JPH0797915B2 - 同期電動機の制御装置 - Google Patents
同期電動機の制御装置Info
- Publication number
- JPH0797915B2 JPH0797915B2 JP62135729A JP13572987A JPH0797915B2 JP H0797915 B2 JPH0797915 B2 JP H0797915B2 JP 62135729 A JP62135729 A JP 62135729A JP 13572987 A JP13572987 A JP 13572987A JP H0797915 B2 JPH0797915 B2 JP H0797915B2
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- Japan
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- magnetic flux
- torque
- synchronous motor
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ベクトル制御サイクロコンバータを用いる
同期電動機の制御装置に関する。
同期電動機の制御装置に関する。
第４図は、例えば、1981年４月発行の刊行物「OHM」に
掲載された論文「ベクトル制御サイクロコンバータによ
る交流可変速駆動」に示された従来の同期機ベクトル制
御システムのブロツク構成図である。同図において、１
は速度設定器である。２は速度調整器であつて、設定速
度Ｎ＊と同期電動機14の実速度との偏差に基づきトルク
指令値Te＊を演算する。３は磁束指令演算器であつて、
第５図に示すパターンの磁束指令値Φ＊を与える。４は
磁束調整器であり、励磁電流指令値iU ＊を作成する。５
は磁束演算器であつて、磁束Φ、界磁電流if、内部相差
角cosδ、sinδを演算する。６は割算器であつて、トル
ク設定値Te＊を磁束Φで割算してトルク電流指令値iT ＊
を作成する。７はベクトル回転器であり、磁束方向信号
cosψ、sinψをパラメータとして、直流量であるトルク
電流指令値iT ＊と磁化電流設定値iM ＊から２相交流電流
ｉα＊、ｉβ＊を得る。８はベクトル回転器であつて、
磁極位置信号cosλ、sinλと、内部相差角信号cosδ、s
inδから上記磁束方向信号cosψ、sinψを演算する。９
は演算増幅器よりなる２相/3相変換器であつて、２相交
流電流ｉα＊、ｉβ＊から３相交流電流指令値iR ＊、iS
＊、iT ＊を得る。10は電機子電流調整器、11はサイクロ
コンバータのゲート制御装置、12は３相交流電源、13は
３相サイクロコンバータ、14は同期電動機、15は同期電
動機14の回転子位置検出器、16は同期電動機14の回転子
速度を検出する速度発電機、17は界磁電流調節器、18は
界磁制御装置のゲート制御装置、19は界磁制御装置であ
る。
掲載された論文「ベクトル制御サイクロコンバータによ
る交流可変速駆動」に示された従来の同期機ベクトル制
御システムのブロツク構成図である。同図において、１
は速度設定器である。２は速度調整器であつて、設定速
度Ｎ＊と同期電動機14の実速度との偏差に基づきトルク
指令値Te＊を演算する。３は磁束指令演算器であつて、
第５図に示すパターンの磁束指令値Φ＊を与える。４は
磁束調整器であり、励磁電流指令値iU ＊を作成する。５
は磁束演算器であつて、磁束Φ、界磁電流if、内部相差
角cosδ、sinδを演算する。６は割算器であつて、トル
ク設定値Te＊を磁束Φで割算してトルク電流指令値iT ＊
を作成する。７はベクトル回転器であり、磁束方向信号
cosψ、sinψをパラメータとして、直流量であるトルク
電流指令値iT ＊と磁化電流設定値iM ＊から２相交流電流
ｉα＊、ｉβ＊を得る。８はベクトル回転器であつて、
磁極位置信号cosλ、sinλと、内部相差角信号cosδ、s
inδから上記磁束方向信号cosψ、sinψを演算する。９
は演算増幅器よりなる２相/3相変換器であつて、２相交
流電流ｉα＊、ｉβ＊から３相交流電流指令値iR ＊、iS
＊、iT ＊を得る。10は電機子電流調整器、11はサイクロ
コンバータのゲート制御装置、12は３相交流電源、13は
３相サイクロコンバータ、14は同期電動機、15は同期電
動機14の回転子位置検出器、16は同期電動機14の回転子
速度を検出する速度発電機、17は界磁電流調節器、18は
界磁制御装置のゲート制御装置、19は界磁制御装置であ
る。
第５図は磁束指令演算器３が作成する磁束指令値Φ＊の
