JPH04368497A - 同期電動機制御装置 - Google Patents
同期電動機制御装置Info
- Publication number
- JPH04368497A JPH04368497A JP3171620A JP17162091A JPH04368497A JP H04368497 A JPH04368497 A JP H04368497A JP 3171620 A JP3171620 A JP 3171620A JP 17162091 A JP17162091 A JP 17162091A JP H04368497 A JPH04368497 A JP H04368497A
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 6
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は同期電動機の制御装置に
関し、特に機械的な回転位置センサを使用することなく
同期電動機の速度制御が行なえる同期電動機制御装置に
関するものである。
関し、特に機械的な回転位置センサを使用することなく
同期電動機の速度制御が行なえる同期電動機制御装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】交流電動機の一種に同期電動機がある。
この同期電動機は、回転磁界を作る電機子巻線と界磁磁
束を作る界磁巻線とを有し、回転磁界と界磁磁束との相
互作用により回転するものであり、電機子は回転磁界と
同期して回転するので、電源の周波数によりその速度は
一定となる。力率も励磁電流の調整によって、遅れ力率
から進み力率まで変えることができるので該同期電動機
の効率は良く、また電動機の同期速度は印加される電源
周波数に依存するので、回転数制御を行なう電動機とし
ては最適なものである。
束を作る界磁巻線とを有し、回転磁界と界磁磁束との相
互作用により回転するものであり、電機子は回転磁界と
同期して回転するので、電源の周波数によりその速度は
一定となる。力率も励磁電流の調整によって、遅れ力率
から進み力率まで変えることができるので該同期電動機
の効率は良く、また電動機の同期速度は印加される電源
周波数に依存するので、回転数制御を行なう電動機とし
ては最適なものである。
【０００３】最近は、強力な永久磁石が開発されたため
、小型の同期電動機は、界磁磁束を永久磁石で得てこれ
を回転子とし、固定子に回転磁界を作成する回転界磁コ
イルを設けている。この小型同期電動機を制御する場合
、電機子の磁極の位置を検出しながら、印加する電源周
波数との同期運転をする必要があるため、電機子の磁極
の位置を常時正確に把握できるポジションセンサを設け
ている。
、小型の同期電動機は、界磁磁束を永久磁石で得てこれ
を回転子とし、固定子に回転磁界を作成する回転界磁コ
イルを設けている。この小型同期電動機を制御する場合
、電機子の磁極の位置を検出しながら、印加する電源周
波数との同期運転をする必要があるため、電機子の磁極
の位置を常時正確に把握できるポジションセンサを設け
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記のような電機子の
磁極の位置を常時把握する手段は数多くあるがその内の
一つを示すと、回転軸端に小円板を取り付けて、該円板
には各磁極の位置に対応する位置にスリットを設け、ま
た該小円板のスリットを挟んで発光素子と受光素子とを
配置し、該発光素子が発する光のスリット通過を受光素
子が検知して、各磁極の位置を検出している。また、光
による磁極の検出方法に変えて、磁気による磁極の検知
方法もある。このように従来のポジションセンサはいず
れも機械的な構造を有するものであり、このため狭い電
動機内にポジションセンサを設けなければならず、また
機械的なものであるためショックや振動等に弱く、これ
らに対する対策も講じる必要がある等、従来のポジショ
ンセンサには多くの欠点があった。
磁極の位置を常時把握する手段は数多くあるがその内の
一つを示すと、回転軸端に小円板を取り付けて、該円板
には各磁極の位置に対応する位置にスリットを設け、ま
た該小円板のスリットを挟んで発光素子と受光素子とを
配置し、該発光素子が発する光のスリット通過を受光素
子が検知して、各磁極の位置を検出している。また、光
による磁極の検出方法に変えて、磁気による磁極の検知
方法もある。このように従来のポジションセンサはいず
れも機械的な構造を有するものであり、このため狭い電
動機内にポジションセンサを設けなければならず、また
機械的なものであるためショックや振動等に弱く、これ
らに対する対策も講じる必要がある等、従来のポジショ
ンセンサには多くの欠点があった。
【０００５】本発明は、上述のような従来の欠点を改善
しようとするものであり、その目的は、機械的な構成が
極力少ないポジションセンサを有する同期電動機制御装
置を提供することにある。
しようとするものであり、その目的は、機械的な構成が
極力少ないポジションセンサを有する同期電動機制御装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、供給される直流を所望の周波数を有する交
流に変換するインバータを有し該インバータの出力交流
電力で同期電動機を駆動制御する同期電動機制御装置に
おいて、前記インバータに入力される直流電流中に含ま
れるリップル分の波高値をサンプリング周期毎に検知す
る手段と、所定期間内の前記波高値の変化を検出する手
段と、該リップル分の波高値の変化から同期電動機の回
転と同期回転速度のずれを判定する判定手段と、該判定
手段の信号から同期電動機の回転が同期速度となる方向
に同期電動機の回転数を制御する制御手段とを有するこ
とを特徴とする同期電動機制御装置を提供する。
に本発明は、供給される直流を所望の周波数を有する交
流に変換するインバータを有し該インバータの出力交流
電力で同期電動機を駆動制御する同期電動機制御装置に
おいて、前記インバータに入力される直流電流中に含ま
れるリップル分の波高値をサンプリング周期毎に検知す
る手段と、所定期間内の前記波高値の変化を検出する手
段と、該リップル分の波高値の変化から同期電動機の回
転と同期回転速度のずれを判定する判定手段と、該判定
手段の信号から同期電動機の回転が同期速度となる方向
に同期電動機の回転数を制御する制御手段とを有するこ
とを特徴とする同期電動機制御装置を提供する。
【０００７】
【作用】本発明は、同期電動機に交流電力を供給するイ
ンバータに入力される直流の中に含まれるリップルの波
形を検知して、同期電動機の遅れ又は進み力率を判定し
、判定された結果から、同期電動機の回転が同期速度と
なる方向に同期電動機の回転数を制御する。
ンバータに入力される直流の中に含まれるリップルの波
形を検知して、同期電動機の遅れ又は進み力率を判定し
、判定された結果から、同期電動機の回転が同期速度と
なる方向に同期電動機の回転数を制御する。
【０００８】
【実施例】以下本発明の一実施例について詳細に説明す
る。図１は本発明に係る同期電動機制御装置の一実施例
を示すブロック図であり、同図において、１は２００ボ
ルト、５０Ｈｚの３相商用電源である。該３相商用電源
１は、ダイオ−ド、サイリスタ等の素子にて構成した整
流器２に印加されるが、その途中には回路の電源をオン
・オフする電磁接触器３と、ノイズの電源方向への漏れ
を防止するための零相リアクトル４が挿入されている。 ５はトランジスタとダイオ−ドとからなる周知のインバ
−タであり、整流器２により整流して得られた直流を、
後に述べる位相制御信号ｆｒにより指示される周波数の
３相交流電源（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を得るものであり、この３
相交流電源は回転速度が制御される同期電動機６に印加
される。７はホール素子からなる電流検出器であり、整
流器２からインバ−タ５に供給される（＋）側回路に挿
入され、実質的に同期電動機６に流入する電流を測定す
る。
る。図１は本発明に係る同期電動機制御装置の一実施例
を示すブロック図であり、同図において、１は２００ボ
ルト、５０Ｈｚの３相商用電源である。該３相商用電源
１は、ダイオ−ド、サイリスタ等の素子にて構成した整
流器２に印加されるが、その途中には回路の電源をオン
・オフする電磁接触器３と、ノイズの電源方向への漏れ
を防止するための零相リアクトル４が挿入されている。 ５はトランジスタとダイオ−ドとからなる周知のインバ
−タであり、整流器２により整流して得られた直流を、
後に述べる位相制御信号ｆｒにより指示される周波数の
３相交流電源（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を得るものであり、この３
相交流電源は回転速度が制御される同期電動機６に印加
される。７はホール素子からなる電流検出器であり、整
流器２からインバ−タ５に供給される（＋）側回路に挿
入され、実質的に同期電動機６に流入する電流を測定す
る。
【０００９】８は上記電流検出器７にて検出された電流
値を増幅するオペアンプである。９はアナログスイッチ
であり、オペアンプ８から出力されるアナログの電圧値
を所定の周期にてサンプリングする。１０は波形整形回
路であって、整流器２からインバ−タ５に供給される直
流電流の中に含まれるリップル分を分離しノイズを除去
するために、サンプリングされた電流値から所定の閾値
以上の信号のみを取り出してリップル信号ＶＩＤＳ を
出力する。１１は波形整形回路１０から出力されたアナ
ログのリップル信号ＶＩＤＳ をデジタルの信号に変換
するアナログ／デジタル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器とい
う）である。１２はデジタル変換器であり、Ａ／Ｄ変換
器１１から出力されるデジタル出力電圧を、後に述べる
駆動信号発生装置１３に入力可能な電圧値に変換するも
のである。１３は、入力される電動機の回転速度指令Ｖ
ｃｍｄ にしたがって、インバ−タ５を構成するトラン
ジスタへの位相制御信号ｆｒを作成する駆動信号発生装
置である。 図には示してはいないが、この駆動信号発生装置１３は
、マイクロコンピュータ構成であって、上記のような動
作を行なう外、デジタル変換器１２から出力された電流
値を所定期間たとえば５ミリセカンドの期間順次時間の
経過に従って並べ、該期間内に電流値が増加傾向にある
か、減少傾向にあるか、一定値であるかを判定する機能
実現手段をも有する。１４はサンプリング信号作成回路
であり、駆動信号発生装置から出力される位相制御信号
ｆｒを構成するパルス信号から所定の周期毎のサンプリ
ング信号Ｔｓを作成し、アナログスイッチ９に該サンプ
リング信号Ｔｓを印加する。
値を増幅するオペアンプである。９はアナログスイッチ
であり、オペアンプ８から出力されるアナログの電圧値
を所定の周期にてサンプリングする。１０は波形整形回
路であって、整流器２からインバ−タ５に供給される直
流電流の中に含まれるリップル分を分離しノイズを除去
するために、サンプリングされた電流値から所定の閾値
以上の信号のみを取り出してリップル信号ＶＩＤＳ を
出力する。１１は波形整形回路１０から出力されたアナ
ログのリップル信号ＶＩＤＳ をデジタルの信号に変換
するアナログ／デジタル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器とい
う）である。１２はデジタル変換器であり、Ａ／Ｄ変換
器１１から出力されるデジタル出力電圧を、後に述べる
駆動信号発生装置１３に入力可能な電圧値に変換するも
のである。１３は、入力される電動機の回転速度指令Ｖ
ｃｍｄ にしたがって、インバ−タ５を構成するトラン
ジスタへの位相制御信号ｆｒを作成する駆動信号発生装
置である。 図には示してはいないが、この駆動信号発生装置１３は
、マイクロコンピュータ構成であって、上記のような動
作を行なう外、デジタル変換器１２から出力された電流
値を所定期間たとえば５ミリセカンドの期間順次時間の
経過に従って並べ、該期間内に電流値が増加傾向にある
か、減少傾向にあるか、一定値であるかを判定する機能
実現手段をも有する。１４はサンプリング信号作成回路
であり、駆動信号発生装置から出力される位相制御信号
ｆｒを構成するパルス信号から所定の周期毎のサンプリ
ング信号Ｔｓを作成し、アナログスイッチ９に該サンプ
リング信号Ｔｓを印加する。
【００１０】上述のような構成を有する本発明の実施例
の動作を説明する。電磁接触器３がオンとなり、整流器
２に交流が印加される。整流器２では交流を直流に整流
してインバ−タ５に印加する。
の動作を説明する。電磁接触器３がオンとなり、整流器
２に交流が印加される。整流器２では交流を直流に整流
してインバ−タ５に印加する。
【００１１】一方、駆動信号発生装置１３には回転速度
指令Ｖｃｍｄ が入力され、駆動信号発生装置１３から
は所定の周波数を持った位相制御信号ｆｒがインバ−タ
５に印加されており、該インバ−タ５は該位相制御信号
ｆｒの指令に従った３相交流電源（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を同期
電動機６に印加する。このため、該同期電動機６は印加
された周波数の同期速度で回転する。そして、整流器２
からインバータ５を介して同期電動機６に供給される電
流は電流検出器７により検出され、オペアンプ８、アナ
ログスイッチ９、波形整形回路１０、Ａ／Ｄ変換器１１
、デジタル変換器１２を介して駆動信号発生装置１３に
入力される。該駆動信号発生装置１３では、前記所定期
間内の電流の増減傾向を判断する。
指令Ｖｃｍｄ が入力され、駆動信号発生装置１３から
は所定の周波数を持った位相制御信号ｆｒがインバ−タ
５に印加されており、該インバ−タ５は該位相制御信号
ｆｒの指令に従った３相交流電源（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を同期
電動機６に印加する。このため、該同期電動機６は印加
された周波数の同期速度で回転する。そして、整流器２
からインバータ５を介して同期電動機６に供給される電
流は電流検出器７により検出され、オペアンプ８、アナ
ログスイッチ９、波形整形回路１０、Ａ／Ｄ変換器１１
、デジタル変換器１２を介して駆動信号発生装置１３に
入力される。該駆動信号発生装置１３では、前記所定期
間内の電流の増減傾向を判断する。
【００１２】図２は、検出される電流の増減の傾向を示
す特性図であり、このうち（ａ）は同期電動機６が遅れ
力率で運転されているパターンを示し、（ｂ）は同期電
動機６が力率１００％で運転されているパターンであり
、（ｃ）は同期電動機６が進み力率で運転されているパ
ターンを示すものである。このように、インバータ５に
印加される電流の波形を観察することにより、同期電動
機６の運転状態を容易に判別できる。したがって、前記
電流波形が遅れ力率の場合には、インバータ５の位相出
力を進み位相に補正できるような位相制御信号ｆｒを駆
動信号発生装置１３からインバータ５に印加すれば良く
、また前記電流波形が進み力率の場合には、インバータ
５の位相出力を遅れ位相に補正できるような位相制御信
号ｆｒを駆動信号発生装置１３からインバータ５に印加
すれば、常時同期電動機６を指令信号に対して同期運転
させることができる。
す特性図であり、このうち（ａ）は同期電動機６が遅れ
力率で運転されているパターンを示し、（ｂ）は同期電
動機６が力率１００％で運転されているパターンであり
、（ｃ）は同期電動機６が進み力率で運転されているパ
ターンを示すものである。このように、インバータ５に
印加される電流の波形を観察することにより、同期電動
機６の運転状態を容易に判別できる。したがって、前記
電流波形が遅れ力率の場合には、インバータ５の位相出
力を進み位相に補正できるような位相制御信号ｆｒを駆
動信号発生装置１３からインバータ５に印加すれば良く
、また前記電流波形が進み力率の場合には、インバータ
５の位相出力を遅れ位相に補正できるような位相制御信
号ｆｒを駆動信号発生装置１３からインバータ５に印加
すれば、常時同期電動機６を指令信号に対して同期運転
させることができる。
【００１３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
インバータに印加される直流電流に含まれるリップルの
波形を駆動信号発生装置が判断して同期電動機の位相ず
れを検出できるので、従来のように機械的なポジション
センサを用いたもののように可動部分がなく機械的な故
障とその防止対策が必要なくなるなど、多くの効果を有
するものである。
インバータに印加される直流電流に含まれるリップルの
波形を駆動信号発生装置が判断して同期電動機の位相ず
れを検出できるので、従来のように機械的なポジション
センサを用いたもののように可動部分がなく機械的な故
障とその防止対策が必要なくなるなど、多くの効果を有
するものである。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図
【図２】力
率特性の説明図
率特性の説明図
１・・・・・３相商用電源
２・・・・・整流器
３・・・・・電磁接触器
４・・・・・零相リアクトル
５・・・・・インバ−タ
６・・・・・同期電動機
７・・・・・電流検出器
８・・・・・オペアンプ
９・・・・・アナログスイッチ
１０・・・・波形整形回路
１１・・・・Ａ／Ｄ変換器
１２・・・・デジタル変換器
１３・・・・駆動信号発生装置
Claims (2)
- 【請求項１】供給される直流を所望の周波数を有する交
流に変換するインバータを有し該インバータの出力交流
電力で同期電動機を駆動制御する同期電動機制御装置に
おいて、前記インバータに入力される直流電流中に含ま
れるリップル分の波高値をサンプリング周期毎に検知す
る手段と、所定期間内の前記波高値の変化を検出する手
段と、該リップル分の波高値の変化から同期電動機の回
転と同期回転速度のずれを判定する判定手段と、該判定
手段の信号から同期電動機の回転が同期速度となる方向
に同期電動機の回転数を制御する制御手段とを有するこ
とを特徴とする同期電動機制御装置。 - 【請求項２】前記インバータに供給される直流電力は、
交流商用電源を整流する整流器から供給されることを特
徴とする請求項１記載の同期電動機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3171620A JPH04368497A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 同期電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3171620A JPH04368497A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 同期電動機制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04368497A true JPH04368497A (ja) | 1992-12-21 |
Family
ID=15926553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3171620A Pending JPH04368497A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 同期電動機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04368497A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100685135B1 (ko) * | 2006-02-20 | 2007-02-22 | 엘에스산전 주식회사 | 계통 연계형 인버터의 전류 제어기 |
| KR100870669B1 (ko) * | 2006-12-29 | 2008-11-26 | 엘에스산전 주식회사 | 계통 연계형 인버터용 전류 제어장치 |
| WO2012124157A1 (ja) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | オムロン株式会社 | モータ速度測定装置およびモータ速度監視装置 |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP3171620A patent/JPH04368497A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100685135B1 (ko) * | 2006-02-20 | 2007-02-22 | 엘에스산전 주식회사 | 계통 연계형 인버터의 전류 제어기 |
| KR100870669B1 (ko) * | 2006-12-29 | 2008-11-26 | 엘에스산전 주식회사 | 계통 연계형 인버터용 전류 제어장치 |
| WO2012124157A1 (ja) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | オムロン株式会社 | モータ速度測定装置およびモータ速度監視装置 |
| JP2012196002A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Omron Corp | モータ速度測定装置およびモータ速度監視装置 |
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