JPH09205797A - Variable speed driving device for ac motor - Google Patents
Variable speed driving device for ac motorInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、鉄鋼の圧延機や
電気機関車あるいは高速エレベータなどに用いられる交
流電動機の可変速駆動装置に関するものである。特にG
TOサイリスタやIGBTなどの自己消弧形素子を用い
たインバータ、あるいはサイリスタを用いたサイクロコ
ンバータなどの可変周波数変換器による交流電動機の駆
動装置に関するもので、特に2台以上の複数の変換器の
出力を合成することにより、出力容量を増大し、さらに
出力電圧波形の高調波を少なくすると共に優れた制御性
能を得ることのできる駆動装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable speed drive device for an AC electric motor used in a steel rolling mill, an electric locomotive, a high speed elevator or the like. Especially G
The present invention relates to an AC motor drive device using a variable frequency converter such as an inverter using a self-extinguishing element such as a TO thyristor or IGBT, or a variable frequency converter such as a cycloconverter using a thyristor, and particularly the output of two or more converters. The present invention relates to a drive device capable of increasing the output capacity, reducing the harmonics of the output voltage waveform, and obtaining excellent control performance by combining
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の交流電動機駆動用の代表的な多重
インバータは、2台のGTOインバータの出力を合成す
る相間リアクトル式多重インバータで、その例を図13
に示す。同図において簡単化して箱で示したインバータ
(80)、(81)は、例えば後段で説明する図2
(a)、(b)、(c)に示すような通常の3相2レベ
ルインバータや3レベルインバータである。2. Description of the Related Art A typical conventional multi-inverter for driving an AC motor is a phase-to-phase reactor multi-inverter that combines the outputs of two GTO inverters, an example of which is shown in FIG.
Shown in Inverters (80) and (81) simplified and shown as boxes in FIG.
It is an ordinary three-phase two-level inverter or three-level inverter as shown in (a), (b) and (c).
【0003】鉄鋼の圧延機駆動のように、停止状態から
低速回転領域で大きなトルクを要し、かつ優れた制御性
能を要する駆動装置に適した大容量インバータとして、
近年注目されているのが、この相間リアクトル式の回路
である。この回路は、例えば文献、「高力率・高調波低
減を実現した大容量GTOドライブシステム」、日立評
論、Vol.75、(1993年5月)、31〜34頁
に発表されているように、活発な研究開発が行なわれて
いる。上記文献の図1の回路を本明細書の他の図に合わ
せ書き直すと図13(a)のようになる。この回路で
は、GTOを用いた2台の電圧形3相2レベルインバー
タ(80)、(81)の出力を相間リアクトル(8
2)、(83)、(84)を用いて合成し、その出力を
誘導電動機(85)に供給している。電動機は同期機を
用いてもよい。GTOのスィッチング周波数を数百Hz
程度とし、2台のインバータの間でキャリア波の位相を
180度シフトして、2台のインバータが交互にスィッ
チングするようにし、図13(b)のような高調波の少
ない出力電圧が得られている。この回路では2台のイン
バータは同じ大きさと位相の基本波出力電圧を発生し、
出力電流を半分づつ分担するように制御するので、相間
リアクトルへ印加される電圧は、キャリア波の位相差に
相当する電圧だけであり、出力基本波成分は印加されな
いので、出力周波数が0Hz近くでもリアクトルの磁束
の飽和の恐れはなく、充分な出力電圧とトルクが得られ
る。As a large-capacity inverter suitable for a drive device that requires a large torque in a low-speed rotation region from a stopped state and requires excellent control performance, such as a steel rolling mill drive,
Recently, attention has been paid to this interphase reactor type circuit. This circuit is described, for example, in the literature, “Large-capacity GTO drive system realizing high power factor and harmonic reduction”, Hitachi Review, Vol. 75, (May 1993), pages 31-34, active research and development is being conducted. FIG. 13A is obtained by rewriting the circuit shown in FIG. 1 of the above-mentioned document in accordance with the other drawings of this specification. In this circuit, the outputs of two voltage type three-phase two-level inverters (80) and (81) using GTO are connected to the interphase reactor (8).
2), (83) and (84) are combined and the output is supplied to the induction motor (85). A synchronous machine may be used as the electric motor. GTO switching frequency is several hundred Hz
The phase of the carrier wave is shifted by 180 degrees between the two inverters so that the two inverters are alternately switched, and an output voltage with few harmonics as shown in FIG. 13B is obtained. ing. In this circuit, the two inverters generate the fundamental wave output voltage of the same size and phase,
Since the output current is controlled to be divided in half, the voltage applied to the interphase reactor is only the voltage corresponding to the phase difference of the carrier wave, and the output fundamental wave component is not applied, so even if the output frequency is near 0 Hz. There is no risk of saturation of the reactor magnetic flux, and sufficient output voltage and torque can be obtained.
【0004】この方法は優れた出力電圧波形が得られ、
また、低周波数の低速度領域でも充分なトルクを確保す
ることができる。しかし、この方法は、3つの相間リア
クトルが必要であるので、その価格と寸法、損失および
リアクトルに印加されるスィッチング電圧波形による電
磁騒音が問題である。しかもこの方式では、電流のバラ
ンスが崩れると、リアクトルの鉄芯が飽和してますます
電流バランスが悪化し、運転不能になるので、GTOな
どの回路部品やPWM制御回路など、2台のインバータ
の特性をできるだけ揃え、その上で電流バランスの制御
系を設ける必要があるので、制御が複雑となる。This method gives an excellent output voltage waveform,
Further, sufficient torque can be secured even in a low frequency low speed region. However, since this method requires three interphase reactors, its price and size, loss, and electromagnetic noise due to the switching voltage waveform applied to the reactor are problems. Moreover, in this method, when the current balance is lost, the iron core of the reactor is saturated, and the current balance is further deteriorated, and operation becomes impossible. Therefore, circuit components such as GTO and PWM control circuit The control becomes complicated because it is necessary to make the characteristics as uniform as possible and to provide a current balance control system on top of that.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の典型的な交流電
動機駆動用多重インバータは以上のように構成されてい
るので、インバータの出力を合成するために相間リアク
トルなどの大きな電磁機器を必要とする。その結果、そ
の設置場所、効率の低下、電磁騒音及び経済性などの問
題がある。本発明では相間リアクトルなどの部品が不要
な方式を提供し、これらの問題を解決する。Since the conventional typical multiple inverter for driving an AC motor is constructed as described above, a large electromagnetic device such as an interphase reactor is required to combine the outputs of the inverters. . As a result, there are problems such as its installation location, reduced efficiency, electromagnetic noise, and economical efficiency. The present invention solves these problems by providing a method that does not require parts such as an interphase reactor.
【0006】また、4.5kV、4kAや6kV、6k
Aクラスの大容量GTOは、スィッチング損失が大きい
ので、300Hz程度より高いスィッチング周波数で使
うのは容易ではない。そのため、必要とするインバータ
出力周波数が決まれば、できるだけ低いスィッチング周
波数でその出力周波数を発生する必要がある。そのため
上記の相間リアクトル方式では、2台のインバータのス
ィッチングを決めるキャリア波位相を180度ずらすこ
とにより2台のインバータが交互にスィッチングし、等
価的にスィッチング周波数を2倍にし、低いスィッチン
グ周波数で、高い出力周波数を得るようにしている。本
発明は、この点を改善し、低いスィッチング周波数で必
要な出力周波数、即ち回転数を得ることのできる方式を
提供する。In addition, 4.5kV, 4kA, 6kV, 6k
Since the large capacity GTO of A class has a large switching loss, it is not easy to use it at a switching frequency higher than about 300 Hz. Therefore, once the required inverter output frequency is determined, it is necessary to generate that output frequency at the lowest possible switching frequency. Therefore, in the above phase-to-phase reactor method, by shifting the carrier wave phase that determines the switching of the two inverters by 180 degrees, the two inverters switch alternately, equivalently doubling the switching frequency, and at a low switching frequency, I try to get a high output frequency. The present invention improves this point and provides a method capable of obtaining a required output frequency, that is, a rotation speed, at a low switching frequency.
【0007】また、ストール運転と呼ばれる低速度で大
トルクの運転時には、ほとんど0周波数となるので、特
定のアームの電流が長時間にわたり大きな値を保つの
で、高い周波数での運転では平均化されるのに比し、G
TOの接合温度が著しく上昇する。圧延用のインバータ
ではこの時の最高温度上昇が許容値に収まるようにGT
Oの定格選定と冷却設計を行う必要があり、GTOの利
用率が低下する。本発明は、この点を改善し、ストール
運転時に特定のアームのGTOに電流が流れ続けないよ
うにし、その接合温度が著しく上昇することを回避でき
る方式を提供する。In addition, since the frequency is almost 0 during a low speed and large torque operation called stall operation, the current of a specific arm keeps a large value for a long time, so that it is averaged in the operation at a high frequency. In comparison with G
The junction temperature of TO rises remarkably. In the inverter for rolling, the maximum temperature rise at this time should be set within the allowable value.
It is necessary to select the rating of O and design the cooling, and the utilization rate of GTO decreases. The present invention solves this problem and provides a method in which the current does not continue to flow to the GTO of a specific arm during stall operation and the junction temperature can be prevented from rising significantly.
【0008】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、交流電動機の可変速駆動装置に
おいて、相間リアクトルを使わずに2台のインバータの
出力を合成して大容量駆動装置を構成するとともに、0
Hz近辺でも充分なトルクを確保でき、しかも、できる
だけ低いスィッチング周波数で必要な出力周波数、即ち
回転数を得ることができ、また、ストール運転時の特定
アームへの電流集中を回避することにより特定のGTO
の温度上昇を避けることのできる新しい交流電動機の可
変速駆動装置を提供し、もつて小形、経済的でリアクト
ルの電磁騒音がなく、高効率、高性能な可変速駆動装置
を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and in a variable speed drive device for an AC motor, a large capacity drive is performed by combining the outputs of two inverters without using an interphase reactor. Configure the device and
Sufficient torque can be secured even in the vicinity of Hz, and the required output frequency, i.e., rotation speed, can be obtained at the lowest switching frequency. In addition, by avoiding current concentration on a specific arm during stall operation, GTO
To provide a new variable speed drive device for AC motors that can avoid temperature rise, and to obtain a highly efficient and high performance variable speed drive device that is compact, economical, and has no reactor electromagnetic noise. To do.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る交流電動
機の可変速駆動装置は、固定子と回転子との双方に交流
多相巻線を有する交流電動機の可変速駆動装置におい
て、固定子巻線に第一の可変周波数変換器を、回転子巻
線に第二の可変周波数変換器を接続し、これら第一およ
び第二の可変周波数変換器の出力周波数の和または差の
周波数に対応した交流電動機の回転数を得るように構成
したものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a variable speed driving device for an AC electric motor, wherein the stator and the rotor have AC multi-phase windings. The first variable frequency converter is connected to the winding and the second variable frequency converter is connected to the rotor winding, and it corresponds to the sum or difference frequency of the output frequencies of these first and second variable frequency converters. It is configured to obtain the rotation speed of the AC motor.
【0010】また、請求項2に係る交流電動機の可変速
駆動装置は、請求項1において、第一または第二の可変
周波数変換器の、何れか一方を電圧源として制御し他方
を電流源として制御し、かつ何れか一方が交流電動機の
励磁分電流を供給し両者がトルク分電流を供給するもの
である。According to a second aspect of the present invention, there is provided a variable speed driving device for an AC electric motor according to the first aspect, wherein one of the first and second variable frequency converters is controlled as a voltage source and the other is controlled as a current source. One of them supplies the excitation current of the AC motor and the other supplies the torque current.
【0011】また、請求項3に係る交流電動機の可変速
駆動装置は、請求項1において、第一または第二の可変
周波数変換器の、何れか一方を電圧源として制御し他方
を電流源として制御し、かつ上記第一および第二の可変
周波数変換器が共に交流電動機のトルク分電流と励磁分
電流とを供給するものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a variable speed drive device for an AC motor according to the first aspect, wherein one of the first and second variable frequency converters is controlled as a voltage source and the other is used as a current source. The first and second variable frequency converters are controlled and both supply the torque component current and the excitation component current of the AC motor.
【0012】また、請求項4に係る交流電動機の可変速
駆動装置は、請求項1において、第一および第二の可変
周波数変換器を共に電流源として制御し、その内何れか
一方の可変周波数変換器が交流電動機の励磁分電流とト
ルク分電流とを供給し、他方の可変周波数変換器がトル
ク分電流を供給するものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a variable speed drive device for an AC electric motor according to the first aspect, wherein both the first and second variable frequency converters are controlled as current sources, and one of the variable frequencies is controlled. The converter supplies the excitation current and the torque current of the AC motor, and the other variable frequency converter supplies the torque current.
【0013】また、請求項5に係る交流電動機の可変速
駆動装置は、請求項1において、第一および第二の可変
周波数変換器を共に電流源として制御し、上記第一およ
び第二の可変周波数変換器が共に交流電動機のトルク分
電流と励磁分電流とを供給するものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a variable speed drive device for an AC electric motor according to the first aspect, wherein both the first and second variable frequency converters are controlled as current sources. Both the frequency converters supply the torque component current and the excitation component current of the AC motor.
【0014】また、請求項6に係る交流電動機の可変速
駆動装置は、請求項4または5において、固定子巻線と
回転子巻線との巻数をそれぞれN1、N2としたとき、第
一および第二の可変周波数変換器に供給するトルク分電
流の指令値を、N1、N2の逆比としたものである。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a variable speed driving device for an AC electric motor, wherein when the number of turns of the stator winding and the number of turns of the rotor winding are N1 and N2, respectively. The command value of the torque component current supplied to the second variable frequency converter is the inverse ratio of N1 and N2.
【0015】また、請求項7に係る交流電動機の可変速
駆動装置は、請求項1ないし6のいずれかにおいて、交
流電動機の回転数に対して第一または第二の可変周波数
変換器の出力周波数をあらかじめ定めたパターンを設
け、上記交流電動機の回転数に応じ、上記パターンが設
けられた可変周波数変換器の出力周波数は上記パターン
により決定し、他方の可変周波数変換器の出力周波数は
上記交流電動機の回転に応じて決まる当該他方の可変周
波数変換器の接続された巻線側の回転座標により決定す
るように構成したものである。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a variable speed drive device for an AC electric motor according to any one of the first to sixth aspects, wherein the output frequency of the first or second variable frequency converter with respect to the rotational speed of the AC electric motor. According to the number of revolutions of the AC motor, the output frequency of the variable frequency converter provided with the pattern is determined by the pattern, and the output frequency of the other variable frequency converter is the AC motor. Is determined according to the rotation coordinates of the winding side to which the other variable frequency converter is connected, which is determined according to the rotation of the.
【0016】また、請求項8に係る交流電動機の可変速
駆動装置は、請求項1ないし7のいずれかにおいて、交
流電動機の所定の回転数(以下、極性反転回転数と称
す)において第一または第二の可変周波数変換器の何れ
かの出力周波数の極性が正から負、または負から正に反
転するようにするとともに、上記出力周波数の絶対値が
いずれも所定の最小値以上となる反転前出力周波数から
反転後出力周波数へ所定の微小時間内に変化させるよう
にしたものである。According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a variable speed drive device for an AC electric motor according to any one of the first to seventh aspects, wherein the AC motor has a first or a predetermined rotational speed (hereinafter referred to as a polarity reversal rotational speed). Before the polarity of any of the output frequencies of the second variable frequency converter is reversed from positive to negative or from negative to positive, and the absolute value of the output frequency is not less than a predetermined minimum value. The output frequency is changed to the output frequency after inversion within a predetermined minute time.
【0017】また、請求項9に係る交流電動機の可変速
駆動装置は、請求項8において、極性反転回転数を、交
流電動機の回転数指令値の上昇時と下降時とでずらして
設定することにより、可変周波数変換器の出力周波数の
極性反転動作にヒステリシス特性を持たせたものであ
る。According to a ninth aspect of the present invention, in the variable speed drive device for an AC electric motor according to the eighth aspect, the polarity reversal rotation speed is set to be different between when the rotation speed command value of the AC electric motor is rising and when it is falling. Thus, the polarity reversal operation of the output frequency of the variable frequency converter has a hysteresis characteristic.
【0018】また、請求項10に係る交流電動機の可変
速駆動装置は、請求項1ないし6のいずれかにおいて、
複数台の交流電動機を備え、上記交流電動機の各固定子
巻線には共通の第一の可変周波数変換器を、各回転子巻
線にはそれぞれ個別の第二の可変周波数変換器を接続
し、上記各第二の可変周波数変換器の出力周波数に相互
に差を持たせることにより、上記各交流電動機を相互に
異なる回転数で駆動可能としたものである。A variable speed drive device for an AC motor according to a tenth aspect of the present invention is the variable speed drive device according to any one of the first to sixth aspects.
A plurality of AC motors are provided, a common first variable frequency converter is connected to each stator winding of the above AC motor, and an individual second variable frequency converter is connected to each rotor winding. By making the output frequencies of the respective second variable frequency converters different from each other, the respective AC motors can be driven at mutually different rotational speeds.
【0019】また、請求項11に係る交流電動機の可変
速駆動装置は、請求項1ないし10のいずれかにおい
て、第一の可変周波数変換器を第一のインバータ、第二
の可変周波数変換器を第二のインバータとし、上記第一
のインバータと第二のインバータとの直流入力端子を並
列接続して、共通の直流電源に接続したものである。According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a variable speed drive device for an AC electric motor according to any one of the first to tenth aspects, wherein the first variable frequency converter is a first inverter and the second variable frequency converter is a second variable frequency converter. In the second inverter, the DC input terminals of the first inverter and the second inverter are connected in parallel and connected to a common DC power source.
【0020】また、請求項12に係る交流電動機の可変
速駆動装置は、請求項1ないし10のいずれかにおい
て、第一の可変周波数変換器を第一のインバータ、第二
の可変周波数変換器を第二のインバータとし、上記第一
のインバータと第二のインバータとの直流電源をそれぞ
れ別に設け、上記第一および第二のインバータが相互に
異なる直流電圧で動作できるようにしたものである。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a variable speed drive device for an AC electric motor according to any one of the first to tenth aspects, wherein the first variable frequency converter is a first inverter and the second variable frequency converter is a second variable frequency converter. In the second inverter, DC power supplies for the first inverter and the second inverter are separately provided so that the first and second inverters can operate at DC voltages different from each other.
【0021】また、請求項13に係る交流電動機の可変
速駆動装置は、請求項12において、第一または第二の
インバータの何れか一方に3相2レベルインバータを、
他方に3相3レベルインバータを用いたものである。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a variable speed drive device for an AC electric motor according to the twelfth aspect, wherein either one of the first and second inverters has a three-phase two-level inverter.
On the other hand, a 3-phase 3-level inverter is used.
【0022】また、請求項14に係る交流電動機の可変
速駆動装置は、請求項11ないし13のいずれかにおい
て、第一および第二のインバータの変調方式として交流
出力の1周期の間に自己消弧形素子が複数回のスィッチ
ングを行うPWMを用い、かつ、上記第一および第二の
インバータのスィッチング周波数を決めるキャリア波の
周波数を同一とし、さらに、それらのキャリア波の位相
に相互に位相差を持たせたものである。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a variable speed drive device for an AC electric motor according to any one of the eleventh to thirteenth aspects, wherein the first and second inverters use a modulation method of self-extinguishing during one cycle of the AC output. A PWM is used in which an arc element performs switching a plurality of times, the frequencies of carrier waves that determine the switching frequencies of the first and second inverters are the same, and the phase difference between the carrier waves is mutually different. It has a.
【0023】また、請求項15に係る交流電動機の可変
速駆動装置は、請求項1ないし10のいずれかにおい
て、第一または第二の可変周波数変換器の何れか一方を
サイクロコンバータとし、他方をインバータとしたもの
である。According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a variable speed drive device for an AC electric motor according to any one of the first to tenth aspects, wherein one of the first and second variable frequency converters is a cycloconverter and the other is a cycloconverter. It is an inverter.
【0024】[0024]
実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1における
交流電動機の可変速駆動装置を示す全体構成図である。
図において、(1)は制御対象である交流電動機で、具
体的には、固定子巻線(1a)と回転子巻線(1b)と
を備えた巻線形誘導電動機である。(2)は固定子巻線
(1a)に接続された第一の可変周波数変換器としての
第一のインバータ(INV−A)、(3)は回転子巻線
(1b)に接続された第二の可変周波数変換器としての
第二のインバータ(INV−B)、(4)と(5)はこ
れらのインバータの直流コンデンサを示しているが、こ
れらは以後の図ではインバータに含まれるものとし、適
宜省略している。高力率コンバータCONV(6)は変
圧器(7)を通して受けた交流電力を直流電力に変換
し、上記2台のインバータに供給する。また、回生運転
時には電動機からの電力を交流電源に回生する。Embodiment 1. 1 is an overall configuration diagram showing a variable speed drive device for an AC electric motor according to Embodiment 1 of the present invention.