パターンを示したもので、同期電動機14の磁束はこのパ
ターンに従い制御される。即ち、同期電動機14の速度Ｎ
がベース速度NBASEと−NBASEの範囲内にある間は、磁束
指令値Φ＊は一定値ΦBASEに維持され、該範囲外になる
と、速度Ｎと磁束Φの積が一定になるように磁束Φは弱
められる。電動機発生トルクTeは、（Φ＊×iT ＊）に比
例するので、一定トルク電流iTOが流れた場合の速度Ｎ
とトルクTeの関係は第６図に示すようになる。
パターンを示したもので、同期電動機14の磁束はこのパ
ターンに従い制御される。即ち、同期電動機14の速度Ｎ
がベース速度NBASEと−NBASEの範囲内にある間は、磁束
指令値Φ＊は一定値ΦBASEに維持され、該範囲外になる
と、速度Ｎと磁束Φの積が一定になるように磁束Φは弱
められる。電動機発生トルクTeは、（Φ＊×iT ＊）に比
例するので、一定トルク電流iTOが流れた場合の速度Ｎ
とトルクTeの関係は第６図に示すようになる。
ところで、同期電動機14がストール状態（回転停止状
態）でトルクを発生する場合、サイクロコンバータ13の
出力電流は直流となるため、電流が特定の相に集中して
流れ、該相のスイツチング素子には交流電流のピーク電
流が連続して流れる場合がある。サイクロコンバータ13
の電流容量は交流電流の実効値に基づいて選定するのが
通常であるので、過負荷時に上記ピーク電流が連続して
流れると、スイツチング素子の過電流破壊を招くので、
サイクロコンバータ13の過負荷定格はストール時には低
減しなくてはならず、この結果、電動機発生トルクTe
は、第７図に示すようにその過負荷トルクが上記ストー
ル時に低下することになり、該ストール時にも定格過負
荷トルクを発生させようとすると、サイクロコンバータ
13の容量を大きくせざるを得ず、装置が大形で高価にな
るという問題があつた。
態）でトルクを発生する場合、サイクロコンバータ13の
出力電流は直流となるため、電流が特定の相に集中して
流れ、該相のスイツチング素子には交流電流のピーク電
流が連続して流れる場合がある。サイクロコンバータ13
の電流容量は交流電流の実効値に基づいて選定するのが
通常であるので、過負荷時に上記ピーク電流が連続して
流れると、スイツチング素子の過電流破壊を招くので、
サイクロコンバータ13の過負荷定格はストール時には低
減しなくてはならず、この結果、電動機発生トルクTe
は、第７図に示すようにその過負荷トルクが上記ストー
ル時に低下することになり、該ストール時にも定格過負
荷トルクを発生させようとすると、サイクロコンバータ
13の容量を大きくせざるを得ず、装置が大形で高価にな
るという問題があつた。
この発明は上記問題を解消するためになされたもので、
サイクロコンバータの電流容量を増加することなく、同
期電動機ストール時も定格過負荷トルクを発生させるこ
とができる同期電動機の制御装置を提供することを目的
とする。
サイクロコンバータの電流容量を増加することなく、同
期電動機ストール時も定格過負荷トルクを発生させるこ
とができる同期電動機の制御装置を提供することを目的
とする。
この発明は上記目的を達成するため、同期電動機の速度
の絶対値が所定の設定値以下（ストール域）の場合に、
磁束指令値に磁束補償量を加算する磁束補償回路とトル
ク電流指令値を定格過負荷電流設定値より低い値に制限
するリミツタ回路とを有する構成としたものである。
の絶対値が所定の設定値以下（ストール域）の場合に、
磁束指令値に磁束補償量を加算する磁束補償回路とトル
ク電流指令値を定格過負荷電流設定値より低い値に制限
するリミツタ回路とを有する構成としたものである。
〔作用〕 この発明では、同期電動機のストール時、特定相への電
流集中は制限されるが、該電流制限による電動機発生ト
ルクの低減分は磁束が強められることにより補償され
る。
流集中は制限されるが、該電流制限による電動機発生ト
ルクの低減分は磁束が強められることにより補償され
る。
第１図において、20は比較器であつて、速度発電機16が
送出する同期電動機14の速度Ｎが導かれる。この比較器
20は、第２図に示すヒステレシス特性を有し、速度Ｎが
所定値−N01＜Ｎ＜＋N01の範囲（ストール域）内に入る
と、その出力がＨレベルとなり、ストール域の両側に設
定された過渡域から出ると、即ち、所定値＋N02（＞
N01）、から−N02より外に出ると、その出力がＬレベル
となる出力特性を有している。21は磁束補償器であつ
て、比較器20からＨレベルの出力を受けると、磁束補償
値ΔΦ＊を送出する。この磁束補償値ΔΦ＊は磁束指令
値Φ＊に加算される。22はトルク電流制限指令器であつ
て、比較器20からＨレベルの出力を受けると、トルク電
流制限指令値iTLIMをリミツト値として可変リミツタ23
に送出する。可変リミツタ23はトルク電流指令値iT ＊が
導かれ、その出力はベクトル回転器７に送出される。他
の構成は前述の第４図のものと同じであるので、同一符
号を付して示してある。
送出する同期電動機14の速度Ｎが導かれる。この比較器
20は、第２図に示すヒステレシス特性を有し、速度Ｎが
所定値−N01＜Ｎ＜＋N01の範囲（ストール域）内に入る
と、その出力がＨレベルとなり、ストール域の両側に設
定された過渡域から出ると、即ち、所定値＋N02（＞
N01）、から−N02より外に出ると、その出力がＬレベル
となる出力特性を有している。21は磁束補償器であつ
て、比較器20からＨレベルの出力を受けると、磁束補償
値ΔΦ＊を送出する。この磁束補償値ΔΦ＊は磁束指令
値Φ＊に加算される。22はトルク電流制限指令器であつ
て、比較器20からＨレベルの出力を受けると、トルク電
流制限指令値iTLIMをリミツト値として可変リミツタ23
に送出する。可変リミツタ23はトルク電流指令値iT ＊が
導かれ、その出力はベクトル回転器７に送出される。他
の構成は前述の第４図のものと同じであるので、同一符
号を付して示してある。
この構成において、同期電動機14の速度Ｎが上記ストー
ル域に入ると、比較器20の出力がＨレベルとなるので、
磁束調整器４に導入される磁束指令値は（Φ＊＋Δ
Φ＊）となる。他方、可変リミツタ23のリミツト値が、
第３図（ａ）に示すように、定格過負荷電流制限値iTOL
から該制限値iTOLより低レベルのトルク電流制限指令値
iTLIMに変化する。
ル域に入ると、比較器20の出力がＨレベルとなるので、
磁束調整器４に導入される磁束指令値は（Φ＊＋Δ
Φ＊）となる。他方、可変リミツタ23のリミツト値が、
第３図（ａ）に示すように、定格過負荷電流制限値iTOL
から該制限値iTOLより低レベルのトルク電流制限指令値
iTLIMに変化する。
即ち、同期電動機14の速度Ｎがストール域に入り、前記
した電流集中が発生してピーク電流が特定の相に流れよ
うとした場合、該特定の相に流れる電流はトルク電流制
限指令値iTLIMに抑制される。このままでは、電動機発
生トルクTeは、過負荷定格トルクTeOLに対して、（iTOL
−iTLIM）対応分だけ小さくなるが、第３図（ｂ）に示
すように磁束ΦがΔΦだけ増大するので、ΔΦ＊を、 iTLIM ＊×（Φ＊＋ΔΦ＊）＝iTOL×Φ＊ を満足する値に設定しておけば、ストール時の電動機発
生トルクは低減することなく、第３図（ｃ）に示すよう
に上記過負荷定格トルクTeOLに維持される。
した電流集中が発生してピーク電流が特定の相に流れよ
うとした場合、該特定の相に流れる電流はトルク電流制
限指令値iTLIMに抑制される。このままでは、電動機発
生トルクTeは、過負荷定格トルクTeOLに対して、（iTOL
−iTLIM）対応分だけ小さくなるが、第３図（ｂ）に示
すように磁束ΦがΔΦだけ増大するので、ΔΦ＊を、 iTLIM ＊×（Φ＊＋ΔΦ＊）＝iTOL×Φ＊ を満足する値に設定しておけば、ストール時の電動機発
生トルクは低減することなく、第３図（ｃ）に示すよう
に上記過負荷定格トルクTeOLに維持される。
この発明は以上説明した通り、電動機のストール時には
特定相へ電流集中を制限すると同時に該電流制限による
電動機発生トルクの低減を、磁束を増加させて補償する
構成したことにより、同期電動機の速度の絶対値が所定
の設定値以下（ストール域）に入ると、常時サイクロコ
ンバータの容量を大きくすることなく、上記ストール時
にも定格過負荷トルクを発生させることができる。
特定相へ電流集中を制限すると同時に該電流制限による
電動機発生トルクの低減を、磁束を増加させて補償する
構成したことにより、同期電動機の速度の絶対値が所定
の設定値以下（ストール域）に入ると、常時サイクロコ
ンバータの容量を大きくすることなく、上記ストール時
にも定格過負荷トルクを発生させることができる。
第１図はこの発明の実施例を示すブロツク図、第２図は
上記実施例における比較器の動作特性図、第３図（ａ）
は速度−トルク電流指令値特性図、第３図（ｂ）は速度
−磁束指令値特性図、第３図（ｃ）は速度−トルク特性
図、第４図は従来の制御装置を示すブロツク図、第５図
は磁束指令器の入出力特性図、第６図は速度−トルク特
性図、第７図は速度−過負荷トルクの関係を示す図であ
る。 図において、２……速度調整器、３……磁束指令演算
器、６……割算器、20……比較器、21……磁束補償器、
