JPH088792B2 - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents
誘導電動機の制御装置Info
- Publication number
- JPH088792B2 JPH088792B2 JP61002074A JP207486A JPH088792B2 JP H088792 B2 JPH088792 B2 JP H088792B2 JP 61002074 A JP61002074 A JP 61002074A JP 207486 A JP207486 A JP 207486A JP H088792 B2 JPH088792 B2 JP H088792B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- induction motor
- power supply
- supply device
- inverter
- 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.)
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は誘導電動機の制御装置に関する。
近時電気車両駆動電動機のブラシレス化と小形軽量化
を目的として、誘導電動機駆動方式が実用に供されるよ
うになつて来た。現在、各種の方式が研究開発あるいは
実用に供されているが、誘導電動機やインバータ装置を
いかに小形軽量にするかが省エネルギー性を高めるうえ
で重要なポイントである。
を目的として、誘導電動機駆動方式が実用に供されるよ
うになつて来た。現在、各種の方式が研究開発あるいは
実用に供されているが、誘導電動機やインバータ装置を
いかに小形軽量にするかが省エネルギー性を高めるうえ
で重要なポイントである。
第１図は、例えば、特開昭52−151812号公報に開示さ
れたような従来の実施例の回路図である。このシステム
は交流を電源とするインバータ制御システムである。直
流電源装置２は、パンタグラフ11及び変圧器12を介して
交流を受電し、これを直流に変換して直流入力電圧EDを
発生する。電圧検出器52によって検出された直流入力電
圧EDは一定の直流基準電圧ERと比較され、電圧制御装置
51によって、一定になるよう制御されている。インバー
タ装置３は直流入力電圧EDを受けて、制御装置61によっ
てパルス幅変調制御により、可変電圧可変周波数の交流
電圧を発生してモータ４を駆動する。インバータ制御装
置61には、モータの回転検出器62よりモータ４の回転速
度ωｒが、また電流検出器63よりモータの電流がフイー
ドバックされ、トルクパターン発生部64の指令によつて
トルク制御される。
れたような従来の実施例の回路図である。このシステム
は交流を電源とするインバータ制御システムである。直
流電源装置２は、パンタグラフ11及び変圧器12を介して
交流を受電し、これを直流に変換して直流入力電圧EDを
発生する。電圧検出器52によって検出された直流入力電
圧EDは一定の直流基準電圧ERと比較され、電圧制御装置
51によって、一定になるよう制御されている。インバー
タ装置３は直流入力電圧EDを受けて、制御装置61によっ
てパルス幅変調制御により、可変電圧可変周波数の交流
電圧を発生してモータ４を駆動する。インバータ制御装
置61には、モータの回転検出器62よりモータ４の回転速
度ωｒが、また電流検出器63よりモータの電流がフイー
ドバックされ、トルクパターン発生部64の指令によつて
トルク制御される。
第２図は電圧，電流およびトルク特性図である。モー
タ電圧EMは、インバータの周波数ω０（ωｒすべり回転
速度ωｓを加えたもの）に対して０＜ω０＜ω１の範囲
ではEM/ω０がほぼ一定となるようにパルス幅変調制御
される。ω０＞ω１の領域ではいわゆる１パルスモード
となり、インバータの出力電圧、つまりモータ電圧EMは なる関係によって決まる最大値に達し、もはやインバー
タでは電圧制御出来ない。
タ電圧EMは、インバータの周波数ω０（ωｒすべり回転
速度ωｓを加えたもの）に対して０＜ω０＜ω１の範囲
ではEM/ω０がほぼ一定となるようにパルス幅変調制御
される。ω０＞ω１の領域ではいわゆる１パルスモード
となり、インバータの出力電圧、つまりモータ電圧EMは なる関係によって決まる最大値に達し、もはやインバー
タでは電圧制御出来ない。
このようなEMパターンで制御されるモータの最大トル
ク、すなわち誘導電動機の停動トルクTmaxの特性は、第
２図のＰ−Ｑ−Ｒの如き特性となり、モータのトルクＴ
は、このTmax特性の内側でしか利用できない。ω０＞ω
１の１パルスモードでは、Tmaxは なる関係となり、EDを一定とした時には、回転速度ω０
の二乗に反比例する。したがつて、特に高速域において
トルクの減少が著しくなり、高速域で十分なトルクが得
られないという欠点がある。
ク、すなわち誘導電動機の停動トルクTmaxの特性は、第
２図のＰ−Ｑ−Ｒの如き特性となり、モータのトルクＴ
は、このTmax特性の内側でしか利用できない。ω０＞ω
１の１パルスモードでは、Tmaxは なる関係となり、EDを一定とした時には、回転速度ω０
の二乗に反比例する。したがつて、特に高速域において
トルクの減少が著しくなり、高速域で十分なトルクが得
られないという欠点がある。
トルクを大きくするために、直流入力電圧EDを大きく
すると、インバータ装置３スイッチ素子31の耐圧を高く
する必要があり、インバータ装置３が高価となる欠点が
ある。
すると、インバータ装置３スイッチ素子31の耐圧を高く
する必要があり、インバータ装置３が高価となる欠点が
ある。
本発明は、誘導電動機を制御する際、速度の高い領域
で、トルクを増大させることにある。
で、トルクを増大させることにある。
本発明は、直流を出力する直流電源装置と、この直流
を可変電圧可変周波数の交流に変換し、誘導電動機を駆
動するインバータ装置とを備えた誘導電動機の制御装置
において、前記インバータの１パルス制御モードにおけ
る所定の周波数領域での前記直流電源装置の出力電圧
を、前記インバータの多パルス制御モードにおける所定
の周波数領域での前記直流電源装置の出力電圧よりも高
くする直流電圧制御手段を備えることを特徴とする。
を可変電圧可変周波数の交流に変換し、誘導電動機を駆
動するインバータ装置とを備えた誘導電動機の制御装置
において、前記インバータの１パルス制御モードにおけ
る所定の周波数領域での前記直流電源装置の出力電圧
を、前記インバータの多パルス制御モードにおける所定
の周波数領域での前記直流電源装置の出力電圧よりも高
くする直流電圧制御手段を備えることを特徴とする。
第３図は本発明の一実施例を示す回路図である。第１
図の従来例と異なる点は、可変基準電圧発生部53を設
け、回転速度ωｒに応じて直流入力電圧EDを制御するよ
うにしたことである。
図の従来例と異なる点は、可変基準電圧発生部53を設
け、回転速度ωｒに応じて直流入力電圧EDを制御するよ
うにしたことである。
第４図は本発明の一実施例の制御特性図であつて、第
２図の従来例の特性に示すように、トルクＴが限界線T
maxに接近する回転速度ω２以上の領域において、直流
入力電圧EDを増加させる。例えばこの領域で なる関係にすれば、（２）式より となり、限界線Tmaxは回転速度ω０に逆比例の関係を保
つて減少する。したがつて、ω０＞ω２なる高速域にお
いて、従来例より大きなトルクが得られる。
２図の従来例の特性に示すように、トルクＴが限界線T
maxに接近する回転速度ω２以上の領域において、直流
入力電圧EDを増加させる。例えばこの領域で なる関係にすれば、（２）式より となり、限界線Tmaxは回転速度ω０に逆比例の関係を保
つて減少する。したがつて、ω０＞ω２なる高速域にお
いて、従来例より大きなトルクが得られる。
次に１パルス領域において直流入力電圧EDを大きくし
ても、インバータ装置３のスイツチング素子31の耐圧を
大きくする必要のないことを説明する。
ても、インバータ装置３のスイツチング素子31の耐圧を
大きくする必要のないことを説明する。
実施例のスイツチング素子31には自己消弧機能を有す
るゲートターンオフサイリスタGTOが用いられている。
第５図はインバータ装置３の１アームの詳細回路図であ
つて、GTO素子31、ダイオード32と並列にスナバダイオ
ード33、スナバコンデンサ34、スナバ抵抗35によりなる
スナバ回路が接続されている。36は浮遊インダクタンス
である。
るゲートターンオフサイリスタGTOが用いられている。
第５図はインバータ装置３の１アームの詳細回路図であ
つて、GTO素子31、ダイオード32と並列にスナバダイオ
ード33、スナバコンデンサ34、スナバ抵抗35によりなる
スナバ回路が接続されている。36は浮遊インダクタンス
である。
GTO素子31が電流IPをしや断した時の素子のアノード
・カソード間電圧波形VAKは第６図のようになり、その
ピーク値VPは で表わされる。Ｌは浮遊インダクタンス36のインダクタ
ンス値、Ｃはスナバコンデンサ34のキヤパシタンス値で
ある。
・カソード間電圧波形VAKは第６図のようになり、その
ピーク値VPは で表わされる。Ｌは浮遊インダクタンス36のインダクタ
ンス値、Ｃはスナバコンデンサ34のキヤパシタンス値で
ある。
さて、実際の運転状態でGTO素子31のしや断する電流
値は、多パルスモードに比べて、１パルスモードの方が
小さい。第７図は多パルスモードのモータ電流波形例で
あつて、リプルを含んだ正弦波形となる。GTO素子31はP
1,P2…のようにリプルのピーク値で電流をしや断する。
その最大値IPは、モータ電流の基本波実効値をIMとすれ
ば、 で表わされる。ｋはリプル係数であつて、モータの内部
インダクタンスやパルス幅変調度によつて異なるが、お
およそｋ＝1.3〜1.4である。
値は、多パルスモードに比べて、１パルスモードの方が
小さい。第７図は多パルスモードのモータ電流波形例で
あつて、リプルを含んだ正弦波形となる。GTO素子31はP
1,P2…のようにリプルのピーク値で電流をしや断する。
その最大値IPは、モータ電流の基本波実効値をIMとすれ
ば、 で表わされる。ｋはリプル係数であつて、モータの内部
インダクタンスやパルス幅変調度によつて異なるが、お
およそｋ＝1.3〜1.4である。
これに対し、１パルスモードでは、モータ電流波形は
第８図のようになり、GTO素子31は１サイクル１回、Ｑ
点で電流をしや断する。Ｑ点の電流値IQは、モータ電
流、基本波実効値IMに対し、 で表わされる。
第８図のようになり、GTO素子31は１サイクル１回、Ｑ
点で電流をしや断する。Ｑ点の電流値IQは、モータ電
流、基本波実効値IMに対し、 で表わされる。
（６），（７）式より IQ＜IP （８） であるから、多パルスモードから１パルスモードへ移行
すると、IMが同一であつても、（５）式の過充電成分 が小さくなるので、その分、直流電圧EDを上昇させて
も、GTO素子31のＡ−Ｋ間電圧のピーク値VPは大きくな
らない。
すると、IMが同一であつても、（５）式の過充電成分 が小さくなるので、その分、直流電圧EDを上昇させて
も、GTO素子31のＡ−Ｋ間電圧のピーク値VPは大きくな
らない。
本発明の実施例においては、１パルスに移行する回転
速度ω１より大きい回転速度ω２から直流電圧EDは徐々
に上昇させる例を示したが、本発明はこれに限定される
ものではない必要に応じて、１パルスに移行した直後か
ら直流入力電圧EDを任意のパターンで上昇させてもよ
い。
速度ω１より大きい回転速度ω２から直流電圧EDは徐々
に上昇させる例を示したが、本発明はこれに限定される
ものではない必要に応じて、１パルスに移行した直後か
ら直流入力電圧EDを任意のパターンで上昇させてもよ
い。
また、実施例では、回転速度ωｒに対して直流電圧ED
を上昇させるパターンを発生させるものを示したが、こ
れに限定されるものではなく、例えば、インバータ制御
装置61より１パルスモードに移行した信号をもらつて、
直流入力電圧EDを上昇させるパターンを発生させてもよ
い。
を上昇させるパターンを発生させるものを示したが、こ
れに限定されるものではなく、例えば、インバータ制御
装置61より１パルスモードに移行した信号をもらつて、
直流入力電圧EDを上昇させるパターンを発生させてもよ
い。
実施例においては、直流電源装置として交流を変換し
て直流電圧を得る変換器を例示したが、これに限定され
るものではなく、例えば、直流電圧を受けて可変直流電
圧を発生するチヨツパ式の直流一直流電力変換装置でも
よい。
て直流電圧を得る変換器を例示したが、これに限定され
るものではなく、例えば、直流電圧を受けて可変直流電
圧を発生するチヨツパ式の直流一直流電力変換装置でも
よい。
以上の如く、本発明によれば、インバータ装置３のス
イツチング素子（GTO）31の耐圧を上昇させることな
く、モータのトルク限界を大きくすることが出来る。
イツチング素子（GTO）31の耐圧を上昇させることな
く、モータのトルク限界を大きくすることが出来る。
第１図は従来の実施例の回路図、第２図は従来例の説明
図、第３図は本発明の実施例の回路図、第４図は本発明
の実施例の説明図、第５図はインバータの１アームの部
分詳細図、第６図はスイツチング素子の電圧波形、第７
図，第８図はモータの電流波形図である。 ２……直流電源装置、３……インバータ装置、４……モ
ータ、51……電圧制御装置、53……可変電圧基準発生
部、61……インバータ制御装置。
図、第３図は本発明の実施例の回路図、第４図は本発明
の実施例の説明図、第５図はインバータの１アームの部
分詳細図、第６図はスイツチング素子の電圧波形、第７
図，第８図はモータの電流波形図である。 ２……直流電源装置、３……インバータ装置、４……モ
ータ、51……電圧制御装置、53……可変電圧基準発生
部、61……インバータ制御装置。
Claims (5)
- 【請求項１】直流を出力する直流電源装置と、この直流
を可変電圧可変周波数の交流に変換し、誘導電動機を駆
動するインバータ装置とを備えた誘導電動機の制御装置
において、前記インバータの１パルス制御モードにおけ
る所定の周波数領域での前記直流電源装置の出力電圧
を、前記インバータの多パルス制御モードにおける所定
の周波数領域での前記直流電源装置の出力電圧よりも高
くする直流電圧制御手段を備えた誘導電動機の制御装
置。 - 【請求項２】前記直流電源装置は、交流を入力して直流
に変換する電力変換装置である特許請求の範囲第１項記
載の誘導電動機の制御装置。 - 【請求項３】前記直流電源装置は、直流を入力して直流
に変換する電力変換装置である特許請求の範囲第１項記
載の誘導電動機の制御装置。 - 【請求項４】前記直流電圧制御手段は、前記誘導電動機
の回転数が所定の回転数以上となったとき、前記直流電
源装置に対する直流電圧指令を上昇させる構成を含む特
許請求の範囲第１項記載の誘導電動機の制御装置。 - 【請求項５】前記直流電圧制御手段は、前記インバータ
装置の制御モードが１パルス制御モードになったことを
示す信号を入力して、前記直流電源装置に対する直流電
圧指令を上昇させる構成を含む特許請求の範囲第１項記
載の誘導電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002074A JPH088792B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 誘導電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002074A JPH088792B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 誘導電動機の制御装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5225461A Division JPH06189412A (ja) | 1993-08-01 | 1993-09-10 | 誘導電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62163502A JPS62163502A (ja) | 1987-07-20 |
| JPH088792B2 true JPH088792B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=11519193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61002074A Expired - Lifetime JPH088792B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 誘導電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088792B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4607717B2 (ja) * | 2005-09-06 | 2011-01-05 | 株式会社日立製作所 | 交流電気車用電力変換装置 |
| JP4865892B2 (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-01 | 株式会社日立製作所 | 交流電気車用電力変換装置及びその制御方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5999903A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-08 | Toshiba Corp | 電気車制御装置の制御方法 |
-
1986
- 1986-01-10 JP JP61002074A patent/JPH088792B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62163502A (ja) | 1987-07-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |