JPH0767310B2 - 交流電動機給電システム - Google Patents
交流電動機給電システムInfo
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- JPH0767310B2 JPH0767310B2 JP62141549A JP14154987A JPH0767310B2 JP H0767310 B2 JPH0767310 B2 JP H0767310B2 JP 62141549 A JP62141549 A JP 62141549A JP 14154987 A JP14154987 A JP 14154987A JP H0767310 B2 JPH0767310 B2 JP H0767310B2
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- Japan
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- motor
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電圧形パルス幅変調インバータ（電圧形PW
Mインバータ）より給電される交流電動機給電システ
ム、特にその多重化技術に関する。
Mインバータ）より給電される交流電動機給電システ
ム、特にその多重化技術に関する。
交流電動機駆動システムにおいて、単位電力変換装置を
複数台組合せて１つの駆動装置を実現する多重化技術の
主目的は、１つには大容量化と、もう１つは各単位電力
変換装置間での高調波の相殺効果による電力脈動とトル
ク脈動の低減である。
複数台組合せて１つの駆動装置を実現する多重化技術の
主目的は、１つには大容量化と、もう１つは各単位電力
変換装置間での高調波の相殺効果による電力脈動とトル
ク脈動の低減である。
その多重化の方法としては、一般には単位電力変換装置
を直列あるいは並列に接続する方法が知られている。第
４図はトランジスタとダイオードから構成される２台の
３相出力電圧形PWMインバータを、出力端子でリアクト
ルを介して並列接続し２多重化した例で、１は直流電
源、２は平滑コンデンサ、31,32はトランジスタインバ
ータ、４は交流電動機、５はリアクトルである。
を直列あるいは並列に接続する方法が知られている。第
４図はトランジスタとダイオードから構成される２台の
３相出力電圧形PWMインバータを、出力端子でリアクト
ルを介して並列接続し２多重化した例で、１は直流電
源、２は平滑コンデンサ、31,32はトランジスタインバ
ータ、４は交流電動機、５はリアクトルである。
リアクトル５は各単位インバータ31,32の電流を平均化
する作用を持ち、そのインダクタンスを小さくすれば、
各単位インバータの電流分担が平均化されないため負荷
に供給可能な電力が低減し、一方リアクトルを大きくす
ればコスト増となり、いずれにしても第４図の構成は多
重化による欠点を生じる。
する作用を持ち、そのインダクタンスを小さくすれば、
各単位インバータの電流分担が平均化されないため負荷
に供給可能な電力が低減し、一方リアクトルを大きくす
ればコスト増となり、いずれにしても第４図の構成は多
重化による欠点を生じる。
一方、変換装置を多重化せずに多相交流機を用いること
により、多重化と同様の効果を得ることもできる。例え
ば、６相交流機を２台の３相出力電力変換装置で駆動す
る事例は多く見受けられる（例えば、富士時報54巻第10
号、第33〜39頁参照）。以下では、２台の３相出力電圧
形PWMインバータで、６相交流機を駆動する場合につい
て考察する。６相交流機は各３相巻線の位相差が30°電
気角であるとする。第５図は電圧形PWMインバータで出
力電圧を得る原理を説明するための波形図であり、３角
波の変調信号Ｔと正弦波の電圧目標値eU1 *,eU2 *の大小
とを比較し、例えばトランジスタのオン，オフを決定
し、図示する様な出力電圧eU1,eU2を得る。ところで、
この出力電圧の線間電圧には、次式に示す周波数を有す
る高調波成分が含まれる。
により、多重化と同様の効果を得ることもできる。例え
ば、６相交流機を２台の３相出力電力変換装置で駆動す
る事例は多く見受けられる（例えば、富士時報54巻第10
号、第33〜39頁参照）。以下では、２台の３相出力電圧
形PWMインバータで、６相交流機を駆動する場合につい
て考察する。６相交流機は各３相巻線の位相差が30°電
気角であるとする。第５図は電圧形PWMインバータで出
力電圧を得る原理を説明するための波形図であり、３角
波の変調信号Ｔと正弦波の電圧目標値eU1 *,eU2 *の大小
とを比較し、例えばトランジスタのオン，オフを決定
し、図示する様な出力電圧eU1,eU2を得る。ところで、
この出力電圧の線間電圧には、次式に示す周波数を有す
る高調波成分が含まれる。
nfs±fo ここで、６相交流機に加えられる合成起磁力でみると、
出力周波数に対し、5,7,17,19,…の次数をもつ高調波成
分、すなわちｍ＝5,7,17,19,…の成分のみが相殺され、
特にトルク脈動に対し有害でその値が大きいｎ＝１なる
成分の低次高調波は相殺されない。このことは、交流機
の回転むら低減に対し、６相電動機を用いることはあま
り効果がないことを示しており、またインバータの直流
中間電流Idの脈動低減に対しても、同様にその効果が少
ないことを示している。
出力周波数に対し、5,7,17,19,…の次数をもつ高調波成
分、すなわちｍ＝5,7,17,19,…の成分のみが相殺され、
特にトルク脈動に対し有害でその値が大きいｎ＝１なる
成分の低次高調波は相殺されない。このことは、交流機
の回転むら低減に対し、６相電動機を用いることはあま
り効果がないことを示しており、またインバータの直流
中間電流Idの脈動低減に対しても、同様にその効果が少
ないことを示している。
したがつて、この発明はインバータの電圧や電流責務を
増大させることなく、かつインバータ直流中間電流の脈
動とトルク脈動を低減し得る、電圧形PWMインバータに
よる交流電動機給電システムを提供することを目的とす
る。
増大させることなく、かつインバータ直流中間電流の脈
動とトルク脈動を低減し得る、電圧形PWMインバータに
よる交流電動機給電システムを提供することを目的とす
る。
極数が４以上の交流電動機の巻線を少なくとも１つの極
対を含むＮ個（Ｎ≧２）の巻線群に分割し、この巻線群
の各々へ個々の単位電圧形PWMインバータから個別に給
電するとゝもに、各単位インバータの電圧裁断位相を決
定するための変調信号の位相を互いに360°/Nずつずら
して制御する。
対を含むＮ個（Ｎ≧２）の巻線群に分割し、この巻線群
の各々へ個々の単位電圧形PWMインバータから個別に給
電するとゝもに、各単位インバータの電圧裁断位相を決
定するための変調信号の位相を互いに360°/Nずつずら
して制御する。
極数が４以上の交流電動機において、各々の極対（極数
の1/2）あるいは複数の極対を構成する巻線群をＮ個
（Ｎ≧２）の巻線群に分割し、各々の巻線群にＮ台の３
相単位電圧形PWMインバータから給電し、かつ各々の単
位インバータの変調信号はそれぞれ360°/N位相差とす
る。このようにすれば、電動機の磁気回路を介して多重
化が行なわれるため、インバータを並列多重化する場合
の様に電流分担の不均等によるインバータの容量低下が
なく、かつインバータ直流中間電流の脈動が低減される
ことにより平滑コンデンサの所要容量が低減でき、また
トルク脈動も低減し滑らかな回転を得ることができる。
の1/2）あるいは複数の極対を構成する巻線群をＮ個
（Ｎ≧２）の巻線群に分割し、各々の巻線群にＮ台の３
相単位電圧形PWMインバータから給電し、かつ各々の単
位インバータの変調信号はそれぞれ360°/N位相差とす
る。このようにすれば、電動機の磁気回路を介して多重
化が行なわれるため、インバータを並列多重化する場合
の様に電流分担の不均等によるインバータの容量低下が
なく、かつインバータ直流中間電流の脈動が低減される
ことにより平滑コンデンサの所要容量が低減でき、また
トルク脈動も低減し滑らかな回転を得ることができる。
第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図は第１
図における出力電圧波形例を示す波形図、第３図はこの
発明の実施例を説明するために対比される従来の結線例
を示す接続図である。なお、第１図において、１は直流
電源、２は平滑コンデンサ、31,32は電圧形PWMインバー
タ、４は交流電動機であり、交流電動機４は４極３相交
流電動機としてその巻線展開図で示している。
図における出力電圧波形例を示す波形図、第３図はこの
発明の実施例を説明するために対比される従来の結線例
を示す接続図である。なお、第１図において、１は直流
電源、２は平滑コンデンサ、31,32は電圧形PWMインバー
タ、４は交流電動機であり、交流電動機４は４極３相交
流電動機としてその巻線展開図で示している。
第１図からも明らかなように、第１図の電動機４は第３
図の電動機の極間接続部が端子に引き出され、各々の極
対（U1,V1,W1とU2,V2,W2）が別々の電圧形PWMインバー
タ31,32から給電される。こゝで単位インバータ間の循
環電流は存在しないので、単位インバータの所要容量は
第３図の場合の1/2の容量でよい。なお、２台の単位イ
ンバータは電力を有効に使うため、同一の起磁力を発生
する様に制御するのがよく、従つて２台の単位インバー
タの出力電圧目標値は同一波形，同一位相とする。
図の電動機の極間接続部が端子に引き出され、各々の極
対（U1,V1,W1とU2,V2,W2）が別々の電圧形PWMインバー
タ31,32から給電される。こゝで単位インバータ間の循
環電流は存在しないので、単位インバータの所要容量は
第３図の場合の1/2の容量でよい。なお、２台の単位イ
ンバータは電力を有効に使うため、同一の起磁力を発生
する様に制御するのがよく、従つて２台の単位インバー
タの出力電圧目標値は同一波形，同一位相とする。
第２図は出力電圧波形を決める原理図を示すものであ
り、２台の単位インバータの同一相であるU1相とU2相の
出力電圧波形を示す。同図において、各インバータの変
調信号T1,T2は180°位相差である。U1相に流入する電流
とU2相に流入する電流は、電気角で同一方向の起磁力を
発生するので、電動機に印加される等価的なＵ相電圧は
U1相電圧eU1とU2相電圧eU2の瞬時合成となり、同図に示
すeUとなる。eUの裁断回数はeU1,eU2の２倍であり、そ
の高調波成分の周波数は次式となる。
り、２台の単位インバータの同一相であるU1相とU2相の
出力電圧波形を示す。同図において、各インバータの変
調信号T1,T2は180°位相差である。U1相に流入する電流
とU2相に流入する電流は、電気角で同一方向の起磁力を
発生するので、電動機に印加される等価的なＵ相電圧は
U1相電圧eU1とU2相電圧eU2の瞬時合成となり、同図に示
すeUとなる。eUの裁断回数はeU1,eU2の２倍であり、そ
の高調波成分の周波数は次式となる。
nfs±mfo ｎ＝2,4,6,8…,m＝1,5,7,11,… すなわち、ｎ＝1,3,5,7,…で表される高調波成分が相殺
される。特にｎ＝１の低次高調波成分が生じないため、
トルク脈動の低次高調波も低減し、滑らかな回転が得ら
れる。高調波が低減し、より正弦波に近い波形が得られ
ることはeUの波形を分析すればすぐわかることであり、
合成電圧が正弦波状となることにより、直流中間電流の
脈動も第３図の場合よりも低減する。
される。特にｎ＝１の低次高調波成分が生じないため、
トルク脈動の低次高調波も低減し、滑らかな回転が得ら
れる。高調波が低減し、より正弦波に近い波形が得られ
ることはeUの波形を分析すればすぐわかることであり、
合成電圧が正弦波状となることにより、直流中間電流の
脈動も第３図の場合よりも低減する。
交流電動機とインバータの構成例としては、以上の他６
極３相交流電動機を３台の３相単位インバータで給電す
る場合、８極３相交流電動機を２台の３相単位インバー
タで給電する場合、８極３相交流電動機を４台の３相単
位インバータで給電する場合など、種々の構成法が取り
得る。各３相単位インバータの変調信号の位相差とイン
バータ台数の関係は、インバータ台数をＮとするとき、
変調信号の位相差はそれぞれ360°/Nである。なお、交
流電動機としては誘導電動機，同期電動機のいずれでも
よい。また、変調信号波形も３角波に限定されるもので
ないことは勿論である。
極３相交流電動機を３台の３相単位インバータで給電す
る場合、８極３相交流電動機を２台の３相単位インバー
タで給電する場合、８極３相交流電動機を４台の３相単
位インバータで給電する場合など、種々の構成法が取り
得る。各３相単位インバータの変調信号の位相差とイン
バータ台数の関係は、インバータ台数をＮとするとき、
変調信号の位相差はそれぞれ360°/Nである。なお、交
流電動機としては誘導電動機，同期電動機のいずれでも
よい。また、変調信号波形も３角波に限定されるもので
ないことは勿論である。
この発明によれば、交流電動機のための電圧形PWMイン
バータ給電システムにおいて、交流電動機の磁気回路を
介して多重化を行うようにしたため、リアクトル等の付
帯回路を用いることなく多重化が実現でき、かつ、PWM
のスイツチングを適切に定めることにより直流中間電流
の脈動を低減し、従つて平滑コンデンサの所要容量を低
減し、またトルク脈動も低減して滑らかな回転が得られ
る利点がもたらされる。
バータ給電システムにおいて、交流電動機の磁気回路を
介して多重化を行うようにしたため、リアクトル等の付
帯回路を用いることなく多重化が実現でき、かつ、PWM
のスイツチングを適切に定めることにより直流中間電流
の脈動を低減し、従つて平滑コンデンサの所要容量を低
減し、またトルク脈動も低減して滑らかな回転が得られ
る利点がもたらされる。
第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図は第１
図における出力電圧波形例を示す波形図、第３図はこの
発明の実施例を説明するために対比される従来の結線例
を示す接続図、第４図は電圧形インバータの２重化構成
例を示す構成図、第５図は第４図における出力電圧波形
例を示す波形図である。 符号説明 １……直流電源、２……平滑コンデンサ、3,31,32……
インバータ、４……交流電動機、５……リアクトル。
図における出力電圧波形例を示す波形図、第３図はこの
発明の実施例を説明するために対比される従来の結線例
を示す接続図、第４図は電圧形インバータの２重化構成
例を示す構成図、第５図は第４図における出力電圧波形
例を示す波形図である。 符号説明 １……直流電源、２……平滑コンデンサ、3,31,32……
インバータ、４……交流電動機、５……リアクトル。
Claims (2)
- 【請求項１】極数が４以上の交流電動機巻線を少なくと
も１つの極対を含むＮ個（Ｎ≧２）の巻線群に分割し、
該巻線群の各々へ個々の単位電圧形パルス幅変調インバ
ータ（単位インバータ）から個別に給電するとゝもに、
該各単位インバータの電圧裁断位相を決定するための変
調信号の位相を各単位インバータ間で360°/Nずつずら
して制御することを特徴とする交流電動機給電システ
ム。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の交流電動機
給電システムにおいて、前記各単位インバータから供給
する電流または電圧の基本波成分を互いに略同一位相，
同一大きさとなるように制御することを特徴とする交流
電動機給電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62141549A JPH0767310B2 (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 交流電動機給電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62141549A JPH0767310B2 (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 交流電動機給電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63305793A JPS63305793A (ja) | 1988-12-13 |
| JPH0767310B2 true JPH0767310B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=15294548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62141549A Expired - Fee Related JPH0767310B2 (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 交流電動機給電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0767310B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10060429A1 (de) * | 1999-12-16 | 2001-07-12 | Caterpillar Inc | Verfahren und Vorrichtung zur Leistungsübertragung |
| GB0600837D0 (en) | 2006-01-14 | 2006-02-22 | Alstom | Stators and electrical machines incorporating such stators |
| JP4842711B2 (ja) * | 2006-06-02 | 2011-12-21 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 多相電動機 |
| FR2939983B1 (fr) | 2008-12-11 | 2010-12-31 | Liebherr Aerospace Toulouse Sas | Dispositif a machine electrique polyphasee et machine electrique associee |
| US8169181B2 (en) * | 2009-08-28 | 2012-05-01 | Indian Institute Of Science | Induction motor |
| GB2462940B8 (en) * | 2009-09-03 | 2012-03-28 | Protean Holdings Corp | Electric motor and electric generator. |
| JP6691035B2 (ja) * | 2016-11-23 | 2020-04-28 | 株式会社Ｒｅｊ | ２巻線モータを制御する制御装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0815394B2 (ja) * | 1983-10-31 | 1996-02-14 | 株式会社安川電機 | 多重結合インバータ装置の接続・制御方法 |
| JPS62100191A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-09 | Mitsubishi Electric Corp | 多重巻線交流電動機の駆動システム |
-
1987
- 1987-06-08 JP JP62141549A patent/JPH0767310B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63305793A (ja) | 1988-12-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |