JPH0570397B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0570397B2 JPH0570397B2 JP59031840A JP3184084A JPH0570397B2 JP H0570397 B2 JPH0570397 B2 JP H0570397B2 JP 59031840 A JP59031840 A JP 59031840A JP 3184084 A JP3184084 A JP 3184084A JP H0570397 B2 JPH0570397 B2 JP H0570397B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- torque command
- set value
- phase
- command
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 39
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 22
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
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
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、制御装置の不感帯の影響を減少さ
せ、微小なトルクも精密に制御できる同期電動機
の制御装置に関する。
せ、微小なトルクも精密に制御できる同期電動機
の制御装置に関する。
第１図は同期電動機の概略構造を示すもので、
固定子３０には固定子巻線Z1，Z2及びZ3が三相
巻きにされ、制御装置からは三相交流電流が供給
されるようになつている。この電流は磁化された
回転子３１の位置に同期して流され、回転子３１
の発生する磁束との間の相互作用により回転子に
は回転トルクが発生する。
固定子３０には固定子巻線Z1，Z2及びZ3が三相
巻きにされ、制御装置からは三相交流電流が供給
されるようになつている。この電流は磁化された
回転子３１の位置に同期して流され、回転子３１
の発生する磁束との間の相互作用により回転子に
は回転トルクが発生する。
第２図はこのような同期電動機の制御装置の従
来例を示すものであり、トルク指令Ｔが増幅器１
で増幅されて、固定子巻線Z1〜Z3に流れる巻線
電流の振幅の指令IAとなつて乗算器３〜５に入
力される。一方、同期電動機１８に連結された位
置検出器１９によつて検出される回転子３１の位
置DPが３相正弦波発生装置２に入力され、固定
子巻線Z1，Z2及びZ3に流れる電流の周波数を決
める120°ずつ位相のずれた正弦波信号S1，S2お
よびS3が発生され、それぞれ乗算器３，４及び
５に入力される。第１相については、増幅器１か
らの電流振幅IA及び３相正弦波発生回路からの
正弦波信号S1が乗算器３で乗算されて電流指令
Ri1となる。この電流指令Ri1が加算器６に入力
されると共に、電流検出器１５によつて検出され
る固定子巻線の第１相Z1の電流i1が加算器６に入
力され、電流指令Ri1から固定子電流i1が減算さ
れた電流偏差Ei1がPIDコントローラ９に入力さ
れる。そして、PIDコントローラ９で補償演算が
なされ、その結果が電力増幅器１２に伝送され、
電力増幅器１２から第１相の固定子巻線Z1の一
端に所要の電圧V1が印加されるようになつてい
る。また、第２相、第３相についても上述と全く
同様である。
来例を示すものであり、トルク指令Ｔが増幅器１
で増幅されて、固定子巻線Z1〜Z3に流れる巻線
電流の振幅の指令IAとなつて乗算器３〜５に入
力される。一方、同期電動機１８に連結された位
置検出器１９によつて検出される回転子３１の位
置DPが３相正弦波発生装置２に入力され、固定
子巻線Z1，Z2及びZ3に流れる電流の周波数を決
める120°ずつ位相のずれた正弦波信号S1，S2お
よびS3が発生され、それぞれ乗算器３，４及び
５に入力される。第１相については、増幅器１か
らの電流振幅IA及び３相正弦波発生回路からの
正弦波信号S1が乗算器３で乗算されて電流指令
Ri1となる。この電流指令Ri1が加算器６に入力
されると共に、電流検出器１５によつて検出され
る固定子巻線の第１相Z1の電流i1が加算器６に入
力され、電流指令Ri1から固定子電流i1が減算さ
れた電流偏差Ei1がPIDコントローラ９に入力さ
れる。そして、PIDコントローラ９で補償演算が
なされ、その結果が電力増幅器１２に伝送され、
電力増幅器１２から第１相の固定子巻線Z1の一
端に所要の電圧V1が印加されるようになつてい
る。また、第２相、第３相についても上述と全く
同様である。
そして、電力増幅器１２，１３及び１４と、固
定子巻線の第１相Z1、第２相Z2及び第３相Z3と
は第３図に示すようにそれぞれＹ形結線されて互
いに接続されており、例えば第１相の固定子巻線
Z1には、電力増幅器１２の電圧V1と固定子巻線
Z1〜Z3の中性点Ｎの電位V0との電位差に応じて
固定子電流i1が流れる。固定子電流i2及びi3につ
いても同様であり、この固定子電流i1〜i3と回転
子３１の発生する磁束との相互作用により回転子
３１には回転トルクが発生することになる。
定子巻線の第１相Z1、第２相Z2及び第３相Z3と
は第３図に示すようにそれぞれＹ形結線されて互
いに接続されており、例えば第１相の固定子巻線
Z1には、電力増幅器１２の電圧V1と固定子巻線
Z1〜Z3の中性点Ｎの電位V0との電位差に応じて
固定子電流i1が流れる。固定子電流i2及びi3につ
いても同様であり、この固定子電流i1〜i3と回転
子３１の発生する磁束との相互作用により回転子
３１には回転トルクが発生することになる。
このような構成において、制御装置に与えられ
るトルク指令Ｔに基づいて電流振幅IAが発生さ
れる。また、回転子位置DPに対応した周波数の
正弦波信号S1，S2及びS3が発生され、それぞれ
乗算器３，４及び５で電流振幅IAと乗算されて
電流指令Ri1，Ri2及びRi3となる。電流指令Ri1
に基づいて、加算器６、PIDコントローラ９、電
力増幅器１２及び電流検出器１５から成る電流フ
イードバツク系を介して第１相の固定子巻線Z1
には固定子電流i1が流れて、同様に固定子巻線の
第２相及び第３相にはそれぞれ固定子電流i2及び
i3が流れている。
るトルク指令Ｔに基づいて電流振幅IAが発生さ
れる。また、回転子位置DPに対応した周波数の
正弦波信号S1，S2及びS3が発生され、それぞれ
乗算器３，４及び５で電流振幅IAと乗算されて
電流指令Ri1，Ri2及びRi3となる。電流指令Ri1
に基づいて、加算器６、PIDコントローラ９、電
力増幅器１２及び電流検出器１５から成る電流フ
イードバツク系を介して第１相の固定子巻線Z1
には固定子電流i1が流れて、同様に固定子巻線の
第２相及び第３相にはそれぞれ固定子電流i2及び
i3が流れている。
３相正弦波発生回路２の周波数がω／2πであ
り、固定子巻線Z1〜Z3のインピーダンスが同一
であつて、電流フイードバツク系により正常な電
流制御がなされているとすると、一般に、 i1＝IA・sin（ωt＋α） ……（1A） i2＝IA・sin（ωt＋２／３π＋α） ……（1B） i3＝IA・sin（ωt＋４／３π＋α） ……（1C） が成り立つ。そして、これら固定子電流i1〜i3に
よつて回転子３１が角速度ωで回転されている。
時点０において、回転子３１の発生する磁束密度
Ｂの方向と固定子巻線Z1に流れる電流i1の方向と
がなつているとすると、時点ｔにおいて固定子巻
線Z1，Z2及びZ2と直交する磁束密度B1，B2及び
B3はそれぞれ B1＝BA・sinωt ……（2A） B2＝BA・sin（ωt＋２／３π） ……（2B） B3＝BA・sin（ωt＋４／３π） ……（2C） （ただしBAは磁束密度Ｂの大きさ） となる。
り、固定子巻線Z1〜Z3のインピーダンスが同一
であつて、電流フイードバツク系により正常な電
流制御がなされているとすると、一般に、 i1＝IA・sin（ωt＋α） ……（1A） i2＝IA・sin（ωt＋２／３π＋α） ……（1B） i3＝IA・sin（ωt＋４／３π＋α） ……（1C） が成り立つ。そして、これら固定子電流i1〜i3に
よつて回転子３１が角速度ωで回転されている。
時点０において、回転子３１の発生する磁束密度
Ｂの方向と固定子巻線Z1に流れる電流i1の方向と
がなつているとすると、時点ｔにおいて固定子巻
線Z1，Z2及びZ2と直交する磁束密度B1，B2及び
B3はそれぞれ B1＝BA・sinωt ……（2A） B2＝BA・sin（ωt＋２／３π） ……（2B） B3＝BA・sin（ωt＋４／３π） ……（2C） （ただしBAは磁束密度Ｂの大きさ） となる。
ここで、固定子巻線Z1〜Z3の平均半径及び有
効長さすべて同一でそれぞれＲ及びＬであるとす
ると、回転子３１にかかる回転トルクTMは、
（1A）〜（1C）及び（2A）〜（2C）式より TM＝Ｌ・Ｒ・（B1・i1＋B2・i2＋B3・i3） ＝３／２Ｌ・Ｒ・BA・IA・cosα ＝Ｋ・IA・cosα ……(3) （ただしＫ＝３／２Ｌ・Ｒ・BA） となる。
効長さすべて同一でそれぞれＲ及びＬであるとす
ると、回転子３１にかかる回転トルクTMは、
（1A）〜（1C）及び（2A）〜（2C）式より TM＝Ｌ・Ｒ・（B1・i1＋B2・i2＋B3・i3） ＝３／２Ｌ・Ｒ・BA・IA・cosα ＝Ｋ・IA・cosα ……(3) （ただしＫ＝３／２Ｌ・Ｒ・BA） となる。
３相正弦波発生回路２は回転子３１の回転、つ
まり磁束密度Ｂの回転と固定子電流i1との間に位
相差がないように正弦波信号S1を発生するから、
第４図に示すようにα＝０であり、(3)式より TM＝Ｋ・IA ……(4) となる。従つて、トルク指令Ｔに一致するように
回転トルクTMを発生させるには、第５図に示す
ように電流振幅IAを IA＝１／Ｋ・Ｔ ……(5) とすればよい。(5)式から分るように微小トルクを
発生する必要がある場合には電流振幅IAも微小
なものとなり、（1A）〜（1C）から分るようにこ
のときには固定子巻線Z1，Z2及びZ3に流れる電
流i1，i2及びi3の振幅は微小なものとなる。とこ
ろが、例えば電力増幅器１２〜１４には第６図に
その入出力特性を示すように、入力Viが微小な場
合には出力V0が変化しない不感帯が存在し、微
小な電流制御はできない。従つて、従来の制御装
置では微小なトルク指令Ｔに対応できない欠点が
あつた。
まり磁束密度Ｂの回転と固定子電流i1との間に位
相差がないように正弦波信号S1を発生するから、
第４図に示すようにα＝０であり、(3)式より TM＝Ｋ・IA ……(4) となる。従つて、トルク指令Ｔに一致するように
回転トルクTMを発生させるには、第５図に示す
ように電流振幅IAを IA＝１／Ｋ・Ｔ ……(5) とすればよい。(5)式から分るように微小トルクを
発生する必要がある場合には電流振幅IAも微小
なものとなり、（1A）〜（1C）から分るようにこ
のときには固定子巻線Z1，Z2及びZ3に流れる電
流i1，i2及びi3の振幅は微小なものとなる。とこ
ろが、例えば電力増幅器１２〜１４には第６図に
その入出力特性を示すように、入力Viが微小な場
合には出力V0が変化しない不感帯が存在し、微
小な電流制御はできない。従つて、従来の制御装
置では微小なトルク指令Ｔに対応できない欠点が
あつた。
よつて、この発明の目的は上述のような欠点が
なく、微小なトルク指令Ｔにも対処し得る同期電
動機の制御装置を提供することにある。
なく、微小なトルク指令Ｔにも対処し得る同期電
動機の制御装置を提供することにある。
以下にこの発明を説明する。
この発明は、固定子と、この固定子に三相巻に
巻回された固定子巻線と、磁化された回転子とで
なる同期電動機に対して、トルク指令Ｔから前記
固定子巻線に流れる電流の振幅IAを演算すると
共に、前記回転子の回転位置から前記固定子巻線
の電流の位相及び周波数を演算するようにした同
期電動機の制御装置に関するもので、トルク指令
Ｔとトルクレベル設定値TLとを入力し、トルク
指令Ｔの絶対値が設定値TLより大きい時はトル
ク指令Ｔの絶対値に比例した電流指令IAを出力
し、トルク指令Ｔの絶対値が設定値TLより小さ
い時は電流レベル設定値ILを電流指令IAとして
出力する電流振幅設定手段と、トルク指令Ｔとト
ルクレベル設定値TLとを入力し、トルク指令Ｔ
が設定値TLより大きい時は前記回転子の磁束中
心位置に対する固定子巻線電流の位相差αを０、
即ちその余弦値cos α＝１とし、トルク指令Ｔが
設定値−TLからTLの範囲の値の時はcos α＝
Ｔ／TLで定まる位相差αとし、トルク指令Ｔが
設定値−TLより小さい時は位相差αを180°、即
ちその余弦値cos α＝−１となる位相差を生成す
る位相差設定手段と、前記同期電動機の極数を
Ｐ、回転子位置をDPとする時、三相交流信号S1
＝sin（２×DP／Ｐ＋α）、S2＝sin（２×DP／Ｐ
＋α＋120°）、S3＝sin（２×DP／Ｐ＋α＋240°）
を生成する三相正弦波発生手段と、前記電流振幅
設定手段の出力IAと前記三相正弦波発生手段の
出力S1，S2，S3とをそれぞれ乗算し、三相各相
の電流指令値Ri1，Ri2，Ri3を出力する乗算手段
とを具備することによつて達成される。
巻回された固定子巻線と、磁化された回転子とで
なる同期電動機に対して、トルク指令Ｔから前記
固定子巻線に流れる電流の振幅IAを演算すると
共に、前記回転子の回転位置から前記固定子巻線
の電流の位相及び周波数を演算するようにした同
期電動機の制御装置に関するもので、トルク指令
Ｔとトルクレベル設定値TLとを入力し、トルク
指令Ｔの絶対値が設定値TLより大きい時はトル
ク指令Ｔの絶対値に比例した電流指令IAを出力
し、トルク指令Ｔの絶対値が設定値TLより小さ
い時は電流レベル設定値ILを電流指令IAとして
出力する電流振幅設定手段と、トルク指令Ｔとト
ルクレベル設定値TLとを入力し、トルク指令Ｔ
が設定値TLより大きい時は前記回転子の磁束中
心位置に対する固定子巻線電流の位相差αを０、
即ちその余弦値cos α＝１とし、トルク指令Ｔが
設定値−TLからTLの範囲の値の時はcos α＝
Ｔ／TLで定まる位相差αとし、トルク指令Ｔが
設定値−TLより小さい時は位相差αを180°、即
ちその余弦値cos α＝−１となる位相差を生成す
る位相差設定手段と、前記同期電動機の極数を
Ｐ、回転子位置をDPとする時、三相交流信号S1
＝sin（２×DP／Ｐ＋α）、S2＝sin（２×DP／Ｐ
＋α＋120°）、S3＝sin（２×DP／Ｐ＋α＋240°）
を生成する三相正弦波発生手段と、前記電流振幅
設定手段の出力IAと前記三相正弦波発生手段の
出力S1，S2，S3とをそれぞれ乗算し、三相各相
の電流指令値Ri1，Ri2，Ri3を出力する乗算手段
とを具備することによつて達成される。
また、この発明は、トルク指令Ｔとトルクレベ
ル設定値TLとを入力し、トルク指令Ｔが設定値
TLより大きい時はトルク指令Ｔに比例した電流
指令IAを出力し、トルク指令Ｔが設定値TLから
０の範囲の値の時は電流レベル設定値ILを電流
指令として出力しトルク指令Ｔが０から設定値−
TLの範囲の時は設定値−ILを電流指令として出
力し、トルク指令Ｔが設定値−TLより小さい時
はトルク指令Ｔに比例した電流指令IAを出力す
る電流振幅設定手段と、トルク指令Ｔとトルクレ
ベル設定値TLとを入力し、トルク指令Ｔが設定
値TLより大きい時は前記回転子の磁束中心位置
に対する固定子巻線電流の位相差αを０、即ちそ
の余弦値cos α＝１とし、トルク指令Ｔが設定値
−TLからTLの範囲の値の時は、cos α＝｜Ｔ
｜／TLで定まる位相差αとし、トルク指令Ｔが
設定値−TLより小さい時は位相差αを0°、即ち
その余弦値cos α＝１となる位相差を生成する位
相差設定手段と、前記同期電動機の極数をＰ、回
転子位置をDPとする時、三相交流信号S1＝sin
（２×DP／Ｐ＋α），S2＝sin（２×DP／Ｐ＋α＋
120°），S3＝sin（２×DP／Ｐ＋α＋240°）を生成
する三相正弦波発生手段と、前記電流振幅設定手
段の出力IAと前記三相正弦波発生手段の出力S1，
S2，S3とをそれぞれ乗算し、三相各相の電流指
令値Ri1，Ri2，Ri3を出力する乗算手段とを具備
することによつても達成される。
ル設定値TLとを入力し、トルク指令Ｔが設定値
TLより大きい時はトルク指令Ｔに比例した電流
指令IAを出力し、トルク指令Ｔが設定値TLから
０の範囲の値の時は電流レベル設定値ILを電流
指令として出力しトルク指令Ｔが０から設定値−
TLの範囲の時は設定値−ILを電流指令として出
力し、トルク指令Ｔが設定値−TLより小さい時
はトルク指令Ｔに比例した電流指令IAを出力す
る電流振幅設定手段と、トルク指令Ｔとトルクレ
ベル設定値TLとを入力し、トルク指令Ｔが設定
値TLより大きい時は前記回転子の磁束中心位置
に対する固定子巻線電流の位相差αを０、即ちそ
の余弦値cos α＝１とし、トルク指令Ｔが設定値
−TLからTLの範囲の値の時は、cos α＝｜Ｔ
｜／TLで定まる位相差αとし、トルク指令Ｔが
設定値−TLより小さい時は位相差αを0°、即ち
その余弦値cos α＝１となる位相差を生成する位
相差設定手段と、前記同期電動機の極数をＰ、回
転子位置をDPとする時、三相交流信号S1＝sin
（２×DP／Ｐ＋α），S2＝sin（２×DP／Ｐ＋α＋
120°），S3＝sin（２×DP／Ｐ＋α＋240°）を生成
する三相正弦波発生手段と、前記電流振幅設定手
段の出力IAと前記三相正弦波発生手段の出力S1，
S2，S3とをそれぞれ乗算し、三相各相の電流指
令値Ri1，Ri2，Ri3を出力する乗算手段とを具備
することによつても達成される。
第７図はこの発明の制御装置を実現するための
一実施例の概略構成を第２図に対応させて示すも
のであり、トルク指令Ｔは増幅器１で増幅された
後演算器２０に入力されると共に、演算器２１に
入力されている。さらに、トルクレベル設定器か
らの設定値TLも演算器２０に入力されると共に、
演算器２１に入力されている。演算器２０は、第
８図に示すようにトルク指令Ｔの絶対値が設定値
TL以上の場合には、トルク指令Ｔに比例させて
電流振幅IAを(5)式を満たすように発生し、トル
ク指令Ｔの絶対値が設定値TL以下の場合には、
トルク指令Ｔが正のとき電流振幅IAを電流レベ
ル設定値ILとし、トルク指令Ｔが負のとき電流
振幅IAを設定値−ILとして乗算器３〜５に入力
する。
一実施例の概略構成を第２図に対応させて示すも
のであり、トルク指令Ｔは増幅器１で増幅された
後演算器２０に入力されると共に、演算器２１に
入力されている。さらに、トルクレベル設定器か
らの設定値TLも演算器２０に入力されると共に、
演算器２１に入力されている。演算器２０は、第
８図に示すようにトルク指令Ｔの絶対値が設定値
TL以上の場合には、トルク指令Ｔに比例させて
電流振幅IAを(5)式を満たすように発生し、トル
ク指令Ｔの絶対値が設定値TL以下の場合には、
トルク指令Ｔが正のとき電流振幅IAを電流レベ
ル設定値ILとし、トルク指令Ｔが負のとき電流
振幅IAを設定値−ILとして乗算器３〜５に入力
する。
一方、演算器２１は第９図に示すようにトルク
指令Ｔの絶対値が設定値TL以上の場合には、後
述する位相差αの余弦値cosαを１とし、トルク
指令Ｔの絶対値が設定値TL以下の場合には、ト
ルク指令Ｔが零又は正のとき、 cosα＝Ｔ／TL ……(6) とし、トルク指令Ｔが負のとき cosα＝−Ｔ／TL ……(7) として３相正弦波発生回路２に入力する。従つ
て、電流振幅IAと余弦値cosαの積IA・cosαとト
ルク指令Ｔとの間には、第１０図に示すように常
に Ｔ＝Ｋ・IA・cosα ……(8) という関係が成立している。ただし、Ｋは(5)式と
同じものである。
指令Ｔの絶対値が設定値TL以上の場合には、後
述する位相差αの余弦値cosαを１とし、トルク
指令Ｔの絶対値が設定値TL以下の場合には、ト
ルク指令Ｔが零又は正のとき、 cosα＝Ｔ／TL ……(6) とし、トルク指令Ｔが負のとき cosα＝−Ｔ／TL ……(7) として３相正弦波発生回路２に入力する。従つ
て、電流振幅IAと余弦値cosαの積IA・cosαとト
ルク指令Ｔとの間には、第１０図に示すように常
に Ｔ＝Ｋ・IA・cosα ……(8) という関係が成立している。ただし、Ｋは(5)式と
同じものである。
次に、３相正弦波発生回路２Ａは回転位置DP
に対応して、固定子巻線Z1〜Z3に流れる電流の
位相及び周波数を決定する120°ずつ位相のずれた
正弦波信号S1〜S3を発生するが、第４図に示し
た従来の３相正弦波発生回路２のように回転子３
１の磁束密度Ｂと、正弦波信号S1との位相を一
致させることなく、第１１図に示すように演算器
２１から入力される余弦値cosαを与える位相差
αだけ正弦波信号S1を進ませるようにする。そ
して、このようにして発生された正弦波信号S1
〜S3はそれぞれ乗算器３〜５に入力される。そ
して、乗算器３〜５以降は従来と同様となつてい
る。
に対応して、固定子巻線Z1〜Z3に流れる電流の
位相及び周波数を決定する120°ずつ位相のずれた
正弦波信号S1〜S3を発生するが、第４図に示し
た従来の３相正弦波発生回路２のように回転子３
１の磁束密度Ｂと、正弦波信号S1との位相を一
致させることなく、第１１図に示すように演算器
２１から入力される余弦値cosαを与える位相差
αだけ正弦波信号S1を進ませるようにする。そ
して、このようにして発生された正弦波信号S1
〜S3はそれぞれ乗算器３〜５に入力される。そ
して、乗算器３〜５以降は従来と同様となつてい
る。
このような構成において、トルク指令Ｔ及び設
定値TLに基づいて演算器２０によつて電流振幅
IAが計算され、トルク指令Ｔ及び設定値TLに基
づいて演算器２１によつて余弦値cosαが計算さ
れる。そして、３相正弦波発生回路２Ａでは、こ
の余弦値cosαと、回転値位置に基づいて回転子
３１の磁束密度Ｂよりαだけ位相の進んだ正弦波
信号S1をはじめとして、３相の正弦波信号S1〜
S3が発生され、以下従来例と同様に電流振幅が
IA、位相がそれぞれS1〜S3と一致するように固
定子巻線Z1〜Z3の電流i1〜i3が制御される。
定値TLに基づいて演算器２０によつて電流振幅
IAが計算され、トルク指令Ｔ及び設定値TLに基
づいて演算器２１によつて余弦値cosαが計算さ
れる。そして、３相正弦波発生回路２Ａでは、こ
の余弦値cosαと、回転値位置に基づいて回転子
３１の磁束密度Ｂよりαだけ位相の進んだ正弦波
信号S1をはじめとして、３相の正弦波信号S1〜
S3が発生され、以下従来例と同様に電流振幅が
IA、位相がそれぞれS1〜S3と一致するように固
定子巻線Z1〜Z3の電流i1〜i3が制御される。
このとき、同期電動機の発生トルクTMは上述
したように(3)式で与えられ、しかも電流振幅IA
及び余弦値cosαは(8)式を満たすように予め演算
器２０及び２１によつて設定されるから、発生ト
ルクTMは所望のトルク指令Ｔと一致することに
なる。しかも、微小なトルク指令Ｔに対しては第
８図及び第９図から分るように、電流振幅IAを
電流レベル設定値IL又は−ILに保ち余弦値cosα
を変化させて対処しているので、第６図に示した
電力増幅器１２〜１４の不感帯領域をほとんど使
うことなく電流フイードバツク系による電流制御
を行なうことができる。
したように(3)式で与えられ、しかも電流振幅IA
及び余弦値cosαは(8)式を満たすように予め演算
器２０及び２１によつて設定されるから、発生ト
ルクTMは所望のトルク指令Ｔと一致することに
なる。しかも、微小なトルク指令Ｔに対しては第
８図及び第９図から分るように、電流振幅IAを
電流レベル設定値IL又は−ILに保ち余弦値cosα
を変化させて対処しているので、第６図に示した
電力増幅器１２〜１４の不感帯領域をほとんど使
うことなく電流フイードバツク系による電流制御
を行なうことができる。
なお、上述の演算器２０及び２１ではそれぞれ
トルク指令Ｔと電流振幅IAとの関係、トルク指
令Ｔと余弦値αとの関係を第８図及び第９図に示
すように設定したが、必ずしもこれに限定される
ものではない。つまり、トルク指令Ｔと、電流振
幅IAと余弦値cosαとの積IA・cosαが(8)式を満た
すようにすればよく、例えばトルク指令Ｔと電流
振幅IAとの関係を第１２図に、トルク指令Ｔと
余弦値cosαとの関係を第１３図になるようにそ
れぞれ設定するようにしてもよい。また、cosα
とcos（−α）とは等しいから、正弦波信号S1を
回転子３１の磁束密度Ｂよりも位相−αだけ進め
る。つまり位相αだけ遅らせても上述と同様の効
果があるが、固定子巻線Z1〜Z3のインダクタン
ス分を考慮すると、正弦波信号S1を磁束密度Ｂ
よりも位相αだけ進ませた方が制御しやすい。
トルク指令Ｔと電流振幅IAとの関係、トルク指
令Ｔと余弦値αとの関係を第８図及び第９図に示
すように設定したが、必ずしもこれに限定される
ものではない。つまり、トルク指令Ｔと、電流振
幅IAと余弦値cosαとの積IA・cosαが(8)式を満た
すようにすればよく、例えばトルク指令Ｔと電流
振幅IAとの関係を第１２図に、トルク指令Ｔと
余弦値cosαとの関係を第１３図になるようにそ
れぞれ設定するようにしてもよい。また、cosα
とcos（−α）とは等しいから、正弦波信号S1を
回転子３１の磁束密度Ｂよりも位相−αだけ進め
る。つまり位相αだけ遅らせても上述と同様の効
果があるが、固定子巻線Z1〜Z3のインダクタン
ス分を考慮すると、正弦波信号S1を磁束密度Ｂ
よりも位相αだけ進ませた方が制御しやすい。
以上のようにこの発明の制御装置によれば、微
小なトルクを発生させなければならない場合に、
従来のように固定子巻線に流れる電流振幅を微小
なものとせずに、電流レベル設定値ILに保つた
状態で所望のトルクを発生させることができるの
で、制御装置内の電力増幅器等に存在する不感帯
領域をほとんど使わずに良好な電流制御を行なう
ことが可能となる利点がある。
小なトルクを発生させなければならない場合に、
従来のように固定子巻線に流れる電流振幅を微小
なものとせずに、電流レベル設定値ILに保つた
状態で所望のトルクを発生させることができるの
で、制御装置内の電力増幅器等に存在する不感帯
領域をほとんど使わずに良好な電流制御を行なう
ことが可能となる利点がある。
第１図は同期電動機の概略構造図、第２図は従
来の同期電動機の制御装置の一例を示す図、第３
図は電力増幅器と固定子巻線の接続の様子を説明
するための図、第４図は従来装置における回転子
の磁束密度と固定子巻線の電流の位相関係を示す
図、第５図は従来のトルク指令Ｔと電流振幅IA
の関係を示す図、第６図は電力増幅器の不感帯を
説明するための図、第７図はこの発明の制御装置
を実現するための一実施例のブロツク構成図、第
８図はこの発明の制御装置によるトルク指令Ｔと
電流振幅IAとの関係を示す図、第９図はこの発
明の制御装置によるトルク指令Ｔと余弦値cosα
との関係を示す図、第１０図はトルク指令Ｔと、
電流振幅IA及び余弦値cosαの積との関係を示す
図、第１１図はこの発明の制御装置による回転子
の磁束密度と固定子巻線の電流の位相関係を示す
図、第１２図はこの発明の制御装置による別のト
ルク指令Ｔと電流振幅IAとの関係を示す図、第
１３図はこの発明の制御装置による別のトルク指
令Ｔと余弦値cosαとの関係を示す図である。 １……増幅器、２，２Ａ……３相正弦波発生回
路、３〜５……乗算器、６〜８……加算器、９〜
１１……PIDコントローラ、１２〜１４……電力
増幅器、１５〜１７……電流検出器、１８……同
期電動機、１９……位置検出器、２０，２１……
演算器、３０……固定子、３１……回転子。
来の同期電動機の制御装置の一例を示す図、第３
図は電力増幅器と固定子巻線の接続の様子を説明
するための図、第４図は従来装置における回転子
の磁束密度と固定子巻線の電流の位相関係を示す
図、第５図は従来のトルク指令Ｔと電流振幅IA
の関係を示す図、第６図は電力増幅器の不感帯を
説明するための図、第７図はこの発明の制御装置
を実現するための一実施例のブロツク構成図、第
８図はこの発明の制御装置によるトルク指令Ｔと
電流振幅IAとの関係を示す図、第９図はこの発
明の制御装置によるトルク指令Ｔと余弦値cosα
との関係を示す図、第１０図はトルク指令Ｔと、
電流振幅IA及び余弦値cosαの積との関係を示す
図、第１１図はこの発明の制御装置による回転子
の磁束密度と固定子巻線の電流の位相関係を示す
図、第１２図はこの発明の制御装置による別のト
ルク指令Ｔと電流振幅IAとの関係を示す図、第
１３図はこの発明の制御装置による別のトルク指
令Ｔと余弦値cosαとの関係を示す図である。 １……増幅器、２，２Ａ……３相正弦波発生回
路、３〜５……乗算器、６〜８……加算器、９〜
１１……PIDコントローラ、１２〜１４……電力
増幅器、１５〜１７……電流検出器、１８……同
期電動機、１９……位置検出器、２０，２１……
演算器、３０……固定子、３１……回転子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固定子と、この固定子に三相巻に巻回された
固定子巻線と、磁化された回転子とでなる同期電
動機に対して、トルク指令Ｔから前記固定子巻線
に流れる電流の振幅IAを演算すると共に、前記
回転子の回転子位置から前記固定子巻線の電流の
位相及び周波数を演算するようにした同期電動機
の制御装置において、トルク指令Ｔとトルクレベ
ル設定値TLとを入力し、トルク指令Ｔの絶対値
が設定値TLより大きい時はトルク指令Ｔの絶対
値に比例した電流指令IAを出力し、トルク指令
Ｔの絶対値が設定TLより小さい時は電流レベル
設定値ILを電流指令IAとして出力する電流振幅
設定手段と、トルク指令Ｔとトルクレベル設定値
TLとを入力し、トルク指令Ｔが設定値TLより大
きい時は前記回転子の磁束中心位置に対する固定
子巻線電流の位相差αを０、即ちその余弦値cos
α＝１とし、トルク指令Ｔが設定値−TLからTL
の範囲の値の時は、cos α＝Ｔ／TLで定まる位
相差αとし、トルク指令Ｔが設定値−TLより小
さい時は位相差αを180°、即ちその余弦値cos α
＝−１となる位相差を生成する位相差設定手段
と、前記同期電動機の極数をＰ、回転子位置を
DPとする時、三相交流信号S1＝sin（２×DP／Ｐ
＋α）、S2＝sin（２×DP／Ｐ＋α＋120°）、S3＝
sin（２×DP／Ｐ＋α＋240°）を生成する三相正
弦波発生手段と、前記電流振幅設定手段の出力
IAと前記三相正弦波発生手段の出力S1，S2，S3
とをそれぞれ乗算し、三相各相の電流指令値
Ri1，Ri2，Ri3を出力する乗算手段とを備えるこ
とを特徴とする同期電動機の制御装置。 ２ 固定子と、この固定子に三相巻に巻回された
固定子巻線と、磁化された回転子とでなる同期電
動機に対して、トルク指令Ｔから前記固定子巻線
に流れる電流の振幅IAを演算すると共に、前記
回転子の回転位置から前記固定子巻線の電流の位
相及び周波数を演算するようにした同期電動機の
制御装置において、トルク指令Ｔとトルクレベル
設定値TLとを入力し、トルク指令Ｔが設定値TL
より大きい時はトルク指令Ｔに比例した電流指令
IAを出力し、トルク指令Ｔが設定値TLから０の
範囲の値の時は電流レベル設定値ILを電流指令
として出力し、トルク指令Ｔが０から設定値−
TLの範囲の時は設定値−ILを電流指令として出
力し、トルク指令Ｔが設定値−TLより小さい時
はトルク指令Ｔに比例した電流指令IAを出力す
る電流振幅設定手段と、トルク指令Ｔとトルクレ
ベル設定値TLとを入力し、トルク指令Ｔが設定
値TLより大きい時は前記回転子の磁束中心位置
に対する固定子巻線電流の位相差αを０、即ちそ
の余弦値cos α＝１とし、トルク指令Ｔが設定値
−TLからTLの範囲の値の時は、cos α＝｜Ｔ
｜／TLで定まる位相差αとし、トルク指令Ｔが
設定値−TLより小さい時は位相差αを0°、即ち
その余弦値cos α＝１となる位相差を生成する位
相差設定手段と、前記同期電動機の極数をＰ、回
転子位置をDPとする時、三相交流信号S1＝sin
（２×DP／Ｐ＋α），S2＝sin（２×DP／Ｐ＋α＋
120°），S3＝sin（２×DP／Ｐ＋α＋240°）を生成
する三相正弦波発生手段と、前記電流振幅設定手
段の出力IAと前記三相正弦波発生手段の出力S1，
S2，S3とをそれぞれ乗算し、三相各相の電流指
令値Ri1，Ri2，Ri3を出力する乗算手段とを備え
ることを特徴とする同期電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59031840A JPS60176489A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 同期電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59031840A JPS60176489A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 同期電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60176489A JPS60176489A (ja) | 1985-09-10 |
| JPH0570397B2 true JPH0570397B2 (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=12342248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59031840A Granted JPS60176489A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 同期電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60176489A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4987306A (en) * | 1989-07-27 | 1991-01-22 | Beckman Instruments | Color monitoring in liquid scintillation systems |
| US5025161A (en) * | 1989-07-27 | 1991-06-18 | Beckman Instruments, Inc. | Detecting multiple phases in liquid scintillation samples |
-
1984
- 1984-02-22 JP JP59031840A patent/JPS60176489A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60176489A (ja) | 1985-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS58123394A (ja) | 交流電動機の制御装置 | |
| JPS5911271B2 (ja) | 誘導電動機の制御方法 | |
| US4510430A (en) | Vector control method and system for an induction motor | |
| JPH05308793A (ja) | 電力変換装置の制御回路 | |
| EP0121792A2 (en) | Vector control method and system for an induction motor | |
| JPH0570397B2 (ja) | ||
| US4322672A (en) | Electric motor control apparatus | |
| JP3519200B2 (ja) | 同期機の励磁制御装置 | |
| JP2872708B2 (ja) | 多連シールド掘進機のカッタ同期運転装置 | |
| JPS6264293A (ja) | モ−タ駆動回路 | |
| JPS6277081A (ja) | ３相誘導電動機の制御装置 | |
| JPS60219984A (ja) | 誘導電動機制御装置 | |
| JP2708649B2 (ja) | サイクロコンバータの制御装置 | |
| JPS6070987A (ja) | 誘導電動機のベクトル制御装置 | |
| JPS62210884A (ja) | 三相同期電動機の速度制御装置 | |
| JP2909736B2 (ja) | 誘導電動機の制御装置 | |
| JPS55125089A (en) | Variable speed operation system for squirrel-cage induction motor | |
| JPS62203596A (ja) | 三相交流電動機の速度制御装置 | |
| JPH0793839B2 (ja) | 誘導電動機の制御装置 | |
| JPS62171493A (ja) | 交流電動機の電流検出方法 | |
| JPS6042711B2 (ja) | 透導電動機の回転制御装置 | |
| JPH0546794B2 (ja) | ||
| JPS5828831B2 (ja) | 誘導電動機の制御装置 | |
| JPS6185089A (ja) | 誘導電動機の制御装置 | |
| JPS63174586A (ja) | 同期モ−タの電流位相制御方式 |