JPH04265684A - Operating method and device for synchronous motor employing cycloconverter - Google Patents

Operating method and device for synchronous motor employing cycloconverter

Info

Publication number
JPH04265684A
JPH04265684A JP3026297A JP2629791A JPH04265684A JP H04265684 A JPH04265684 A JP H04265684A JP 3026297 A JP3026297 A JP 3026297A JP 2629791 A JP2629791 A JP 2629791A JP H04265684 A JPH04265684 A JP H04265684A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
synchronous motor
cycloconverter
frequency
operating
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3026297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Ukata
羽片 日出夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3026297A priority Critical patent/JPH04265684A/en
Publication of JPH04265684A publication Critical patent/JPH04265684A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress voltage drop of power supply by reducing reactive power when the operating frequency of a synchronous motor 1 is lower than 30Hz whereas lowering the terminal voltage when the operating frequency is higher than 30Hz thereby suppressing maximum reactive power. CONSTITUTION:When a synchronous motor 1 is operated by controlling a cycloconverter 2 through neutral point AC bias system, the cycloconverter 2 is controlled through the neutral point AC bias system only when the output frequency of the cycloconverter 2 is equal to the operating frequency of the synchronous motor 1 operating at a speed lower than a predetermined level. When the output frequency of the cycloconverter 2 reaches an operating frequency of the synchronous motor 1 operating at a speed higher than a predetermined level, field of the synchronous motor 1 is weakened and the terminal voltage is lowered.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は電源力率の改善を図り得
るサイクロコンバータによる同期電動機の運転方法およ
び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for operating a synchronous motor using a cycloconverter, which can improve the power factor of a power source.

【0002】0002

【従来の技術】電源転流サイリスタ変換器で構成された
例えば36アーム形サイクロコンバータは、高変換効率
、正弦波出力、高圧出力が可能である等の特徴を有して
いることから、かご形誘導電動機や同期電動機を可変速
制御して圧延主機等の大容量機器の運転に使用されてい
る。
[Prior Art] For example, a 36-arm type cycloconverter composed of a power commutating thyristor converter has characteristics such as high conversion efficiency, sine wave output, and high voltage output. Variable speed control of induction motors and synchronous motors is used to operate large-capacity equipment such as main rolling machines.

【0003】しかし、このサイクロコンバータはサイリ
スタ変換器のサイリスタの制御遅れ角を制御して正弦波
を得るようにしているため、電源力率が低くなるという
欠点がある。
However, since this cycloconverter obtains a sine wave by controlling the control delay angle of the thyristor of the thyristor converter, it has the disadvantage that the power factor of the power source is low.

【0004】そこで、従来ではサイクロコンバータの制
御に伴う電源力率の低下を改善する方式が種々考案され
ており、その一つとして相電圧台形波制御方式がある。 この相電圧台形波制御方式は、サイクロコンバータの相
出力電圧を台形波として最大電圧を下げ、電源トランス
の二次電圧を低くすることにより、サイリスタ変換器を
小さな制御遅れ角で運転するタイミング(最大電圧出力
時)を大きくし、大きく絞るタイミングを少なくしてい
る。したがって、このような制御方式によれば、主回路
に特別な考慮をすることなくサイリスタ変換器のサイリ
スタの制御遅れにより発生する無効電力を減少させ、電
源力率を改善することができる。
[0004] Conventionally, therefore, various methods have been devised to improve the decrease in the power factor of the power supply accompanying the control of the cycloconverter, one of which is a phase voltage trapezoidal wave control method. This phase voltage trapezoidal wave control method uses the phase output voltage of the cycloconverter as a trapezoidal wave to lower the maximum voltage and lower the secondary voltage of the power transformer. (at the time of voltage output) is increased, and the timing of large reductions is reduced. Therefore, according to such a control method, it is possible to reduce the reactive power generated due to the control delay of the thyristor of the thyristor converter and improve the power source power factor without giving special consideration to the main circuit.

【0005】また、電源力率の低下を改善する他の方式
としては、出力周波数の3倍の周波数のある振幅の電圧
を重畳することにより、相電圧を台形波近似として相電
圧台形波制御方式と同じ効果を得る中性点交流バイアス
方式がある。この方式は電動機線間電圧が正弦波になり
、トルクリップルが発生しないことから多用されている
[0005] Another method for improving the drop in the power factor of the power supply is a phase voltage trapezoidal wave control method in which the phase voltage is approximated to a trapezoidal wave by superimposing a voltage with a certain amplitude at a frequency three times the output frequency. There is a neutral point AC bias method that achieves the same effect. This method is widely used because the motor line voltage becomes a sine wave and no torque ripple occurs.

【0006】特に台形波制御または中性点交流バイアス
方式で同期電動機を駆動する場合、電動機力率を1にで
き、端子電圧を界磁電流の調整により一定にできるので
、直流電動機のサイリスタレオナードとほぼ同等の電源
力率を得ることができる。しかし、これらの力率改善方
式は出力周波数が約30Hz以上になると制御が困難な
ため力率改善効果がなく、例えば4極の同期電動機を運
転する場合、最高速度が900rpn以上では採用する
ことができず、電源力率を改善することができなかった
In particular, when driving a synchronous motor using trapezoidal wave control or neutral point AC bias method, the motor power factor can be made 1 and the terminal voltage can be kept constant by adjusting the field current. Almost the same power factor can be obtained. However, these power factor improvement methods have no power factor improvement effect because they are difficult to control when the output frequency exceeds approximately 30 Hz. For example, when operating a 4-pole synchronous motor, they cannot be used when the maximum speed is 900 rpm or more. Therefore, it was not possible to improve the power factor of the power supply.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このようにサイクロコ
ンバータに台形波制御または中性点交流バイアス方式を
採用して力率改善制御を適用した場合、最高出力周波数
が30Hz以下のときは、電源トランスの二次電圧を低
くすることができるので、発生無効電力が少なくなり、
電源力率を高くすることができる。しかし、出力周波数
が30Hzを越える場合にはこれらの力率改善方式が適
用することができないため、運転周波数が30Hz以下
の運転範囲でも無効電力を小さくすることができない。 特に圧延主機を駆動する場合、電動機定格はJEM11
57に準拠するので、ベース速度における過負荷定格出
力が最も大きく、サイクロコンバータの発生無効電力も
、ベース速度およびそれ以下の速度で最も大きくなる。
[Problem to be Solved by the Invention] When power factor correction control is applied to the cycloconverter by adopting trapezoidal wave control or neutral point AC bias method, when the maximum output frequency is 30Hz or less, the power transformer Since the secondary voltage of can be lowered, the generated reactive power is reduced,
The power factor of the power source can be increased. However, since these power factor improvement methods cannot be applied when the output frequency exceeds 30 Hz, it is not possible to reduce the reactive power even in an operating range where the operating frequency is 30 Hz or less. Especially when driving the main rolling machine, the motor rating is JEM11.
57, the overload rated output is the largest at the base speed, and the reactive power generated by the cycloconverter is also the largest at the base speed and lower speeds.

【0008】本発明は最高周波数が30Hzを越えても
最大発生無効電力を抑制して電源電圧降下を低減するこ
とができるサイクロコンバータによる同期電動機の運転
方法および装置を提供することができる。
The present invention can provide a method and apparatus for operating a synchronous motor using a cycloconverter, which can suppress the maximum generated reactive power and reduce the power supply voltage drop even when the maximum frequency exceeds 30 Hz.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のサイクロコンバ
ータによる同期電動機の運転方法は、台形波制御または
中性点交流バイアス方式によりサイクロコンバータを制
御して同期電動機を運転するに際して、前記サイクロコ
ンバータの出力周波数が前記同期電動機を所定速度以下
で運転する運転周波数のときのみ前記サイクロコンバー
タを台形波制御または中性点交流バイアス方式により制
御し、前記サイクロコンバータの出力周波数が前記同期
電動機を所定速度を越えて運転する運転周波数になると
前記同期電動機の界磁を弱めて端子電圧を低下させるこ
とにある。
[Means for Solving the Problems] A method of operating a synchronous motor using a cycloconverter according to the present invention provides a method for operating a synchronous motor by controlling the cycloconverter using trapezoidal wave control or a neutral point AC bias method. The cycloconverter is controlled by trapezoidal wave control or a neutral point AC bias method only when the output frequency is an operating frequency that operates the synchronous motor at a predetermined speed or less, and the output frequency of the cycloconverter controls the synchronous motor at a predetermined speed. When the operating frequency exceeds the operating frequency, the field of the synchronous motor is weakened to lower the terminal voltage.

【0010】また、本発明のサイクロコンバータによる
同期電動機の運転装置は、同期電動機と、この同期電動
機の電源回路に設けられたサイクロコンバータと、この
サイクロコンバータを台形波制御または中性点交流バイ
アス方式により制御する制御装置とから構成され、前記
制御装置は前記同期電動機の運転周波数を検出する検出
手段と、この検出手段の検出信号が入力され前記サイク
ロコンバータの出力周波数が前記同期電動機を所定速度
以下で運転する運転周波数のときのみ前記サイクロコン
バータを台形波制御または中性点交流バイアス方式によ
り制御する第1の制御手段と、前記検出手段の検出信号
が入力され前記サイクロコンバータの出力周波数が前記
同期電動機を所定速度を越えて運転する運転周波数にな
ると前記同期電動機の界磁を弱めて端子電圧を低下させ
る第2の制御手段とを備えたものである。
Further, the synchronous motor operating device using the cycloconverter of the present invention includes a synchronous motor, a cycloconverter provided in the power supply circuit of the synchronous motor, and a trapezoidal wave control or neutral point AC bias method for controlling the cycloconverter. The control device includes a detection means for detecting the operating frequency of the synchronous motor, and a detection signal of the detection means is inputted so that the output frequency of the cycloconverter drives the synchronous motor at a predetermined speed or less. A first control means for controlling the cycloconverter by trapezoidal wave control or a neutral point AC bias method only when the cycloconverter is operated at an operating frequency of and second control means that weakens the field of the synchronous motor and lowers the terminal voltage when the operating frequency of the motor exceeds a predetermined speed.

【0011】[0011]

【作用】このようなサイクロコンバータによる同期電動
機の運転方法およびその装置によれば、同期電動機が所
定速度以下の運転周波数(30Hz以下)のときは無効
電力を低減でき、また同期電動機が所定速度を越える運
転周波数(30Hzを越える)のときは端子電圧を低く
して最大発生無効電力が抑制されるので、電源電圧降下
を低減することができる。
[Function] According to such a method and device for operating a synchronous motor using a cycloconverter, reactive power can be reduced when the synchronous motor operates at a frequency below a predetermined speed (30 Hz or less), and when the synchronous motor reaches a predetermined speed. When the operating frequency exceeds 30 Hz, the terminal voltage is lowered to suppress the maximum generated reactive power, thereby reducing the power supply voltage drop.

【0012】0012

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。図1はサイクロコンバータによる同期電動機の運
転システムに中性点交流バイアス方式を適用した制御ブ
ロックの一例を示すものである。図1において、1は電
機子巻線Aおよび界磁巻線Fを備えた同期電動機(SM
)で、この同期電動機1の三相各相の電機子巻線Aは中
性点交流バイアス方式のサイクロコンバータ2を介して
電源トランス3に接続されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a control block in which a neutral point AC bias method is applied to a synchronous motor operation system using a cycloconverter. In FIG. 1, 1 is a synchronous motor (SM) equipped with an armature winding A and a field winding F.
), the armature windings A of each of the three phases of this synchronous motor 1 are connected to a power transformer 3 via a cycloconverter 2 of a neutral point AC bias type.

【0013】同期電動機1の電機子Aには速度検出器4
と磁極検出器5がそれぞれ取付けられている。速度検出
器4は同期電動機1の回転速度を検出するもので、その
速度検出信号は速度フィードバック信号nFBとして速
度基準n* と比較され、その偏差を速度制御部6に与
えている。また、速度フィードバック信号nFBは界磁
弱め基準発生部7および周波数検出部8にそれぞれ与え
られる。
A speed detector 4 is installed in the armature A of the synchronous motor 1.
and a magnetic pole detector 5 are respectively attached. The speed detector 4 detects the rotational speed of the synchronous motor 1, and its speed detection signal is compared with a speed reference n* as a speed feedback signal nFB, and the deviation thereof is provided to the speed controller 6. Further, the speed feedback signal nFB is given to the field weakening reference generating section 7 and the frequency detecting section 8, respectively.

【0014】また、9は変流器10を介して同期電動機
1の電機子電流を検出する電流検出部で、この電流検出
部9により検出された電機子電流は座標変換部11に与
えられ、ここで磁極位置検出器5により検出される磁極
位置信号に同期させて電機子電流から直角座標成分とし
て表されるq軸分Iqとd軸分Idを求め、磁束演算部
12に加えている。この磁束演算部12には変流器13
を介して界磁電流検出部14により検出された界磁電流
Ifが入力される。磁束演算部12は座標変換部11か
ら入力されるq軸分Iqとd軸分Idおよび界磁電流I
fより内部操作角δと磁束Φを求めるもので、ここで求
められた磁束Φにより速度制御部6の出力を除算した出
力IT を電機子電流制御部15に与えている。
Further, reference numeral 9 denotes a current detection section that detects the armature current of the synchronous motor 1 via a current transformer 10, and the armature current detected by this current detection section 9 is given to a coordinate conversion section 11. Here, in synchronization with the magnetic pole position signal detected by the magnetic pole position detector 5, a q-axis component Iq and a d-axis component Id expressed as rectangular coordinate components are obtained from the armature current and are added to the magnetic flux calculation section 12. This magnetic flux calculation section 12 has a current transformer 13
The field current If detected by the field current detection section 14 is inputted via the field current detecting section 14. The magnetic flux calculation unit 12 calculates the q-axis component Iq, the d-axis component Id, and the field current I input from the coordinate conversion unit 11.
The internal operation angle δ and magnetic flux Φ are determined from f, and the output IT obtained by dividing the output of the speed control unit 6 by the magnetic flux Φ determined here is given to the armature current control unit 15.

【0015】さらに、この電機子電流制御部15には弱
め界磁基準発生部7より発生する磁束基準Φ* と磁束
演算部12で求められた磁束Φとの偏差ΔΦと操作角δ
が入力される。電機子電流制御部15は、これら出力I
T 、磁束偏差ΔΦ、操作角δをもとに電機子電流基準
のq軸分Iq* とd軸分Id* を求めるものである
。この電機子電流制御部15で求められた電機子電流基
準のq軸分Iq* およびd軸分Id* は座標変換部
11で求められる電機子電流のq軸分Iqおよびd軸分
Idとそれぞれ比較され、その偏差を電流制御部16に
与える。電流制御部16は電機子電流基準に対する電機
子電流のq軸分Iq、d軸分Idの偏差が入力されると
電流制御を行なうための出力電圧基準のq軸分Vqとd
軸分Vdを座標変換部17に与える。この座標変換部1
7は磁極位置検出器5の検出信号に同期して電流制御部
16より与えられるq軸分Vqとd軸分Vdにより三相
出力基準を作り、この三相出力基準に三倍周波数発生部
18より磁極位置検出器5の検出信号に同期して発生す
る出力を重畳してサイクロコンバータ2を制御する位相
制御部19に与えている。三倍周波数発生部18は周波
数検出部8の周波数検出信号により制御されるもので、
周波数検出部8で検出される周波数がある周波数f1に
なるまではある振幅の三倍調波を発生し、周波数f1に
なると三倍調波の振幅が減少し、周波数f1より高くな
ると三倍調波の振幅が零になるようになっている。
Furthermore, the armature current control section 15 has the deviation ΔΦ between the magnetic flux reference Φ* generated by the field weakening reference generation section 7 and the magnetic flux Φ determined by the magnetic flux calculation section 12, and the operating angle δ.
is input. The armature current control section 15 controls these outputs I
The q-axis component Iq* and the d-axis component Id* of the armature current reference are determined based on T, the magnetic flux deviation ΔΦ, and the operation angle δ. The q-axis component Iq* and d-axis component Id* of the armature current reference obtained by the armature current control section 15 are the same as the q-axis component Iq and d-axis component Id of the armature current obtained by the coordinate conversion section 11, respectively. They are compared and the deviation is given to the current control section 16. When the current control unit 16 receives the deviations of the q-axis Iq and d-axis Id of the armature current from the armature current reference, it calculates the q-axis Vq and d of the output voltage reference for current control.
The axis portion Vd is given to the coordinate transformation section 17. This coordinate conversion section 1
7 creates a three-phase output standard using the q-axis component Vq and the d-axis component Vd given by the current control section 16 in synchronization with the detection signal of the magnetic pole position detector 5, and uses the triple frequency generation section 18 on this three-phase output standard. The output generated in synchronization with the detection signal of the magnetic pole position detector 5 is superimposed and given to the phase control section 19 that controls the cycloconverter 2. The triple frequency generator 18 is controlled by the frequency detection signal of the frequency detector 8,
Until the frequency detected by the frequency detection unit 8 reaches a certain frequency f1, a triple harmonic of a certain amplitude is generated, and when the frequency reaches f1, the amplitude of the triple harmonic decreases, and when it becomes higher than the frequency f1, a triple harmonic is generated. The amplitude of the wave is set to zero.

【0016】一方、20は界磁弱め基準発生部7より発
生する磁束基準Φ* および座標変換部11により求め
られる電機子電流のq軸分Iqおよびd軸分Idがそれ
ぞれ入力される界磁電流基準演算部で、この界磁電流基
準演算部20はこれら磁束基準Φ* 、電機子電流のq
軸分Iqおよびd軸分Idをもとに界磁電流基準If*
 を求めるものである。また、この界磁電流基準演算部
20は周波数検出部8で検出される周波数がある周波数
f1になると、そのときの検出信号により界磁を弱める
べく界磁電流基準とし、周波数f1より高く、約30H
zもしくはそれ以下の周波数f2に達すると界磁弱めを
止める界磁電流基準として出力するものである。この界
磁電流基準If* は界磁電流検出部14により検出さ
れた界磁電流Ifと比較され、その偏差が界磁電流制御
部21に与えられる。この界磁電流制御部21はその偏
差により同期電動機1の界磁回路に界磁電源として設け
られたサイリスタ整流器22の位相制御部23に与えて
界磁電流を制御するものである。次にこのように構成さ
れた同期電動機の運転システムの作用を述べる。
On the other hand, 20 is a field current into which the magnetic flux reference Φ* generated by the field weakening reference generation section 7 and the q-axis component Iq and d-axis component Id of the armature current obtained by the coordinate conversion section 11 are respectively input. In the reference calculation unit, this field current reference calculation unit 20 calculates these magnetic flux references Φ* and q of the armature current.
Field current reference If* based on axis Iq and d-axis Id
This is what we seek. In addition, when the frequency detected by the frequency detection section 8 reaches a certain frequency f1, the field current reference calculation section 20 uses the detection signal at that time as a field current reference to weaken the field, and the field current reference calculation section 20 sets the field current reference to weaken the field by the detection signal at that time. 30H
When the frequency f2 reaches z or lower, it is output as a field current reference that stops field weakening. This field current reference If* is compared with the field current If detected by the field current detection section 14, and the deviation thereof is given to the field current control section 21. The field current control section 21 controls the field current by applying the deviation to a phase control section 23 of a thyristor rectifier 22 provided as a field power source in the field circuit of the synchronous motor 1. Next, the operation of the synchronous motor operating system configured as described above will be described.

【0017】いま、同期電動機1がベース速度で運転さ
れているものとすれば、このときの運転周波数は通常3
0Hz以下にある。このような状態にあるときの制御は
次のようになる。
Assuming that the synchronous motor 1 is now operating at the base speed, the operating frequency at this time is normally 3.
It is below 0Hz. Control in such a state is as follows.

【0018】速度検出器4により検出された速度フィー
ドバック信号nFBと速度基準n* との偏差により速
度制御部6で速度制御が行われ、その出力IT と磁束
演算部12により座標変換部11で変換された電機子電
流のq軸分Iqとd軸分Idおよび界磁電流検出部14
で検出された界磁電流Ifをもとに求められる内部操作
角δとが電機子電流制御部15に入力される。この電機
子電流制御部15では、出力IT および内部操作角δ
とから電機子電流基準のq軸分Iq* とd軸分Id*
 を求める。 この電機子電流基準のq軸分Iq* とd軸分Id* 
は座標変換部12で変換された電機子電流のq軸分Iq
とd軸分Idの比較基準となり、その偏差が電流制御部
16に与えられると電流制御が行なわれ、出力電圧基準
q軸分Vqとd軸分Vdを出力する。このq軸分Vqと
d軸分Vdが座標変換部17に入力されると、この座標
変換部17では三相出力電圧基準を得る。
Speed control is performed by the speed controller 6 based on the deviation between the speed feedback signal nFB detected by the speed detector 4 and the speed reference n*, and the output IT is converted by the coordinate converter 11 using the magnetic flux calculator 12. The q-axis component Iq and d-axis component Id of the armature current and the field current detection unit 14
The internal operation angle δ determined based on the field current If detected in is input to the armature current control section 15. In this armature current control section 15, the output IT and the internal operation angle δ
From the q-axis Iq* and d-axis Id* of the armature current reference
seek. The q-axis component Iq* and the d-axis component Id* of this armature current reference
is the q-axis component Iq of the armature current converted by the coordinate conversion unit 12
and d-axis component Id, and when the deviation is given to the current control section 16, current control is performed and output voltage reference q-axis component Vq and d-axis component Vd are output. When the q-axis component Vq and the d-axis component Vd are input to the coordinate conversion section 17, the coordinate conversion section 17 obtains a three-phase output voltage reference.

【0019】一方、このとき周波数検出部8では同期電
動機1の運転周波数が30Hz以下にあることを検出し
ているので、三倍周波数発生部18はある振幅の三倍調
波を発生している。したがって、この三倍調波は座標変
換部17より出力される三相出力電圧基準に重畳されて
位相制御部19に与えられ、サイクロコンバータ2の制
御遅れ角が制御される。
On the other hand, at this time, the frequency detector 8 detects that the operating frequency of the synchronous motor 1 is below 30 Hz, so the triple frequency generator 18 generates triple harmonics of a certain amplitude. . Therefore, this third harmonic is superimposed on the three-phase output voltage reference output from the coordinate conversion section 17 and is given to the phase control section 19, so that the control delay angle of the cycloconverter 2 is controlled.

【0020】このときの相出力電圧は図2に示すように
正弦波Bに三倍調波Aが重畳されるとほぼ台形波Cとな
り、正弦波出力Bよりピーク電圧が低くなるので、サイ
クロコンバータ2の電源トランス3の二次電圧を正弦波
出力時より低くできる。この場合、同期電動機1とサイ
クロコンバータ2との中性点は接続されていないので、
同期電動機1の線間電圧は図3に示すような正弦波とな
り、リップルが発生しない。
As shown in FIG. 2, the phase output voltage at this time becomes almost a trapezoidal wave C when the triple harmonic A is superimposed on the sine wave B, and the peak voltage is lower than the sine wave output B, so the cycloconverter The secondary voltage of the power transformer 3 of No. 2 can be made lower than when outputting a sine wave. In this case, the neutral points of the synchronous motor 1 and the cycloconverter 2 are not connected, so
The line voltage of the synchronous motor 1 becomes a sine wave as shown in FIG. 3, and no ripple occurs.

【0021】次に同期電動機1の運転周波数がある周波
数f1になったことを周波数検出部8により検出すると
、その検出信号により三倍周波数発生部18より発生す
る三倍調波の振幅を減少させ、また界磁電流基準演算部
20では界磁を弱めるべく界磁基準が求められる。さら
に、同期電動機1の運転周波数がある周波数f1より高
く、約30Hzもしくはそれ以下の周波数f2に達した
ことを周波数検出部18により検出すると、その検出信
号により三倍周波数発生部18より発生する三倍調波の
振幅を0とし、また界磁電流基準演算部20では界磁を
弱めを止めるべく界磁電流基準が求められる。
Next, when the frequency detection section 8 detects that the operating frequency of the synchronous motor 1 has reached a certain frequency f1, the detection signal causes the amplitude of the triple harmonic generated by the triple frequency generation section 18 to be reduced. In addition, the field current reference calculating section 20 obtains a field reference in order to weaken the field. Further, when the frequency detection unit 18 detects that the operating frequency of the synchronous motor 1 is higher than a certain frequency f1 and reaches a frequency f2 of approximately 30 Hz or lower, the detection signal causes the triple frequency generation unit 18 to generate The amplitude of the harmonic is set to 0, and the field current reference calculation unit 20 calculates a field current reference in order to stop the weakening of the field.

【0022】以上のような制御による電動機端子電圧は
図4に示す如くなる。即ち、同期電動機1が同期速度で
運転されている時の周波数は通常f1以下であるので、
中性点交流バイアス制御により無効電力を抑制すること
ができ、f2以上では中性点バイアス制御は動作しない
が、JEM1157準拠の圧延主機用電動機の場合は図
5のbのように過負荷耐量が小さいので、無効電力はベ
ース速度以下のそれに比べて余り大きくならない。ここ
で、図5において、aは定格出力、cは本発明を適用し
ない場合の発生無効電力、dは本発明を適用した場合の
発生無効電力の傾向の一例を示す。
The motor terminal voltage resulting from the above control is as shown in FIG. That is, since the frequency when the synchronous motor 1 is operated at a synchronous speed is usually less than f1,
Reactive power can be suppressed by neutral point AC bias control, and neutral point bias control does not operate above f2, but in the case of a JEM1157 compliant rolling main machine electric motor, the overload capacity is limited as shown in Figure 5 b. Because it is small, the reactive power is not much larger than that below the base speed. Here, in FIG. 5, a indicates the rated output, c indicates the generated reactive power when the present invention is not applied, and d indicates an example of the tendency of the generated reactive power when the present invention is applied.

【0023】このように本実施例では、中性点交流バイ
アス方式によりサイクロコンバータ2を制御して同期電
動機1を運転する場合、サイクロコンバータ2の出力周
波数が同期電動機1を所定速度以下で運転する運転周波
数のときのみ前記サイクロコンバータ2を中性点交流バ
イアス方式により制御し、サイクロコンバータ2の出力
周波数が同期電動機1を所定速度を越えて運転する運転
周波数になると同期電動機1の界磁を弱めて端子電圧を
低下させるようにしたので、同期電動機1の運転周波数
が30Hz以下のときは無効電力を低減でき、また同期
電動機1の運転周波数が30Hzを越えるときは端子電
圧を低くして最大発生無効電力を抑制することにより、
電源電圧降下を低減することができる。
As described above, in this embodiment, when the cycloconverter 2 is controlled by the neutral point AC bias method to operate the synchronous motor 1, the output frequency of the cycloconverter 2 is such that the synchronous motor 1 is operated at a predetermined speed or less. The cycloconverter 2 is controlled by the neutral point AC bias method only when the operating frequency is reached, and the field of the synchronous motor 1 is weakened when the output frequency of the cycloconverter 2 reaches an operating frequency that causes the synchronous motor 1 to exceed a predetermined speed. Since the terminal voltage is lowered by lowering the terminal voltage, reactive power can be reduced when the operating frequency of the synchronous motor 1 is 30 Hz or less, and when the operating frequency of the synchronous motor 1 exceeds 30 Hz, the terminal voltage is lowered to reduce the maximum generated power. By suppressing reactive power,
Power supply voltage drop can be reduced.

【0024】なお、上記実施例では中性点交流バイアス
方式によりサイクロコンバータ2を制御する場合につい
て述べたが、相電圧台形波制御を適用した場合も前述と
同様の作用効果が得られるものである。また、上記実施
例では周波数検出部8により同期電動機1の運転周波数
f1,f2を検出するようにしたが、この運転周波数f
1,f2の検出に変えて電動機端子電圧Vaを検出する
ようにしても良い。
In the above embodiment, the case where the cycloconverter 2 is controlled by the neutral point AC bias method has been described, but the same effects as described above can be obtained even when the phase voltage trapezoidal wave control is applied. . Further, in the above embodiment, the frequency detection unit 8 detects the operating frequencies f1 and f2 of the synchronous motor 1, but this operating frequency f
1 and f2, the motor terminal voltage Va may be detected.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、同期
電動機の運転周波数が30Hz以下のときは無効電力を
低減でき、また同期電動機の運転周波数が30Hzを越
えるときは端子電圧を低くして最大発生無効電力を抑制
するようにしたので、電源電圧降下を低減することがで
きるサイクロコンバータによる同期電動機の運転方法お
よび装置を提供できる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, when the operating frequency of the synchronous motor is 30Hz or less, reactive power can be reduced, and when the operating frequency of the synchronous motor exceeds 30Hz, the terminal voltage can be reduced. Since the maximum generated reactive power is suppressed, it is possible to provide a method and apparatus for operating a synchronous motor using a cycloconverter, which can reduce the power supply voltage drop.

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

【図1】本発明の一実施例の同期電動機の運転システム
全体の構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a synchronous motor operating system according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は同実施例において、中性点交流バイアス
制御を適用した場合の相電圧波形図。
FIG. 2 is a phase voltage waveform diagram when neutral point AC bias control is applied in the same embodiment.

【図3】同じくそのときの電動機線間電圧波形図。FIG. 3 is a diagram of the motor line voltage waveform at that time.

【図4】同実施例における電動機周波数と端子電圧の関
係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between motor frequency and terminal voltage in the same embodiment.

【図5】JEM1157準拠の圧延主機電動機の出力特
性と本発明を適用した場合と適用しない場合の発生無効
電力の傾向の一例を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the output characteristics of a rolling main machine motor conforming to JEM1157 and trends in generated reactive power when the present invention is applied and when the present invention is not applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……同期電動機、2……サイクロコンバータ、3……
電源トランス、4……速度検出器、5……磁極位置検出
器、6……速度制御部、7……界磁弱め基準発生部、8
……周波数検出部、9……電流検出部、10……変流器
、11……座標変換部、12……磁束演算部、13……
変流器、14……界磁電流検出部、15……電機子電流
制御部、16……電流制御部、17……座標変換部、1
8……三倍周波数発生部、19……位相制御部、20…
…界磁電流基準演算部、21……界磁電流制御部、22
……サイリスタ整流器、23……位相制御部。
1...Synchronous motor, 2...Cycloconverter, 3...
Power transformer, 4...Speed detector, 5...Magnetic pole position detector, 6...Speed control section, 7...Field weakening reference generation section, 8
... Frequency detection section, 9 ... Current detection section, 10 ... Current transformer, 11 ... Coordinate transformation section, 12 ... Magnetic flux calculation section, 13 ...
Current transformer, 14... Field current detection section, 15... Armature current control section, 16... Current control section, 17... Coordinate conversion section, 1
8...Triple frequency generation section, 19...Phase control section, 20...
...Field current reference calculation section, 21...Field current control section, 22
...Thyristor rectifier, 23...Phase control section.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  台形波制御または中性点交流バイアス
方式によりサイクロコンバータを制御して同期電動機を
運転する方法において、前記サイクロコンバータの出力
周波数が前記同期電動機を所定速度以下で運転する運転
周波数のときのみ前記サイクロコンバータを台形波制御
または中性点交流バイアス方式により制御し、前記サイ
クロコンバータの出力周波数が前記同期電動機を所定速
度を越えて運転する運転周波数になると前記同期電動機
の界磁を弱めて端子電圧を低下させるようにしたことを
特徴とするサイクロコンバータによる同期電動機の運転
方法。
1. A method for operating a synchronous motor by controlling a cycloconverter using trapezoidal wave control or a neutral point AC bias method, wherein the output frequency of the cycloconverter is lower than the operating frequency at which the synchronous motor is operated at a predetermined speed or less. Only when the cycloconverter is controlled by trapezoidal wave control or neutral point AC bias method, and when the output frequency of the cycloconverter reaches an operating frequency at which the synchronous motor is operated at a speed exceeding a predetermined speed, the field of the synchronous motor is weakened. A method of operating a synchronous motor using a cycloconverter, characterized in that the terminal voltage is reduced by using a cycloconverter.
【請求項2】  同期電動機と、この同期電動機の電源
回路に設けられたサイクロコンバータと、このサイクロ
コンバータを台形波制御または中性点交流バイアス方式
により制御する制御装置とから構成され、前記制御装置
は前記同期電動機の運転周波数を検出する検出手段と、
この検出手段の検出信号が入力され前記サイクロコンバ
ータの出力周波数が前記同期電動機を所定速度以下で運
転する運転周波数のときのみ前記サイクロコンバータを
台形波制御または中性点交流バイアス方式により制御す
る第1の制御手段と、前記検出手段の検出信号が入力さ
れ前記サイクロコンバータの出力周波数が前記同期電動
機を所定速度を越えて運転する運転周波数になると前記
同期電動機の界磁を弱めて端子電圧を低下させる第2の
制御手段とを備えたことを特徴とするサイクロコンバー
タによる同期電動機の運転装置。
2. A synchronous motor, a cycloconverter provided in a power supply circuit of the synchronous motor, and a control device that controls the cycloconverter by trapezoidal wave control or a neutral point AC bias method, the control device a detection means for detecting the operating frequency of the synchronous motor;
A first control unit that controls the cycloconverter by trapezoidal wave control or neutral point AC bias method only when the detection signal of the detection means is input and the output frequency of the cycloconverter is an operating frequency at which the synchronous motor is operated at a predetermined speed or less. and a detection signal from the detection means is input, and when the output frequency of the cycloconverter reaches an operating frequency at which the synchronous motor is operated at a speed exceeding a predetermined speed, the field of the synchronous motor is weakened to lower the terminal voltage. A driving device for a synchronous motor using a cycloconverter, characterized in that it is equipped with a second control means.
JP3026297A 1991-02-20 1991-02-20 Operating method and device for synchronous motor employing cycloconverter Pending JPH04265684A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3026297A JPH04265684A (en) 1991-02-20 1991-02-20 Operating method and device for synchronous motor employing cycloconverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3026297A JPH04265684A (en) 1991-02-20 1991-02-20 Operating method and device for synchronous motor employing cycloconverter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04265684A true JPH04265684A (en) 1992-09-21

Family

ID=12189398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3026297A Pending JPH04265684A (en) 1991-02-20 1991-02-20 Operating method and device for synchronous motor employing cycloconverter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04265684A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1118489A (en) * 1997-06-19 1999-01-22 Toyo Electric Mfg Co Ltd Drive controller for synchronous motor
CN103918175A (en) * 2011-11-07 2014-07-09 西门子公司 Method and assembly for operating synchronous motors

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1118489A (en) * 1997-06-19 1999-01-22 Toyo Electric Mfg Co Ltd Drive controller for synchronous motor
CN103918175A (en) * 2011-11-07 2014-07-09 西门子公司 Method and assembly for operating synchronous motors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2043241B1 (en) Motor Drive Using Flux Adjustment to Control Power Factor
US8022660B2 (en) Control apparatus for AC rotary machine
JP6190967B2 (en) Power generation system
JP2014003783A (en) Power converter controller and multiplex winding-type motor drive unit
JP2007181400A (en) Electric vehicle controller
JP6226901B2 (en) Power generation system
JPH03169291A (en) Controller of induction motor
JPH09215398A (en) Inverter controller
JPH0974800A (en) Control apparatus for ac motor
JPH10313598A (en) Pumped storage power generation facility
JPH04265684A (en) Operating method and device for synchronous motor employing cycloconverter
JP2001031339A (en) Elevator controller
JP2943563B2 (en) Starting control device for winding induction motor
JP2891030B2 (en) Secondary excitation device for AC excitation synchronous machine
KR102481563B1 (en) thyristor starting device
JP3269521B2 (en) Inverter control method and device
JP2001238493A (en) Control unit of generator
US20230104331A1 (en) Power Conversion Device and Control Method Thereof
JP2539519B2 (en) Control device for variable speed pumped storage generator motor
JPH08298796A (en) Method and device for controlling permanent magnet type electric motor
JPH07154999A (en) Controller of pumped storage generator motor
JP3764011B2 (en) Permanent magnet synchronous motor controller
JPH0370498A (en) Controller for ac rotary magnet electric machine
JPH01321896A (en) Method and apparatus for control ac motor particularly at low speed
JP2007181399A (en) Electric vehicle controller