In the figure, (1) is an AC motor to be controlled, and more specifically, it is a winding-type induction motor having a stator winding (1a) and a rotor winding (1b). (2) is a first inverter (INV-A) as a first variable frequency converter connected to the stator winding (1a), and (3) is a first inverter connected to the rotor winding (1b). The second inverter (INV-B), (4) and (5), as the second variable frequency converter, represent the DC capacitors of these inverters, which are assumed to be included in the inverters in the following figures. , Omitted as appropriate. The high power factor converter CONV (6) converts the AC power received through the transformer (7) into DC power and supplies the DC power to the two inverters. Further, during the regenerative operation, the electric power from the electric motor is regenerated to the AC power source.
【0025】なお、図1では、インバータ(2)、
(3)およびコンバータ(6)の各変換器は単に箱で表
現しているが、後述する他の実施の形態における適用例
をも考慮して、先ず、これら各変換器の具体的な構成例
またその表現方法につき、図2および図3に基づき説明
する。In FIG. 1, the inverter (2),
Although the converters of (3) and the converter (6) are simply represented by boxes, first, in consideration of application examples in other embodiments described later, first, concrete configuration examples of these converters will be described. The expression method will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
【0026】本発明の可変速駆動装置を構成する1台の
インバータとしては、図2(a)に示すGTO式3相2
レベルインバータ、(c)に示すIGBT式3相2レベ
ルインバータ、または図2(b)に示すGTO式3相3
レベルインバータなどを用いるが、2レベルインバータ
は周知であるので、3レベルインバータの説明をおこな
う。同図(b)では逆導通GTOを用いた回路を示して
いる。中性点端子を有する直流電源、またはコンデンサ
で中性点を作った直流電源の正極Pと負極Nとの間に、
スィッチング素子S1、S2、S3、S4を順次直列接
続するとともに、S1とS2の接続点及びS3とS4の
接続点がそれぞれダイオードを介して前記中性点端子に
接続されており、S2とS3の接続点が出力端子Uとさ
れたものである。2レベルインバータは正負2つの電圧
レベルしか出力できないが、この回路では、次のように
3つの電圧レベルを出力することができる。 (a)S1とS2がオンの時: 直流電源の正の電位 (b)S2とS3がオンの時: 直流電源の零の電位 (c)S3とS4がオンの時: 直流電源の負の電位 その結果、この回路を3組設けた3相3レベルインバー
タは、通常の2レベルインバータと比較して、出力電圧
の高調波を少なくすることが出来る。As one inverter forming the variable speed drive device of the present invention, a GTO type three-phase two-phase inverter shown in FIG.
Level inverter, IGBT type three-phase two-level inverter shown in (c), or GTO type three-phase three shown in FIG. 2 (b)
Although a level inverter or the like is used, since a 2-level inverter is well known, a 3-level inverter will be described. FIG. 2B shows a circuit using a reverse conducting GTO. Between a positive electrode P and a negative electrode N of a DC power supply having a neutral point terminal or a DC power supply having a neutral point made of a capacitor,
The switching elements S1, S2, S3, S4 are sequentially connected in series, and the connection point of S1 and S2 and the connection point of S3 and S4 are connected to the neutral point terminal via diodes, respectively. The connection point is the output terminal U. Although the two-level inverter can output only two positive and negative voltage levels, this circuit can output three voltage levels as follows. (A) When S1 and S2 are on: Positive potential of DC power supply (b) When S2 and S3 are on: Zero potential of DC power supply (c) When S3 and S4 are on: Negative power of DC power supply As a result, the three-phase three-level inverter provided with three sets of this circuit can reduce the harmonics of the output voltage as compared with the normal two-level inverter.
【0027】上記の回路図では逆導通GTOを用いてい
るが、逆導通GTOとは通常のGTOと逆並列ダイオー
ドとを一枚のシリコンウエファーの上に一体化した電力
半導体素子で、図2(a)の記号で示される。本発明で
使うインバータは、他の種類の電力半導体素子、例えば
IGBTと逆並列ダイオードとを用いてもよいことは云
うまでもない。図2の3レベルインバータと2レベルイ
ンバータとは、何れも3相電圧形インバータであるの
で、簡略化して、図3に示すようなブロック図で示す。
3レベルインバータでは直流電源の中性点端子が必要で
あるが、中性点を作るコンデンサもインバータの中に含
まれると考え、中性点の図示は省略し、まとめて3相電
圧形インバータとして図3のような一つのブロック図で
代表する。同図(a)は一般的な電圧形インバータ、
(b)はそれを単線図で示したもの、(c)はGTOイ
ンバータ、(d)はIGBTインバータを表わす。
(e)、(f)は交流を直流に変換するコンバータであ
るが、コンバータには、図2(d)に示すサイリスタ式
可逆コンバータ及び図2(a)、(b)、(c)のイン
バータを高力率コンバータとして使うものがある。サイ
リスタ式可逆コンバータは図3(g)で、高力率コンバ
ータは図3(h)で示すこともできる。これらは交流・
直流間の双方向電力変換ができる。サイクロコンバータ
は、周知のように図2(d)の可逆コンバータからLC
フィルタを除いた3相ブリッジの逆並列回路を構成要素
とし、それを3台または6台用いて図2(e)のように
構成したものである。これは簡単化して図3(i)、
(j)のように示す。Although the reverse conducting GTO is used in the above circuit diagram, the reverse conducting GTO is a power semiconductor device in which a normal GTO and an anti-parallel diode are integrated on a single silicon wafer, as shown in FIG. It is indicated by the symbol a). It goes without saying that the inverter used in the present invention may use other types of power semiconductor devices, for example, an IGBT and an antiparallel diode. Since the three-level inverter and the two-level inverter in FIG. 2 are both three-phase voltage type inverters, they are simplified and shown in a block diagram as shown in FIG.
A three-level inverter requires a neutral point terminal of the DC power supply, but we think that the capacitor that creates the neutral point is also included in the inverter, so the illustration of the neutral point is omitted. It is represented by one block diagram as shown in FIG. FIG. 1A shows a general voltage source inverter,
(B) shows it in a single diagram, (c) shows a GTO inverter, and (d) shows an IGBT inverter.
(E) and (f) are converters that convert alternating current to direct current. The converter includes the thyristor-type reversible converter shown in FIG. 2 (d) and the inverters shown in FIGS. 2 (a), (b), and (c). There is one that uses as a high power factor converter. The thyristor type reversible converter can be shown in FIG. 3 (g), and the high power factor converter can be shown in FIG. 3 (h). These are exchanges
Bidirectional power conversion between DC is possible. As is well known, the cycloconverter is the reversible converter shown in FIG.
The anti-parallel circuit of the three-phase bridge excluding the filter is used as a constituent element, and three or six thereof are used to configure as shown in FIG. 2 (e). This is simplified to FIG. 3 (i),
Shown as (j).
【0028】図1の説明に戻り、固定子側の第一のイン
バータINV−A(2)の出力周波数をf1とすれば、
巻線形誘導電動機のいわゆる同期速度ns(rpm)
は、極対数をpとした場合、ns=120f1/pであ
る。また、固定子側の周波数f1で回転数がn(rp
m)の時の回転子側の第二のインバータINV−B
(3)の出力周波数をf2とするとn=120(f1+f
2)/pとなる。nが同期速度以下の場合は、f2は負と
なり、nが同期速度以上の場合は、f2は正となるの
で、本発明のf2は一般の滑り周波数と逆符号である。
nが同期速度以下の場合は、周知のように巻線形誘導電
動機の1次側(以下、固定子側と1次側、および回転子
側と2次側とは、それぞれ同義として適宜併用するもの
とする)から入力された電力の内、滑り周波数分は余分
で、2次側に出てくるので、インバータINV−Bが吸
収し電源へ戻してやる必要がある。この2次側に出てく
る電力は余計な循環電力として効率の低下につながるた
め、好ましくないものである。従って、コンバータには
駆動に必要な差の電力のみが通る。逆にnを同期速度以
上に上げるには、周知のようにインバータINV−Bか
ら負の滑り周波数に相当する電力を回転子に入力しなく
てはならない。従って、コンバータには双方の和の電力
が通る。即ち、この方式では直流電源が一つで済み、し
かも直流電源に無駄な循環電力が流れない。Returning to the explanation of FIG. 1, if the output frequency of the first inverter INV-A (2) on the stator side is f1,
So-called synchronous speed ns (rpm) of wire wound induction motor
Is n = 120f1 / p, where p is the number of pole pairs. Further, at the frequency f1 on the stator side, the rotation speed is n (rp
m) the second inverter INV-B on the rotor side
If the output frequency of (3) is f2, n = 120 (f1 + f
2) / p. When n is equal to or lower than the synchronous speed, f2 is negative, and when n is equal to or higher than the synchronous speed, f2 is positive. Therefore, f2 of the present invention has an opposite sign to the general slip frequency.
When n is equal to or less than the synchronous speed, as is well known, the primary side of the wound-rotor induction motor (hereinafter, the stator side and the primary side, and the rotor side and the secondary side are synonymous and appropriately used together) Of the electric power input from (1), the slip frequency is extra, and it comes out to the secondary side, so it is necessary to absorb it by the inverter INV-B and return it to the power supply. The electric power that emerges on the secondary side is unfavorable because it leads to a decrease in efficiency as extra circulating electric power. Therefore, only the difference power required for driving is passed through the converter. On the contrary, in order to increase n above the synchronous speed, as is well known, it is necessary to input power corresponding to the negative slip frequency from the inverter INV-B to the rotor. Therefore, the sum of the two electric powers passes through the converter. That is, in this method, only one DC power supply is required, and unnecessary circulating power does not flow to the DC power supply.
【0029】この駆動装置では電動機の速度は2台のイ
ンバータの周波数f1とf2との和または差となる。かり
に図4に示す相回転方向を正とすると、速度はf1+f2
となる。従って、インバータINV−Aのf1を一定に
して、インバータINV−Bのf2を変えることにより
速度制御ができるし、また、f1とf2とを同時に変化さ
せて速度制御することもできる。f1+f2に相当する速
度が得られるので、同じ回転数の駆動システムを設計す
る場合にインバータの周波数は1/2で良い。大容量G
TOインバータの場合、そのスィッチング損失が大き
く、スィッチング周波数としては、300Hz程度が上
限となるが、2台のインバータを組み合わせる本発明を
採用することにより、駆動装置への適用が容易となる。In this drive device, the speed of the electric motor is the sum or difference between the frequencies f1 and f2 of the two inverters. If the phase rotation direction shown in FIG. 4 is positive, the speed is f1 + f2.
Becomes Therefore, speed control can be performed by keeping f1 of the inverter INV-A constant and changing f2 of the inverter INV-B, or by changing f1 and f2 at the same time. Since the speed corresponding to f1 + f2 can be obtained, the frequency of the inverter can be 1/2 when designing the drive system of the same rotation speed. Large capacity G
In the case of a TO inverter, its switching loss is large, and the switching frequency has an upper limit of about 300 Hz. However, by adopting the present invention in which two inverters are combined, the application to a drive device becomes easy.
【0030】また、この駆動システムでは2台のインバ
ータなど変換器の電圧、電流、周波数範囲などの定格は
同じである必要はなく、設計の自由度が大きく、柔軟性
の高い大容量駆動システムが得られる。Further, in this drive system, it is not necessary for the converters such as two inverters to have the same ratings of voltage, current, frequency range, etc., and a large capacity drive system having a high degree of freedom in design and a high flexibility can be provided. can get.
【0031】実施の形態2.図5は両インバータ
(2)、(3)の制御形式に着目して検討された各種形
態例を示すもので、先ず、図5(a)の駆動装置におい
ては、巻線形誘導電動機(1)の1次側固定子巻線に接
続したインバータINV−A(2)は電圧源として、即
ち、電圧制御形として制御し、2次側回転子巻線に接続
したインバータINV−B(3)は電流源として、即
ち、電流制御形として制御されている。これは主回路自
身が電流形(電流形インバータ)であってもよい。電流
制御形インバータまたは電流形インバータを用いること
により、トルク電流を速やかに正確に制御でき、しかも
過電流になることを回避できるので、急加減速が必要な
圧延機駆動用として適している。Embodiment 2 FIG. 5 shows various form examples examined by paying attention to the control form of both inverters (2) and (3). First, in the drive device of FIG. 5 (a), the winding induction motor (1) The inverter INV-A (2) connected to the primary side stator winding is controlled as a voltage source, that is, a voltage control type, and the inverter INV-B (3) connected to the secondary side rotor winding is It is controlled as a current source, that is, as a current control type. The main circuit itself may be a current source (current source inverter). By using the current control type inverter or the current type inverter, the torque current can be quickly and accurately controlled, and the overcurrent can be avoided. Therefore, it is suitable for driving a rolling mill that requires rapid acceleration / deceleration.
【0032】実施の形態3.図5(b)に示す駆動装置
においては、1次側固定子巻線に接続したインバータI
NV−A(2)及び2次側回転子巻線に接続したインバ
ータINV−B(3)は共に電流制御形として制御され
ている。これは主回路自身が電流形(電流形インバー
タ)であってもよい。1次と2次双方に電流制御形イン
バータまたは電流形インバータを用いることにより、1
次と2次双方の励磁電流とトルク電流の非干渉化制御が
でき、図5(a)のシステムよりさらに優れた性能が得
られる。Embodiment 3. In the drive device shown in FIG. 5B, the inverter I connected to the primary side stator winding
Both the NV-A (2) and the inverter INV-B (3) connected to the secondary side rotor winding are controlled as a current control type. The main circuit itself may be a current source (current source inverter). By using a current-controlled inverter or a current-source inverter for both primary and secondary,
Both the secondary and secondary excitation currents and torque currents can be controlled to be non-interfering with each other, and performance superior to that of the system of FIG. 5A can be obtained.
【0033】実施の形態4.図5(c)は、実施の形態
4における交流電動機の可変速駆動装置を示す。この例
では、1次側固定子巻線に接続したインバータINV−
A(2)及び2次側回転子巻線に接続したインバータI
NV−B(3)の制御方式は問わないが、それらの直流
電源を別にして2台のインバータが異なる直流電圧の仕
様または運転条件でも良いように構成している。このよ
うにすれば、例えばインバータINV−Aに比しインバ
ータINV−Bの電圧を低くして小さな容量のものと
し、設計の自由度を広げることができる。Embodiment 4 FIG. FIG. 5C shows a variable speed drive device for an AC electric motor according to the fourth embodiment. In this example, an inverter INV- connected to the primary side stator winding
Inverter I connected to A (2) and the secondary rotor winding
The control system of NV-B (3) is not limited, but the two inverters are configured so that they may have different DC voltage specifications or operating conditions, apart from their DC power supplies. By doing so, for example, the voltage of the inverter INV-B can be made lower than that of the inverter INV-A to have a small capacity, and the degree of freedom in design can be increased.
【0034】実施の形態5.図6は、実施の形態5にお
ける交流電動機の可変速駆動装置を示す。1次側固定子
巻線に接続したインバータINV−A(2)を3レベル
インバータとし、2次側回転子巻線に接続したインバー
タINV−B(3)を2レベルインバータとしている。
同じGTOで製作すると、3レベルインバータと2レベ
ルインバータとの容量比は2:1であるので、2+1の
駆動パワーのシステムを構成できる。Embodiment 5. FIG. 6 shows a variable speed drive device for an AC electric motor according to the fifth embodiment. The inverter INV-A (2) connected to the primary side stator winding is a three-level inverter, and the inverter INV-B (3) connected to the secondary side rotor winding is a two-level inverter.
When manufactured with the same GTO, the capacity ratio between the 3-level inverter and the 2-level inverter is 2: 1, so a system with a drive power of 2 + 1 can be constructed.
【0035】実施の形態6.図7に示すものは、複数台
の電動機を少し異なる速度で運転することのできるシス
テムである。2台の電動機(1−1)と(1−2)との
1次側固定子巻線は共通のインバータINV−A(2)
に接続し、2次側回転子巻線には別々にインバータ(3
−1)と(3−2)とを接続している。インバータ(3
−1)と(3−2)との周波数にΔfの差を持たせるこ
とにより電動機の速度の差に対応することができる。こ
れは電気機関車などで各車輪の回転数にわずかの差があ
る場合などに適したシステムである。Sixth Embodiment The system shown in FIG. 7 is a system capable of operating a plurality of electric motors at slightly different speeds. The primary side stator winding of the two electric motors (1-1) and (1-2) has a common inverter INV-A (2).
And a separate inverter (3
-1) and (3-2) are connected. Inverter (3
By making the frequencies of -1) and (3-2) have a difference of Δf, it is possible to cope with the difference in speed of the electric motor. This is a system suitable for electric locomotives and the like where there is a slight difference in the rotational speed of each wheel.
【0036】実施の形態7.図8は、この発明の実施の
形態7における交流電動機の可変速駆動装置の制御系を
含むブロック図である。巻線形誘導電動機(1)の固定
子側にインバータINV−A(2)を回転子側にインバ
ータINV−B(3)を接続し、インバータINV−A
は電圧源として制御されており、その周波数はVF発信
器(115)により決まる。インバータINV−Bは後
述のように電流源として制御している。Embodiment 7 FIG. 8 is a block diagram including a control system of a variable speed drive device for an AC electric motor according to a seventh embodiment of the present invention. The inverter INV-A (2) is connected to the stator side of the wound-rotor induction motor (1), and the inverter INV-B (3) is connected to the rotor side of the inverter INV-A.
Is controlled as a voltage source, the frequency of which is determined by the VF oscillator (115). The inverter INV-B is controlled as a current source as described later.
【0037】この例では分かり易く2極機とし、1回転
6000パルスのパルスジェネレータ(10)を用いて
いるので、1サイクルは6000パルスである。従っ
て、VF発信器の出力を6000カウントのアップダウ
ンカウンタ(111)により位相情報に変換し、カウン
ト数に応じて正弦波、余弦波の波形メモリ(106)を
読み、それを電圧指令回路(117)に与える。ここで
アップダウンカウンタを用いるのは1次周波数が正転だ
けでなく、逆転もするからである。1次周波数の正負に
応じアップとダウンを切り替える。In this example, a two-pole machine is used in an easy-to-understand manner, and a pulse generator (10) for one rotation of 6000 pulses is used, so that one cycle is 6000 pulses. Therefore, the output of the VF oscillator is converted into phase information by the up / down counter (111) of 6000 counts, the sine wave and cosine wave waveform memory (106) is read according to the count number, and this is read by the voltage command circuit (117). ) Give to. The up / down counter is used here because the primary frequency not only rotates in the forward direction but also rotates in the reverse direction. It switches between up and down depending on whether the primary frequency is positive or negative.
【0038】FVパターン発生回路(116)は周波数
に応じて出力電圧を決める。これの出力に比例した振幅
の3相電圧指令を電圧指令回路(117)が作り、電圧
制御回路(118)に与える。電圧制御回路はインバー
タINV−Aの出力電圧の指令を作りPWM回路(10
1)に与える。このPWM回路は通常三角波比較方式
で、インバータのスィッチングを決定する。このPWM
回路の三角波信号は、図示省略しているが、後で述べる
PWM回路(102)の三角波と同じ周波数で位相差が
180度となるようにしており、これによって、スィッ
チング周波数の高調波を少なくしている。この図では電
圧のフィードバック制御は行っていないが、それを行う
と、より優れた特性が得られる。The FV pattern generation circuit (116) determines the output voltage according to the frequency. The voltage command circuit (117) creates a three-phase voltage command having an amplitude proportional to the output of the output, and gives it to the voltage control circuit (118). The voltage control circuit creates a command for the output voltage of the inverter INV-A, and the PWM circuit (10
Give to 1). This PWM circuit normally uses a triangular wave comparison method to determine the switching of the inverter. This PWM
Although not shown in the figure, the triangular wave signal of the circuit has a phase difference of 180 degrees at the same frequency as the triangular wave of the PWM circuit (102) described later, thereby reducing harmonics of the switching frequency. ing. In this figure, the voltage feedback control is not performed, but if it is performed, better characteristics can be obtained.
【0039】一方、巻線形誘導電動機(1)の回転子側
には、インバータINV−B(3)が接続され、これは
電流源として制御されている。電流制御系は巻線形誘導
電動機の2次誘導起電力に一致して回転する同期回転座
標軸の上で構成されている。この同期回転座標を決める
のはアップダウンカウンタ(110)である。アップダ
ウンカウンタは、電動機の回転数nに対応するパルスジ
ェネレータ(10)の出力でアップ側にドライブし、固
定子側の周波数f1に対応するVF発信器(115)の
パルスでダウン側にドライブしている。なぜならば、n
を2極機の場合の回転数(rps)とすると、周波数と
nとの関係は、n=f1+f2であるから、アップダウン
カウンタはf2に対応するので、アップダウンカウンタ
に与える信号がf2=n−f1になるようにするためであ
る。このように構成した上で、始動時に固定子と回転子
のU相が一致した瞬間に1パルス/回転発生のパルスで
0位相を合わせる。このようにするとアップダウンカウ
ンタは回転子側の誘導起電力に一致した位相情報を示す
ことになる。なお、上記の説明と図8では、簡単のため
電動機が正回転でかつ、インバータINV−A(2)の
出力周波数が正回転の場合について示した。しかし、電
動機が逆回転の時や、インバータINV−A(2)の周
波数が逆回転の場合にも対応するには、図9の回路が必
要になる。図9において、(123)と(124)は、
2つのパルスの周波数の和の出力パルスを得るパルス加
算回路である。これらの加算回路が必要になるのは、n
とf1の符号によって、両者が共にアップ側に入力され
たり、ダウン側に入力されることがあるためである。同
図では、回転数nとVF発信器(115)のパルスf1
を、それが正転か逆転かを示す符号に応じ、アップダウ
ンカウンタのアップ側に接続するか、ダウン側に接続す
るかをスィッチ回路で切り替えるように構成している。
即ち、スィッチ回路(125)でnが正の場合はアップ
側に、nが負の場合はダウン側に入力するように構成す
る。また、スィッチ回路(126)でf1が正転の時は
ダウン側に、逆転の時はアップ側に入力することによ
り、常にf2=n−f1になるように構成している。On the other hand, an inverter INV-B (3) is connected to the rotor side of the wound-rotor induction motor (1), which is controlled as a current source. The current control system is configured on a synchronous rotation coordinate axis that rotates in agreement with the secondary induced electromotive force of the wound-rotor induction motor. It is the up / down counter (110) that determines the synchronous rotation coordinates. The up / down counter is driven up by the output of the pulse generator (10) corresponding to the rotation speed n of the electric motor, and is driven down by the pulse of the VF oscillator (115) corresponding to the frequency f1 on the stator side. ing. Because n
Is the rotation speed (rps) in the case of a two-pole machine, the relationship between frequency and n is n = f1 + f2, so the up / down counter corresponds to f2, so the signal given to the up / down counter is f2 = n. This is because it becomes −f1. With this configuration, at the moment when the U phases of the stator and the rotor coincide with each other at the time of starting, the 0 phase is adjusted by 1 pulse / pulse of rotation generation. In this way, the up / down counter shows the phase information that matches the induced electromotive force on the rotor side. Note that, in the above description and FIG. 8, for simplicity, the case where the electric motor is in the forward rotation and the output frequency of the inverter INV-A (2) is in the forward rotation is shown. However, the circuit shown in FIG. 9 is required to cope with the case where the electric motor rotates in the reverse direction and the case where the frequency of the inverter INV-A (2) rotates in the reverse direction. In FIG. 9, (123) and (124) are
It is a pulse addition circuit that obtains an output pulse that is the sum of the frequencies of two pulses. These adder circuits are required for n
This is because both of them may be input to the up side or the down side depending on the signs of and f1. In the figure, the rotation speed n and the pulse f1 of the VF oscillator (115)
Is configured to be switched by a switch circuit between connecting to the up side or the down side of the up-down counter according to a sign indicating whether it is forward rotation or reverse rotation.
That is, the switch circuit (125) is configured to input to the up side when n is positive and to the down side when n is negative. Further, in the switch circuit (126), when f1 is in forward rotation, it is input to the down side, and in reverse rotation, it is input to the up side so that f2 = n-f1 is always maintained.
【0040】図8に戻り、カウント数に応じて正弦波・
余弦波発生回路(107)から同期回転座標の基準とな
るsin、cos波を出し、それをもとに電流検出器
(9)から得られる2次電流信号i2(U,V,W)を3相/
γδ座標変換回路(105)でiγ2、iδ2信号に変換
する。γ軸は直軸で励磁電流に対応し、δ軸は横軸でト
ルク電流に対応する。Returning to FIG. 8, a sine wave
The cosine wave generation circuit (107) outputs sin and cos waves that are the reference of synchronous rotation coordinates, and based on this, the secondary current signal i2 (U, V, W) obtained from the current detector (9) is set to 3 phase/
The γδ coordinate conversion circuit (105) converts the signals into iγ2 and iδ2 signals. The γ-axis is the direct axis and corresponds to the exciting current, and the δ-axis is the horizontal axis and corresponds to the torque current.
【0041】以上において、3相座標UVWから同期回
転座標γδへの変換は、例えば3相電流について示すと
下記の通りである。 Iδ = IU sinωt + IV sin(ωt - 2π/3) + IW sin(ωt + 2π/3) Iγ = IU cosωt + IV cos(ωt - 2π/3) + IW cos(ωt + 2π/3) また、PWM回路に与える電圧指令をVXδ、VXγと
し、それをγδ座標からUVW座標へ変換する場合は、
下記の通りである。 VXU = VXδ sinωt + VXγ cosωt VXV = VXδ sin(ωt - 2π/3) + VXγ cos(ωt - 2π/3) VXW = VXδ sin(ωt + 2π/3) + VXγ cos(ωt + 2π/3)In the above, the conversion from the three-phase coordinate UVW to the synchronous rotation coordinate γδ is as follows for the three-phase current, for example. Iδ = IU sinωt + IV sin (ωt-2π / 3) + IW sin (ωt + 2π / 3) Iγ = IU cosωt + IV cos (ωt-2π / 3) + IW cos (ωt + 2π / 3) When the voltage command given to the PWM circuit is VXδ, VXγ and it is converted from γδ coordinates to UVW coordinates,
It is as follows. VXU = VXδ sin ωt + VXγ cos ωt VXV = VXδ sin (ωt -2π / 3) + VXγ cos (ωt -2π / 3) VXW = VXδ sin (ωt + 2π / 3) + VXγ cos (ωt + 2π / 3)
【0042】速度指令回路(108)の指令ωre*とパ
ルスジェネレータから得られる速度信号ωreに基づき速
度制御回路(109)がトルク電流指令iδ2*を発生す
る。γ軸の励磁電流とδ軸のトルク電流とを独立に制御
するために非干渉化電流制御回路(112)に前記トル
ク電流指令iδ2*と励磁電流指令iγ2*=0を与える。
2次電流のγ軸とδ軸電流の非干渉化制御を行うために
必要なω1、ωre、iγ1、iδ1の信号も非干渉化電流
制御回路(112)に与えている。The speed control circuit (109) generates a torque current command iδ2 * based on the command ωre * of the speed command circuit (108) and the speed signal ωre obtained from the pulse generator. In order to independently control the γ-axis exciting current and the δ-axis torque current, the torque current command iδ2 * and the exciting current command iγ2 * = 0 are given to the decoupling current control circuit (112).
The signals of ω1, ωre, iγ1 and iδ1 necessary for performing the decoupling control of the γ-axis and δ-axis currents of the secondary current are also given to the decoupling current control circuit (112).
【0043】図8の例では2次励磁電流指令iγ2*=0
としているが、このようにすると、インバータINV−
Aで1次電圧を決めているので、それに必要な励磁電流
は全て1次から供給される。他の方法としては、インバ
ータINV−Aで決めた1次電圧を発生するために必要
な励磁電流は電動機の特性から分かるので、必要な励磁
電流を全て2次励磁電流指令iγ2*として与えることも
可能である。この場合、2次から与えた励磁電流に多少
の過不足があり得るが、その差は1次のインバータIN
V−Aから自然に供給される。また、励磁電流を1次側
と2次側のインバータで任意に分担することも可能であ
る。上記のことはT形等価回路の励磁電流は、1次、2
次の何れからも供給できることから理解できる。In the example of FIG. 8, the secondary excitation current command iγ2 * = 0
However, if this is done, the inverter INV-
Since the primary voltage is determined by A, all the exciting current required for it is supplied from the primary. As another method, since the exciting current required to generate the primary voltage determined by the inverter INV-A can be known from the characteristics of the motor, all necessary exciting currents can be given as the secondary exciting current command iγ2 *. It is possible. In this case, there may be some excess or deficiency in the exciting current given from the secondary, but the difference is the primary inverter IN
Supplied naturally from VA. Further, it is possible to arbitrarily share the exciting current between the inverters on the primary side and the secondary side. As described above, the exciting current of the T-type equivalent circuit is
It can be understood that it can be supplied from any of the following.
【0044】非干渉化電流制御回路(112)は、電流
検出器(9)からのインバータINV−Bの出力電流信
号をγδ座標に変換したフィードバック信号iγ2、i
δ2と上記指令値に基づき、インバータの出力すべき電
圧の指令値Vγ2*、Vδ2*を出力する。このγδ軸の信
号はγδ/3相変換回路(104)で3相信号に直し、
PWM回路(102)に与える。このようにしてインバ
ータINV−Bの出力電流の励磁電流成分とトルク電流
成分は制御される。The decoupling current control circuit (112) converts the output current signal of the inverter INV-B from the current detector (9) into the feedback signal iγ2, i.
Based on δ2 and the above command value, command values Vγ2 * and Vδ2 * of the voltage to be output from the inverter are output. This γδ axis signal is converted into a three-phase signal by the γδ / 3-phase conversion circuit (104),
It is given to the PWM circuit (102). In this way, the exciting current component and the torque current component of the output current of the inverter INV-B are controlled.
【0045】上記のように構成すると電動機(1)の1
次側電圧即ち磁束と周波数は、インバータINV−Aで
決定され、トルクはインバータINV−Bで制御され
る。インバータINV−Bの周波数f2は電動機の回転
につれアップダウンカウンタにより自動的に決まり、イ
ンバータINV−Bの出力周波数の許せる範囲内で、ゼ
ロ速度から同期速度以上にわたり任意の回転数が得られ
る。With the above construction, the electric motor (1) 1
The secondary voltage, that is, the magnetic flux and the frequency are determined by the inverter INV-A, and the torque is controlled by the inverter INV-B. The frequency f2 of the inverter INV-B is automatically determined by the up / down counter according to the rotation of the electric motor, and an arbitrary number of revolutions can be obtained from zero speed to the synchronous speed or higher within the range that the output frequency of the inverter INV-B can permit.
【0046】図10に4象限運転を行う周波数制御のパ
ターンを示す。図4に示すように周波数の回転方向を決
めると、電動機の速度はインバータINV−Aの周波数
f1とインバータINV−Bの周波数f2との和で決ま
る。横軸はf1+f2とし、これを仮に有効周波数と名付
けているが、これは回転数に一致する。縦軸にはf1、
f2、回転数n(2極機の場合のrps)を取ってい
る。この例では、正転の場合は、回転数に対しあらかじ
め決めたf1のパターンを20Hz一定とし、電動機の
回転数を0から40Hz相当の速度(20Hzに対する
同期速度をnsとして2ns)まで加速すると、二次側の
回転座標が自然に変化し、二次側変換器の周波数f2は
自然に−20Hzから+20Hzまで変化し、速度が制
御される。逆転の場合は電動機の速度変化に応じてf1
を+20Hzから−20Hzまで変化させている。この
ようにすると結果としてf2は−20Hzで変化せず、
回転数は0から−40Hz相当の速度(−2ns)まで
制御される。FIG. 10 shows a frequency control pattern for four-quadrant operation. When the frequency rotation direction is determined as shown in FIG. 4, the speed of the electric motor is determined by the sum of the frequency f1 of the inverter INV-A and the frequency f2 of the inverter INV-B. The horizontal axis is f1 + f2, which is tentatively named the effective frequency, which corresponds to the number of revolutions. F1 on the vertical axis,
f2 and rotation speed n (rps in the case of a two-pole machine) are taken. In this example, in the case of normal rotation, the pattern of f1 determined in advance with respect to the rotational speed is fixed at 20 Hz, and the rotational speed of the electric motor is accelerated to a speed corresponding to 0 to 40 Hz (2 ns with a synchronous speed for 20 Hz of n s), The rotation coordinate on the secondary side naturally changes, the frequency f2 of the secondary side converter naturally changes from -20 Hz to +20 Hz, and the speed is controlled. In the case of reverse rotation, f1 depends on the speed change of the motor
Is changed from +20 Hz to -20 Hz. As a result, f2 does not change at -20Hz,
The rotation speed is controlled from 0 to a speed corresponding to -40 Hz (-2 ns).
【0047】上記のようにこのシステムでは周波数f1
を電動機速度に応じて変化させる必要があるので、図8
ではf1のパターン発生回路(113)を設け、その出
力を時定数が0.1から1秒程度の一次遅れ回路を通し
てインバータINV−Aの周波数指令としている。この
時定数は周波数の急激な変化を避けるために設けたもの
で、後で説明する図12のようなパターンを用いる場合
に必要となる。As described above, in this system, the frequency f1
Is required to be changed according to the motor speed.
Then, a pattern generating circuit (113) of f1 is provided, and its output is used as a frequency command of the inverter INV-A through a first-order delay circuit having a time constant of about 0.1 to 1 second. This time constant is provided in order to avoid a drastic change in frequency, and is necessary when using a pattern as shown in FIG. 12 described later.
【0048】実施の形態8.次に図11に示す他の例に
ついて説明する。この場合、固定子巻線に接続されたイ
ンバータINV−Aと回転子巻線に接続されたインバー
タINV−Bとを共に電流源として制御している。以
下、2次側のインバータINV−Bの制御系をはじめ図
8の場合と同じ部分の説明は省略し、制御の異なる部分
を主に説明する。Embodiment 8. Next, another example shown in FIG. 11 will be described. In this case, both the inverter INV-A connected to the stator winding and the inverter INV-B connected to the rotor winding are controlled as current sources. Hereinafter, the description of the same parts as the case of FIG. 8 including the control system of the secondary-side inverter INV-B will be omitted, and the different parts of the control will be mainly described.
【0049】この装置では、インバータINV−Aもγ
δ座標上で電流制御を行うために、電流検出器(8)の
1次電流信号i1を3相/γδ変換回路(103)で1
次側の同期回転座標に変換し、その信号を非干渉化電流
制御回路(121)にフィードバックしている。この非
干渉制御には、図示を省略するが、他にω1、ωre、i
γ2、iδ2が必要であるのでこれらの信号も与える。In this device, the inverter INV-A also has γ.
In order to control the current on the δ coordinate, the primary current signal i1 of the current detector (8) is set to 1 by the three-phase / γδ conversion circuit (103).
It is converted into the synchronous rotation coordinate on the next side, and the signal is fed back to the decoupling current control circuit (121). For this non-interference control, although not shown, ω1, ωre, i
Since γ2 and iδ2 are required, these signals are also given.
【0050】2台の電流制御形変換器を一台の巻線形誘
導電動機の1次と2次とに接続する場合、両者の電流制
御に矛盾がないように電流指令を与える必要がある。こ
の問題を誘導電動機のT形等価回路から考えると、巻線
形誘導電動機の1次と2次の巻数をN1、N2としたと
き、T形等価回路から分かるように1次側に流れたトル
ク電流iδ1は、2次側に巻数の逆比の値iδ2となって
流れる。従って、図11では、まず2次側のトルク電流
指令をiδ2*とし、それに基づき1次のトルク電流指令
はiδ1*=(N2/N1)iδ2*として、トルク電流指令
回路(119)から与えている。When two current control type converters are connected to the primary and secondary of one winding type induction motor, it is necessary to give a current command so that both current controls are consistent. Considering this problem from the T-type equivalent circuit of the induction motor, when the number of turns of the primary and secondary windings of the wound-type induction motor is N1 and N2, the torque current flowing to the primary side can be seen from the T-type equivalent circuit. iδ1 flows on the secondary side as a value iδ2 of the inverse ratio of the number of turns. Therefore, in FIG. 11, first, the torque current command on the secondary side is set to iδ2 *, and based on that, the primary torque current command is set to iδ1 * = (N2 / N1) iδ2 * and given from the torque current command circuit (119). There is.
【0051】この図の例では励磁電流はiγ2*=0と
し、1次側から全て与えるようにしている。簡単なシス
テムでは一定励磁であるので、必要な励磁電流指令をi
γ1*として励磁電流指令回路(120)から非干渉化電
流制御回路(121)に与える。上記の非干渉化電流制
御回路の出力は、インバータINV−Aの出力すべき電
圧指令Vγ1*とVδ1*である。この信号はγδ/3相変
換回路(122)で3相に変換した後、PWM回路(1
01)でインバータのスィッチング信号とする。勿論、
図8で説明したと同様に、iγ2*=0とせず、励磁電流
を2次側から供給するようにしてもよく、また、1次、
2次で分担して供給することもできる。このシステムで
は2次だけでなく、1次電流もγ軸とδ軸電流の非干渉
化が行われるため、図8のシステムより優れた制御特性
が得られる。In the example of this figure, the exciting current is set to iγ2 * = 0 and is supplied from the primary side. In a simple system, constant excitation is used, so the required excitation current command is i
It is given as γ1 * from the excitation current command circuit (120) to the decoupling current control circuit (121). The outputs of the decoupling current control circuit are the voltage commands Vγ1 * and Vδ1 * to be output by the inverter INV-A. This signal is converted into three phases by the γδ / 3-phase conversion circuit (122), and then the PWM circuit (1
In 01), it is used as the inverter switching signal. Of course,
As described with reference to FIG. 8, the exciting current may be supplied from the secondary side without setting iγ2 * = 0.
It can also be shared by the secondary supply. In this system, not only the secondary current but also the primary current is made non-interfering with the γ-axis current and the δ-axis current, so that better control characteristics than the system of FIG. 8 can be obtained.
【0052】実施の形態9.次に、既述した特定アーム
への電流集中を回避することが可能な制御方式、ここで
は、その一例として5Hz以下の周波数を使わずに正転
から逆転にわたって速度を制御する場合の周波数f1と
f2の制御の方法を図12より説明する。この図で縦軸
はそれぞれのインバータの周波数である。横軸は、f1
+f2である。巻線形誘導電動機の速度n(rpm)
は、極対数をpとした場合、n=120(f1+f2)/
pとなるので、横軸は回転数に対応している。f1+f2
で回転数が決まるので、便宜上これを有効周波数と名付
けている。従って、この図は回転数の変化と共にf1と
f2をどのように制御するかを示している。この例では
インバータの周波数の上限は、f1、f2共に20Hzで
あるので、最大有効周波数f1+f2=40Hzに対応す
る速度が得られる。図8または図11の制御系の説明で
述べたように、電動機の回転数に基づき先ずf1を決
め、その結果、2次側の回転座標が決まり、その結果と
してf2が自然に決まるように制御系を構成し、f1とf
2が制御されるようにしている。Ninth Embodiment Next, a control method capable of avoiding the current concentration on the specific arm described above, here, as an example, a frequency f1 when controlling the speed from forward rotation to reverse rotation without using a frequency of 5 Hz or less, A method of controlling f2 will be described with reference to FIG. In this figure, the vertical axis is the frequency of each inverter. The horizontal axis is f1
+ F2. Winding-type induction motor speed n (rpm)
Is n = 120 (f1 + f2) /, where p is the number of pole pairs
Since it is p, the horizontal axis corresponds to the rotation speed. f1 + f2
Since the number of rotations is determined by, this is named the effective frequency for convenience. Therefore, this figure shows how to control f1 and f2 as the rotation speed changes. In this example, the upper limit of the frequency of the inverter is 20 Hz for both f1 and f2, so a speed corresponding to the maximum effective frequency f1 + f2 = 40 Hz is obtained. As described in the explanation of the control system of FIG. 8 or FIG. 11, f1 is first determined based on the rotation speed of the electric motor, and as a result, the rotational coordinate of the secondary side is determined, and as a result, f2 is naturally controlled. The system is composed of f1 and f
2 is going to be controlled.
【0053】先ず、速度がゼロ近辺でのストール運転の
場合は、一次周波数をf1=5Hzに決めてやると、二
次周波数は自然にf2=−5Hzとなり、ゼロ速度で運
転する。図4に周波数の回転方向を示すように、一次の
周波数f1に対し同じ方向に二次の周波数f2を回せば、
電動機の速度はゼロとなる。これは一次周波数5Hzで
すべり周波数も5Hzという状態である。従って、スト
ール運転でもインバータは2台とも5Hz運転であり、
特定のアームに波高値の大きな電流が流れ続けることを
避けることができる。First, in the case of the stall operation in which the speed is near zero, if the primary frequency is set to f1 = 5 Hz, the secondary frequency naturally becomes f2 = -5 Hz, and the operation is performed at zero speed. As shown in the rotation direction of the frequency in FIG. 4, if the secondary frequency f2 is rotated in the same direction as the primary frequency f1,
The motor speed is zero. This has a primary frequency of 5 Hz and a slip frequency of 5 Hz. Therefore, even in stall operation, both inverters are operating at 5Hz,
It is possible to avoid that a current with a large peak value continues to flow to a specific arm.
【0054】次に、f1を20Hzまで上昇してゆく
と、回転数nは20−5=15Hz相当まで加速する。
この場合、二次周波数は回転座標系から自然に決まる
が、−5Hzのままで変化せずにとどまる。なぜなら
ば、速度の変化を全てf1の変化でカバーするように、
f1のパターンを決めているからである。f1+f2=1
5Hzになった時にf1を20Hzから10Hzに変化
させるようにパターンを決めておくと、f1が変化した
結果としてf2が−5Hzから+5Hzに変化する。即
ち、出力周波数f2の極性が反転する。このときf1を2
0Hzから10Hzに変化させる速さは0.1秒程度の
時定数回路で急変を避けるようにしている。また、15
Hz相当の速度指令(極性反転回転数)で止まったとき
に二つの周波数、即ち、f1は20Hzと10Hzの
間、f2は−5Hzと5Hzの間で行き来しないように
ヒステリシスを設けている。Next, when f1 is increased to 20 Hz, the rotation speed n is accelerated to a value corresponding to 20-5 = 15 Hz.
In this case, the secondary frequency is naturally determined from the rotating coordinate system, but remains unchanged at -5 Hz. This is because all changes in speed are covered by changes in f1,
This is because the pattern of f1 is determined. f1 + f2 = 1
When the pattern is determined such that f1 is changed from 20 Hz to 10 Hz when it becomes 5 Hz, f2 changes from -5 Hz to +5 Hz as a result of f1 changing. That is, the polarity of the output frequency f2 is reversed. At this time, f1 is 2
The speed of changing from 0 Hz to 10 Hz is a time constant circuit of about 0.1 second so as to avoid a sudden change. Also, 15
Hysteresis is provided so that two frequencies, that is, f1 between 20 Hz and 10 Hz and f2 between -5 Hz and 5 Hz do not come and go when stopped at a speed command (polarity reversal rotation speed) equivalent to Hz.
【0055】次に、f1を10Hzにキープしたままで
速度を30Hz相当まで加速すると、今度はf2が自然
に5Hzから20Hzまで変化する。20Hzでf2は
上限なので、次はf1を10Hzから20Hzまで変化
させつつ加速すると、f2は結果として変化せず、20
Hzに止まる。以上のように速度と共にf1をパターン
で決めるようにすれば、f2はゼロ周波数を速やかによ
ぎるので、5Hz以下の周波数を使うことなく、ゼロか
ら最高速度まで制御できる。Next, when f1 is kept at 10 Hz and the speed is accelerated to 30 Hz, f2 naturally changes from 5 Hz to 20 Hz. Since f2 is the upper limit at 20 Hz, when f1 is accelerated while changing from 10 Hz to 20 Hz, f2 does not change as a result.
Stop at Hz. As described above, if f1 is determined by the pattern together with the speed, the zero frequency is swept by f2, so that it is possible to control from zero to the maximum speed without using a frequency of 5 Hz or less.
【0056】同図には逆回転側も示しているが、逆回転
領域ではf1とf2の動きが逆になるだけで、他は上記と
同じように動作するので、説明は省略する。逆回転領域
でもf1を主に制御し、その結果f2が決まるのは同じで
ある。Although the reverse rotation side is also shown in the same figure, in the reverse rotation region, only the movements of f1 and f2 are reversed, and the other operation is the same as the above, so the explanation is omitted. Even in the reverse rotation region, f1 is mainly controlled, and as a result, f2 is determined.
【0057】以上の各実施の形態の説明では便宜上、イ
ンバータINV−Aを1次側、インバータINV−Bを
2次側としているが、巻線形誘導電動機の1次と2次は
基本的に同じ機能であるので、両者を入れ替えても同様
に機能することは云うまでもない。In the above description of each embodiment, the inverter INV-A is used as the primary side and the inverter INV-B is used as the secondary side for the sake of convenience, but the primary and secondary of the wound-rotor induction motor are basically the same. Since it is a function, it goes without saying that the same function can be obtained by exchanging both.
【0058】また、直流電源となるコンバータはサイリ
スタ式可逆コンバータでもよいし、図5の(a),
(b)の回路で回生の無い場合ではダイオードコンバー
タでもよい。また、インバータは図2に示すような種々
のGTOやIGBTのインバータが使用できる。Further, the converter serving as the DC power source may be a thyristor type reversible converter, or as shown in FIG.
A diode converter may be used when there is no regeneration in the circuit of (b). As the inverter, various GTO and IGBT inverters as shown in FIG. 2 can be used.
【0059】また、制御系の各機能ブロックはハードウ
エアの回路として説明したが、これらはマイクロプロセ
ッサの中でソフトウエアにより実現することもできるこ
とは云うまでもない。Although each functional block of the control system has been described as a hardware circuit, it goes without saying that these can also be realized by software in a microprocessor.
【0060】以上、この発明を適用した種々の実施の形
態から想定する利点を、改めて列挙すると以下の通りで
ある。The advantages envisioned from the various embodiments to which the present invention is applied are listed below.
【0061】 相間リアクトルが不要で、電動機の内
部で直接、2台のインバータの出力を合成し大容量の駆
動装置が実現できる。その結果、相間リアクトルの電磁
騒音や、損失、設置場所などの問題が解消される。しか
も、低速運転まで充分なトルクが確保できる。It is possible to realize a large-capacity drive device by directly combining the outputs of two inverters inside the motor without the need for an interphase reactor. As a result, problems such as electromagnetic noise of the interphase reactor, loss, and installation location are eliminated. Moreover, sufficient torque can be secured even at low speed operation.
【0062】 2台のインバータ出力周波数の和に相
当する回転数を得ることができるので、出力周波数を1
/2にできる。即ち、例えば20Hzのインバータを2
台用いて40Hz相当の速度が得られる。このことは、
スィッチング周波数を低く設計できることにつながり、
優れた効率と経済設計が得られる。Since the number of revolutions corresponding to the sum of the output frequencies of the two inverters can be obtained, the output frequency is set to 1
It can be / 2. That is, for example, a 20 Hz inverter
A speed equivalent to 40 Hz can be obtained by using the table. This means
It leads to the ability to design the switching frequency low,
Excellent efficiency and economic design are obtained.
【0063】 電動機のストール運転時にインバータ
の周波数をゼロ近くまで下げる必要はなく、2台とも数
Hz(例えば5Hz)以上にできるので、特定のアーム
への電流集中を避けることができ、素子のジャンクショ
ン温度の大きな低周波脈動を回避でき、素子の利用率を
向上できる。It is not necessary to reduce the frequency of the inverter to near zero during the stall operation of the electric motor, and both can be set to several Hz (for example, 5 Hz) or more, so that current concentration on a specific arm can be avoided and the junction of the element can be avoided. It is possible to avoid low-frequency pulsation with a large temperature and improve the utilization factor of the element.
【0064】 2台のインバータの容量、定格は、電
動機の巻数比を1:1にして同容量、同電圧、同電流定
格でもよいが、同じである必要はなく、異なる定格にも
できる。極端な場合は一方をサイクロコンバータにする
こともできる。電動機の巻数比の選定も種々あるので、
設計の自由度が大きい。従って、開発済みのいくつかの
種類の主回路を組み合わせ、広い仕様範囲をカバーする
ことができる。The capacity and rating of the two inverters may be the same capacity, same voltage, and same current rating with the winding ratio of the electric motor set to 1: 1, but they do not have to be the same and can be different ratings. In extreme cases, one can be a cycloconverter. Since there are various selections of the winding ratio of the electric motor,
Greater freedom of design. Therefore, a wide range of specifications can be covered by combining several types of developed main circuits.
【0065】 電機子と回転子の双方から電力を供給
するので、相間リアクトル方式のように電機子電圧に比
し電流が大きくなり過ぎることを回避でき、電動機設計
上有利となる。Since electric power is supplied from both the armature and the rotor, it is possible to avoid the current from becoming too large compared to the armature voltage as in the interphase reactor method, which is advantageous in designing the electric motor.
【0066】 カゴ形誘導電動機のベクトル制御と異
なり、二次電流を直接制御できるので、高性能の制御系
を構成することが容易である。また、低抵抗の2次巻線
を採用してもなんら制御上の困難はないので、スィッチ
ング周波数を低くできることと相まって、通常のカゴ形
誘導電動機のベクトル制御に比し、大幅な効率向上が実
現でき、大容量駆動装置の大きな省エネルギーを実現で
きる。Unlike the vector control of the cage induction motor, the secondary current can be directly controlled, so that a high-performance control system can be easily configured. Also, even if a low resistance secondary winding is used, there is no control difficulty, so the efficiency can be significantly improved compared to the normal vector control of a basket-type induction motor in combination with the ability to lower the switching frequency. Therefore, it is possible to realize a large energy saving of the large capacity drive device.
【0067】 可変速揚水など従来の、巻線形誘導電
動機の駆動装置では、1次は商用電源で、2次側に20
%前後の容量のインバータを設け、同期速度の前後で駆
動制御するものであった。1つの駆動装置には一つのイ
ンバータという設計が従来の発想であり、2つのインバ
ータを巻線形誘導電動機の駆動に用いることは不経済で
無意味なものとして検討されなかったようである。本発
明の方式は、中小容量の駆動装置では不経済であるが、
1台のGTOインバータでは製作困難な大容量駆動装置
を設計する場合に有利となる。スリップリングがあるた
めカゴ形誘導電動機に比し不利な面もあるが、他の方式
では実現できない大幅な省エネルギー効果により、その
欠点は解消される。なお、本発明になる駆動装置の用途
は、鉄鋼圧延機用が代表的なものであるが、それ以外に
も、電気機関車、電気推進船舶の電動機駆動、などが考
えられる。また、ポンプや送風機の駆動用や、高速エレ
ベータの数百kWのIGBTインバータにも適してい
る。In a conventional winding type induction motor driving device such as variable speed pumping, the primary source is a commercial power source and the secondary side is 20
%, An inverter having a capacity of about 10% was provided, and drive control was performed before and after the synchronous speed. The conventional idea is to design one inverter for one driving device, and it seems that the use of two inverters for driving a wound-rotor induction motor has not been considered as uneconomical and meaningless. Although the method of the present invention is uneconomical for a drive device of small and medium capacity,
This is advantageous when designing a large-capacity drive device that is difficult to manufacture with one GTO inverter. Since it has a slip ring, it has some disadvantages compared to a basket-type induction motor, but its drawbacks are eliminated due to the significant energy saving effect that cannot be realized by other methods. Note that the drive device according to the present invention is typically used for steel rolling mills, but in addition to that, it can be considered to be an electric locomotive, an electric motor drive of an electric propulsion ship, and the like. It is also suitable for driving pumps and blowers, and for several hundred kW IGBT inverters in high speed elevators.
