JPH07118937B2 - 同期電動機制御装置 - Google Patents
同期電動機制御装置Info
- Publication number
- JPH07118937B2 JPH07118937B2 JP59083365A JP8336584A JPH07118937B2 JP H07118937 B2 JPH07118937 B2 JP H07118937B2 JP 59083365 A JP59083365 A JP 59083365A JP 8336584 A JP8336584 A JP 8336584A JP H07118937 B2 JPH07118937 B2 JP H07118937B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- phase control
- synchronous motor
- advance angle
- power
- 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
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
- H02P25/03—Synchronous motors with brushless excitation
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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、交流電源に接続された整流器と、直流を交
流に変換する逆変換器とにより同期電動機の速度を自動
制御する同期電動機制御装置に関する。
流に変換する逆変換器とにより同期電動機の速度を自動
制御する同期電動機制御装置に関する。
他励式変換器により同期電動機の速度を自動制御する制
御装置は一般にサイリスタモータとよばれており、第１
図はこのサイリスタモータの構成を示したブロック図で
ある。
御装置は一般にサイリスタモータとよばれており、第１
図はこのサイリスタモータの構成を示したブロック図で
ある。
交流電源１は交流電力を直流電力に変換する整流器２に
接続され、整流器２（第１の電力変換器）により直流変
換された電力は直流リアクトル３を介して平滑化され逆
変換器４（第２の電力変換器）により所望の電圧と周波
数とを持った交流電力に逆変換されて同期電動機５に供
給される。同期電動機５には速度検出用のパルス発生器
７が直結されており、このパルス発生器７からのパルス
信号はFV変換器103によりアナログ量に変換され速度帰
還信号となる。この速度帰還信号は速度基準信号20と比
較され、その偏差信号が速度制御回路21に入力されて増
幅される。
接続され、整流器２（第１の電力変換器）により直流変
換された電力は直流リアクトル３を介して平滑化され逆
変換器４（第２の電力変換器）により所望の電圧と周波
数とを持った交流電力に逆変換されて同期電動機５に供
給される。同期電動機５には速度検出用のパルス発生器
７が直結されており、このパルス発生器７からのパルス
信号はFV変換器103によりアナログ量に変換され速度帰
還信号となる。この速度帰還信号は速度基準信号20と比
較され、その偏差信号が速度制御回路21に入力されて増
幅される。
速度制御回路21の出力であるトルク基準信号は割算器22
により磁束弱め制御回路20の出力である磁束基準信号で
割算され、電力基準信号となる。
により磁束弱め制御回路20の出力である磁束基準信号で
割算され、電力基準信号となる。
整流器２の入力電流は変流器で検出されたのち、電流検
出回路101を介して直流に変換され、直流帰還信号とな
る。前述した電流基準信号はこの電流帰還信号と比較さ
れ偏差が取られて電流制御回路23に伝達され増幅され
て、α位相制御回路24に入力される。
出回路101を介して直流に変換され、直流帰還信号とな
る。前述した電流基準信号はこの電流帰還信号と比較さ
れ偏差が取られて電流制御回路23に伝達され増幅され
て、α位相制御回路24に入力される。
α位相制御回路24は整流器２の位相を制御して直流電圧
を制御する。
を制御する。
もう一方の交流電源10は交流電力を直流に変換する整流
器11に入力され、整流器11により直流にされた電力は、
同期電動機５の界磁巻線12に与えられる。
器11に入力され、整流器11により直流にされた電力は、
同期電動機５の界磁巻線12に与えられる。
速度帰還信号を入力とする磁束弱め制御回路40の出力で
ある磁束基準信号は、同期電動機５の電圧を検出する電
圧検出回路102の出力である電圧帰還信号と比較され、
その偏差信号が電圧制御回路41で増幅される。
ある磁束基準信号は、同期電動機５の電圧を検出する電
圧検出回路102の出力である電圧帰還信号と比較され、
その偏差信号が電圧制御回路41で増幅される。
界磁電流は変流器で検出され、電流検出回路104を介し
て直流に変換され、界磁電流帰還信号となる。そして、
この界磁電流帰還信号は電圧制御回路41の出力である界
磁電流帰還信号と比較され、その偏差信号は電流制御回
路42で増幅されてα位相制御回路43に入力される。
て直流に変換され、界磁電流帰還信号となる。そして、
この界磁電流帰還信号は電圧制御回路41の出力である界
磁電流帰還信号と比較され、その偏差信号は電流制御回
路42で増幅されてα位相制御回路43に入力される。
α位相制御回路43は整流器11の位相を制御して界磁巻線
12に流れる界磁電流を制御している。
12に流れる界磁電流を制御している。
他方、同期電動機５にパルス発生器７とともに直結され
た位置検出器６は同期電動機５の巻線に対する界磁磁極
の位置を検出し、β位相制御回路31に伝達する。β位相
制御回路31は逆変換器５の位相制御進み角βを制御する
働きを持っている。β位相制御回路31にはさらに速度制
御回路21の出力であるトルク基準信号を入力として力行
・回生状態を検出する力行・回生検出器30（運転状態判
別部）の出力信号が入力されている。これによりβ位相
制御回路31は逆変換器４の位相制御進み角βを、力行ま
たは回生の運転状態に応じて制御するよう動作する。
た位置検出器６は同期電動機５の巻線に対する界磁磁極
の位置を検出し、β位相制御回路31に伝達する。β位相
制御回路31は逆変換器５の位相制御進み角βを制御する
働きを持っている。β位相制御回路31にはさらに速度制
御回路21の出力であるトルク基準信号を入力として力行
・回生状態を検出する力行・回生検出器30（運転状態判
別部）の出力信号が入力されている。これによりβ位相
制御回路31は逆変換器４の位相制御進み角βを、力行ま
たは回生の運転状態に応じて制御するよう動作する。
ここで、今説明したサイリスタモータを運転する場合、
力行時では位相制御進み角βは約20゜、回生時では約15
0゜となるように設定すると、同時電動機５の発生トル
クの絶対値は次式（１）、（２）で示されるように、同
じ電流値Ｉに対し約１割異なってくる。
力行時では位相制御進み角βは約20゜、回生時では約15
0゜となるように設定すると、同時電動機５の発生トル
クの絶対値は次式（１）、（２）で示されるように、同
じ電流値Ｉに対し約１割異なってくる。
力行時｜トルク｜∝|Icos20゜｜≒0.94I ……（１） 回生時｜トルク｜∝|Icos150゜｜≒0.87I ……（２） したがって速い速度応答を要求される場合に、力行時は
問題はないが回生時では応答が遅くなるという欠点を有
している。
問題はないが回生時では応答が遅くなるという欠点を有
している。
この発明は上述した問題点を解決するためになされたも
ので、サイリスタモータの力行時と回生時とに関係なく
過度応答を改善することのできる同時電動機制御装置を
提供することを目的としている。
ので、サイリスタモータの力行時と回生時とに関係なく
過度応答を改善することのできる同時電動機制御装置を
提供することを目的としている。
上記課題を解決するための手段として、第１の発明は、
交流電源と同期電動機との間に設けられ直流側が相互に
接続された第1,第２の電力交換器と、速度基準と前記同
期電動機の速度検出信号とを比較してトルク基準を演算
する速度制御部と、前記トルク基準に基づいて電流基準
を演算しこの電流基準と前記第１の電力変換器の電流検
出信号とを比較して前記第１の電力変換器の電流を制御
する電流制御部と、前記同期電動機の磁極検出に基づい
て前記第２の電力変換器の位相制御進み角βを制御する
β位相制御部と、前記トルク基準の極性に基づいて力行
運転か回生運転かを判別する運転状態判別部とを備え、
さらに、前記β位相制御部に力行運転か回生運転かに基
づいて位相制御進み角βを切り換える手段を設けると共
に、前記電流制御部の入力側に力行運転か回生運転かに
基づいて電流基準を補正する電流基準補正手段を設け、
力行運転か回生運転かに基づいて位相制御進み角βを切
り換えても速度制御系のゲインが変化しないようにした
ことを特徴とするものである。
交流電源と同期電動機との間に設けられ直流側が相互に
接続された第1,第２の電力交換器と、速度基準と前記同
期電動機の速度検出信号とを比較してトルク基準を演算
する速度制御部と、前記トルク基準に基づいて電流基準
を演算しこの電流基準と前記第１の電力変換器の電流検
出信号とを比較して前記第１の電力変換器の電流を制御
する電流制御部と、前記同期電動機の磁極検出に基づい
て前記第２の電力変換器の位相制御進み角βを制御する
β位相制御部と、前記トルク基準の極性に基づいて力行
運転か回生運転かを判別する運転状態判別部とを備え、
さらに、前記β位相制御部に力行運転か回生運転かに基
づいて位相制御進み角βを切り換える手段を設けると共
に、前記電流制御部の入力側に力行運転か回生運転かに
基づいて電流基準を補正する電流基準補正手段を設け、
力行運転か回生運転かに基づいて位相制御進み角βを切
り換えても速度制御系のゲインが変化しないようにした
ことを特徴とするものである。
また、第２の発明は、交流電源と同期電動機との間に設
けられ直流側が相互に接続された第1,第２の電力交換器
と、速度基準と前記同期電動機の速度検出信号とを比較
してトルク基準を演算する速度制御部と、前記トルク基
準に基づいて電流基準を演算しこの電流基準と前記第１
の電力変換器の電流検出信号とを比較して前記第１の電
力変換器の電流を制御する電流制御部と、前記同期電動
機の磁極検出に基づいて前記第２の電力変換器の位相制
御進み角βを制御するβ位相制御部と、前記トルク基準
の極性に基づいて力行運転か回生運転かを判別する運転
状態判別部とを備え、しかも、前記β位相制御部は、力
行運転のときには電流基準に基づいて前記第２の電力変
換器の転流余裕角を一定とするように位相制御進み角β
を制御すると共に、回生運転のときには所定の位相制御
進み角βに切り換えるものであり、さらに、前記β位相
制御部に位相制御進み角βに応じた電流基準補正信号を
出力する手段を設けると共に、前記電流制御部の入力側
に前記電流基準補正信号に基づいて電流基準の補正を行
う電流基準補正手段を設け、位相制御進み角βを変化さ
せても速度制御系のゲインが変化しないようにしたこと
を特徴とするものである。
けられ直流側が相互に接続された第1,第２の電力交換器
と、速度基準と前記同期電動機の速度検出信号とを比較
してトルク基準を演算する速度制御部と、前記トルク基
準に基づいて電流基準を演算しこの電流基準と前記第１
の電力変換器の電流検出信号とを比較して前記第１の電
力変換器の電流を制御する電流制御部と、前記同期電動
機の磁極検出に基づいて前記第２の電力変換器の位相制
御進み角βを制御するβ位相制御部と、前記トルク基準
の極性に基づいて力行運転か回生運転かを判別する運転
状態判別部とを備え、しかも、前記β位相制御部は、力
行運転のときには電流基準に基づいて前記第２の電力変
換器の転流余裕角を一定とするように位相制御進み角β
を制御すると共に、回生運転のときには所定の位相制御
進み角βに切り換えるものであり、さらに、前記β位相
制御部に位相制御進み角βに応じた電流基準補正信号を
出力する手段を設けると共に、前記電流制御部の入力側
に前記電流基準補正信号に基づいて電流基準の補正を行
う電流基準補正手段を設け、位相制御進み角βを変化さ
せても速度制御系のゲインが変化しないようにしたこと
を特徴とするものである。
第１の発明において、運転状態判別部が力行運転または
回生運転のいずれの運転状態であるかを判別すると、β
位相制御部は、その判別した運転状態に応じて位相制御
進み角βを切り換える。このような切換えを行った場
合、回生時の電動機トルクは同一電流における力行時の
電動機トルクよりも小さくなる。すなわち、速度制御系
の応答性が回生時には低下することになる。
回生運転のいずれの運転状態であるかを判別すると、β
位相制御部は、その判別した運転状態に応じて位相制御
進み角βを切り換える。このような切換えを行った場
合、回生時の電動機トルクは同一電流における力行時の
電動機トルクよりも小さくなる。すなわち、速度制御系
の応答性が回生時には低下することになる。
そこで、電流制御部の入力側に設けられている電流基準
補正手段は、このような速度応答特性の低下が生じない
ように、第１の電力変換器に対する電流基準の補正を行
う。
補正手段は、このような速度応答特性の低下が生じない
ように、第１の電力変換器に対する電流基準の補正を行
う。
第２の発生に係る装置は、第１の発明に係る装置と同様
に、力行運転と回生運転との切換えを行うものである
が、さらに、第２の電力変換器の転流余裕角が一定とな
るような制御を行っている。したがって、第２の電力変
換器の位相制御進み角βの変化は、力行・回生の切換え
によるステップ的な変化の他に、転流余裕角一定制御に
よる連続的な変化も含むものとなる。
に、力行運転と回生運転との切換えを行うものである
が、さらに、第２の電力変換器の転流余裕角が一定とな
るような制御を行っている。したがって、第２の電力変
換器の位相制御進み角βの変化は、力行・回生の切換え
によるステップ的な変化の他に、転流余裕角一定制御に
よる連続的な変化も含むものとなる。
電流基準補正手段は、このように種々に変化する位相制
御進み角βに応じて、第１の電力変換器に対する電流基
準の補正を行なう。
御進み角βに応じて、第１の電力変換器に対する電流基
準の補正を行なう。
第１図および第３図はこの発明の一実施例を示すブロッ
ク図である。なお第１図に示したと同一部分には同一符
号を付し、その説明は省略する。第２図に示す22Aは割
算器22の出力である電流基準信号を入力とするゲイン切
換回路（電流基準補正手段）である。このゲイン切換回
路22Aにはさらに力行・回生検出器30の出力信号が入力
されており、力行時よりも回生時の方がゲインが大きく
なるように設定されている。
ク図である。なお第１図に示したと同一部分には同一符
号を付し、その説明は省略する。第２図に示す22Aは割
算器22の出力である電流基準信号を入力とするゲイン切
換回路（電流基準補正手段）である。このゲイン切換回
路22Aにはさらに力行・回生検出器30の出力信号が入力
されており、力行時よりも回生時の方がゲインが大きく
なるように設定されている。
たとえば、力行時の位相制御進み角βが20゜、回生時の
位相制御進み角βが150゜であったとすると、ゲイン切
換回路22Aは、割算器22からの電流基準信号を、力行時
には約1.06（1/cos20゜）倍、回生時には約1.15（1/cos
150゜）倍にする。
位相制御進み角βが150゜であったとすると、ゲイン切
換回路22Aは、割算器22からの電流基準信号を、力行時
には約1.06（1/cos20゜）倍、回生時には約1.15（1/cos
150゜）倍にする。
今、力行状態から回生状態に切換ったとすると、力行・
回生検出器30によりこれが検出されて、電流基準信号の
ゲインがゲイン切換回路22Aにより切換えられるので、
回生にあった瞬間の発生トルクも力行時と同等のトルク
となり、この力行または回生にかかわりなく同じ速い過
度応答を得ることができる。
回生検出器30によりこれが検出されて、電流基準信号の
ゲインがゲイン切換回路22Aにより切換えられるので、
回生にあった瞬間の発生トルクも力行時と同等のトルク
となり、この力行または回生にかかわりなく同じ速い過
度応答を得ることができる。
次に第３図について説明する。図中32は位相検出器６か
らの位置検出信号と割算器22の出力の電流基準信号とを
入力として逆変換器４の位相制御進み角βを制御するβ
位相制御回路であり、第１図および第２図のβ位相制御
回路31に対応するものである。そしてこのβ位相制御回
路32は、割算器22からの電流基準信号の入力に基いて逆
変換器４の転流余裕角が負荷電流によらず一定となるよ
うな制御を行なうものである。
らの位置検出信号と割算器22の出力の電流基準信号とを
入力として逆変換器４の位相制御進み角βを制御するβ
位相制御回路であり、第１図および第２図のβ位相制御
回路31に対応するものである。そしてこのβ位相制御回
路32は、割算器22からの電流基準信号の入力に基いて逆
変換器４の転流余裕角が負荷電流によらず一定となるよ
うな制御を行なうものである。
このβ位相制御回路32からは他の出力として位相制御進
み角βに関連した信号（cosβ）が出ており、この信号
はゲイン切換回路22Bに供給されている。そしてゲイン
切換回路22Bは、割算器22からの電流基準信号を1/cosβ
倍に補正している。
み角βに関連した信号（cosβ）が出ており、この信号
はゲイン切換回路22Bに供給されている。そしてゲイン
切換回路22Bは、割算器22からの電流基準信号を1/cosβ
倍に補正している。
したがって、転流余裕角一定制御や力行・回生切換制御
により位相制御進み角βの値が種々に変化したとして
も、常に同時電動機の発生トルクを等しくすることがで
き、安定した速度応答性を確保することができる。
により位相制御進み角βの値が種々に変化したとして
も、常に同時電動機の発生トルクを等しくすることがで
き、安定した速度応答性を確保することができる。
なお、上記実施例ではβ位相制御回路31,32の入力であ
る磁極位置検出信号として位相検出器６の信号を使用し
たが、この代わりに同期電動機５の電圧を用いて制御進
み角βを決めるようにしても同様の効果が得られる。
る磁極位置検出信号として位相検出器６の信号を使用し
たが、この代わりに同期電動機５の電圧を用いて制御進
み角βを決めるようにしても同様の効果が得られる。
以上のように、第１の発明によれば、力行・回生切換制
御により第２の電力変換器の位相制御進み角βが切換わ
ったとしても、これを補償するように、第１の電力変換
器の電流基準を切換えているので、回生時にも力行時と
同様の過度応答性を得ることができる。
御により第２の電力変換器の位相制御進み角βが切換わ
ったとしても、これを補償するように、第１の電力変換
器の電流基準を切換えているので、回生時にも力行時と
同様の過度応答性を得ることができる。
また、第２の発明によれば、力行・回生切換制御や転流
余裕角一定制御により第２の電力変換器の位相制御進み
角βが種々に変化したとしても、常に安定した過度応答
特性を得ることができる。
余裕角一定制御により第２の電力変換器の位相制御進み
角βが種々に変化したとしても、常に安定した過度応答
特性を得ることができる。
第１図は従来のサイリスタモータの回路構成を示すブロ
ック図、第２図および第３図は第１および第２の発明の
実施例を示すブロック図である。 １……交流電源、２……整流器（第１の電力変換器）、
３……直流リアクトル、４……逆変換器（第２の電力変
換器）、５……同期電動機、20……速度基準信号、21…
…速度制御回路、22……割算器、22A,22B……ゲイン切
換回路（電流基準補正手段）、24……α位相制御回路、
30……力行・回生検出回路（運転状態判別部）、31,32
……β位相制御回路。
ック図、第２図および第３図は第１および第２の発明の
実施例を示すブロック図である。 １……交流電源、２……整流器（第１の電力変換器）、
３……直流リアクトル、４……逆変換器（第２の電力変
換器）、５……同期電動機、20……速度基準信号、21…
…速度制御回路、22……割算器、22A,22B……ゲイン切
換回路（電流基準補正手段）、24……α位相制御回路、
30……力行・回生検出回路（運転状態判別部）、31,32
……β位相制御回路。
Claims (2)
- 【請求項１】交流電源と同期電動機との間に設けられ直
流側が相互に接続された第1,第２の電力交換器と、速度
基準と前記同期電動機の速度検出信号とを比較してトル
ク基準を演算する速度制御部と、前記トルク基準に基づ
いて電流基準を演算しこの電流基準と前記第１の電力変
換器の電流検出信号とを比較して前記第１の電力変換器
の電流を制御する電流制御部と、前記同期電動機の磁極
検出に基づいて前記第２の電力変換器の位相制御進み角
βを制御するβ位相制御部と、前記トルク基準の極性に
基づいて力行運転か回生運転かを判別する運転状態判別
部とを備え、さらに、前記β位相制御部に力行運転か回
生運転かに基づいて位相制御進み角βを切り換える手段
を設けると共に、前記電流制御部の入力側に力行運転か
回生運転かに基づいて電流基準を補正する電流基準補正
手段を設け、力行運転か回生運転かに基づいて位相制御
進み角βを切り換えても速度制御系のゲインが変化しな
いようにしたことを特徴とする同期電動機制御装置。 - 【請求項２】交流電源と同期電動機との間に設けられ直
流側が相互に接続された第1,第２の電力変換器と、速度
基準と前記同期電動機の速度検出信号とを比較してトル
ク基準を演算する速度制御部と、前記トルク基準に基づ
いて電流基準を演算しこの電流基準と前記第１の電力変
換器の電流検出信号とを比較して前記第１の電力変換器
の電流を制御する電流制御部と、前記同期電動機の磁極
検出に基づいて前記第２の電力変換器の位相制御進み角
βを制御するβ位相制御部と、前記トルク基準の極性に
基づいて力行運転か回生運転かを判別する運転状態判別
部とを備え、しかも、前記β位相制御部は、力行運転の
ときには電流基準に基づいて前記第２の電力変換器の転
流余裕角を一定とするように位相制御進み角βを制御す
ると共に、回生運転のときには所定の位相制御進み角β
に切り換えるものであり、さらに、前記β位相制御部に
位相制御進み角βに応じた電流基準補正信号を出力する
手段を設けると共に、前記電流制御部の入力側に前記電
流基準補正信号に基づいて電流基準の補正を行う電流基
準補正手段を設け、位相制御進み角βを変化させても速
度制御系のゲインが変化しないようにしたことを特徴と
する同期電動機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59083365A JPH07118937B2 (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 同期電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59083365A JPH07118937B2 (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 同期電動機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60226787A JPS60226787A (ja) | 1985-11-12 |
| JPH07118937B2 true JPH07118937B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=13800396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59083365A Expired - Lifetime JPH07118937B2 (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 同期電動機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118937B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5627186B2 (ja) * | 1974-01-25 | 1981-06-23 | ||
| JPS54144915A (en) * | 1978-05-04 | 1979-11-12 | Hitachi Ltd | Controller for commutatorless motor |
| JPS59156178A (ja) * | 1983-02-23 | 1984-09-05 | Fuji Electric Co Ltd | 無整流子電動機の制御装置 |
-
1984
- 1984-04-25 JP JP59083365A patent/JPH07118937B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60226787A (ja) | 1985-11-12 |
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