JPH0724475B2 - 同期電動機の制御方法 - Google Patents
同期電動機の制御方法Info
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- JPH0724475B2 JPH0724475B2 JP59181829A JP18182984A JPH0724475B2 JP H0724475 B2 JPH0724475 B2 JP H0724475B2 JP 59181829 A JP59181829 A JP 59181829A JP 18182984 A JP18182984 A JP 18182984A JP H0724475 B2 JPH0724475 B2 JP H0724475B2
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- Japan
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- synchronous motor
- current
- time
- inverter
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- 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
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- 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、負荷転流を行なうサイリスタモータドライブ
システムの低速領域の運転特性を改善することができる
同期電動機の制御方法に関するものである。
システムの低速領域の運転特性を改善することができる
同期電動機の制御方法に関するものである。
［発明の技術的背景とその問題点］ サイリスタモータドライブシステムは同期電動機を可変
速運転するモータドライブシステムとして各分野に採用
されている。特に同期電動機の逆起電圧を利用してサイ
リスタモータのインバータの負荷転流を行なうため、主
回路構成が簡単で主回路の高電圧化も容易で高効率運転
ができるため、大容量電動機の可変速運転に最適であ
る。このサイリスタモータドライブシステムの構成例を
第３図に示す。
速運転するモータドライブシステムとして各分野に採用
されている。特に同期電動機の逆起電圧を利用してサイ
リスタモータのインバータの負荷転流を行なうため、主
回路構成が簡単で主回路の高電圧化も容易で高効率運転
ができるため、大容量電動機の可変速運転に最適であ
る。このサイリスタモータドライブシステムの構成例を
第３図に示す。
この図で、11は入力交流電源、12は整流器、13は直流リ
アクトル、14はインバータ、15は同期電動機、16は速度
基準、17は同期電動機15の界磁の位置を検出する位置検
出器、18は速度制御器、19は電流制御器、20は電流検出
器、21は位相制御器、22はβ制御器、23は電流断続指令
器である。第３図はサイリスタモータドライブシステム
は公知のドライブシステムであるが、概要を次に説明す
る。入力交流電源11の交流電力を整流器12によって直流
電力に変換し、この直流電力を直流リアクトル13で平滑
化し、インバータ14で直流電力を可変周波数の交流電力
に逆変換する。この逆変換した交流電力を同期電動機15
に供給して同期電動機15を可変速運転する。同期電動機
15の運転速度は速度基準16で設定し、この速度基準16の
信号と位置検出器17で検出した同期電動機15の運転速度
信号を速度制御器18で比較制御し、速度制御器18で電流
基準を出力する。この電流基準信号と電流検出器20の検
出信号を電流制御器19で比較制御し、位相制御器21を介
して整流器12の出力する直流電力を調整する。この直流
電力を増加すれば同期電動機15は発生トルクが増加し増
速し、直流電力を減少すれば同様に同期電動機15は減速
する。同期電動機15は位置検出器17によって界磁の位置
を検出し、β制御器22にこの位置を入力し、β制御器22
はこの位置信号によってインバータ14の負荷転流タイミ
ングを制御し、インバータ14は同期電動機15の逆起電圧
を利用して負荷転流を行なう。
アクトル、14はインバータ、15は同期電動機、16は速度
基準、17は同期電動機15の界磁の位置を検出する位置検
出器、18は速度制御器、19は電流制御器、20は電流検出
器、21は位相制御器、22はβ制御器、23は電流断続指令
器である。第３図はサイリスタモータドライブシステム
は公知のドライブシステムであるが、概要を次に説明す
る。入力交流電源11の交流電力を整流器12によって直流
電力に変換し、この直流電力を直流リアクトル13で平滑
化し、インバータ14で直流電力を可変周波数の交流電力
に逆変換する。この逆変換した交流電力を同期電動機15
に供給して同期電動機15を可変速運転する。同期電動機
15の運転速度は速度基準16で設定し、この速度基準16の
信号と位置検出器17で検出した同期電動機15の運転速度
信号を速度制御器18で比較制御し、速度制御器18で電流
基準を出力する。この電流基準信号と電流検出器20の検
出信号を電流制御器19で比較制御し、位相制御器21を介
して整流器12の出力する直流電力を調整する。この直流
電力を増加すれば同期電動機15は発生トルクが増加し増
速し、直流電力を減少すれば同様に同期電動機15は減速
する。同期電動機15は位置検出器17によって界磁の位置
を検出し、β制御器22にこの位置を入力し、β制御器22
はこの位置信号によってインバータ14の負荷転流タイミ
ングを制御し、インバータ14は同期電動機15の逆起電圧
を利用して負荷転流を行なう。
以上説明したように同期電動機15の速度制御を行なう
が、同期電動機15の低速領域では逆起電圧が低いため、
インバータ14は低速運転領域で前記する負荷転流を行な
うことができない。このため、このような低速運転領域
では位置検出器17の位置検出信号に対応したインバータ
14の転流タイミングごとに電流断続指令器23によって電
流制御器19を制御し、これにより整流器12の出力する直
流電流を零に制御し、インバータ14の電流も転流タイミ
ングごとに零にして、順次このような動作をくり返しな
がら同期電動機15を加速する。このような転流方法をサ
イリスタモータドイブシステムでは断続始動と呼び、定
格速度の約10％速度以下で断続始動を一般的に使用して
いる。
が、同期電動機15の低速領域では逆起電圧が低いため、
インバータ14は低速運転領域で前記する負荷転流を行な
うことができない。このため、このような低速運転領域
では位置検出器17の位置検出信号に対応したインバータ
14の転流タイミングごとに電流断続指令器23によって電
流制御器19を制御し、これにより整流器12の出力する直
流電流を零に制御し、インバータ14の電流も転流タイミ
ングごとに零にして、順次このような動作をくり返しな
がら同期電動機15を加速する。このような転流方法をサ
イリスタモータドイブシステムでは断続始動と呼び、定
格速度の約10％速度以下で断続始動を一般的に使用して
いる。
この断続始動時の直流リアクトル13を流れる直流電流波
形を第４図（ａ）に、この時の同期電動機15の発生トル
クを第４図（ｂ）に図示する。同期電動機15の始動直後
のように運転速度が低い時には、直流電流を零に絞って
いる期間は相対的に無視できる。例えば第４図（ａ）で
時刻t11より時刻t12まで直流電流Id1を流し、時刻t12よ
り時刻T21まで直流電流を零にする。また時刻t21より時
刻t22まで直流電流Id1を流す。同様に順次電流を継続さ
せながら同期電動機15を加速していき、時刻t51より時
刻t52まで直流電流を流し、時刻t52より時刻t61まで直
流電流を零にする。さらに同期電動機15が加速して所定
の運転速度になる時刻t81でインバータ14が負荷転流に
切換るから直流電流は連続的になる。この断続始動時直
流電流を零にする時刻t12より時刻t21までと時刻t52よ
り時刻t61までの期間はインバータ14の条件で決るから
一定である。従って時刻t11より時刻t21までと、時刻t5
1より時刻t61までとの平均電流を比較すると後者の期間
の方が大幅に直流電流の平均値が少なくなる。
形を第４図（ａ）に、この時の同期電動機15の発生トル
クを第４図（ｂ）に図示する。同期電動機15の始動直後
のように運転速度が低い時には、直流電流を零に絞って
いる期間は相対的に無視できる。例えば第４図（ａ）で
時刻t11より時刻t12まで直流電流Id1を流し、時刻t12よ
り時刻T21まで直流電流を零にする。また時刻t21より時
刻t22まで直流電流Id1を流す。同様に順次電流を継続さ
せながら同期電動機15を加速していき、時刻t51より時
刻t52まで直流電流を流し、時刻t52より時刻t61まで直
流電流を零にする。さらに同期電動機15が加速して所定
の運転速度になる時刻t81でインバータ14が負荷転流に
切換るから直流電流は連続的になる。この断続始動時直
流電流を零にする時刻t12より時刻t21までと時刻t52よ
り時刻t61までの期間はインバータ14の条件で決るから
一定である。従って時刻t11より時刻t21までと、時刻t5
1より時刻t61までとの平均電流を比較すると後者の期間
の方が大幅に直流電流の平均値が少なくなる。
従って同期電動機15の発生トルクは前記する直流電流の
平均値に対応するから、第４図（ｂ）の如く同期電動機
15の運転速度が上昇するほど低下する。この時整流器12
の出力電流の立上りを直流リアクトル13が抑制しようと
するから、同期電動機15の運転速度が上昇するに従って
益々この傾向が激しくなる。従って時刻t11付近に比較
して時刻t81付近では急速に前記発生トルクが大幅に低
下する。
平均値に対応するから、第４図（ｂ）の如く同期電動機
15の運転速度が上昇するほど低下する。この時整流器12
の出力電流の立上りを直流リアクトル13が抑制しようと
するから、同期電動機15の運転速度が上昇するに従って
益々この傾向が激しくなる。従って時刻t11付近に比較
して時刻t81付近では急速に前記発生トルクが大幅に低
下する。
以上の如く動作する従来のサイリスタモータドライブシ
ステムでは、次に述べる技術的問題があった。
ステムでは、次に述べる技術的問題があった。
時刻t81でインバータ14が負荷転流に切換ると第４図
（ｂ）に図示するように同期電動機15の発生トルクが急
変する。このように発生トルクの急変が生じると、大容
量負荷を駆動する同期電動機15などでは、その機械系や
カップリングなどで機械振動の発生原因となり、これら
機械系の運転寿命上好ましくない。このためこのような
発生トルクの急変を抑制することが望まれていた。
（ｂ）に図示するように同期電動機15の発生トルクが急
変する。このように発生トルクの急変が生じると、大容
量負荷を駆動する同期電動機15などでは、その機械系や
カップリングなどで機械振動の発生原因となり、これら
機械系の運転寿命上好ましくない。このためこのような
発生トルクの急変を抑制することが望まれていた。
［発明の目的］ 本発明は前述の従来の欠点を除去するためになされたも
ので、断続始動より負荷転流への切換時に同期電動機の
発生トルクの急変を抑制出来る同期電動機の制御方法を
提供することを目的としている。
ので、断続始動より負荷転流への切換時に同期電動機の
発生トルクの急変を抑制出来る同期電動機の制御方法を
提供することを目的としている。
［発明の概要］ 本発明では、インバータ14が断続始動より負荷転流に切
換わる時、速度制御器18より出力する電流基準信号の大
きさを断続始動中より小さい値に制限して、断続始動よ
り負荷転流に切換わっても同期電動機15の発生トルクが
急変しないようにしたことを特徴とするもので、これに
よって同期電動機15を含む機械系へのトルク急変による
機械振動を緩和することができる。
換わる時、速度制御器18より出力する電流基準信号の大
きさを断続始動中より小さい値に制限して、断続始動よ
り負荷転流に切換わっても同期電動機15の発生トルクが
急変しないようにしたことを特徴とするもので、これに
よって同期電動機15を含む機械系へのトルク急変による
機械振動を緩和することができる。
［発明の実施例］ 本発明の一実施例を第１図に示す。この図で第３図と同
じ番号を付した各回路構成要素は同一機能である。この
図で24は電流制限器である。
じ番号を付した各回路構成要素は同一機能である。この
図で24は電流制限器である。
第１図において、インバータ14が同期電動機15を断続始
動する時、電流制限器24は、電流検出器20を介して整流
器12の入力電流を検出して、整流器12の出力する直流電
流の平均値を演算する。前記直流電流の平均値は断続始
動中常時演算され、インバータ14が断続始動より負荷転
流に切換る時刻t81の時点のタイミングは電流断続指令
器23より入力される。電流制限器24は、時刻t81におい
てインバータ14が断続始動より負荷転流に切換った後前
記直流電流の平均値が急増しないように速度制御器18の
出力信号を制御する。速度制御器18の出力信号は電流基
準信号であるから、この電流基準信号に対応して電流制
御器19が前記直流電流を制御できる。この様子を第２図
に示す。
動する時、電流制限器24は、電流検出器20を介して整流
器12の入力電流を検出して、整流器12の出力する直流電
流の平均値を演算する。前記直流電流の平均値は断続始
動中常時演算され、インバータ14が断続始動より負荷転
流に切換る時刻t81の時点のタイミングは電流断続指令
器23より入力される。電流制限器24は、時刻t81におい
てインバータ14が断続始動より負荷転流に切換った後前
記直流電流の平均値が急増しないように速度制御器18の
出力信号を制御する。速度制御器18の出力信号は電流基
準信号であるから、この電流基準信号に対応して電流制
御器19が前記直流電流を制御できる。この様子を第２図
に示す。
第２図（ａ）は第４図（ａ）に対応した直流電流波形、
第２図（ｂ）に第４図（ｂ）に対応した同期電動機15の
発生トルクを図示する。前記するようにインバータ14の
断続始動中は同期電動機15の回転速度が上昇するととも
に、時間の経過に伴って直流電流の平均値が減少し、同
期電動機15の発生トルクも直流電流に対応して減少して
いく。このため断続始動を行なう時刻t81までの電流基
準信号と、負荷転流を行なう時刻t81以降の電流基準信
号を同一にすると従来技術で説明したように同期電動機
15の発生トルクが急増する。しかし第２図に示す如く時
刻t81より時刻t9まで電流基準信号を断続始動中の直流
電流の平均値よりゆるやかに増加させるように電流制限
器24で制御すれば、同期電動機15の発生トルクもこれに
対応してゆるやかに増加する。このため同期電動機15の
発生トルクの急変が防止できる。
第２図（ｂ）に第４図（ｂ）に対応した同期電動機15の
発生トルクを図示する。前記するようにインバータ14の
断続始動中は同期電動機15の回転速度が上昇するととも
に、時間の経過に伴って直流電流の平均値が減少し、同
期電動機15の発生トルクも直流電流に対応して減少して
いく。このため断続始動を行なう時刻t81までの電流基
準信号と、負荷転流を行なう時刻t81以降の電流基準信
号を同一にすると従来技術で説明したように同期電動機
15の発生トルクが急増する。しかし第２図に示す如く時
刻t81より時刻t9まで電流基準信号を断続始動中の直流
電流の平均値よりゆるやかに増加させるように電流制限
器24で制御すれば、同期電動機15の発生トルクもこれに
対応してゆるやかに増加する。このため同期電動機15の
発生トルクの急変が防止できる。
本発明では断続始動より負荷転流に切換っても同期電動
機15の発生トルクの急変が防止できるから、この発生ト
ルク急変により機械系の機械振動を防止することができ
る。
機15の発生トルクの急変が防止できるから、この発生ト
ルク急変により機械系の機械振動を防止することができ
る。
本発明では、一例として第１図の回路構成を示したが、
この構成を限定するものではなく、12パルス構成のサイ
リスタモータドライブシステムなどでも本発明の要旨を
変更しない範囲で実施できる。
この構成を限定するものではなく、12パルス構成のサイ
リスタモータドライブシステムなどでも本発明の要旨を
変更しない範囲で実施できる。
本発明では、断続始動より負荷転流に切換えた時刻t81
より時刻t9までの直流電流の増加を特別の波形に限定す
るものではなく、断続始動中の直流電流の平均値に関連
した電流値より所定時間内に装置の過負荷電流レベルま
で増加するように電流制限器24で制御するものであれば
良い。
より時刻t9までの直流電流の増加を特別の波形に限定す
るものではなく、断続始動中の直流電流の平均値に関連
した電流値より所定時間内に装置の過負荷電流レベルま
で増加するように電流制限器24で制御するものであれば
良い。
その他、本発明の要旨を変更しない範囲において各種の
変形例を構成できる。
変形例を構成できる。
［発明の効果］ 本発明によれば、サイリスタモータドイブシステムが断
続始動より負荷転流に切換ったタイミングで、同期電動
機の発生トルクの急変を電流制限器の作用で抑制でき
る。従って同期電動機を含めた機械系の機械振動を防止
し、その運転寿命を長くした同期電動機の制御方法を提
供できる。
続始動より負荷転流に切換ったタイミングで、同期電動
機の発生トルクの急変を電流制限器の作用で抑制でき
る。従って同期電動機を含めた機械系の機械振動を防止
し、その運転寿命を長くした同期電動機の制御方法を提
供できる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の低速領域の直流電流と発生トルクの波形図、第
３図は従来装置のブロック図、第４図は第２図に対応し
た従来装置の直流電流と発生トルクの波形を示した図で
ある。 １……入力交流電源、12……整流器、13……直流リアク
トル、14……インバータ、15……同期電動機、16……速
度基準、17……位置検出器、18……速度制御器、19……
電流制御器、20……電流検出器、21……位相制御器、22
……β制御器、23……電流断続指令器、24……電流制限
器。
第１図の低速領域の直流電流と発生トルクの波形図、第
３図は従来装置のブロック図、第４図は第２図に対応し
た従来装置の直流電流と発生トルクの波形を示した図で
ある。 １……入力交流電源、12……整流器、13……直流リアク
トル、14……インバータ、15……同期電動機、16……速
度基準、17……位置検出器、18……速度制御器、19……
電流制御器、20……電流検出器、21……位相制御器、22
……β制御器、23……電流断続指令器、24……電流制限
器。
Claims (1)
- 【請求項１】交流電力を整流路で直流電力に変換し、こ
れを再び負荷転流方式のインバータで逆変換して同期電
動機を駆動する同期電動機の制御装置において、前記イ
ンバータが負荷転流できない同期電動機の低速領域で断
続始動する時、前記整流器の入力電流を検出して該整流
器の出力電流の平均値を求め、前記断続始動より負荷転
流に前記インバータの転流動作が切換った時点で前記断
続始動中の直流電流の平均値から負荷転流時に流し始め
る電流の制限値を決め、この制限値より負荷転流を開始
することを特徴とする同期電動機の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59181829A JPH0724475B2 (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 同期電動機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59181829A JPH0724475B2 (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 同期電動機の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6162388A JPS6162388A (ja) | 1986-03-31 |
| JPH0724475B2 true JPH0724475B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=16107544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59181829A Expired - Lifetime JPH0724475B2 (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 同期電動機の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0724475B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3644498A4 (en) * | 2017-06-21 | 2020-12-30 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | THYRISTOR STARTER |
| KR102409164B1 (ko) * | 2017-06-21 | 2022-06-15 | 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 | 사이리스터 기동 장치 |
| WO2018235187A1 (ja) | 2017-06-21 | 2018-12-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | サイリスタ起動装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5185415A (ja) * | 1975-01-24 | 1976-07-27 | Shinko Electric Co Ltd | |
| JPS54109116A (en) * | 1978-02-16 | 1979-08-27 | Fuji Electric Co Ltd | Controller of non-commutator motor |
| JPS55160981A (en) * | 1979-05-31 | 1980-12-15 | Toshiba Corp | Method of controlling commutatorless electric motor |
| JPS57168315A (en) * | 1981-04-08 | 1982-10-16 | Hitachi Ltd | Electric current controller of electric power converter |
| JPS5872372A (ja) * | 1981-10-26 | 1983-04-30 | Hitachi Ltd | 電力変換器の電流制御装置 |
-
1984
- 1984-08-31 JP JP59181829A patent/JPH0724475B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6162388A (ja) | 1986-03-31 |
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| JPS63144777A (ja) | ヒステリシスモ−タの制御装置 |
Legal Events
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