22……トルク電流制限指令器、23……可変リミツタ。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
上記実施例における比較器の動作特性図、第３図（ａ）
は速度−トルク電流指令値特性図、第３図（ｂ）は速度
−磁束指令値特性図、第３図（ｃ）は速度−トルク特性
図、第４図は従来の制御装置を示すブロツク図、第５図
は磁束指令器の入出力特性図、第６図は速度−トルク特
性図、第７図は速度−過負荷トルクの関係を示す図であ
る。 図において、２……速度調整器、３……磁束指令演算
器、６……割算器、20……比較器、21……磁束補償器、
22……トルク電流制限指令器、23……可変リミツタ。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】ベクトル制御サイクロコンバータを用いる
同期電動機の制御装置において、上記同期電動機の速度
の絶対値が所定の設定値以下になると出力がＨレベルと
なる比較器と、上記Ｈレベルの出力を受けると磁束指令
値に加算する磁束補償値を送出する磁束補償器と、上記
Ｈレベルの出力を受けるとトルク電流制限指令値をリミ
ット値として送出するトルク電流制限指令器と、上記リ
ミット値を受けるとトルク電流制限指令値を定格過負荷
電流制限値より低レベルのトルク電流制限指令値に変化
させる可変リミッタとを備えた同期電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62135729A JPH0797915B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 同期電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62135729A JPH0797915B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 同期電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63299793A JPS63299793A (ja) | 1988-12-07 |
| JPH0797915B2 true JPH0797915B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
ID=15158513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62135729A Expired - Fee Related JPH0797915B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 同期電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797915B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6870344B2 (en) * | 2001-10-03 | 2005-03-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Motor control system |
| FR2963510B1 (fr) * | 2010-08-02 | 2012-10-05 | Alstom Transport Sa | Chaine de traction pour un vehicule de transport, notamment ferroviaire, et procede de commande d'une telle chaine |
| JP6179494B2 (ja) * | 2014-09-26 | 2017-08-16 | 株式会社デンソー | 交流電動機の制御装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5992791A (ja) * | 1982-11-18 | 1984-05-29 | Toshiba Corp | 交流電動機の制御方法 |
-
1987
- 1987-05-28 JP JP62135729A patent/JPH0797915B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63299793A (ja) | 1988-12-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |