JPH0683597B2 - リラクタンス発電機制御装置 - Google Patents
リラクタンス発電機制御装置Info
- Publication number
- JPH0683597B2 JPH0683597B2 JP61107891A JP10789186A JPH0683597B2 JP H0683597 B2 JPH0683597 B2 JP H0683597B2 JP 61107891 A JP61107891 A JP 61107891A JP 10789186 A JP10789186 A JP 10789186A JP H0683597 B2 JPH0683597 B2 JP H0683597B2
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- Japan
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- voltage
- reluctance generator
- load
- vdc
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、リラクタンス発電機制御装置に関する。
（従来の技術） 同期発電機の一種であるリラクタンス発電機は、発電シ
ステムの高出力、小型軽量化が要求される輸送機関等で
その性能が評価されつつある。
ステムの高出力、小型軽量化が要求される輸送機関等で
その性能が評価されつつある。
リラクタンス発電機は、古くから知られた発電機であ
り、周知のものである。
り、周知のものである。
このリラクタンス発電機は、例えば特開昭61−73596号
公報に記載されている。
公報に記載されている。
第３図は、特開昭61−73596号公報に記載されている三
相リラクタンス発電機を制御する制御装置の一例のブロ
ック図である。次に、このブロック図により、三相リラ
クタンス発電機の制御について説明する。図において、
リラクタンス発電機４は、連結装置２を介して原動機１
に連結され、この原動機１の駆動力により回動される。
リラクタンス発電機４の出力は、例えば６ステップの電
圧形インバータ５により直流に変換され、平滑コンデン
サ６により平滑されて抵抗値Rlの負荷８に給電される。
７は始動回路で、リラクタンス発電機４が定常状態にな
るまでの間作動して初期励磁を与える。リラクタンス発
電機４の回転軸には位置検出器３を取付けておき、検出
された位置信号は、回転子位置検出回路11で所定の信号
処理が行なわれ、位置検出信号は、リラクタンス発電機
４の励磁電流（直軸電流）Id検出器51に送出され、ま
た、回転数検出値は電圧形インバータ５のベース駆動回
路13に送出される。リラクタンス発電機４の直軸電流Id
は、出力導線に設けた変流器50により検出し、直軸電流
指令値とともに減算器52に入力される。減算器52の出力
信号は、誤差増幅補償回路53により所定の処理を行な
い、ベース駆動回路13に送出され、電圧形インバータ５
を制御する。このとき、インバータの位相角、即ち、リ
ラクタンス発電機４の負荷角δは、直軸電流Idの指令値
にリラクタンス発電機４の実際の直軸電流Idが追従する
ように、図のようなフィードバック系で制御される。こ
こで、抵抗値R1の負荷８に給電される直流電圧Vdcは、
定電圧特性が得られるように直流電圧指令値発生回路10
の電圧指令値に追従して可変制御するものであり、この
ため、直流電圧検出器９により負荷に給電される直流電
圧を検出し、減算器54に入力して指令電圧と比較する直
流電圧制御ループを形成している。
相リラクタンス発電機を制御する制御装置の一例のブロ
ック図である。次に、このブロック図により、三相リラ
クタンス発電機の制御について説明する。図において、
リラクタンス発電機４は、連結装置２を介して原動機１
に連結され、この原動機１の駆動力により回動される。
リラクタンス発電機４の出力は、例えば６ステップの電
圧形インバータ５により直流に変換され、平滑コンデン
サ６により平滑されて抵抗値Rlの負荷８に給電される。
７は始動回路で、リラクタンス発電機４が定常状態にな
るまでの間作動して初期励磁を与える。リラクタンス発
電機４の回転軸には位置検出器３を取付けておき、検出
された位置信号は、回転子位置検出回路11で所定の信号
処理が行なわれ、位置検出信号は、リラクタンス発電機
４の励磁電流（直軸電流）Id検出器51に送出され、ま
た、回転数検出値は電圧形インバータ５のベース駆動回
路13に送出される。リラクタンス発電機４の直軸電流Id
は、出力導線に設けた変流器50により検出し、直軸電流
指令値とともに減算器52に入力される。減算器52の出力
信号は、誤差増幅補償回路53により所定の処理を行な
い、ベース駆動回路13に送出され、電圧形インバータ５
を制御する。このとき、インバータの位相角、即ち、リ
ラクタンス発電機４の負荷角δは、直軸電流Idの指令値
にリラクタンス発電機４の実際の直軸電流Idが追従する
ように、図のようなフィードバック系で制御される。こ
こで、抵抗値R1の負荷８に給電される直流電圧Vdcは、
定電圧特性が得られるように直流電圧指令値発生回路10
の電圧指令値に追従して可変制御するものであり、この
ため、直流電圧検出器９により負荷に給電される直流電
圧を検出し、減算器54に入力して指令電圧と比較する直
流電圧制御ループを形成している。
（発明が解決しようとする問題点） このように、従来のリラクタンス発電機制御装置は、リ
ラクタンス発電機の出力電圧を直流電圧指令値に追従せ
しめ、かつこの出力電圧を安定化するため、第３図にお
いて点線で示す制御装置12′を設けている。そしてこの
制御装置12′には、前述の如く直軸電流制御用のフィー
ドバック系と、負荷に給電される直流電圧制御用のフィ
ードバック系とを設け、リラクタンス発電機４の直軸電
流Idを直流電圧指令値に追従させるように負荷角δを変
化させ、また、負荷８に定電圧が供給されるように直流
電圧制御ループによる制御を行なっている。このため、
従来のリラクタンス発電機制御装置は構成が複雑とな
り、コストも高くなるという問題があった。そこで、本
発明はこのような従来技術の問題点を解消し、簡単な構
成のリラクタンス発電機制御装置を提供するものであ
る。
ラクタンス発電機の出力電圧を直流電圧指令値に追従せ
しめ、かつこの出力電圧を安定化するため、第３図にお
いて点線で示す制御装置12′を設けている。そしてこの
制御装置12′には、前述の如く直軸電流制御用のフィー
ドバック系と、負荷に給電される直流電圧制御用のフィ
ードバック系とを設け、リラクタンス発電機４の直軸電
流Idを直流電圧指令値に追従させるように負荷角δを変
化させ、また、負荷８に定電圧が供給されるように直流
電圧制御ループによる制御を行なっている。このため、
従来のリラクタンス発電機制御装置は構成が複雑とな
り、コストも高くなるという問題があった。そこで、本
発明はこのような従来技術の問題点を解消し、簡単な構
成のリラクタンス発電機制御装置を提供するものであ
る。
（問題点を解決するための手段） 上記の如き従来の欠点を解消するために本発明は、原動
機により駆動されるリラクタンス発電機と、リラクタン
ス発電機の出力側に接続される電圧形インバータより直
流が給電される負荷と、該負荷に給電される直流電圧を
検出する直流電圧検出器と、リラクタンス発電機の軸に
取りつけられる回転子位置検出器と、直流電圧指令値と
前記直流電圧検出器の出力信号が入力される制御装置
と、該制御装置の出力信号と前記回転子位置検出信号が
入力されるインバータ駆動回路とを具備するリラクタン
ス発電機制御装置において、直流電圧指令値と直流電圧
検出器の出力信号の比の逆三角関数値により演算した電
圧形インバータの駆動位相角とリラクタンス発電機の回
転信号からリラクタンス発電機の回転信号に対応した電
圧形インバータの駆動信号を作成する制御手段を有する
ことを特徴とするリラクタンス発電機制御装置を提供す
るものである。
機により駆動されるリラクタンス発電機と、リラクタン
ス発電機の出力側に接続される電圧形インバータより直
流が給電される負荷と、該負荷に給電される直流電圧を
検出する直流電圧検出器と、リラクタンス発電機の軸に
取りつけられる回転子位置検出器と、直流電圧指令値と
前記直流電圧検出器の出力信号が入力される制御装置
と、該制御装置の出力信号と前記回転子位置検出信号が
入力されるインバータ駆動回路とを具備するリラクタン
ス発電機制御装置において、直流電圧指令値と直流電圧
検出器の出力信号の比の逆三角関数値により演算した電
圧形インバータの駆動位相角とリラクタンス発電機の回
転信号からリラクタンス発電機の回転信号に対応した電
圧形インバータの駆動信号を作成する制御手段を有する
ことを特徴とするリラクタンス発電機制御装置を提供す
るものである。
（作用） 本発明は、リラクタンス発電機の負荷角を、直流負荷の
電圧指令値の関数として制御するので、従来のような発
電機の励磁電流（直軸電流）の制御系が不要となり、制
御装置が簡単に構成できる。
電圧指令値の関数として制御するので、従来のような発
電機の励磁電流（直軸電流）の制御系が不要となり、制
御装置が簡単に構成できる。
（実施例） 以下、図により本発明の実施例について説明する。
本発明は、次のような原理によりリラクタンス発電機を
制御するものである。即ち、第３図に示すような６ステ
ップの電圧形インバータ５を介して抵抗値Rlを有する負
荷８に給電する場合の、リラクタンス発電機４の負荷側
に接続された瞬時電力Ｐは、 Ｐ＝（1/3）×｛（1/xq）−（1/xd）｝×sin2δ(Vdc)2
＝｛（(Vdc)2/R1｝＋CVdc（dVdc/dt） …（１） で表わされる。（１）式は、リラクタンス発電機４の操
作量が負荷角δのみであるとすれば、出力電圧、即ち、
直流電圧Vdcを制御量とすることができることを示して
いる。ところで、負荷抵抗R1を一定とした場合に、直流
電圧Vdcと負荷角δは、直軸リラクタンスxdおよび横軸
リラクタンスxqの飽和特性の影響により１対１では対応
しないため、単なる比例、積分制御と線形補償では安定
な直軸電流の制御はできない。
制御するものである。即ち、第３図に示すような６ステ
ップの電圧形インバータ５を介して抵抗値Rlを有する負
荷８に給電する場合の、リラクタンス発電機４の負荷側
に接続された瞬時電力Ｐは、 Ｐ＝（1/3）×｛（1/xq）−（1/xd）｝×sin2δ(Vdc)2
＝｛（(Vdc)2/R1｝＋CVdc（dVdc/dt） …（１） で表わされる。（１）式は、リラクタンス発電機４の操
作量が負荷角δのみであるとすれば、出力電圧、即ち、
直流電圧Vdcを制御量とすることができることを示して
いる。ところで、負荷抵抗R1を一定とした場合に、直流
電圧Vdcと負荷角δは、直軸リラクタンスxdおよび横軸
リラクタンスxqの飽和特性の影響により１対１では対応
しないため、単なる比例、積分制御と線形補償では安定
な直軸電流の制御はできない。
しかしながら、この種のリラクタンス発電機において
は、直流電圧Vdcが変化しても、負荷角δの変化範囲は
少ないことが判明しており、（１）式において、｛（1/
xq）−（1/xd）｝は定数とみなすことができる。したが
って、（１）式において非線形要素はsin2δのみとなる
ので、負荷角δの指令値を、直流電圧Vdcの関数 δ＝（1/2）sin−１［Ｋ｛１−（Vdc/Vdc＊）｝］ …
（２） 但し、Vdc＊：直流電圧指令値 で与えると、（１）式はVdcに関する線形微分方程式と
なる。（２）式を解くと、 Vdc＝[{(B/A)+1/Vdc1}exp(At)-(B/A)]-1 …（３） 但し、（ｔ＝0:Vdc1） ここで、 Ａ＝（−1/c）×［（1/3）×｛（1/xq）−（1/xd）｝×
Ｋ−（1/R1）］ …（４） Ｂ＝（1/3c）×｛（1/xq）−（1/xq）｝×（K/Vdc＊）
…（５） したがって、Ａが負のときには、ｔ→∞で一定値に収束
し、このとき、Vdcの値は（１）式で得られる定常値に
等しくなる。
は、直流電圧Vdcが変化しても、負荷角δの変化範囲は
少ないことが判明しており、（１）式において、｛（1/
xq）−（1/xd）｝は定数とみなすことができる。したが
って、（１）式において非線形要素はsin2δのみとなる
ので、負荷角δの指令値を、直流電圧Vdcの関数 δ＝（1/2）sin−１［Ｋ｛１−（Vdc/Vdc＊）｝］ …
（２） 但し、Vdc＊：直流電圧指令値 で与えると、（１）式はVdcに関する線形微分方程式と
なる。（２）式を解くと、 Vdc＝[{(B/A)+1/Vdc1}exp(At)-(B/A)]-1 …（３） 但し、（ｔ＝0:Vdc1） ここで、 Ａ＝（−1/c）×［（1/3）×｛（1/xq）−（1/xd）｝×
Ｋ−（1/R1）］ …（４） Ｂ＝（1/3c）×｛（1/xq）−（1/xq）｝×（K/Vdc＊）
…（５） したがって、Ａが負のときには、ｔ→∞で一定値に収束
し、このとき、Vdcの値は（１）式で得られる定常値に
等しくなる。
第２図は、直流電圧Vdcと負荷角δとの関係を示す特性
図である。上記（１）〜（５）式において、電圧指令値
Vdc＊、負荷抵抗R1が与えられると、δ指令値は電圧増
加に伴い、（ａ），（ｂ）等の関数曲線上を動き、平衡
点であるＲ一定の曲線（イ），（ロ），（ハ）等との交
点に落着く。また、平衡点Vdc0からΔVdc変動した場合
を考えると、 （dVdc/dt）＝（−1/3c）×｛（1/xq）−（1/xd）｝×
（K/Vdc＊）×Vdc0×ΔVdc …（６） となり、変動が生じても平衡点に戻るように変化する。
ここで、係数Ｋを大きくすると負荷抵抗変動に対する直
流出力電圧を小さくでき、また、電圧指令値Vdc＊によ
り直流出力電圧を調整できることがわかる。
図である。上記（１）〜（５）式において、電圧指令値
Vdc＊、負荷抵抗R1が与えられると、δ指令値は電圧増
加に伴い、（ａ），（ｂ）等の関数曲線上を動き、平衡
点であるＲ一定の曲線（イ），（ロ），（ハ）等との交
点に落着く。また、平衡点Vdc0からΔVdc変動した場合
を考えると、 （dVdc/dt）＝（−1/3c）×｛（1/xq）−（1/xd）｝×
（K/Vdc＊）×Vdc0×ΔVdc …（６） となり、変動が生じても平衡点に戻るように変化する。
ここで、係数Ｋを大きくすると負荷抵抗変動に対する直
流出力電圧を小さくでき、また、電圧指令値Vdc＊によ
り直流出力電圧を調整できることがわかる。
第１図は、本発明のリラクタンス発電機制御装置のブロ
ック図である。図において第３図の従来例と同じ構成要
素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略す
る。本発明においては、制御装置には、除算器ａ、減算
器ｂ、乗算器ｃ、逆正弦波発生器ｄにより構成されてい
る。除算器ａは直流電圧指令値Vdc＊と、負荷に給電さ
れる直流電圧Vdcとを除算し、減算器ｂ、乗算器ｃ、逆
三角関数発生器ｄにより、（２）式で求めた負荷角δを
決定し、ベース駆動回路13に制御信号を送る。ベース駆
動回路13は、入力される制御信号に基づいて電圧形イン
バータを制御し、直流電圧Vdcを調整する。
ック図である。図において第３図の従来例と同じ構成要
素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略す
る。本発明においては、制御装置には、除算器ａ、減算
器ｂ、乗算器ｃ、逆正弦波発生器ｄにより構成されてい
る。除算器ａは直流電圧指令値Vdc＊と、負荷に給電さ
れる直流電圧Vdcとを除算し、減算器ｂ、乗算器ｃ、逆
三角関数発生器ｄにより、（２）式で求めた負荷角δを
決定し、ベース駆動回路13に制御信号を送る。ベース駆
動回路13は、入力される制御信号に基づいて電圧形イン
バータを制御し、直流電圧Vdcを調整する。
なお、本発明に係るリラクタンス発電機制御装置の安定
動作を決める上記第（３）式において、Ａは第（４）式
で示され、これはVdcの変化の時定数でもあり負の絶対
値が大きいほど応答性は良い。またＡの値を決めるＫは
同時に第２図に示す曲線（ａ），（ｂ）の傾きを決めて
いる。すなわち第２図からわかるように、負荷８が変動
したときの電圧変動の大きさを左右している。
動作を決める上記第（３）式において、Ａは第（４）式
で示され、これはVdcの変化の時定数でもあり負の絶対
値が大きいほど応答性は良い。またＡの値を決めるＫは
同時に第２図に示す曲線（ａ），（ｂ）の傾きを決めて
いる。すなわち第２図からわかるように、負荷８が変動
したときの電圧変動の大きさを左右している。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明のリラクタンス発電機制御
装置は、直軸電流の制御ループが不要であり、直流電圧
帰還系のみの構成となっているので、制御装置が簡略化
できる。また、制御装置の乗算回路、逆三角関数発生器
は単一のIC回路で実現できるので、制御装置を安価に構
成できる。
装置は、直軸電流の制御ループが不要であり、直流電圧
帰還系のみの構成となっているので、制御装置が簡略化
できる。また、制御装置の乗算回路、逆三角関数発生器
は単一のIC回路で実現できるので、制御装置を安価に構
成できる。
第１図は本発明のブロック図、第２図は説明図、第３図
は従来例のブロック図である。 １…原動機、４…リラクタンス発電機、５…電圧形イン
バータ、８…負荷、９…直流電圧検出器、10…直流電圧
指令値発生回路、12…制御装置、13…ベース駆動回路。
は従来例のブロック図である。 １…原動機、４…リラクタンス発電機、５…電圧形イン
バータ、８…負荷、９…直流電圧検出器、10…直流電圧
指令値発生回路、12…制御装置、13…ベース駆動回路。
Claims (1)
- 【請求項１】原動機により駆動されるリラクタンス発電
機と、 リラクタンス発電機の出力側に接続される電圧形インバ
ータより直流が給電される負荷と、該負荷に給電される
直流電圧を検出する直流電圧検出器と、リラクタンス発
電機の軸に取りつけられる回転子位置検出器と、直流電
圧指令値と前記直流電圧検出器の出力信号が入力される
制御装置と、該制御装置の出力信号と前記回転子位置検
出信号が入力されるインバータ駆動回路とを具備するリ
ラクタンス発電機制御装置において、直流電圧指令値と
直流電圧検出器の出力信号の比の逆三角関数値により演
算した電圧形インバータの駆動位相角とリラクタンス発
電機の回転信号からリラクタンス発電機の回転信号に対
応した電圧形インバータの駆動信号を作成する制御手段
を有することを特徴とするリラクタンス発電機制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61107891A JPH0683597B2 (ja) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | リラクタンス発電機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61107891A JPH0683597B2 (ja) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | リラクタンス発電機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62268400A JPS62268400A (ja) | 1987-11-20 |
| JPH0683597B2 true JPH0683597B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=14470693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61107891A Expired - Fee Related JPH0683597B2 (ja) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | リラクタンス発電機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0683597B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2579977B2 (ja) * | 1987-12-21 | 1997-02-12 | 株式会社東芝 | 電動機の発電制御装置 |
| US5493195A (en) * | 1994-09-29 | 1996-02-20 | Sundstrand Corporation | Switched reluctance starter/generator control system allowing operation with regenerative loads and electrical system employing same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6173596A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-15 | Isuzu Motors Ltd | リラクタンス発電機制御装置 |
-
1986
- 1986-05-12 JP JP61107891A patent/JPH0683597B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6173596A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-15 | Isuzu Motors Ltd | リラクタンス発電機制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62268400A (ja) | 1987-11-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |