JPH05260792A - 多巻線交流電動機の電流制御装置 - Google Patents
多巻線交流電動機の電流制御装置Info
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- JPH05260792A JPH05260792A JP4087590A JP8759092A JPH05260792A JP H05260792 A JPH05260792 A JP H05260792A JP 4087590 A JP4087590 A JP 4087590A JP 8759092 A JP8759092 A JP 8759092A JP H05260792 A JPH05260792 A JP H05260792A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多巻線交流電動機を複数台のインバータによ
り駆動するシステムにおいて、各巻線間の電流不平衡を
無くし、低トルクリプル、高応答の電流制御を実現す
る。 【構成】 ２つの巻線群に分割した多巻線電動機３に２
台の電圧形インバータ装置２Ａ，２Ｂを並列接続した主
回路構成において、各巻線交流電流ｉａ，ｉｂをｄ−ｑ
軸成分電流Ｉｄａ，Ｉｑａ，Ｉｄｂ，Ｉｑｂに座標変換
する電流成分検出座標変換器９Ａ，９Ｂ、各巻線のｄ−
ｑ軸成分電流の平均値を演算する平均電流検出回路１
０、各成分電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を指令とし前記平均
電流検出回路１０の出力である平均電流Ｉ￣ｄ，Ｉ￣ｑ
との偏差を入力とする平均電流制御回路１１、前記平均
電流ＦＢと各巻線のｄ−ｑ軸成分電流との偏差を入力と
し各巻線電流のアンバランスを補正する電流アンバラン
ス補償回路１２Ａ，１２Ｂ、加算器１３Ａ，１３Ｂより
構成された多重電流制御装置を備える。
り駆動するシステムにおいて、各巻線間の電流不平衡を
無くし、低トルクリプル、高応答の電流制御を実現す
る。 【構成】 ２つの巻線群に分割した多巻線電動機３に２
台の電圧形インバータ装置２Ａ，２Ｂを並列接続した主
回路構成において、各巻線交流電流ｉａ，ｉｂをｄ−ｑ
軸成分電流Ｉｄａ，Ｉｑａ，Ｉｄｂ，Ｉｑｂに座標変換
する電流成分検出座標変換器９Ａ，９Ｂ、各巻線のｄ−
ｑ軸成分電流の平均値を演算する平均電流検出回路１
０、各成分電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を指令とし前記平均
電流検出回路１０の出力である平均電流Ｉ￣ｄ，Ｉ￣ｑ
との偏差を入力とする平均電流制御回路１１、前記平均
電流ＦＢと各巻線のｄ−ｑ軸成分電流との偏差を入力と
し各巻線電流のアンバランスを補正する電流アンバラン
ス補償回路１２Ａ，１２Ｂ、加算器１３Ａ，１３Ｂより
構成された多重電流制御装置を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のインバータ装置
により多相交流電動機を可変速させる交流可変速駆動シ
ステムに係り、特に、多重化インバータによる多巻線交
流電動機の電流制御装置に関する。
により多相交流電動機を可変速させる交流可変速駆動シ
ステムに係り、特に、多重化インバータによる多巻線交
流電動機の電流制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】大容量の交流可変速駆動システムを実現
する場合、単位電力変換装置を複数台組合せて容量増大
を図る多重化技術がある。多重化の方法としては、一般
に、単位電力変換装置を直列あるいは並列に接続する方
法が知られている。しかし、直列接続の場合は各々の単
位電力変換装置の電圧分担が平均化せず、また、並列接
続の場合は各々の単位電力変換装置の電流分担が平均化
せず、これらはいずれも負荷に供給可能な電力を低減す
る要因となるという問題がある。なお、電流分担を改善
する方法として、例えば、２台の電力変換装置を、出力
端子にリアクトルを介して並列接続する方法等が知られ
ているが、リアクトル等の付帯的な機器を必要とし、装
置のコストが高くなるという問題がある。ここで、単位
電力変換装置として３相出力電圧形インバータ装置を用
いた場合を例にして、インバータ装置を複数台並列接続
して多重化する場合について、その問題点を具体的に説
明する。複数台並列接続の多重化例として、特開昭６３
−３０５７９２号公報に記載されているような方法があ
る。図２は、同公報の主回路構成を示し、２台の電圧形
インバータ装置を２つの巻線群に分割した多巻線電動機
に並列接続し、多重化した例である。なお、１は直流電
源、２Ａ，２Ｂは電圧形インバータ装置、３は６端子Ｕ
1，Ｖ1，Ｗ1，Ｕ2，Ｖ2，Ｗ2を有する３相交流電動機で
ある。なお、ｉＵ１，ｉＵ２は端子Ｕ1，Ｕ2に流れる電
流を示す。今、図示していない１つの電圧指令に応じて
２台のインバータ装置２Ａ，２Ｂが同じ電圧を出力する
よう動作させる。しかし、インバータ内のゲート回路動
作、スイッチング素子の動作等にバラツキがあり、各イ
ンバータ間の出力電圧に不平衡が発生し、多巻線電動機
３の各巻線電流に不平衡が発生する。このため、各イン
バータの容量を増加させる必要がある。また、電流アン
バランスにより、多巻線電動機３の出力トルクにトルク
リプルが発生し、高応答、高精度の可変速制御が出来な
いという問題がある。また、上記電流アンバランスを無
くする方法として、各インバータに個別の電流制御回路
を持つ方法が考えられる。しかし、この方法によれば、
各インバータ出力電流の大きさは合わせられるが、多相
交流機の各巻線間の電流位相は不平衡となる、したがっ
て、電動機の出力トルクにトルクリプルが発生し、高応
答の電流制御が出来ないという問題は残る。上記従来技
術は、多巻線電動機の各巻線間の電流位相が不平衡とな
り、これにより出力トルクにトルクリプルが発生すると
いう問題については考慮されておらず、低トルクリプル
化出来ない問題があった。
する場合、単位電力変換装置を複数台組合せて容量増大
を図る多重化技術がある。多重化の方法としては、一般
に、単位電力変換装置を直列あるいは並列に接続する方
法が知られている。しかし、直列接続の場合は各々の単
位電力変換装置の電圧分担が平均化せず、また、並列接
続の場合は各々の単位電力変換装置の電流分担が平均化
せず、これらはいずれも負荷に供給可能な電力を低減す
る要因となるという問題がある。なお、電流分担を改善
する方法として、例えば、２台の電力変換装置を、出力
端子にリアクトルを介して並列接続する方法等が知られ
ているが、リアクトル等の付帯的な機器を必要とし、装
置のコストが高くなるという問題がある。ここで、単位
電力変換装置として３相出力電圧形インバータ装置を用
いた場合を例にして、インバータ装置を複数台並列接続
して多重化する場合について、その問題点を具体的に説
明する。複数台並列接続の多重化例として、特開昭６３
−３０５７９２号公報に記載されているような方法があ
る。図２は、同公報の主回路構成を示し、２台の電圧形
インバータ装置を２つの巻線群に分割した多巻線電動機
に並列接続し、多重化した例である。なお、１は直流電
源、２Ａ，２Ｂは電圧形インバータ装置、３は６端子Ｕ
1，Ｖ1，Ｗ1，Ｕ2，Ｖ2，Ｗ2を有する３相交流電動機で
ある。なお、ｉＵ１，ｉＵ２は端子Ｕ1，Ｕ2に流れる電
流を示す。今、図示していない１つの電圧指令に応じて
２台のインバータ装置２Ａ，２Ｂが同じ電圧を出力する
よう動作させる。しかし、インバータ内のゲート回路動
作、スイッチング素子の動作等にバラツキがあり、各イ
ンバータ間の出力電圧に不平衡が発生し、多巻線電動機
３の各巻線電流に不平衡が発生する。このため、各イン
バータの容量を増加させる必要がある。また、電流アン
バランスにより、多巻線電動機３の出力トルクにトルク
リプルが発生し、高応答、高精度の可変速制御が出来な
いという問題がある。また、上記電流アンバランスを無
くする方法として、各インバータに個別の電流制御回路
を持つ方法が考えられる。しかし、この方法によれば、
各インバータ出力電流の大きさは合わせられるが、多相
交流機の各巻線間の電流位相は不平衡となる、したがっ
て、電動機の出力トルクにトルクリプルが発生し、高応
答の電流制御が出来ないという問題は残る。上記従来技
術は、多巻線電動機の各巻線間の電流位相が不平衡とな
り、これにより出力トルクにトルクリプルが発生すると
いう問題については考慮されておらず、低トルクリプル
化出来ない問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の事情に鑑み、多巻線交流電動機の各巻線間電流の大き
さと位相の不平衡を無くし、低トルクリプル、高応答の
電流制御を実現し、かつ、高応答、高精度の大容量交流
可変速を実現するに好適な多巻線交流電動機の電流制御
装置を提供することにある。
の事情に鑑み、多巻線交流電動機の各巻線間電流の大き
さと位相の不平衡を無くし、低トルクリプル、高応答の
電流制御を実現し、かつ、高応答、高精度の大容量交流
可変速を実現するに好適な多巻線交流電動機の電流制御
装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、多巻線交流
電動機の各巻線電流を、励磁成分電流とそれに直交した
トルク成分電流の２軸成分電流（以下、ｄ−ｑ軸成分電
流Ｉｄ，Ｉｑと呼ぶ）に分離して検出すると、各成分電
流の差信号が各巻線の交流電流の位相差を意味すること
に着目し、前記各巻線のＩｄ，Ｉｑの差信号が零となる
よう、各インバータの電圧指令信号を補正する電流アン
バランス補償回路と、各巻線のｄ−ｑ軸成分電流の平均
値を演算する平均電流検出回路を設けることによって、
達成される。
電動機の各巻線電流を、励磁成分電流とそれに直交した
トルク成分電流の２軸成分電流（以下、ｄ−ｑ軸成分電
流Ｉｄ，Ｉｑと呼ぶ）に分離して検出すると、各成分電
流の差信号が各巻線の交流電流の位相差を意味すること
に着目し、前記各巻線のＩｄ，Ｉｑの差信号が零となる
よう、各インバータの電圧指令信号を補正する電流アン
バランス補償回路と、各巻線のｄ−ｑ軸成分電流の平均
値を演算する平均電流検出回路を設けることによって、
達成される。
【０００５】
【作用】多巻線交流電動機の各巻線電流の大きさと位相
を検出し、この各巻線電流の大きさと位相に差が発生す
ると、電流アンバランス補償回路と平均電流検出回路が
交流電流の大きさと位相の誤差を無くするよう作用す
る。このため、各巻線間の電流の不平衡が無くなり、低
トルクリプル、高応答かつ高精度の電流制御を実現す
る。
を検出し、この各巻線電流の大きさと位相に差が発生す
ると、電流アンバランス補償回路と平均電流検出回路が
交流電流の大きさと位相の誤差を無くするよう作用す
る。このため、各巻線間の電流の不平衡が無くなり、低
トルクリプル、高応答かつ高精度の電流制御を実現す
る。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、図３により
説明する。図１は本発明の実施例を示す構成図、図３は
本発明となる電流制御方法を説明するベクトル図を示
す。図１において、主回路構成は、従来の主回路構成で
ある図２と同一であり、２台の電圧形インバータ装置２
Ａ，２Ｂを２つの巻線群に分割した多巻線電動機３に並
列接続し、多重化した例である。各インバータ２Ａ，２
Ｂの出力側に各インバータの出力電流を検出する電流検
出器４Ａ，４Ｂが設けられている。なお、各電流検出器
４Ａ，４Ｂは、図示は省略しているが、３相電流を検出
するため３つの検出器を持っている。各インバータ２
Ａ，２Ｂは、各々の交流電圧指令信号Ｖａ＊，ｖｂ＊に
対応したＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌ
ａｔｉｏｎ）パルスを出力するＰＷＭパルス発生回路５
Ａ，５Ｂを介して、前記交流電圧指令信号Ｖａ＊，ｖｂ
＊に応じた電圧を出力し、多巻線電動機３に電力を供給
している。電流制御系は、電流の大きさと位相の指令
を、励磁成分電流指令Ｉｄ＊、トルク成分電流指令Ｉｑ
＊、１次周波数指令ω１＊として与え、以下に説明する
多重電流制御回路６により、電動機の各巻線に必要な交
流電圧指令信号ｖａ＊，ｖｂ＊を演算出力し、前記ＰＷ
Ｍパルス発生回路５Ａ，５Ｂ、インバータ２Ａ，２Ｂを
介して、多巻線電動機３に電流ｉａ，ｉｂを流し、前記
電流検出器４Ａ，４Ｂよりの検出値ｉａ，ｉｂをフィー
ドバック値とする電流制御系を構成している。多重電流
制御回路６は、１次周波数指令ω１＊を入力とし２相正
弦波基準（位相）信号を出力する２相正弦波発生回路
７、回転座標系のｄ−ｑ軸成分電圧指令Ｖｄａ＊，Ｖｑ
ａ＊，Ｖｄｂ＊，Ｖｑｂ＊から固定子座標系の３相交流
電圧指令信号ｖａ＊，ｖｂ＊に座標変換する電圧指令座
標変換器８Ａ，８Ｂ、各巻線交流電流ｉａ，ｉｂをｄ−
ｑ軸成分電流Ｉｄａ，Ｉｑａ，Ｉｄｂ，Ｉｑｂに座標変
換する電流成分検出座標変換器９Ａ，９Ｂ、各巻線のｄ
−ｑ軸成分電流の平均値を演算する平均電流検出回路１
０、各成分電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を指令とし、前記平
均電流検出回路１０の出力である平均電流Ｉ￣ｄ，Ｉ￣
ｑとの偏差を入力とする平均電流制御回路１１、前記平
均電流Ｉ￣ｄ，Ｉ￣ｑと各巻線のｄ−ｑ軸成分電流との
偏差を入力して各巻線電流のアンバランスを補正する電
流アンバランス補償回路１２Ａ，１２Ｂ、加算器１３
Ａ，１３Ｂより構成されている。
説明する。図１は本発明の実施例を示す構成図、図３は
本発明となる電流制御方法を説明するベクトル図を示
す。図１において、主回路構成は、従来の主回路構成で
ある図２と同一であり、２台の電圧形インバータ装置２
Ａ，２Ｂを２つの巻線群に分割した多巻線電動機３に並
列接続し、多重化した例である。各インバータ２Ａ，２
Ｂの出力側に各インバータの出力電流を検出する電流検
出器４Ａ，４Ｂが設けられている。なお、各電流検出器
４Ａ，４Ｂは、図示は省略しているが、３相電流を検出
するため３つの検出器を持っている。各インバータ２
Ａ，２Ｂは、各々の交流電圧指令信号Ｖａ＊，ｖｂ＊に
対応したＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌ
ａｔｉｏｎ）パルスを出力するＰＷＭパルス発生回路５
Ａ，５Ｂを介して、前記交流電圧指令信号Ｖａ＊，ｖｂ
＊に応じた電圧を出力し、多巻線電動機３に電力を供給
している。電流制御系は、電流の大きさと位相の指令
を、励磁成分電流指令Ｉｄ＊、トルク成分電流指令Ｉｑ
＊、１次周波数指令ω１＊として与え、以下に説明する
多重電流制御回路６により、電動機の各巻線に必要な交
流電圧指令信号ｖａ＊，ｖｂ＊を演算出力し、前記ＰＷ
Ｍパルス発生回路５Ａ，５Ｂ、インバータ２Ａ，２Ｂを
介して、多巻線電動機３に電流ｉａ，ｉｂを流し、前記
電流検出器４Ａ，４Ｂよりの検出値ｉａ，ｉｂをフィー
ドバック値とする電流制御系を構成している。多重電流
制御回路６は、１次周波数指令ω１＊を入力とし２相正
弦波基準（位相）信号を出力する２相正弦波発生回路
７、回転座標系のｄ−ｑ軸成分電圧指令Ｖｄａ＊，Ｖｑ
ａ＊，Ｖｄｂ＊，Ｖｑｂ＊から固定子座標系の３相交流
電圧指令信号ｖａ＊，ｖｂ＊に座標変換する電圧指令座
標変換器８Ａ，８Ｂ、各巻線交流電流ｉａ，ｉｂをｄ−
ｑ軸成分電流Ｉｄａ，Ｉｑａ，Ｉｄｂ，Ｉｑｂに座標変
換する電流成分検出座標変換器９Ａ，９Ｂ、各巻線のｄ
−ｑ軸成分電流の平均値を演算する平均電流検出回路１
０、各成分電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を指令とし、前記平
均電流検出回路１０の出力である平均電流Ｉ￣ｄ，Ｉ￣
ｑとの偏差を入力とする平均電流制御回路１１、前記平
均電流Ｉ￣ｄ，Ｉ￣ｑと各巻線のｄ−ｑ軸成分電流との
偏差を入力して各巻線電流のアンバランスを補正する電
流アンバランス補償回路１２Ａ，１２Ｂ、加算器１３
Ａ，１３Ｂより構成されている。
【０００７】今、各インバータ間の出力電圧に不平衡が
無いとすると、各巻線には等しい交流電流ｉａ，ｉｂが
流れ、各巻線のｄ−ｑ軸成分電流は等しくなる。即ち、
各電流成分検出座標変換器９Ａ，９Ｂの出力が等しくな
り、前記各電流アンバランス補償回路１２Ａ，１２Ｂの
出力は零となる。この状態においては、前記平均電流制
御回路１１の出力であるｄ−ｑ軸成分電圧指令が各巻線
の電圧指令座標変換器８Ａ，８Ｂに入力され、電圧指令
座標変換器８Ａ，８Ｂより等しい交流電圧指令信号ｖａ
＊，ｖｂ＊が出力され、各インバータ間の出力電圧は等
しくなる。次に、各インバータ間の出力電圧に不平衡が
ある場合の動作について、以下説明する。前述のように
インバータの出力電圧に不平衡があると、各巻線電流に
不平衡が発生する。まず、各巻線電流ｉａ，ｉｂの大き
さに不平衡がある場合、各巻線のｄ−ｑ軸成分電流検出
値（電流成分検出座標変換器９Ａ，９Ｂの出力）Ｉｄ
ａ，Ｉｑａ，Ｉｄｂ，Ｉｑｂに差が発生する。平均電流
検出回路１０において各巻線のｄ軸成分電流検出値Ｉｄ
ａとＩｄｂの平均値Ｉ￣ｄ及び各巻線のｑ軸成分電流検
出値ＩｑａとＩｑｂの平均値Ｉ￣ｑを求め、これらの平
均値を各電流アンバランス補償回路１２Ａ，１２Ｂに入
力し、これらの平均値からそれぞれの各巻線のｄ−ｑ軸
成分電流検出値の偏差をとる。各電流アンバランス補償
回路１２Ａ，１２Ｂは、この偏差に基づいて、各巻線の
ｄ−ｑ軸成分電流の差が零となるよう、各巻線のｄ−ｑ
軸成分電圧指令を補正する信号を出力する。この信号は
加算器１３Ａ，１３Ｂにおいて加算され、電圧指令座標
変換器８Ａ，８Ｂから交流電圧指令信号ｖａ＊，ｖｂ＊
が出力され、インバータ内部の電圧不平衡分を補償する
ようインバータが動作し、各巻線間の交流電流の大きさ
が一致するようになる。つぎに、各巻線電流ｉａ，ｉｂ
の電流位相による不平衡がある場合、この時の、電流波
形の一例を図３（ａ）に示す。同図に示すＡ系，Ｂ系の
波形の交流電流ｉａ，ｉｂが流れている状態、即ち、電
流指令ｉ＊に対して、Ａ系の交流電流ｉａが電流位相θ
ａ、Ｂ系の交流電流ｉｂが電流位相θｂのように、各巻
線の電流位相が異なっているとき、各巻線のｄ−ｑ軸成
分電流検出値（電流成分検出座標変換器９Ａ，９Ｂの出
力）Ｉｄａ，Ｉｑａ，Ｉｄｂ，Ｉｑｂは、図３（ｂ）、
（ｃ）に示すベクトル図のように検出される。即ち、基
準指令であるＩｄ＊，Ｉｑ＊に対して、Ａ系のＩｄａは
小さく、Ｉｑａは大きく、逆にＢ系のＩｄｂは大きく、
Ｉｑｂは小さく検出される。したがって、電流指令ｉ＊
に対して各巻線の交流電流ｉａ，ｉｂに位相差がある
と、各巻線のｄ−ｑ軸成分電流検出値に差が発生し、こ
の差は、交流電流の位相差を検出しているのと等価にな
る。そこで、各巻線のｄ−ｑ軸成分電流検出値に差が発
生すると、各巻線のｄ−ｑ軸成分電流検出値をそれぞれ
各電流アンバランス補償回路１２Ａ，１２Ｂに入力し、
前述と同様、平均電流検出回路１０の各巻線のｄ軸成分
電流の平均値Ｉ￣ｄ及び各巻線のｑ軸成分電流の平均値
Ｉ￣ｑとの偏差をとる。各電流アンバランス補償回路１
２Ａ，１２Ｂは、この偏差に基づいて、各巻線のｄ−ｑ
軸成分電流の差が零となるよう、各巻線のｄ−ｑ軸成分
電圧指令を補正する信号を出力し、加算器１３Ａ，１３
Ｂを介して交流電圧指令信号ｖａ＊，ｖｂ＊が出力さ
れ、インバータ内部の電圧不平衡分を補償するようイン
バータが動作し、各巻線間の交流電流が位相が一致する
ようになる。いままでは、それぞれ各巻線電流ｉａ，ｉ
ｂの大きさまたは電流位相による不平衡がある場合につ
いて説明したが、本実施例は、各巻線電流ｉａ，ｉｂの
大きさ及び電流位相による不平衡が同時に発生した場合
にも、同様に機能することは云うまでもない。
無いとすると、各巻線には等しい交流電流ｉａ，ｉｂが
流れ、各巻線のｄ−ｑ軸成分電流は等しくなる。即ち、
各電流成分検出座標変換器９Ａ，９Ｂの出力が等しくな
り、前記各電流アンバランス補償回路１２Ａ，１２Ｂの
出力は零となる。この状態においては、前記平均電流制
御回路１１の出力であるｄ−ｑ軸成分電圧指令が各巻線
の電圧指令座標変換器８Ａ，８Ｂに入力され、電圧指令
座標変換器８Ａ，８Ｂより等しい交流電圧指令信号ｖａ
＊，ｖｂ＊が出力され、各インバータ間の出力電圧は等
しくなる。次に、各インバータ間の出力電圧に不平衡が
ある場合の動作について、以下説明する。前述のように
インバータの出力電圧に不平衡があると、各巻線電流に
不平衡が発生する。まず、各巻線電流ｉａ，ｉｂの大き
さに不平衡がある場合、各巻線のｄ−ｑ軸成分電流検出
値（電流成分検出座標変換器９Ａ，９Ｂの出力）Ｉｄ
ａ，Ｉｑａ，Ｉｄｂ，Ｉｑｂに差が発生する。平均電流
検出回路１０において各巻線のｄ軸成分電流検出値Ｉｄ
ａとＩｄｂの平均値Ｉ￣ｄ及び各巻線のｑ軸成分電流検
出値ＩｑａとＩｑｂの平均値Ｉ￣ｑを求め、これらの平
均値を各電流アンバランス補償回路１２Ａ，１２Ｂに入
力し、これらの平均値からそれぞれの各巻線のｄ−ｑ軸
成分電流検出値の偏差をとる。各電流アンバランス補償
回路１２Ａ，１２Ｂは、この偏差に基づいて、各巻線の
ｄ−ｑ軸成分電流の差が零となるよう、各巻線のｄ−ｑ
軸成分電圧指令を補正する信号を出力する。この信号は
加算器１３Ａ，１３Ｂにおいて加算され、電圧指令座標
変換器８Ａ，８Ｂから交流電圧指令信号ｖａ＊，ｖｂ＊
が出力され、インバータ内部の電圧不平衡分を補償する
ようインバータが動作し、各巻線間の交流電流の大きさ
が一致するようになる。つぎに、各巻線電流ｉａ，ｉｂ
の電流位相による不平衡がある場合、この時の、電流波
形の一例を図３（ａ）に示す。同図に示すＡ系，Ｂ系の
波形の交流電流ｉａ，ｉｂが流れている状態、即ち、電
流指令ｉ＊に対して、Ａ系の交流電流ｉａが電流位相θ
ａ、Ｂ系の交流電流ｉｂが電流位相θｂのように、各巻
線の電流位相が異なっているとき、各巻線のｄ−ｑ軸成
分電流検出値（電流成分検出座標変換器９Ａ，９Ｂの出
力）Ｉｄａ，Ｉｑａ，Ｉｄｂ，Ｉｑｂは、図３（ｂ）、
（ｃ）に示すベクトル図のように検出される。即ち、基
準指令であるＩｄ＊，Ｉｑ＊に対して、Ａ系のＩｄａは
小さく、Ｉｑａは大きく、逆にＢ系のＩｄｂは大きく、
Ｉｑｂは小さく検出される。したがって、電流指令ｉ＊
に対して各巻線の交流電流ｉａ，ｉｂに位相差がある
と、各巻線のｄ−ｑ軸成分電流検出値に差が発生し、こ
の差は、交流電流の位相差を検出しているのと等価にな
る。そこで、各巻線のｄ−ｑ軸成分電流検出値に差が発
生すると、各巻線のｄ−ｑ軸成分電流検出値をそれぞれ
各電流アンバランス補償回路１２Ａ，１２Ｂに入力し、
前述と同様、平均電流検出回路１０の各巻線のｄ軸成分
電流の平均値Ｉ￣ｄ及び各巻線のｑ軸成分電流の平均値
Ｉ￣ｑとの偏差をとる。各電流アンバランス補償回路１
２Ａ，１２Ｂは、この偏差に基づいて、各巻線のｄ−ｑ
軸成分電流の差が零となるよう、各巻線のｄ−ｑ軸成分
電圧指令を補正する信号を出力し、加算器１３Ａ，１３
Ｂを介して交流電圧指令信号ｖａ＊，ｖｂ＊が出力さ
れ、インバータ内部の電圧不平衡分を補償するようイン
バータが動作し、各巻線間の交流電流が位相が一致する
ようになる。いままでは、それぞれ各巻線電流ｉａ，ｉ
ｂの大きさまたは電流位相による不平衡がある場合につ
いて説明したが、本実施例は、各巻線電流ｉａ，ｉｂの
大きさ及び電流位相による不平衡が同時に発生した場合
にも、同様に機能することは云うまでもない。
【０００８】以上説明した図１の実施例は、多巻線電動
機の各巻線に同相の電流を流す方式の場合であり、他の
実施例として、例えば、各巻線間の電流位相を３０°の
位相差で電流を流す６相交流電動機方式がある。この場
合の実施例を図４に示す。図４は、６相交流電動機の場
合の電流制御構成図を示す。図４において、図１との相
異点は、位相加算回路１４が追加されていることであ
り、他の回路は同様の動作をするので説明は省略する。
６相交流電動機の場合、位相加算回路１４により各巻線
の基準正弦波信号に３０°の位相差を持たせる。これに
より、各巻線の交流電圧指令信号ｖａ＊，ｖｂ＊及び各
巻線のｄ−ｑ軸成分電流検出器９Ａ，９Ｂの入力である
基準位相に３０°の位相差を持たせている。このため、
位相の異なる交流電流を基準位相に対するｄ−ｑ軸成分
電流として検出でき、前述の図１の実施例と同様の動作
を行なうことが出来る。
機の各巻線に同相の電流を流す方式の場合であり、他の
実施例として、例えば、各巻線間の電流位相を３０°の
位相差で電流を流す６相交流電動機方式がある。この場
合の実施例を図４に示す。図４は、６相交流電動機の場
合の電流制御構成図を示す。図４において、図１との相
異点は、位相加算回路１４が追加されていることであ
り、他の回路は同様の動作をするので説明は省略する。
６相交流電動機の場合、位相加算回路１４により各巻線
の基準正弦波信号に３０°の位相差を持たせる。これに
より、各巻線の交流電圧指令信号ｖａ＊，ｖｂ＊及び各
巻線のｄ−ｑ軸成分電流検出器９Ａ，９Ｂの入力である
基準位相に３０°の位相差を持たせている。このため、
位相の異なる交流電流を基準位相に対するｄ−ｑ軸成分
電流として検出でき、前述の図１の実施例と同様の動作
を行なうことが出来る。
【０００９】また、本発明の他の実施例として、９相あ
るいは９端子電動機方式がある。この場合にも、各巻線
のｄ−ｑ軸成分電流の平均値を演算する平均電流検出回
路及び各巻線の電流アンバランスを補正する電流アンバ
ランス補償回路を設ける考え方は同じであり、本発明の
多重電流制御回路であれば、６相から９相に制御回路を
容易に拡張でき、大容量化を容易に行うことが出来る。
るいは９端子電動機方式がある。この場合にも、各巻線
のｄ−ｑ軸成分電流の平均値を演算する平均電流検出回
路及び各巻線の電流アンバランスを補正する電流アンバ
ランス補償回路を設ける考え方は同じであり、本発明の
多重電流制御回路であれば、６相から９相に制御回路を
容易に拡張でき、大容量化を容易に行うことが出来る。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、多重化を行なうための
特別な付帯機器を用いることなく、平均電流検出回路及
び電流アンバランス補償回路を設けることにより、多巻
線あるいは多相交流電動機の電流不平衡を無くすること
が出来るので、低コストの多重インバータ装置を提供で
きるとともに、低トルクリプル、高応答の電流制御を実
現することができ、また、高応答、高精度の大容量交流
可変速装置を提供し得る利点がある。
特別な付帯機器を用いることなく、平均電流検出回路及
び電流アンバランス補償回路を設けることにより、多巻
線あるいは多相交流電動機の電流不平衡を無くすること
が出来るので、低コストの多重インバータ装置を提供で
きるとともに、低トルクリプル、高応答の電流制御を実
現することができ、また、高応答、高精度の大容量交流
可変速装置を提供し得る利点がある。
【図１】本発明の実施例を示す構成図
【図２】従来の電圧形インバータの２重化構成例を示す
構成図
構成図
【図３】本発明となる電流制御を説明するためのベクト
ル図
ル図
【図４】本発明の他の実施例を示す構成図
２Ａ，２Ｂ 電圧形インバータ装置 ３ 多巻線交流電動機 ４Ａ，４Ｂ 電流検出器 ９Ａ，９Ｂ 電流成分検出座標変換器 １０ 平均電流検出回路 １１ 平均電流制御回路 １２Ａ，１２Ｂ 電流アンバランス補償回路 １３Ａ，１３Ｂ 加算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野寺 正美 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内
Claims (4)
- 【請求項１】 直流電源の電圧を可変電圧・可変周波の
交流に変換する複数台の電力変換器と、該複数の電力変
換器によって駆動される多巻線交流電動機よりなる交流
可変速制御装置において、各電力変換器に交流電圧指令
信号を発する電圧指令座標変換手段と、該多巻線電動機
の各巻線電流の励磁成分電流とトルク成分電流を検出す
る各成分電流検出手段と、前記各成分電流検出手段の出
力信号より平均電流値を演算する平均電流検出手段と、
励磁成分電流とトルク成分電流の各成分電流指令と前記
平均電流検出手段の出力信号との偏差に基づいて各成分
電圧指令を出力する平均電流制御手段と、前記平均電流
検出手段の出力信号と前記各成分電流検出手段の出力信
号との偏差に基づいて各成分のアンバランス補償電圧を
出力する各巻線電流アンバランス補償手段を備え、前記
多巻線交流電動機の各巻線間電流に不平衡が発生したと
き、前記電圧指令信号を補正することを特徴とする多巻
線交流電動機の電流制御装置。 - 【請求項２】 請求項１において、各成分電流検出手段
は、各巻線の交流電流を励磁成分電流とトルク成分電流
に座標変換し、各巻線の電流位相が異なっているとき、
基準指令に対する各巻線の励磁成分電流検出値及びトル
ク成分電流検出値の差を求め、この差が交流電流の位相
差と等価であることを特徴とする多巻線交流電動機の電
流制御装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、各巻
線の前記電圧指令座標変換手段と前記各成分電流検出手
段の基準位相に所定の位相差を持たせる位相加算手段を
設けることを特徴とする多巻線交流電動機の電流制御装
置。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２において、多巻
線交流電動機は、９相あるいは９端子電動機であること
を特徴とする多巻線交流電動機の電流制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4087590A JP2733724B2 (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 多巻線交流電動機の電流制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4087590A JP2733724B2 (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 多巻線交流電動機の電流制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05260792A true JPH05260792A (ja) | 1993-10-08 |
| JP2733724B2 JP2733724B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=13919218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4087590A Expired - Lifetime JP2733724B2 (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 多巻線交流電動機の電流制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2733724B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6731095B2 (en) | 2001-11-06 | 2004-05-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Controller for multiplex winding motor |
| US20100259207A1 (en) * | 2007-12-04 | 2010-10-14 | Mitsubishi Electric Corporaiton | Control apparatus of alternating-current motor |
| WO2011152558A1 (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-08 | 株式会社明電舎 | 同期機の位置センサレス制御装置 |
| JP2013034280A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Denso Corp | ３相回転機の制御装置 |
| EP2197088A3 (en) * | 2006-10-27 | 2014-01-22 | Direct Drive Systems, Inc. | Electromechanical energy conversion systems |
| JP2014138530A (ja) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Toyota Motor Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2015233372A (ja) * | 2014-06-09 | 2015-12-24 | 株式会社日本製鋼所 | 多巻線交流モータの制御方法 |
| US9715981B2 (en) | 2011-05-16 | 2017-07-25 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | System cabling for a multiple relay arrangement |
| US10103674B2 (en) | 2014-11-20 | 2018-10-16 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Drive control apparatus for multiple-winding motor |
| JP2019154202A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | 三相交流給電システムおよび三相交流給電システムの制御方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4146172B2 (ja) * | 2002-06-24 | 2008-09-03 | 東芝エレベータ株式会社 | エレベータの制御装置 |
| CN107005194B (zh) | 2014-10-15 | 2019-07-05 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 多绕组电动机驱动控制装置 |
-
1992
- 1992-03-12 JP JP4087590A patent/JP2733724B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102934353A (zh) * | 2010-06-04 | 2013-02-13 | 株式会社明电舍 | 同步电机的无位置传感器的控制装置 |
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| US9715981B2 (en) | 2011-05-16 | 2017-07-25 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | System cabling for a multiple relay arrangement |
| JP2013034280A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Denso Corp | ３相回転機の制御装置 |
| US8766577B2 (en) | 2011-08-01 | 2014-07-01 | Denso Corporation | Three-phase rotary machine control apparatus |
| JP2014138530A (ja) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Toyota Motor Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2015233372A (ja) * | 2014-06-09 | 2015-12-24 | 株式会社日本製鋼所 | 多巻線交流モータの制御方法 |
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| JP2019154202A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | 三相交流給電システムおよび三相交流給電システムの制御方法 |
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|---|---|
| JP2733724B2 (ja) | 1998-03-30 |
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