JPH0713440Y2 - 交流電源装置 - Google Patents
交流電源装置Info
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- JPH0713440Y2 JPH0713440Y2 JP1988009416U JP941688U JPH0713440Y2 JP H0713440 Y2 JPH0713440 Y2 JP H0713440Y2 JP 1988009416 U JP1988009416 U JP 1988009416U JP 941688 U JP941688 U JP 941688U JP H0713440 Y2 JPH0713440 Y2 JP H0713440Y2
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- Japan
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- voltage
- output
- motor generator
- generator
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Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は定周波定電圧出力電動発電機に関するもので、
詳しくは出力電圧を安定に制御する電動発電機の制御装
置を備えた交流電源装置に関する。
詳しくは出力電圧を安定に制御する電動発電機の制御装
置を備えた交流電源装置に関する。
（従来技術及び考案が解決しようとする問題点） 第２図は誘導電動機1Mと３相同期発電機Ｇとを一体化し
た電動発電機MGの一般的な構成である。誘導電動機1Mは
商用電源ACから給電され、ほぼ一定の回転数で回転す
る。３相同期発電機Ｇはこの誘導電動機1Mの回転数によ
ってきまる周波数の３相交流電圧を出力する。電圧は制
御装置Contによって交流発電機Ｇの励磁巻線EXにフィー
ドバック制御され、３相交流電圧の出力は一定のレベル
に維持される。
た電動発電機MGの一般的な構成である。誘導電動機1Mは
商用電源ACから給電され、ほぼ一定の回転数で回転す
る。３相同期発電機Ｇはこの誘導電動機1Mの回転数によ
ってきまる周波数の３相交流電圧を出力する。電圧は制
御装置Contによって交流発電機Ｇの励磁巻線EXにフィー
ドバック制御され、３相交流電圧の出力は一定のレベル
に維持される。
第３図（ａ）は第２図における制御装置Contの従来例を
示し、第３図（ｂ）は制御回路を説明する波形図を示し
たものである。図において、トランスＴの入力U,V,Wは
それぞれ電動発電機MGの３相出力に接続される。トラン
スＴの２次巻線出力は半波整流され信号Ｘとなる。信号
Ｘと直流の基準電圧ＹとがコンパレータＡに加えられ、
信号のレベルがＹ＞Ｘとなっている期間だけ出力パルス
Ｚ（制御のための信号Ｚと同じ）を発生させる。この出
力パルスＺを電力増幅して３相同期発電機Ｇの励磁巻線
に加えられる。電動発電機MGの出力電圧が低下すると信
号Ｘのレベルが低くなるので出力パルスＺのパルスの幅
が出力パルスＺ′（１パルスのみ図示）に示すように広
くなる。パルス幅が広くなると励磁巻線に加えられる電
圧の平均値が大きくなり結果として電動発電機MGの出力
電圧が増加して電圧低下は補償される。一方電動発電機
MGの出力電圧が高くなると出力パルスＺのパルス幅が出
力パルスＺ″（１パルスのみ図示）のように狭くなり、
電動発電機MGの出力電圧を下げる方向に作用し電圧上昇
が補償される。
示し、第３図（ｂ）は制御回路を説明する波形図を示し
たものである。図において、トランスＴの入力U,V,Wは
それぞれ電動発電機MGの３相出力に接続される。トラン
スＴの２次巻線出力は半波整流され信号Ｘとなる。信号
Ｘと直流の基準電圧ＹとがコンパレータＡに加えられ、
信号のレベルがＹ＞Ｘとなっている期間だけ出力パルス
Ｚ（制御のための信号Ｚと同じ）を発生させる。この出
力パルスＺを電力増幅して３相同期発電機Ｇの励磁巻線
に加えられる。電動発電機MGの出力電圧が低下すると信
号Ｘのレベルが低くなるので出力パルスＺのパルスの幅
が出力パルスＺ′（１パルスのみ図示）に示すように広
くなる。パルス幅が広くなると励磁巻線に加えられる電
圧の平均値が大きくなり結果として電動発電機MGの出力
電圧が増加して電圧低下は補償される。一方電動発電機
MGの出力電圧が高くなると出力パルスＺのパルス幅が出
力パルスＺ″（１パルスのみ図示）のように狭くなり、
電動発電機MGの出力電圧を下げる方向に作用し電圧上昇
が補償される。
このようにして電動発電機MGの出力電圧は自動的に調整
される。
される。
この従来の制御装置では、第３図（ｂ）に示すように、
コンパレータの入力信号であるＸの波形が正弦波の一部
をなしている。従って入力信号Ｘの最大値付近（出力電
圧が低い場合の相対値）で入力信号Ｘと基準電圧Ｙ′と
が交叉するときには入力信号Ｘのレベルの微小変化で出
力パルスＺのパルス幅が大きく変化するのに対し、入力
信号Ｘの最大値から離れた点（出力電圧が高い場合の相
対値）で入力信号Ｘと基準電圧Ｙ″とが交叉したときに
は、入力信号Ｘのレベルの微小変化に対する出力パルス
Ｚのパルス幅の変化は小さい。つまり、入力信号Ｘの変
化に対する出力パルスＺのパルス幅の変化が線形になら
ない。このため、電圧制御のフィードバックループの利
得を入力信号Ｘの変動範囲のすべてにわたって高いレベ
ルに保つことができなく、電圧制御の応答速度の低い領
域が存在するようになる。
コンパレータの入力信号であるＸの波形が正弦波の一部
をなしている。従って入力信号Ｘの最大値付近（出力電
圧が低い場合の相対値）で入力信号Ｘと基準電圧Ｙ′と
が交叉するときには入力信号Ｘのレベルの微小変化で出
力パルスＺのパルス幅が大きく変化するのに対し、入力
信号Ｘの最大値から離れた点（出力電圧が高い場合の相
対値）で入力信号Ｘと基準電圧Ｙ″とが交叉したときに
は、入力信号Ｘのレベルの微小変化に対する出力パルス
Ｚのパルス幅の変化は小さい。つまり、入力信号Ｘの変
化に対する出力パルスＺのパルス幅の変化が線形になら
ない。このため、電圧制御のフィードバックループの利
得を入力信号Ｘの変動範囲のすべてにわたって高いレベ
ルに保つことができなく、電圧制御の応答速度の低い領
域が存在するようになる。
また、電動発電機MGの負荷に非線形の負荷、例えばサイ
リスタ位相制御装置や整流装置などを接続すると、電動
発電機MGの出力インピーダンスが有限なため電圧波形、
従って入力信号Ｘに波形歪が生ずる。このため出力パル
スＺの幅が一様にならず電動発電機MGの出力電圧が不安
定になったり電圧精度が保てなくなる。
リスタ位相制御装置や整流装置などを接続すると、電動
発電機MGの出力インピーダンスが有限なため電圧波形、
従って入力信号Ｘに波形歪が生ずる。このため出力パル
スＺの幅が一様にならず電動発電機MGの出力電圧が不安
定になったり電圧精度が保てなくなる。
すなわち、従来の交流電源装置では電圧制御の応答速度
の低い領域が存在し、出力電圧の電圧精度が得られない
欠点があった。
の低い領域が存在し、出力電圧の電圧精度が得られない
欠点があった。
（考案の目的） 本考案は上記欠点に鑑み、電動発電機の出力電圧制御の
ゲインを一定に、しかも高くすることによって応答速度
を高め、かつ電圧波形の歪の影響を除去し、安定に出力
電圧精度を保る交流電源装置を提供することを目的とす
る。
ゲインを一定に、しかも高くすることによって応答速度
を高め、かつ電圧波形の歪の影響を除去し、安定に出力
電圧精度を保る交流電源装置を提供することを目的とす
る。
（問題点を解決するための手段） 本考案は誘導電動機と交流発電機とを一体化電動発電機
と、前記電動発電機の出力電圧を整流し、ついで平滑回
路によって平滑した電圧信号と、直流の基準電圧とを備
え、前記電圧信号と基準信号とが入力される誤差増幅器
を備える装置において、前記電動発電機の出力電圧の周
波数の３〜５倍の周波数をもつキャリア信号発生器と、
前記誤差増幅器の出力信号と前記キャリア信号とを入力
し、PWM信号を発生するコンパレータとを具備し、前記
コンパレータからのPWM信号により、前記交流発電機の
励磁巻線を駆動することを特徴とする交流電源装置を考
案の要旨とする。
と、前記電動発電機の出力電圧を整流し、ついで平滑回
路によって平滑した電圧信号と、直流の基準電圧とを備
え、前記電圧信号と基準信号とが入力される誤差増幅器
を備える装置において、前記電動発電機の出力電圧の周
波数の３〜５倍の周波数をもつキャリア信号発生器と、
前記誤差増幅器の出力信号と前記キャリア信号とを入力
し、PWM信号を発生するコンパレータとを具備し、前記
コンパレータからのPWM信号により、前記交流発電機の
励磁巻線を駆動することを特徴とする交流電源装置を考
案の要旨とする。
すなわち、電動発電機の出力の交流電圧を全波整流・平
滑してリップルの少ない直流電圧に変換する。次に直流
電圧と基準の直流電圧との差を増幅した誤差信号をつく
り、この誤差信号と三角波のキャリア信号とをコンパレ
ータに入力し両信号の大きさを比較してパルス信号を発
生させる。このパルス信号を電力増幅して電動発電機の
励磁巻線に加え出力電圧を制御する。
滑してリップルの少ない直流電圧に変換する。次に直流
電圧と基準の直流電圧との差を増幅した誤差信号をつく
り、この誤差信号と三角波のキャリア信号とをコンパレ
ータに入力し両信号の大きさを比較してパルス信号を発
生させる。このパルス信号を電力増幅して電動発電機の
励磁巻線に加え出力電圧を制御する。
以下図面に沿って本考案の実施例を説明する。なお、実
施例は一つの例示であって本考案の精神を逸脱しない範
囲で、種々の変更あるいは改良を行いうることは言うま
でもない。
施例は一つの例示であって本考案の精神を逸脱しない範
囲で、種々の変更あるいは改良を行いうることは言うま
でもない。
第１図（ａ）は本考案の一実施例を示す図、第１図
（ｂ）は制御回路の動作を説明する波形図である。
（ｂ）は制御回路の動作を説明する波形図である。
トランスＴの１次巻線U,V,Wは電動発電機MGの３相出力
に接続される。２次巻線は３相ブリッジ整流回路Rfで整
流され、脈動電圧信号（出力電圧信号）Ｘを得る。オペ
アンプで構成した誤差増幅器Ｂの基準電圧としての直流
信号Ｙを入力し、これら脈動電圧信号Ｘと直流信号Ｙと
の誤差を増幅し誤差増幅器Ｂにより抵抗Ｒ及びコンデン
サCfの積分作用で平滑して信号Ｑを得る。この信号Ｑの
レベルは制御すべき出力電圧に応じて変化する。図示さ
れない回路より供給される信号Ｐは三角波のキャリア信
号である。図では対称三角波を示しているが非対称波、
例えば鋸歯状波でも効果は同じである。信号Ｑはキャリ
ア信号ＰをコンパレータＡに加え信号Ｑとキャリア信号
Ｐとのレベル差に対応したパルス幅をもつ出力パルス、
すなわち信号Ｚを得る。この出力パルスＺを電力増幅し
て交流発電機Ｇの励磁巻線EXに加える。すなわち、信号
Ｑが信号Ｑ′に低下すると出力パルスＺのパルス幅が
Ｚ′（１パルスのみ図示）と広くなり、信号Ｑが信号
Ｑ″に増加すると出力パルスＺのパルス幅がＺ″（１パ
ルスのみ図示）と狭くなり、交流発電機Ｇの励磁巻線EX
に流れる励磁電流を増減して出力電圧を制御する。
に接続される。２次巻線は３相ブリッジ整流回路Rfで整
流され、脈動電圧信号（出力電圧信号）Ｘを得る。オペ
アンプで構成した誤差増幅器Ｂの基準電圧としての直流
信号Ｙを入力し、これら脈動電圧信号Ｘと直流信号Ｙと
の誤差を増幅し誤差増幅器Ｂにより抵抗Ｒ及びコンデン
サCfの積分作用で平滑して信号Ｑを得る。この信号Ｑの
レベルは制御すべき出力電圧に応じて変化する。図示さ
れない回路より供給される信号Ｐは三角波のキャリア信
号である。図では対称三角波を示しているが非対称波、
例えば鋸歯状波でも効果は同じである。信号Ｑはキャリ
ア信号ＰをコンパレータＡに加え信号Ｑとキャリア信号
Ｐとのレベル差に対応したパルス幅をもつ出力パルス、
すなわち信号Ｚを得る。この出力パルスＺを電力増幅し
て交流発電機Ｇの励磁巻線EXに加える。すなわち、信号
Ｑが信号Ｑ′に低下すると出力パルスＺのパルス幅が
Ｚ′（１パルスのみ図示）と広くなり、信号Ｑが信号
Ｑ″に増加すると出力パルスＺのパルス幅がＺ″（１パ
ルスのみ図示）と狭くなり、交流発電機Ｇの励磁巻線EX
に流れる励磁電流を増減して出力電圧を制御する。
すなわち、出力パルスＺは出力電圧の変化に応じてパル
ス幅が変化するPWM信号で、交流発電機Ｇの励磁巻線EX
の励磁電流を制御する。さらに、信号Ｑに多少のリップ
ル電圧が含まれ脈動していても電動発電機MGの出力電圧
に影響が出ないようにするため、キャリア信号Ｐの周波
数は、キャリア信号Ｐを電動発電機MGの出力電圧に同期
させる場合はこの出力周波数の３倍（信号Ｘのリップル
周波数）以上にする。またキャリア信号Ｐを同期させな
い場合は９倍（信号Ｘのリップル周波数の３倍）以上に
する。例えば、電動発電機MGの出力が50Hzの場合には同
期時で150Hz以上、非同期では450Hz以上にし、60Hz出力
の場合はそれぞれ180Hzか450Hz以上にすると十分リップ
ル電圧の影響を抑止することができる。
ス幅が変化するPWM信号で、交流発電機Ｇの励磁巻線EX
の励磁電流を制御する。さらに、信号Ｑに多少のリップ
ル電圧が含まれ脈動していても電動発電機MGの出力電圧
に影響が出ないようにするため、キャリア信号Ｐの周波
数は、キャリア信号Ｐを電動発電機MGの出力電圧に同期
させる場合はこの出力周波数の３倍（信号Ｘのリップル
周波数）以上にする。またキャリア信号Ｐを同期させな
い場合は９倍（信号Ｘのリップル周波数の３倍）以上に
する。例えば、電動発電機MGの出力が50Hzの場合には同
期時で150Hz以上、非同期では450Hz以上にし、60Hz出力
の場合はそれぞれ180Hzか450Hz以上にすると十分リップ
ル電圧の影響を抑止することができる。
キャリア周波数をリップル周波数の３倍以上にする理由
を次に説明する。
を次に説明する。
本考案においては電動発電機の出力電圧を一定とするた
めには、第１図（ｂ）の出力パルスＺのパルス幅を一定
とすることが必要である。
めには、第１図（ｂ）の出力パルスＺのパルス幅を一定
とすることが必要である。
第４図においてＸは脈動電圧信号であり、Ｑは誤差増幅
器からの出力信号であり、Ｐはキャリア信号であり、Ｚ
はコンパレータからの出力信号である（第１図（ａ）参
照）。ところで信号Ｑは電動発電機の出力電圧によって
変化するものであり、この電圧が第４図においてＱがQ1
に変化した場合は、この信号Ｑがキャリア信号Ｐと交差
して生ずるパルス幅が、元のパルスより幅が減少する幅
はδ１であり、また信号ＱがQ2に変化した場合、この信
号が元のパルスより幅が増加する幅はδ２であり、Ｑが
上下に微小に変化する割合が同じであるならばパルス幅
の変化δ１とδ２とは等しく、従って出力パルスＺはリ
ップル電圧の影響をうけることなく、出力電圧とパルス
幅の関係を線形とすることが出来る。
器からの出力信号であり、Ｐはキャリア信号であり、Ｚ
はコンパレータからの出力信号である（第１図（ａ）参
照）。ところで信号Ｑは電動発電機の出力電圧によって
変化するものであり、この電圧が第４図においてＱがQ1
に変化した場合は、この信号Ｑがキャリア信号Ｐと交差
して生ずるパルス幅が、元のパルスより幅が減少する幅
はδ１であり、また信号ＱがQ2に変化した場合、この信
号が元のパルスより幅が増加する幅はδ２であり、Ｑが
上下に微小に変化する割合が同じであるならばパルス幅
の変化δ１とδ２とは等しく、従って出力パルスＺはリ
ップル電圧の影響をうけることなく、出力電圧とパルス
幅の関係を線形とすることが出来る。
次にキャリア信号が電動発電機の出力周波数の２倍の場
合について説明する。
合について説明する。
第５図に示すように信号Ｑの最大値付近で信号Ｑとキャ
リア信号Ｐとが交差する時、ＱがQ1に変化した場合はこ
の信号Ｑがキャリア信号Ｐと交差して生ずるパルス幅の
変化と、ＱがQ2に変化した場合に生ずるパルス幅の変化
とはパルスＺごとに著しく変化する。従って出力電圧は
パルス幅によって変化し、変動するものである。
リア信号Ｐとが交差する時、ＱがQ1に変化した場合はこ
の信号Ｑがキャリア信号Ｐと交差して生ずるパルス幅の
変化と、ＱがQ2に変化した場合に生ずるパルス幅の変化
とはパルスＺごとに著しく変化する。従って出力電圧は
パルス幅によって変化し、変動するものである。
次にキャリア信号Ｐが電動発電機の出力周波数の４倍の
場合について説明する。
場合について説明する。
第６図に示すように信号Ｑの最大値付近で信号Ｑとキャ
リア信号Ｐとが交差する時、ＱがQ1に変化した場合はこ
の信号がキャリア信号Ｐと交差して生ずるパルス幅の変
化と、ＱがQ2に変化した場合に生ずるパルス幅の変化と
の差は比較的小さい。従って出力電圧はパルス幅との関
係をほぼ線形とすることができる。なお第６図はキャリ
ア周波数が電動発電機の出力電圧の周波数の４倍につい
て説明したが、５倍の場合についても、同様の関係が成
り立つものである。
リア信号Ｐとが交差する時、ＱがQ1に変化した場合はこ
の信号がキャリア信号Ｐと交差して生ずるパルス幅の変
化と、ＱがQ2に変化した場合に生ずるパルス幅の変化と
の差は比較的小さい。従って出力電圧はパルス幅との関
係をほぼ線形とすることができる。なお第６図はキャリ
ア周波数が電動発電機の出力電圧の周波数の４倍につい
て説明したが、５倍の場合についても、同様の関係が成
り立つものである。
以上の説明によってキャリア周波数を電動発電機の出力
周波数の３〜５倍とすることによって、安定した出力電
圧がえられることが、明らかである。
周波数の３〜５倍とすることによって、安定した出力電
圧がえられることが、明らかである。
（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば誘導電動機と交流
発電機とを一体化した電動発電機からなる交流電源装置
において、直流基準電圧源と、この基準電圧源と電動発
電機の出力電圧を整流・平滑した直流電圧信号とを入力
とする誤差増幅器と、電動発電機の出力周波数の３〜５
倍の周波数をもつキャリア信号発生器と、誤差増幅器の
出力信号とキャリア信号とを入力し、パルス幅の変化す
るPWM信号を発生するコンパレータとを備え、前記PWM信
号で交流発電機の励磁巻線を駆動することにより、電動
発電機の出力電圧を整流した後に積分回路で平滑するこ
とによって出力電圧の波形歪の影響を小さく抑える。ま
たコンパレータの一方に入力するキャリア信号を三角波
とすることによって誤差信号の大小、すなわち交流電圧
の大小にかかわらず出力電圧と出力パルス、すなわち信
号のパルス幅の関係を線形にし、フィードバックループ
のゲインを高く保つ。結果として電動発電機の出力電圧
の制御が安定になり電圧精度が高い交流電源装置を得る
ことができる。
発電機とを一体化した電動発電機からなる交流電源装置
において、直流基準電圧源と、この基準電圧源と電動発
電機の出力電圧を整流・平滑した直流電圧信号とを入力
とする誤差増幅器と、電動発電機の出力周波数の３〜５
倍の周波数をもつキャリア信号発生器と、誤差増幅器の
出力信号とキャリア信号とを入力し、パルス幅の変化す
るPWM信号を発生するコンパレータとを備え、前記PWM信
号で交流発電機の励磁巻線を駆動することにより、電動
発電機の出力電圧を整流した後に積分回路で平滑するこ
とによって出力電圧の波形歪の影響を小さく抑える。ま
たコンパレータの一方に入力するキャリア信号を三角波
とすることによって誤差信号の大小、すなわち交流電圧
の大小にかかわらず出力電圧と出力パルス、すなわち信
号のパルス幅の関係を線形にし、フィードバックループ
のゲインを高く保つ。結果として電動発電機の出力電圧
の制御が安定になり電圧精度が高い交流電源装置を得る
ことができる。
第１図（ａ）は本考案の一実施例を示すブロック図、第
１図（ｂ）は同図（ａ）の制御回路の動作を説明する波
形図、第２図は従来の交流電源装置のブロック図、第３
図（ａ）は制御回路のブロック図、第３図（ｂ）は同図
（ａ）の制御回路の動作を説明するブロック図である。
第４図，第５図及び第６図は動作説明図を示す。 MG……電動発電機 Ｙ……基準電圧 Ｘ……電圧信号 Ｐ……キャリア信号 Ｂ……誤差増幅器 Ａ……コンパレータ
１図（ｂ）は同図（ａ）の制御回路の動作を説明する波
形図、第２図は従来の交流電源装置のブロック図、第３
図（ａ）は制御回路のブロック図、第３図（ｂ）は同図
（ａ）の制御回路の動作を説明するブロック図である。
第４図，第５図及び第６図は動作説明図を示す。 MG……電動発電機 Ｙ……基準電圧 Ｘ……電圧信号 Ｐ……キャリア信号 Ｂ……誤差増幅器 Ａ……コンパレータ
Claims (1)
- 【請求項１】誘導電動機と交流発電機とを一体化電動発
電機と、前記電動発電機の出力電圧を整流し、ついで平
滑回路によって平滑した電圧信号と、直流の基準電圧と
を備え、前記電圧信号と基準信号とが入力される誤差増
幅器を備える装置において、前記電動発電機の出力電圧
の周波数の３〜５倍の周波数をもつキャリア信号発生器
と、前記誤差増幅器の出力信号と前記キャリア信号とを
入力し、PWM信号を発生するコンパレータとを具備し、
前記コンパレータからのPWM信号により、前記交流発電
機の励磁巻線を駆動することを特徴とする交流電源装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988009416U JPH0713440Y2 (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | 交流電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988009416U JPH0713440Y2 (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | 交流電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01116600U JPH01116600U (ja) | 1989-08-07 |
| JPH0713440Y2 true JPH0713440Y2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=31216134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988009416U Expired - Lifetime JPH0713440Y2 (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | 交流電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713440Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009038851A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Nishishiba Electric Co Ltd | 高速電動機駆動装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4001132A (en) * | 1974-06-17 | 1977-01-04 | The Procter & Gamble Company | Automatic dishwashing detergent composition |
| JPS6135800A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-20 | 株式会社林原生物化学研究所 | 結晶性α−マルト−スの製造方法 |
-
1988
- 1988-01-27 JP JP1988009416U patent/JPH0713440Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01116600U (ja) | 1989-08-07 |
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