定子上に
は位相巻線があるが、回転子上には巻線はない。直径に
そって向かい合った固定子極の多対は多位相のスイッチ
ングリラクタンスモータの一位相を形成するために直列
に接続されている。回転子の角度位置に同期させられた
位相巻線の各々にあらかじめ決められた順序で電流をス
イッチングすることによりトルクは生じる。
回転子両方の上に複数の極または歯を有しており、即ち
、それらは二重に突出しているわけである。固定子上に
は位相巻線があるが、回転子上には巻線はない。直径に
そって向かい合った固定子極の多対は多位相のスイッチ
ングリラクタンスモータの一位相を形成するために直列
に接続されている。回転子の角度位置に同期させられた
位相巻線の各々にあらかじめ決められた順序で電流をス
イッチングすることによりトルクは生じる。
その結果、互いに近づきつつある回転子および固定子の
極間に吸引の磁力が生じる。位相の固定子極に最も近い
回転子極が一直線に並んだ位置を通り過ぎて回転する前
に、電流は各位相においてスイッチ・オフされる。さも
なければ、吸引の磁力は負のまたはブレーキトルクを引
き起こすであろう。両方向においてトルクを発生するた
めに、回転子の動きと同期された一定方向の電流パルス
が印加されうるように、発生したトルクは電流の流れの
方向とは無関係である。これらのパルスはサイリスタま
たはトランジスタのような電流スイッチング素子を使っ
た変換機により発生される。
極間に吸引の磁力が生じる。位相の固定子極に最も近い
回転子極が一直線に並んだ位置を通り過ぎて回転する前
に、電流は各位相においてスイッチ・オフされる。さも
なければ、吸引の磁力は負のまたはブレーキトルクを引
き起こすであろう。両方向においてトルクを発生するた
めに、回転子の動きと同期された一定方向の電流パルス
が印加されうるように、発生したトルクは電流の流れの
方向とは無関係である。これらのパルスはサイリスタま
たはトランジスタのような電流スイッチング素子を使っ
た変換機により発生される。
作動の際には、変換機内でスイッチを閉じることでスイ
ッチングリラクタンスモータの位相がスイッチ・オンさ
れるたびに、電流はモータに直流（ＤＣ）供給からのエ
ネルギーを与えながら、その位相の固定子巻線内を流れ
る。供給から生したエネルギーは最小のりラフタンス形
状の方向に回転子を回転させることにより、一部は機械
エネルギーに変換され、一部は磁界と結び付けられた蓄
積エネルギーに変換される。スイッチが開かれた後、蓄
積された磁場のエネルギーの一部は機械出力に変換され
、エネルギーの一部は直流電源にもどされる。
ッチングリラクタンスモータの位相がスイッチ・オンさ
れるたびに、電流はモータに直流（ＤＣ）供給からのエ
ネルギーを与えながら、その位相の固定子巻線内を流れ
る。供給から生したエネルギーは最小のりラフタンス形
状の方向に回転子を回転させることにより、一部は機械
エネルギーに変換され、一部は磁界と結び付けられた蓄
積エネルギーに変換される。スイッチが開かれた後、蓄
積された磁場のエネルギーの一部は機械出力に変換され
、エネルギーの一部は直流電源にもどされる。
米国特許第４，７０７，６５０号には、フィードバック
制御部、角度制御部および電流制御部を組み込んだプロ
グラムに作ることが可能で、閉ループで四つの四分円弧
制御装置を使用したスイッチングリラクタンスモータ用
の制御装置が示されている。
制御部、角度制御部および電流制御部を組み込んだプロ
グラムに作ることが可能で、閉ループで四つの四分円弧
制御装置を使用したスイッチングリラクタンスモータ用
の制御装置が示されている。
フィードバック制御部は速度フィードバック・ル−プお
よび（または）トルクフィードバック・ループを組み込
んでいる。角度制御部は固定子位相電流パルスを回転子
位置にディジタル的に同期させ、そして電流制御部は固
定子位相電流パルスの大きさを制限するためにさい断ま
たはバングバング制御器としての役目を果たす。フィー
ドバック・モードにおいて各位相に対する固定子位相電
流パルスの大きさおよびターン・オンならびにターン・
オフ角度はモータ作動のすべての四分円弧、即ち、正方
向モータ駆動、正方向制動、逆方向モータ駆動および逆
方向制動における最高の成果を円滑な作動、そして充分
なトルクと速度範囲に対して提供するために制御される
。
よび（または）トルクフィードバック・ループを組み込
んでいる。角度制御部は固定子位相電流パルスを回転子
位置にディジタル的に同期させ、そして電流制御部は固
定子位相電流パルスの大きさを制限するためにさい断ま
たはバングバング制御器としての役目を果たす。フィー
ドバック・モードにおいて各位相に対する固定子位相電
流パルスの大きさおよびターン・オンならびにターン・
オフ角度はモータ作動のすべての四分円弧、即ち、正方
向モータ駆動、正方向制動、逆方向モータ駆動および逆
方向制動における最高の成果を円滑な作動、そして充分
なトルクと速度範囲に対して提供するために制御される
。
スイッチングリラクタンスモータは制動モードにおいて
発電機として利用されることができる。
発電機として利用されることができる。
発電機として作動される時には、モータは電圧よりむし
ろ電流を発生する。回転子極が関連した固定子極と一直
線状になる点を通過した後、巻線電流が流れ続ける時に
ブレーキ・トルクが発生する。
ろ電流を発生する。回転子極が関連した固定子極と一直
線状になる点を通過した後、巻線電流が流れ続ける時に
ブレーキ・トルクが発生する。
スイッチングリラクタンスモータが回転子励磁を有しな
い侍には、モータ巻線内で電流が流れ始めるようにする
ためにまず直流母線から電力を引く必要がある。回転子
極および関連した固定子極が一直線状になる前あるいは
一直線状になった後のいずれかに、巻線内で電流は流れ
始めることができる。一般に、対応する回転子極か固定
子極のどちらか一方の側に隣接しているか、あるいは接
近している時に存在する電流によりごくわずかのトルク
が発生するであろう。回転子極が一旦一直線状になる点
を通過するか負のトルク範囲に留まると、モータ巻線に
かかる電圧を設定する誘導条件が負となるので、巻線電
流はモータ駆動範囲におけるよりも早く高まるであろう
。発生トルクが生じている間は、若干の直流電流はまだ
関連した直流母線から引かれるであろうが、電流を巻線
内に発生するよう作動されるスイッチが切られ、巻線電
流が関連した自由輪ダイオードに整流される時に直流電
流が母線に送られるであろう。正味直流電流は多位相モ
ータのすべての位相からの全電流の和であり、リラクタ
ンス・モータが発電機として作動される時に調整される
よう求められるのはこの正味直流電流である。
い侍には、モータ巻線内で電流が流れ始めるようにする
ためにまず直流母線から電力を引く必要がある。回転子
極および関連した固定子極が一直線状になる前あるいは
一直線状になった後のいずれかに、巻線内で電流は流れ
始めることができる。一般に、対応する回転子極か固定
子極のどちらか一方の側に隣接しているか、あるいは接
近している時に存在する電流によりごくわずかのトルク
が発生するであろう。回転子極が一旦一直線状になる点
を通過するか負のトルク範囲に留まると、モータ巻線に
かかる電圧を設定する誘導条件が負となるので、巻線電
流はモータ駆動範囲におけるよりも早く高まるであろう
。発生トルクが生じている間は、若干の直流電流はまだ
関連した直流母線から引かれるであろうが、電流を巻線
内に発生するよう作動されるスイッチが切られ、巻線電
流が関連した自由輪ダイオードに整流される時に直流電
流が母線に送られるであろう。正味直流電流は多位相モ
ータのすべての位相からの全電流の和であり、リラクタ
ンス・モータが発電機として作動される時に調整される
よう求められるのはこの正味直流電流である。
一部の使用においては、スイッチングリラクタンスモー
タは装置の始動の間にはモータとして機能し、そしてそ
の後装置が動き始めた後は発電機として作動するよう運
転されることも可能である。
タは装置の始動の間にはモータとして機能し、そしてそ
の後装置が動き始めた後は発電機として作動するよう運
転されることも可能である。
例えば、もし、リラクタンス・モータがガス・タービン
・エンジン用の始動器として作動するよう使われる時に
は、モータはガス・タービン・エンジンをその自己持続
速度までもっていき、そしてその後ガスタービンのパワ
ー発生速度範囲に渡って発電機として作動するよう要求
されるであろう。
・エンジン用の始動器として作動するよう使われる時に
は、モータはガス・タービン・エンジンをその自己持続
速度までもっていき、そしてその後ガスタービンのパワ
ー発生速度範囲に渡って発電機として作動するよう要求
されるであろう。
発生モードにおける望ましい制御方法は、電気負荷が直
流リンク電圧によって供給されることができるので電圧
調整器による方法である。
流リンク電圧によって供給されることができるので電圧
調整器による方法である。
本発明は、再生モードにおいて多位相スイッチングリラ
クタンスモータを作動するための方法から成る。モータ
は相巻線で巻かれた第１の複数の固定子極と第２の複数
の突出した回転子極を有する。相巻線は選択できるよう
に制御可能なスイッチにより直流母線に接続されている
。この直流母線はスイッチがきかなくなった時に電流を
伝えるための代替手段を含む各相巻線を有する。発明さ
れた方法は、相巻線の選択されたひとつに対するスイッ
チを順次ゲートすることから成り、これにより選択され
た巻線内で電流が流れるようにする。
クタンスモータを作動するための方法から成る。モータ
は相巻線で巻かれた第１の複数の固定子極と第２の複数
の突出した回転子極を有する。相巻線は選択できるよう
に制御可能なスイッチにより直流母線に接続されている
。この直流母線はスイッチがきかなくなった時に電流を
伝えるための代替手段を含む各相巻線を有する。発明さ
れた方法は、相巻線の選択されたひとつに対するスイッ
チを順次ゲートすることから成り、これにより選択され
た巻線内で電流が流れるようにする。
その後スイッチはきかなくなり、従って、電流は代替手
段を通って直流母線に流れ戻る。ある形体においては、
関連した固定子極および対応する回転子極間の角度移動
において測られるスイッチがきかなくなる瞬間は巻線内
の電流がその大きさに達する時にスイッチがきかなくな
るよう予め決められる電流の大きさを定めることにより
決定される。本発明の方法は、さらに、スイッチが導電
状態にゲートされる回転子極位相角度に固定子極を調節
することにより、再生の間に直流バスで電圧を調整する
ことをも含む。さらに、もし再生電流が予め決められた
大きさに達しない場合には、スイッチがきかなくなる回
転子極角度に固定子極を調節することにより、電圧を直
流母線で調整することができる。発明された装置は、ま
た、もし直流母線内の電流が別の予め決められた大きさ
を越えると、固定子極を回転半極角度まで減らす過剰電
流防護装置を含む。
段を通って直流母線に流れ戻る。ある形体においては、
関連した固定子極および対応する回転子極間の角度移動
において測られるスイッチがきかなくなる瞬間は巻線内
の電流がその大きさに達する時にスイッチがきかなくな
るよう予め決められる電流の大きさを定めることにより
決定される。本発明の方法は、さらに、スイッチが導電
状態にゲートされる回転子極位相角度に固定子極を調節
することにより、再生の間に直流バスで電圧を調整する
ことをも含む。さらに、もし再生電流が予め決められた
大きさに達しない場合には、スイッチがきかなくなる回
転子極角度に固定子極を調節することにより、電圧を直
流母線で調整することができる。発明された装置は、ま
た、もし直流母線内の電流が別の予め決められた大きさ
を越えると、固定子極を回転半極角度まで減らす過剰電
流防護装置を含む。
第工図Ａは、固定子１４内で正方向または逆方向に回転
可能な回転子１２を含む典型的なスイッチングリラクタ
ンスモークエ０を示す図である。
可能な回転子１２を含む典型的なスイッチングリラクタ
ンスモークエ０を示す図である。
正方向Ｆは回転子の反時計回りの回転を示し、−方、逆
方向Ｒは時計回りの回転を示す。回転子１２は直径に沿
って向かい合い、ａ−ａ”、ｂ−ｂ′およびｃ−ｃ″に
よって示される３対の極を有する。固定子１４は直径に
沿って向かい合い、Ａ−Ａ”、Ｂ−Ｂ’ 、Ｃ−Ｃ′お
よびＤ−Ｄ’によって示される４対の固定子極を有する
。図示された実施例は説明を行うために、各回転子極お
よび各固定子極が１８°の角度範囲を有するよう組み立
てられていると仮定する。本実施例において隣接する回
転子極間のすき間は４２°であり、−方、隣接する固定
子極間のすき間は２７°である。
方向Ｒは時計回りの回転を示す。回転子１２は直径に沿
って向かい合い、ａ−ａ”、ｂ−ｂ′およびｃ−ｃ″に
よって示される３対の極を有する。固定子１４は直径に
沿って向かい合い、Ａ−Ａ”、Ｂ−Ｂ’ 、Ｃ−Ｃ′お
よびＤ−Ｄ’によって示される４対の固定子極を有する
。図示された実施例は説明を行うために、各回転子極お
よび各固定子極が１８°の角度範囲を有するよう組み立
てられていると仮定する。本実施例において隣接する回
転子極間のすき間は４２°であり、−方、隣接する固定
子極間のすき間は２７°である。
これらの角度は中心点Ｏに対して測られる。
各固定子極対の向かい合った極は共通の巻線を使用し、
個々の固定子位相を形成する。位相Ａに対する代表的な
巻線コイル１６が第１図に示されている。同様の巻線が
他の固定子極対の各々に使われる。
個々の固定子位相を形成する。位相Ａに対する代表的な
巻線コイル１６が第１図に示されている。同様の巻線が
他の固定子極対の各々に使われる。
また、第１図Ａには回転子位置（θ）およびモータ速度
（Ｗｒ）を表す信号を供給するための手段が示されてい
る。断続線により描かれている通り、レゾルバ１７は回
転子１２に接続されておりレゾルバ−ディジタル（Ｒ／
Ｄ）変換機１９は線１８を通して出力信号を供給する。
（Ｗｒ）を表す信号を供給するための手段が示されてい
る。断続線により描かれている通り、レゾルバ１７は回
転子１２に接続されておりレゾルバ−ディジタル（Ｒ／
Ｄ）変換機１９は線１８を通して出力信号を供給する。
変換機１９の出力は位置θおよび速度信号Ｗｒである。
回転子の回転は、回転子の角度位置に、即ち、選択され
たターン・オンおよびターン・オフ角度で、同期した各
固定子相巻線内で予め決められた順序で電流をスイッチ
・オンおよびスイッチ・オフすることにより引き起こさ
れる。これらの角度は関連した固定子極と対応する回転
子極の間に角度的に移転され、進み角度、即ち、回転子
極が固定子極と一直線になる前の角度、あるいは遅延角
度、即ち、−直線を過ぎた後の固定子極および回転子極
間の角度で良い。各固定子位相内の電流は４つの平行な
固定子位相ルッグＰＨ−Ａ、ＰＨ−Ｂ、ＰＨ−Ｃおよび
Ｐｌ（−Ｄに直流母線電圧Ｖｄを印加する第１図Ｂのパ
ワー変換機２０から得られる。母線電圧Ｖｄは従来のダ
イオード整流器回路２２および濾波コンデンサ２３を通
して電池（図示させておらず）、または交流パワー供給
、例えば、二位相、２２０ボルト、６０ヘルツの線から
得ることができる。
たターン・オンおよびターン・オフ角度で、同期した各
固定子相巻線内で予め決められた順序で電流をスイッチ
・オンおよびスイッチ・オフすることにより引き起こさ
れる。これらの角度は関連した固定子極と対応する回転
子極の間に角度的に移転され、進み角度、即ち、回転子
極が固定子極と一直線になる前の角度、あるいは遅延角
度、即ち、−直線を過ぎた後の固定子極および回転子極
間の角度で良い。各固定子位相内の電流は４つの平行な
固定子位相ルッグＰＨ−Ａ、ＰＨ−Ｂ、ＰＨ−Ｃおよび
Ｐｌ（−Ｄに直流母線電圧Ｖｄを印加する第１図Ｂのパ
ワー変換機２０から得られる。母線電圧Ｖｄは従来のダ
イオード整流器回路２２および濾波コンデンサ２３を通
して電池（図示させておらず）、または交流パワー供給
、例えば、二位相、２２０ボルト、６０ヘルツの線から
得ることができる。
各固定子位相レッグ用の変換器回路は同一である。例え
ば、ＰＨ−Ａレッグは固定子巻線２４Ａ、第１および第
２自由輪ダイオード２６Ａと２６Ａ“そして第１図Ｂに
示されているように互いに接続されたトランジスタ２７
Ａと２７Ａ°のような第１および第２電流スイツチング
装置を含む。各トランジスタのベースは様々なトランジ
スタ２７Ａ。
ば、ＰＨ−Ａレッグは固定子巻線２４Ａ、第１および第
２自由輪ダイオード２６Ａと２６Ａ“そして第１図Ｂに
示されているように互いに接続されたトランジスタ２７
Ａと２７Ａ°のような第１および第２電流スイツチング
装置を含む。各トランジスタのベースは様々なトランジ
スタ２７Ａ。
２７Ａ’ 、２７Ｂ、２７Ｂ’他の導電状態を管理する
役目を果たす電流制御部４８の出力に接続されている。
役目を果たす電流制御部４８の出力に接続されている。
電流制御部４８は位相電流の最大目標電流制限を表す人
力信号に様々な形で応答する。
力信号に様々な形で応答する。
人力信号とは、例えば、Ｉｍ （、ＩＮＡＸ ） 、
ターン・オン角度信号（θｏ）、ターン・オフ角度（
θ、）および比′較器１９６からの出力信号であり、こ
れらすべては、特に第１Ｏ図と関連して以下で述べられ
る。
ターン・オン角度信号（θｏ）、ターン・オフ角度（
θ、）および比′較器１９６からの出力信号であり、こ
れらすべては、特に第１Ｏ図と関連して以下で述べられ
る。
トランジスタ２７Ａおよび２７Ａ°がスイッチ・オンさ
れると、リンク電流Ｉｄから得られる位相電流Ｉａが位
相Ａに対する固定子巻線を通って流れる。トランジスタ
２７Ａおよび２７Ａ′がスイッチ・オフされると、巻線
２４Ａ内の電流は自由輪ダイオード２６Ａおよび２６Ａ
′を通って電源または濾波コンデンサ２３に再循環する
ことにより衰える。この再循環電流は調整された交流電
源にかかる制御可能なスイッチＴ。に直列に接続された
負荷抵抗器Ｒにより吸収されることができる。他の使用
においては、再循環電流は再充電可能な電池に接続され
ることができた。他の各位相レッグに対する変換機の電
流回路構成部分も同様である。従って、ここでは詳しく
は述べない。各相巻線に直列に接続されたトランジスタ
は、回転の方向によって決まる導電の順序で次から次へ
と導電される。
れると、リンク電流Ｉｄから得られる位相電流Ｉａが位
相Ａに対する固定子巻線を通って流れる。トランジスタ
２７Ａおよび２７Ａ′がスイッチ・オフされると、巻線
２４Ａ内の電流は自由輪ダイオード２６Ａおよび２６Ａ
′を通って電源または濾波コンデンサ２３に再循環する
ことにより衰える。この再循環電流は調整された交流電
源にかかる制御可能なスイッチＴ。に直列に接続された
負荷抵抗器Ｒにより吸収されることができる。他の使用
においては、再循環電流は再充電可能な電池に接続され
ることができた。他の各位相レッグに対する変換機の電
流回路構成部分も同様である。従って、ここでは詳しく
は述べない。各相巻線に直列に接続されたトランジスタ
は、回転の方向によって決まる導電の順序で次から次へ
と導電される。
位相電流ＩＡを表す信号ｉａはスイス・ジュネーブのリ
エゾン・エレクトロニク・メカニク・ソシエテ・アノニ
ム（Ｌｉａｉｓｏｎｓ ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｑｕｅｓＭ
ｅｃａｎｉｑｕｅｓ Ｓ、 Ａ、）により製造される分
流器または電流変換器のような適当な手段により発生さ
れる。信号ｔｂ、ｉｃおよびｉｄも同様に発生される。
エゾン・エレクトロニク・メカニク・ソシエテ・アノニ
ム（Ｌｉａｉｓｏｎｓ ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｑｕｅｓＭ
ｅｃａｎｉｑｕｅｓ Ｓ、 Ａ、）により製造される分
流器または電流変換器のような適当な手段により発生さ
れる。信号ｔｂ、ｉｃおよびｉｄも同様に発生される。
スイッチングリラクタンスモータはモータ駆動モードお
よび発生モード両方において作動することが可能である
。第２図について簡単に述べると、これは位相内に一定
の直流電流を有する第１図のモータの一位相に対して発
生されたトルクのグラフである。第２図に示されている
ように、モータ駆動または正のトルクが、回転子極対が
関連した固定子極対と一直線になる前の範囲において発
生される。そして発生または負のトルクは一直線になっ
た後の範囲において発生される。回転子極対が固定子極
対と正確に一直線になった時にはトルクは発生しない。
よび発生モード両方において作動することが可能である
。第２図について簡単に述べると、これは位相内に一定
の直流電流を有する第１図のモータの一位相に対して発
生されたトルクのグラフである。第２図に示されている
ように、モータ駆動または正のトルクが、回転子極対が
関連した固定子極対と一直線になる前の範囲において発
生される。そして発生または負のトルクは一直線になっ
た後の範囲において発生される。回転子極対が固定子極
対と正確に一直線になった時にはトルクは発生しない。
モータ駆動トルクを発生するためには、−２４°と一直
線の間の回転子角度範囲において位相をターン・オンし
、そして−直線になるまでまたはその直前までその位相
内に電流を保持することが望ましいということがこの図
かられかる。発生モードにおいては、電圧電源にかかる
相巻線を接続するトランジスタ対は、電流が相巻線内で
増すように整列の直前あるいは回転子極対が固定子極と
の整列点を通過した後導電状態になるようゲートされて
いる。トランジスタが導電状態でないようゲートされる
と、電流は関連したダイオードに整流され、直流母線に
戻される。
線の間の回転子角度範囲において位相をターン・オンし
、そして−直線になるまでまたはその直前までその位相
内に電流を保持することが望ましいということがこの図
かられかる。発生モードにおいては、電圧電源にかかる
相巻線を接続するトランジスタ対は、電流が相巻線内で
増すように整列の直前あるいは回転子極対が固定子極と
の整列点を通過した後導電状態になるようゲートされて
いる。トランジスタが導電状態でないようゲートされる
と、電流は関連したダイオードに整流され、直流母線に
戻される。
スイッチングリラクタンスモータは電圧よりもむしろ発
生モードで作動する時に電流を生しる。
生モードで作動する時に電流を生しる。
第３図には第１図Ａの多相スイッチングリラクタンスモ
ータの一位相および第１図Ｂの選択されたパワー回路の
形状が示されている。パワー回路形状の一特徴はそれぞ
れがパワーを直流母線に戻せるということである。これ
は使用可能な電力の再発生を可能にする。スイッチＳＷ
ｌおよび５Ｗ２（トランジスタ２７Ａおよび２７Ａ′に
対応する）が開かれる時、電流はダイオード２６Ａ、２
６Ａ’を通って巻線２４Ａ内で流れ続ける。しかし、そ
の方向はパワーを電源に戻すための方向である。
ータの一位相および第１図Ｂの選択されたパワー回路の
形状が示されている。パワー回路形状の一特徴はそれぞ
れがパワーを直流母線に戻せるということである。これ
は使用可能な電力の再発生を可能にする。スイッチＳＷ
ｌおよび５Ｗ２（トランジスタ２７Ａおよび２７Ａ′に
対応する）が開かれる時、電流はダイオード２６Ａ、２
６Ａ’を通って巻線２４Ａ内で流れ続ける。しかし、そ
の方向はパワーを電源に戻すための方向である。
上述の通り、回転子極が関連した固定子極との一直線状
態を過ぎた後の範囲において巻線電流が流れる時、負の
あるいはブレーキトルクが発生する。
態を過ぎた後の範囲において巻線電流が流れる時、負の
あるいはブレーキトルクが発生する。
このブレーキトルクが電流の発生を引き起こすであろう
。しかし、スイッチングリラクタンスモータは回転子励
磁を有していないので、巻線内で電流を設定するために
はまず直流母線から電力を引く必要がある。このため、
例えば、第１図Ｂに示されているコンデンサ２３のよう
な何らかのエネルギー貯蔵手段を直流母線上に与えなく
てはならない。モータ巻線Ｖｗにかかる電圧Ｖｗは以下
の等式により得られる。
。しかし、スイッチングリラクタンスモータは回転子励
磁を有していないので、巻線内で電流を設定するために
はまず直流母線から電力を引く必要がある。このため、
例えば、第１図Ｂに示されているコンデンサ２３のよう
な何らかのエネルギー貯蔵手段を直流母線上に与えなく
てはならない。モータ巻線Ｖｗにかかる電圧Ｖｗは以下
の等式により得られる。
ｄｔ ｄｔ
ここでＬは巻線インダクタンスであり、Ｒは巻線抵抗で
あり、Ｉｗは巻線電流である。巻線インダクタンスは一
定ではなく、固定子極に対する回転子極の位置に応して
変化する。代表的なインダクタンスの形状が第４図に示
されている。第５図は電流発電機として作動するスイッ
チングリラクタンスモータに対する典型的な巻線電流波
形を示す。
あり、Ｉｗは巻線電流である。巻線インダクタンスは一
定ではなく、固定子極に対する回転子極の位置に応して
変化する。代表的なインダクタンスの形状が第４図に示
されている。第５図は電流発電機として作動するスイッ
チングリラクタンスモータに対する典型的な巻線電流波
形を示す。
例えば、トランジスタ２７Ａおよび２７Ａ′のような両
トランジスタが導電状態にゲートされている時には、位
相電流はターン・オン角度θ。でゼロから始まる。−船
釣には、このような導電は第５図に範囲Ａとして示され
ているモータ駆動範囲において始められる。母線電圧Ｖ
ｄは、の合計よりも大きいので、母線からの直流電流を
引く間に巻線電流は、コシ・範囲で高まる。しかし、電
流は非常に低く、回転子の位置も一直線状に近いのでご
くわずかのモータ駆動トルクしか発生しない。−見回転
子が整列状態を過ぎ、範囲Ｂとして示されている負のト
ルク領域に入ると、Ｌ ｉ 条件が負になるので、モータ駆動範囲におけるよりも早
く巻線電流が高まる。この範囲においては、ブレーキ・
トルクは発生しているが、直流電流はまだ母線から引か
れている。ターン・オフ角度θ、で始まるので、Ｃとし
て示されている範囲で両方のトランジスタ・スイッチが
ターン・オフされ、巻線電流がダイオード２６Ａおよび
２６Ａ′（第１図Ｂ）に整流するようにすると直流電流
は最終的には母線に送られる。範囲Ｃにおいては、電流
はある間増え続けるかもしれないが、最後に最大量に達
しそれから減少する。正味直流電流は多位相モータのす
べての位相からの全電流の合計であり、調整するよう望
まれるのはこの正味直流電流であり、それが直流母線上
の電圧を維持し、その電圧もまた調整されうる。
トランジスタが導電状態にゲートされている時には、位
相電流はターン・オン角度θ。でゼロから始まる。−船
釣には、このような導電は第５図に範囲Ａとして示され
ているモータ駆動範囲において始められる。母線電圧Ｖ
ｄは、の合計よりも大きいので、母線からの直流電流を
引く間に巻線電流は、コシ・範囲で高まる。しかし、電
流は非常に低く、回転子の位置も一直線状に近いのでご
くわずかのモータ駆動トルクしか発生しない。−見回転
子が整列状態を過ぎ、範囲Ｂとして示されている負のト
ルク領域に入ると、Ｌ ｉ 条件が負になるので、モータ駆動範囲におけるよりも早
く巻線電流が高まる。この範囲においては、ブレーキ・
トルクは発生しているが、直流電流はまだ母線から引か
れている。ターン・オフ角度θ、で始まるので、Ｃとし
て示されている範囲で両方のトランジスタ・スイッチが
ターン・オフされ、巻線電流がダイオード２６Ａおよび
２６Ａ′（第１図Ｂ）に整流するようにすると直流電流
は最終的には母線に送られる。範囲Ｃにおいては、電流
はある間増え続けるかもしれないが、最後に最大量に達
しそれから減少する。正味直流電流は多位相モータのす
べての位相からの全電流の合計であり、調整するよう望
まれるのはこの正味直流電流であり、それが直流母線上
の電圧を維持し、その電圧もまた調整されうる。
スインチングリラフクンスモーク駆動装置の基本的な制
御パラメータは以下の通り要約できる。
御パラメータは以下の通り要約できる。
Ｉ ＮＡＸはさい断電流レベル；
θ。はトランジスタ・ターン・オン角度：θ２はトラン
ジスタ・ターン・オフ角度：そしてθ、おはθ。および
０２間の差である。
ジスタ・ターン・オフ角度：そしてθ、おはθ。および
０２間の差である。
前述の通り、スイッチングリラクタンスモータは装置始
動の間はモータとして、その後装置が作動している時は
発電機として作動することができる。第１図Ｂはパワー
調節器２２で回路内に接続された多位相スイッチングリ
ラクタンスモータの回路図である。発生モードにおいて
は、電池はコンデンサ２３に平行な負荷抵抗に対して平
行に配置されてよい。これにより、電池または負荷抵抗
がリラクタンスモーフからの再発生エネルギーを吸収す
るのを可能にする。スイッチングリラクタンスモータが
発電機として使用される際に一つ考慮することは、電池
または平行な抵抗器にかかる直流母線電圧は負荷および
モータ速度を変化させるために制御されねばならないと
いうことである。
動の間はモータとして、その後装置が作動している時は
発電機として作動することができる。第１図Ｂはパワー
調節器２２で回路内に接続された多位相スイッチングリ
ラクタンスモータの回路図である。発生モードにおいて
は、電池はコンデンサ２３に平行な負荷抵抗に対して平
行に配置されてよい。これにより、電池または負荷抵抗
がリラクタンスモーフからの再発生エネルギーを吸収す
るのを可能にする。スイッチングリラクタンスモータが
発電機として使用される際に一つ考慮することは、電池
または平行な抵抗器にかかる直流母線電圧は負荷および
モータ速度を変化させるために制御されねばならないと
いうことである。
第６図には本発明の一形式に基づいた基本的な直流母線
電圧調整器が示されている。電圧フィードバック信号Ｖ
ｆが加算接続部１６０における電圧基準信号Ｖｒｅｆか
ら引算される。結果誤差信号が制御器１６２に供給され
る。制御器１６２は従来技術中で周知のタイプの積分プ
ラス比例制御器であるのが望ましい。制御器１６２は出
力クランプ１６４を含み、ハードウェアあるいはソフト
ウェアのどちらかにおいて作動される。スイ・ンチング
リラクタンスモークに印加される負荷は平行なＲＣ回路
１６６により作られる。回路１６６は直流リンク・コン
デンサ２３およびそれに並列に接続された負荷抵抗器を
表す。回路１６６の出力は制御ループを閉じるための直
流リンク電圧Ｖｄであり、この出力は加算接続部に印加
される前に電圧変倍回路１６８を通って伝えられる。モ
ータおよびパワー変換機は低域フィルター１７２として
作られる。第６図でさらにあげられている要素は比例プ
ラス積分フィードバック制御ループにおける一般的な要
素である。出願人の発明は主として角度プログラム・ブ
ロック１７０に関連したものである。このブロック１７
０はスイッチングリラクタンスモータ用パワー・スイッ
チング回路に供給される燃焼角度あるいはターン・オン
およびターン・オフ角度が確実に線状の利得になるよう
にする。
電圧調整器が示されている。電圧フィードバック信号Ｖ
ｆが加算接続部１６０における電圧基準信号Ｖｒｅｆか
ら引算される。結果誤差信号が制御器１６２に供給され
る。制御器１６２は従来技術中で周知のタイプの積分プ
ラス比例制御器であるのが望ましい。制御器１６２は出
力クランプ１６４を含み、ハードウェアあるいはソフト
ウェアのどちらかにおいて作動される。スイ・ンチング
リラクタンスモークに印加される負荷は平行なＲＣ回路
１６６により作られる。回路１６６は直流リンク・コン
デンサ２３およびそれに並列に接続された負荷抵抗器を
表す。回路１６６の出力は制御ループを閉じるための直
流リンク電圧Ｖｄであり、この出力は加算接続部に印加
される前に電圧変倍回路１６８を通って伝えられる。モ
ータおよびパワー変換機は低域フィルター１７２として
作られる。第６図でさらにあげられている要素は比例プ
ラス積分フィードバック制御ループにおける一般的な要
素である。出願人の発明は主として角度プログラム・ブ
ロック１７０に関連したものである。このブロック１７
０はスイッチングリラクタンスモータ用パワー・スイッ
チング回路に供給される燃焼角度あるいはターン・オン
およびターン・オフ角度が確実に線状の利得になるよう
にする。
本質的にモータ速度に影響されることのない線状直流リ
ンク電流は一定の電流ターン・オフ・レベルＩ 、ＡＸ
を設定することにより得られるということが決められて
いた（第７図参照）。第１図Ｂについて簡単に述べると
、トランジスタ２７Ａ。
ンク電流は一定の電流ターン・オフ・レベルＩ 、ＡＸ
を設定することにより得られるということが決められて
いた（第７図参照）。第１図Ｂについて簡単に述べると
、トランジスタ２７Ａ。
２７Ａ′を導電状態にゲートし、そして両トランジスタ
が導電状態でなくなるようゲートし、そして電流がダイ
オード２６Ａ、２６Ａ’に整流するターン・オフ・レベ
ルに達するまで電流が増すようにすることにより、電流
はターン・オンされる。
が導電状態でなくなるようゲートし、そして電流がダイ
オード２６Ａ、２６Ａ’に整流するターン・オフ・レベ
ルに達するまで電流が増すようにすることにより、電流
はターン・オンされる。
第７図の波形Ｂにより示されるようにターン・オン角度
を進ませることにより、もっと多くの直流母線電流を発
生するさらに大きい位相電流パルスを生じる。発生され
た直流バス電流の量は進みり−ン・オン角度と一直線に
並ぶことがわかった。
を進ませることにより、もっと多くの直流母線電流を発
生するさらに大きい位相電流パルスを生じる。発生され
た直流バス電流の量は進みり−ン・オン角度と一直線に
並ぶことがわかった。
もちろんあまり進みすぎると電流がモータ駆動範囲内に
入り込みすぎ始め、発生する電流量が減少するので限界
はある。また、ターン・オン角度が遅れすぎると、次の
回転子極と一直線となるよう近づいている間に電流が流
れるので、正味モータ駆動トルクが発生するであろう。
入り込みすぎ始め、発生する電流量が減少するので限界
はある。また、ターン・オン角度が遅れすぎると、次の
回転子極と一直線となるよう近づいている間に電流が流
れるので、正味モータ駆動トルクが発生するであろう。
ターン・オン角度範囲に対する実際的な制限は特別な使
用に対する実験的方法によって決められることができる
。
用に対する実験的方法によって決められることができる
。
上述の通り、直流電流を制御することにより、直流電流
およびモータ速度における大きい変化にわたる直流電流
対ターン・オン角度の極めて線状の移行関数が生しる。
およびモータ速度における大きい変化にわたる直流電流
対ターン・オン角度の極めて線状の移行関数が生しる。
装置効率は高直流電流レベルに対して良好なままである
。しかし、低直流電流レベルでは効率は即座に低下する
。本発明の方法は巻線電流を低直流バス電流に対してさ
えも高レベルで維持するので、これは期待できる。
。しかし、低直流電流レベルでは効率は即座に低下する
。本発明の方法は巻線電流を低直流バス電流に対してさ
えも高レベルで維持するので、これは期待できる。
低直流電流レベルに対する高装置効率を保つためには第
８図に示されている別の制御モードを導入する必要があ
る。この付加モードにおいては、ターン・オン角度は固
定しておき、一方、パルス幅は狭くする。例えば、電流
パルスＤに対して電流パルスＣの幅は狭くなっているの
がわかる。この型の「二重モード」制御は、アナログ制
御も用いることができるが、ディジタル・マイクロプロ
セッサを基本とした作動に特によく適応する。第６図の
調整器クランプ・ブロック１６４の出力が、角度プログ
ラム・ブロック１７０に供給されるターン・オン角度指
令ＴＯＮ −ＣＯＭであると考えられることができる。
８図に示されている別の制御モードを導入する必要があ
る。この付加モードにおいては、ターン・オン角度は固
定しておき、一方、パルス幅は狭くする。例えば、電流
パルスＤに対して電流パルスＣの幅は狭くなっているの
がわかる。この型の「二重モード」制御は、アナログ制
御も用いることができるが、ディジタル・マイクロプロ
セッサを基本とした作動に特によく適応する。第６図の
調整器クランプ・ブロック１６４の出力が、角度プログ
ラム・ブロック１７０に供給されるターン・オン角度指
令ＴＯＮ −ＣＯＭであると考えられることができる。
角度プログラム・ブロック１７０はＴＵＲＮ−ＯＮ
ＢＲＥＡＫを計算し、ＴＵＲＮ−ＯＮ ＢＲＥＡＫよ
り大きいＴｏＮＣＯＭに対しては、実際のターン・オン
角度は直接にＴＯＮ ＣＯＭである。そして制御は第
７図に示されたようなモード、即ち、進みターン・オン
角度を有する一定の電流ターン・オフ・レベルで作動す
る。ＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫより少ないＴＯＮ
ＣＯＭに対しては実際のターン・オン角度はＴＵＲ
Ｎ−ＯＮ ＢＲＥＡＫで維持され、制御は第８図に示
されているように、即ち、パルス幅を減らしながら、し
かし、ターン・オン角度は一定で作動する。
ＢＲＥＡＫを計算し、ＴＵＲＮ−ＯＮ ＢＲＥＡＫよ
り大きいＴｏＮＣＯＭに対しては、実際のターン・オン
角度は直接にＴＯＮ ＣＯＭである。そして制御は第
７図に示されたようなモード、即ち、進みターン・オン
角度を有する一定の電流ターン・オフ・レベルで作動す
る。ＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫより少ないＴＯＮ
ＣＯＭに対しては実際のターン・オン角度はＴＵＲ
Ｎ−ＯＮ ＢＲＥＡＫで維持され、制御は第８図に示
されているように、即ち、パルス幅を減らしながら、し
かし、ターン・オン角度は一定で作動する。
実施例において、ＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫは以
下の等式によって与えられるモータ速度（Ｗｒ）の関数
である。
下の等式によって与えられるモータ速度（Ｗｒ）の関数
である。
ＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫ関
数ｌ （Ｗｒ−Ｇ２）２−Ｇ３
ここで、Ｇｌ、Ｇ２およびＧ３は装置効率のグラフから
実験曲線調整により特別なモータに対して選別された定
数、およびターン・オン角度およびモータ速度の関数と
しての直流リンク電流（Ｉ ｄ）である。ＴＵＲＮ
ＯＮ ＢＲＥＡＫ関数は発生作動速度範囲に渡って高
装置効率を維持することがわかった。パルス幅またはＤ
ＷＥＬＬもまたブロック１７０において計算される。パ
ルス幅もまたＷｒの関数であり、以下の二段階の方法で
決められる。まず、ＤＷＥＬＬ ＢＲＥＡＫまたはパ
ルスの末端は、 ＤＷＥＬＬ ＢＲＥＡＫ＝ Ｇ４（Ｗｒ）＋Ｇ５ から得られる。ここで、Ｇ４とＧ５は実験曲線調整によ
り特別なモータに対して選別された定数である。最後に
量ＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫおよびＤＷＥＬＬ
ＢＲＥＡＫを使って、以下の関係に基づいてＤＷＥＬ
ＬがＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫの関数として計算
される。
実験曲線調整により特別なモータに対して選別された定
数、およびターン・オン角度およびモータ速度の関数と
しての直流リンク電流（Ｉ ｄ）である。ＴＵＲＮ
ＯＮ ＢＲＥＡＫ関数は発生作動速度範囲に渡って高
装置効率を維持することがわかった。パルス幅またはＤ
ＷＥＬＬもまたブロック１７０において計算される。パ
ルス幅もまたＷｒの関数であり、以下の二段階の方法で
決められる。まず、ＤＷＥＬＬ ＢＲＥＡＫまたはパ
ルスの末端は、 ＤＷＥＬＬ ＢＲＥＡＫ＝ Ｇ４（Ｗｒ）＋Ｇ５ から得られる。ここで、Ｇ４とＧ５は実験曲線調整によ
り特別なモータに対して選別された定数である。最後に
量ＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫおよびＤＷＥＬＬ
ＢＲＥＡＫを使って、以下の関係に基づいてＤＷＥＬ
ＬがＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫの関数として計算
される。
ＤけＥＬＬ ＝ ＤＷＥＬＬ ＢＲＥＡＫ−Ｇ６ （
ＴｔｌＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫ−ＴＯＮ ＣＯＭ
） これらの等式は実施例を表すが、別の使用に対しては他
の等式が使われてもかまわない。
ＴｔｌＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫ−ＴＯＮ ＣＯＭ
） これらの等式は実施例を表すが、別の使用に対しては他
の等式が使われてもかまわない。
第１０図は第６図および第９図の角度プログラム（ブロ
ック１７０）の図である。信号ＤＷＥＬＬおよびＴＵＲ
Ｎ−ＯＮ ＢＲＥＡＫを発生する。
ック１７０）の図である。信号ＤＷＥＬＬおよびＴＵＲ
Ｎ−ＯＮ ＢＲＥＡＫを発生する。
信号ＤＷＥＬＬ及びＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫを
発生する表現はそれらの条件に対する上記二つの等式の
直接の一対一の実行であるので、さらに説明する必要は
ない。
発生する表現はそれらの条件に対する上記二つの等式の
直接の一対一の実行であるので、さらに説明する必要は
ない。
ＤＷＥＬＬおよびＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫ信号
からのターン・オフ信号（θ、）およびターン・オン信
号（θ。）の発生は以下の通りである。
からのターン・オフ信号（θ、）およびターン・オン信
号（θ。）の発生は以下の通りである。
ＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫ信号は、比較器１９０
において信号ＴＯＮ ＣＯＭと比較される。
において信号ＴＯＮ ＣＯＭと比較される。
後者が前者を凌ぐ時には、比較器１９０の出力はスイッ
チ１９２および１９４を低位置にしく図示された位置と
は反対）、従って、θはＴＯＮ ＣＯＭに等しく、θ
、は直接には制御されない。この状態において、電流制
御器４８のターン・オフ関数（第１図Ｂ）は比較器１９
６の出力の結果である。比較器１９６はその入力として
Ｔ ＭＡＸ基準信号および位相電流信号ｉａ、ｉｂ、ｉ
ｃまたはｉｄの一つ（ｉ ｘ）を有する（第１図Ｂ参照
）。
チ１９２および１９４を低位置にしく図示された位置と
は反対）、従って、θはＴＯＮ ＣＯＭに等しく、θ
、は直接には制御されない。この状態において、電流制
御器４８のターン・オフ関数（第１図Ｂ）は比較器１９
６の出力の結果である。比較器１９６はその入力として
Ｔ ＭＡＸ基準信号および位相電流信号ｉａ、ｉｂ、ｉ
ｃまたはｉｄの一つ（ｉ ｘ）を有する（第１図Ｂ参照
）。
この場合の比較器１９６の出力はθ、信号の代わりに働
き、ｔｘがＩ ＮＡＭを上回る時に存在する（実際に、
固定子の各位相に対する１９６に一致する比較器が存在
する）。
き、ｔｘがＩ ＮＡＭを上回る時に存在する（実際に、
固定子の各位相に対する１９６に一致する比較器が存在
する）。
ＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫ信号がＴＯＮ Ｃ○
Ｍ信号を上回る時、比較器１９０の出力はスイッチ１９
２および１９４を示された位置にする。
Ｍ信号を上回る時、比較器１９０の出力はスイッチ１９
２および１９４を示された位置にする。
この状態において、ターン・オフ信号θ、を生じるため
にＤＷＥＬＬ信号はＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫ信
号（加算器１９８）に加算される。ターン・オン信号は
目下ＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫ信号に等しい。
にＤＷＥＬＬ信号はＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫ信
号（加算器１９８）に加算される。ターン・オン信号は
目下ＴＵＲＮ ＯＮ ＢＲＥＡＫ信号に等しい。
スイッチングリラクタンスモータに対する発生制御のも
う一つの要素は過電流保護である。このような保護は第
９図のような過電流奪取調整器を使って実行される。こ
の調整器用の基準ｒＤＯＬＭＡＸは速度および（または
）時間の定数あるいは関数のどちらかになり得る。直流
負荷電流が感知され、加算点１８０でＩＤ０Ｌ ＭＡ
Ｘから引算される。もし、負荷電流がＩＤ０Ｌ ＭＡ
Ｘを上回ると、過電流調整器が電圧調整器から引き継ぎ
直流リンク電圧が下がるようにすることにより負荷電流
を減らすＴＯＮ ＣＯＭを減少させる。
う一つの要素は過電流保護である。このような保護は第
９図のような過電流奪取調整器を使って実行される。こ
の調整器用の基準ｒＤＯＬＭＡＸは速度および（または
）時間の定数あるいは関数のどちらかになり得る。直流
負荷電流が感知され、加算点１８０でＩＤ０Ｌ ＭＡ
Ｘから引算される。もし、負荷電流がＩＤ０Ｌ ＭＡ
Ｘを上回ると、過電流調整器が電圧調整器から引き継ぎ
直流リンク電圧が下がるようにすることにより負荷電流
を減らすＴＯＮ ＣＯＭを減少させる。
制御器１８２は第６図に示されている比例プラス積分タ
イプのような一般的な型のものでよい。積分関数はパワ
ー・ブリッジおよびモータ・シミュレーションブロック
１７２の一直線状における残りの変形を補償するのを促
す。クランプ・ブロック１６４、角度プログラム１７０
と、パワー・ブリッジおよびモータ・ブロック１７２は
第６図中の対応するブロックと同一になることができる
。
イプのような一般的な型のものでよい。積分関数はパワ
ー・ブリッジおよびモータ・シミュレーションブロック
１７２の一直線状における残りの変形を補償するのを促
す。クランプ・ブロック１６４、角度プログラム１７０
と、パワー・ブリッジおよびモータ・ブロック１７２は
第６図中の対応するブロックと同一になることができる
。
ブロック１７４は直流リンク・コンデンサおよび負荷抵
抗器を再び示す。このブロックは今は電流は望まれた出
力量であるので第６図の１６６とは異なる。
抗器を再び示す。このブロックは今は電流は望まれた出
力量であるので第６図の１６６とは異なる。
一旦、過電流奪取調整器が燃焼角度の制御を行うと、そ
れはＩＤ０Ｌ ＭＡＸで電流を調整する。
れはＩＤ０Ｌ ＭＡＸで電流を調整する。
過電流負荷が取り除かれヒステリシスを供給するために
基準レベル以上のある増分値に電圧が上がった後、過電
流奪取調整器は制御を緩和する。通電量保護のために電
圧制御から電流制御に移行するための特別なスイッチン
グ配列は示されていないが、そのような装置は上述の説
明からすぐにわかるであろう。
基準レベル以上のある増分値に電圧が上がった後、過電
流奪取調整器は制御を緩和する。通電量保護のために電
圧制御から電流制御に移行するための特別なスイッチン
グ配列は示されていないが、そのような装置は上述の説
明からすぐにわかるであろう。
本発明は実施例となるよう現在考慮されているものにお
いて述べられているが、本発明の精神および範囲からそ
れない限り、その他の修正および変化を加えることは可
能である。従って、本発明は明示された実施例に限られ
ることなく特許請求の範囲の精神および範囲内で解釈さ
れるものである。
いて述べられているが、本発明の精神および範囲からそ
れない限り、その他の修正および変化を加えることは可
能である。従って、本発明は明示された実施例に限られ
ることなく特許請求の範囲の精神および範囲内で解釈さ
れるものである。
第１図Ａは代表的なスイッチングリラクタンスモータを
示す図であり、回転子位置およびモータ速度信号を供給
するための手段を含む図。第１図Ｂは第１図Ａのスイッ
チングリラクタンスモータ用の代表的なパワー変換機を
示す図である。第２図Ａは位相に一定の直流電流を有す
る第１図のモータの一位相に対して発生されたトルクを
示すグラフである。第３図は再生の間の電流の流れを示
すスイッチングリラクタンスモータの一位相の単純化さ
れた図である。第４図は第１図Ａのモータの固定子極対
に対する回転子角度位置に対するインダクタンスの形状
を示す図である。第５図は電流発電機として作動するス
イッチングリラクタンスモータに対する巻線電流波形を
示す図である。 第６図は本発明の一形弐に基づいた基本的な直流母線電
圧調整器を示す単純化されたブロック図である。第７図
は発電機として作動するスインチングリラフクンスモー
クにおいて定電流およびターン・オフ・レベルによりタ
ーン・オン角度を進ませる効果を示すグラフである。第
８図は電流発電機として作動するスイッチングリラクタ
ンスモータにおいて一定のターン・オン角度でパルス幅
を狭くする効果を示す図である。第９図は本発明の一特
徴に基づいた過剰電流調整器の単純化されたブロック図
である。第１０図は第６図および第９図の本発明の角度
プログラム・ブロック１７０の図である。 符号の説明 ｏ−−−−−−スイッチングリラクタンスモータ２−・
−回転子 １４−・−固定子６−・−・−巻線
コイル ７−−−−−−−レゾルバ １８−−−−−一線
９−・・−・・レゾルバ−ディジタル変換機ｏ −−−
−−−−パワー変換機 ２−・−ダイオード整流器回路 ３・−・−濾波コンデンサ ２４ Ａ−−−−−一固定
子巻線６ Ａ−−−−−−一第１自由輪ダイオード２６
八 −・第２自由輪ダイオード ２７Ａ、２７Ａ″−一一一一・−トランジスタ２７Ｂ、
２７Ｂ’ −一−・・−トランジスタ４８−−−−−
−一電流制御部 １６０・−・・−加算接続部１６２
−・−・−制御器 １６４−−−−−−一出力クラ
ンプ１６６−・−・ＲＣ回路 １６８．１６８’・・−電圧変倍回路 １７０−−−−−・・角度プログラム、ブロック１７２
−・・−・−低域フィルター １７４−−−−−−−ブ
ロック１８０−−−−一加算点 １８２−曲制
御器１９０．１９６−・・−比較器 １９２、 １９．１ｌ−−−−・・スイッチ１９８−−
−−−−一加算器
示す図であり、回転子位置およびモータ速度信号を供給
するための手段を含む図。第１図Ｂは第１図Ａのスイッ
チングリラクタンスモータ用の代表的なパワー変換機を
示す図である。第２図Ａは位相に一定の直流電流を有す
る第１図のモータの一位相に対して発生されたトルクを
示すグラフである。第３図は再生の間の電流の流れを示
すスイッチングリラクタンスモータの一位相の単純化さ
れた図である。第４図は第１図Ａのモータの固定子極対
に対する回転子角度位置に対するインダクタンスの形状
を示す図である。第５図は電流発電機として作動するス
イッチングリラクタンスモータに対する巻線電流波形を
示す図である。 第６図は本発明の一形弐に基づいた基本的な直流母線電
圧調整器を示す単純化されたブロック図である。第７図
は発電機として作動するスインチングリラフクンスモー
クにおいて定電流およびターン・オフ・レベルによりタ
ーン・オン角度を進ませる効果を示すグラフである。第
８図は電流発電機として作動するスイッチングリラクタ
ンスモータにおいて一定のターン・オン角度でパルス幅
を狭くする効果を示す図である。第９図は本発明の一特
徴に基づいた過剰電流調整器の単純化されたブロック図
である。第１０図は第６図および第９図の本発明の角度
プログラム・ブロック１７０の図である。 符号の説明 ｏ−−−−−−スイッチングリラクタンスモータ２−・
−回転子 １４−・−固定子６−・−・−巻線
コイル ７−−−−−−−レゾルバ １８−−−−−一線
９−・・−・・レゾルバ−ディジタル変換機ｏ −−−
−−−−パワー変換機 ２−・−ダイオード整流器回路 ３・−・−濾波コンデンサ ２４ Ａ−−−−−一固定
子巻線６ Ａ−−−−−−一第１自由輪ダイオード２６
八 −・第２自由輪ダイオード ２７Ａ、２７Ａ″−一一一一・−トランジスタ２７Ｂ、
２７Ｂ’ −一−・・−トランジスタ４８−−−−−
−一電流制御部 １６０・−・・−加算接続部１６２
−・−・−制御器 １６４−−−−−−一出力クラ
ンプ１６６−・−・ＲＣ回路 １６８．１６８’・・−電圧変倍回路 １７０−−−−−・・角度プログラム、ブロック１７２
−・・−・−低域フィルター １７４−−−−−−−ブ
ロック１８０−−−−一加算点 １８２−曲制
御器１９０．１９６−・・−比較器 １９２、 １９．１ｌ−−−−・・スイッチ１９８−−
−−−−一加算器
Claims (9)
- （１）モータが相巻線で巻かれた第１の複数の固定子極
と第２の複数の突出した回転子極を有し、相巻線は選択
可能なように制御できるスイッチにより直流（ＤＣ）母
線に接続され、各相巻線がスイッチがきかなくなった時
に電流を伝えるための代替手段を含み、 選択された相巻線に対するスイッチを導電状態にゲート
し、それにより電流が巻線内で流れるようにし；そして 巻線電流が前もって決められた大きさに達する時にスイ
ッチがきかなくなり、それにより巻線内の電流が直流母
線に対して逆方向に向けられる；段階から成る再発生モ
ードにおける多位相スイッチングリラクタンスモータの
作動方法。 - （２）請求項第１項記載の再発生モードにおける多位相
スイッチングリラクタンスモータの作動方法および関連
した固定子極と対応する回転子極間の角度移動の関数と
してのスイッチが導電状態にゲートされる瞬間を変える
ことにより再発生の間の直流母線での電圧を調整する方
法。 - （３）請求項第１項記載の再発生モードにおける多位相
スイッチングリラクタンスモータの作動方法および相巻
線の一つにおいて電流が前もって選択された大きさを越
える時にスイッチがきかなくなる瞬間を変えることによ
り再発生の間の直流母線での電圧を調整する方法。 - （４）請求項第１項記載の再発生モードにおける多位相
スイッチングリラクタンスモータの作動方法および関連
した固定子極と対応する回転子極間の角度移動の関数と
してのスイッチが導電状態にゲートされる瞬間を変える
ことにより再発生の間の直流母線内の電流を調整する方
法。 - （５）請求項第１項記載の再発生モードにおける多位相
スイッチングリラクタンスモータの作動方法および相巻
線の一つにおいて電流が前もって選択された大きさを越
える時にスイッチがきかなくなる瞬間を変えることによ
り再発生の間の直流母線内の電流を調整する方法。 - （６）ゲート段階が関連した固定子極が回転子極と一直
線になる前にスイッチを導電状態にゲートする段階を含
む請求項第１項記載の再発生モードにおける多位相スイ
ッチングリラクタンスモータの作動方法。 - （７）請求項第１項記載の再発生モードにおける多位相
スイッチングリラクタンスモータの作動方法および関連
した固定子極と対応する回転子極間の角度移動が前もっ
て決められた角度移動に等しかった瞬間にスイッチが導
電状態にゲートされる時、スイッチがきかなくなる瞬間
を変えることにより再発生の間の直流母線での電圧を調
整する方法。 - （８）請求項第１項記載の再発生モードにおける多位相
スイッチングリラクタンスモータの作動方法および関連
した固定子極と対応する回転子極間の角度移動が前もっ
て決められた角度移動に等しかった瞬間にスイッチが導
電状態にゲートされる時、スイッチがきかなくなる瞬間
を変えることにより再発生の間の直流母線内の電流を調
整する方法。 - （９）予め決められた直流母線電圧を設定するために巻
線電流の予め選ばれた大きさが選択され、予め決められ
た母線電圧を保つのに必要な巻線電流の予め選択ばれた
大きさが、いつ過負荷電流値を越えるか決定し、 その後直流母線内の電流に応答してスイッチをきかなく
することにより、過負荷値に電流を調整する段階を含む
請求項第１項記載の再発生モードにおける多位相スイッ
チングリラクタンスモータの作動方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US351,491 | 1989-05-09 | ||
| US07/351,491 US5012172A (en) | 1989-05-09 | 1989-05-09 | Control system for switched reluctance motor operating as a power generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0370488A true JPH0370488A (ja) | 1991-03-26 |
Family
ID=23381147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2059814A Pending JPH0370488A (ja) | 1989-05-09 | 1990-03-09 | 再発生モードにおける多位相スイッチングリラクタンスモータの作動方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5012172A (ja) |
| EP (1) | EP0399146A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0370488A (ja) |
| CA (1) | CA2016016A1 (ja) |
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