【0068】[0068]
【発明の効果】以上のように、請求項1に係る交流電動
機の可変速駆動装置は、固定子と回転子との双方に交流
多相巻線を有する交流電動機の可変速駆動装置におい
て、固定子巻線に第一の可変周波数変換器を、回転子巻
線に第二の可変周波数変換器を接続し、これら第一およ
び第二の可変周波数変換器の出力周波数の和または差の
周波数に対応した交流電動機の回転数を得るように構成
したので、相間リアクトルを使用することなく2台の可
変周波数変換器の出力を合成することができ、大容量化
と低速運転の確保が可能となる。As described above, the variable speed drive device for an AC electric motor according to claim 1 is a fixed speed drive device for an AC electric motor having AC multiphase windings on both the stator and the rotor. Connect the first variable frequency converter to the child winding and the second variable frequency converter to the rotor winding, and adjust the output frequency of these first and second variable frequency converters to the sum or difference frequency. Since it is configured to obtain the corresponding rotation speed of the AC motor, it is possible to combine the outputs of the two variable frequency converters without using an interphase reactor, and it is possible to secure large capacity and low speed operation. .
【0069】また、請求項2に係る可変速駆動装置は、
第一または第二の可変周波数変換器の、何れか一方を電
圧源として制御し他方を電流源として制御し、かつ何れ
か一方が交流電動機の励磁分電流を供給し両者がトルク
分電流を供給するので、電圧形、電流形の異なる変換器
の組合せが可能で設計の自由度が増大するとともに、ト
ルク電流を速やかに正確に制御でき、しかも過電流にな
ることを回避することができる。The variable speed drive device according to claim 2 is
One of the first and second variable frequency converters is controlled as a voltage source and the other is controlled as a current source, and either one supplies the excitation current of the AC motor and both supply the torque current. As a result, it is possible to combine converters of different voltage type and current type, which increases the degree of freedom in designing, the torque current can be quickly and accurately controlled, and an overcurrent can be avoided.
【0070】また、請求項3に係る可変速駆動装置は、
第一または第二の可変周波数変換器の、何れか一方を電
圧源として制御し他方を電流源として制御し、かつ上記
第一および第二の可変周波数変換器が共に交流電動機の
トルク分電流と励磁分電流とを供給するので、前項のも
のに比較し、両変換器の容量のバランスをとり易い。The variable speed drive device according to claim 3 is
Either one of the first or second variable frequency converters is controlled as a voltage source and the other is controlled as a current source, and the first and second variable frequency converters are both the torque component current of the AC motor. Since the exciting current is supplied, it is easier to balance the capacities of both converters as compared with the one in the previous section.
【0071】また、請求項4に係る可変速駆動装置は、
第一および第二の可変周波数変換器を共に電流源として
制御し、その内何れか一方の可変周波数変換器が交流電
動機の励磁分電流とトルク分電流とを供給し、他方の可
変周波数変換器がトルク分電流を供給するので、固定子
側、回転子側の双方で非干渉化制御が可能となり制御特
性が向上する。A variable speed drive device according to a fourth aspect is
Both the first and second variable frequency converters are controlled as current sources, and one of the variable frequency converters supplies the excitation current and the torque current of the AC motor, and the other variable frequency converter. Supplies a current corresponding to the torque, so that decoupling control can be performed on both the stator side and the rotor side, and control characteristics are improved.
【0072】また、請求項5に係る可変速駆動装置は、
第一および第二の可変周波数変換器を共に電流源として
制御し、上記第一および第二の可変周波数変換器が共に
交流電動機のトルク分電流と励磁分電流とを供給するの
で、前項のものに比較し、両変換器の容量のバランスを
とり易い。A variable speed drive device according to a fifth aspect of the present invention is
Both the first and second variable frequency converters are controlled as current sources, and the first and second variable frequency converters both supply the torque component current and the excitation component current of the AC motor. Compared to, it is easier to balance the capacity of both converters.
【0073】また、請求項6に係る可変速駆動装置は、
固定子巻線と回転子巻線との巻数をそれぞれN1、N2と
したとき、第一および第二の可変周波数変換器に供給す
るトルク分電流の指令値を、N1、N2の逆比としたの
で、固定子側、回転子側の両者の電流制御が確実に協調
して円滑な制御特性が得られる。A variable speed drive device according to a sixth aspect of the present invention is
When the number of turns of the stator winding and the number of turns of the rotor winding are N1 and N2, respectively, the command value of the torque component current supplied to the first and second variable frequency converters is the inverse ratio of N1 and N2. Therefore, the current control on both the stator side and the rotor side is surely coordinated to obtain smooth control characteristics.
【0074】また、請求項7に係る可変速駆動装置は、
交流電動機の回転数に対して第一または第二の可変周波
数変換器の出力周波数をあらかじめ定めたパターンを設
け、上記交流電動機の回転数に応じ、上記パターンが設
けられた可変周波数変換器の出力周波数は上記パターン
により決定し、他方の可変周波数変換器の出力周波数は
上記交流電動機の回転に応じて決まる当該他方の可変周
波数変換器の接続された巻線側の回転座標により決定す
るように構成したので、両変換器の周波数制御が円滑に
なされる。A variable speed drive device according to a seventh aspect of the present invention is
The output frequency of the variable frequency converter provided with the pattern according to the rotation speed of the AC motor is provided by providing a pattern in which the output frequency of the first or second variable frequency converter is predetermined with respect to the rotation speed of the AC motor. The frequency is determined by the above pattern, and the output frequency of the other variable frequency converter is determined by the rotational coordinate of the winding side connected to the other variable frequency converter, which is determined according to the rotation of the AC motor. Therefore, the frequency control of both converters is smoothly performed.
【0075】また、請求項8に係る可変速駆動装置は、
交流電動機の所定の回転数(以下、極性反転回転数と称
す)において第一または第二の可変周波数変換器の何れ
かの出力周波数の極性が正から負、または負から正に反
転するようにするとともに、上記出力周波数の絶対値が
いずれも所定の最小値以上となる反転前出力周波数から
反転後出力周波数へ所定の微小時間内に変化させるよう
にしたので、変換器の出力周波数の極性反転時、零周波
数を速やかに通過し、変換器の特定のアームに波高値の
大きい電流が流れ続けることを避けることができる。The variable speed drive device according to claim 8 is
The polarity of the output frequency of either the first or second variable frequency converter is inverted from positive to negative or from negative to positive at a predetermined rotation speed of the AC motor (hereinafter, referred to as polarity reversal rotation speed). At the same time, the absolute value of the output frequency is changed to the output frequency before reversal and the output frequency after reversal within a predetermined minute time when the absolute values are all above a predetermined minimum value. At this time, it is possible to quickly pass through the zero frequency, and to prevent a current having a large peak value from continuously flowing through a specific arm of the converter.
【0076】また、請求項9に係る可変速駆動装置は、
極性反転回転数を、交流電動機の回転数指令値の上昇時
と下降時とでずらして設定することにより、可変周波数
変換器の出力周波数の極性反転動作にヒステリシス特性
を持たせたので、交流電動機の回転数指令値が、たとえ
極性反転回転数に止まったとしても、安定した動作特性
が確保される。The variable speed drive device according to a ninth aspect is
The polarity reversal operation of the variable frequency converter has a hysteresis characteristic by setting the polarity reversal rotation speed while shifting the rotation speed command value of the AC motor when the rotation speed command value rises and when it falls. Even if the rotation speed command value of is stopped at the polarity reversal rotation speed, stable operation characteristics are secured.
【0077】また、請求項10に係る可変速駆動装置
は、複数台の交流電動機を備え、上記交流電動機の各固
定子巻線には共通の第一の可変周波数変換器を、各回転
子巻線にはそれぞれ個別の第二の可変周波数変換器を接
続し、上記各第二の可変周波数変換器の出力周波数に相
互に差を持たせることにより、上記各交流電動機を相互
に異なる回転数で駆動可能としたので、固定子側の変換
器の台数は1台のままで、回転子側の変換器の台数を増
やすのみで、複数の交流電動機を相互に異なる回転数で
駆動することができる。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a variable speed drive device comprising a plurality of AC motors, wherein each stator winding of the AC motor is provided with a common first variable frequency converter and each rotor winding. Separate second variable frequency converters are connected to the lines, and the output frequencies of the second variable frequency converters are made different from each other, so that the AC motors have different rotation speeds. Since it is drivable, the number of converters on the stator side remains the same, and by simply increasing the number of converters on the rotor side, it is possible to drive multiple AC motors at mutually different rotational speeds. .
【0078】また、請求項11に係る可変速駆動装置
は、第一の可変周波数変換器を第一のインバータ、第二
の可変周波数変換器を第二のインバータとし、上記第一
のインバータと第二のインバータとの直流入力端子を並
列接続して、共通の直流電源に接続したので、直流電源
が一つで済み、しかも直流電源に無駄な循環電力も流れ
ない。In the variable speed drive device according to an eleventh aspect, the first variable frequency converter is the first inverter, the second variable frequency converter is the second inverter, and the first inverter and the first inverter are the same. Since the DC input terminals of the two inverters are connected in parallel and connected to the common DC power supply, only one DC power supply is required and no unnecessary circulating power flows to the DC power supply.
【0079】また、請求項12に係る可変速駆動装置
は、第一の可変周波数変換器を第一のインバータ、第二
の可変周波数変換器を第二のインバータとし、上記第一
のインバータと第二のインバータとの直流電源をそれぞ
れ別に設け、上記第一および第二のインバータが相互に
異なる直流電圧で動作できるようにしたので、両インバ
ータの定格の選定における自由度が増大する。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a variable speed drive device in which the first variable frequency converter is a first inverter and the second variable frequency converter is a second inverter. Since the DC power sources for the two inverters are separately provided so that the first and second inverters can operate at DC voltages different from each other, the degree of freedom in selecting the ratings of both inverters increases.
【0080】また、請求項13に係る可変速駆動装置
は、第一または第二のインバータの何れか一方に3相2
レベルインバータを、他方に3相3レベルインバータを
用いたので、2レベルインバータと3レベルインバータ
との両者の特長を生かしたシステムを実現することがで
きる。According to the variable speed drive device of the thirteenth aspect, one of the first and second inverters has a three-phase two-phase type.
Since the level inverter and the three-phase three-level inverter are used on the other side, it is possible to realize a system that takes advantage of the features of both the two-level inverter and the three-level inverter.
【0081】また、請求項14に係る可変速駆動装置
は、第一および第二のインバータの変調方式として交流
出力の1周期の間に自己消弧形素子が複数回のスィッチ
ングを行うPWMを用い、かつ、上記第一および第二の
インバータのスィッチング周波数を決めるキャリア波の
周波数を同一とし、さらに、それらのキャリア波の位相
に相互に位相差を持たせたので、両インバータから流出
する合成電流の高調波成分が抑制される。According to a fourteenth aspect of the present invention, the variable speed drive device uses PWM as a modulation method for the first and second inverters, in which the self-extinguishing element switches a plurality of times during one cycle of the AC output. Moreover, since the frequencies of the carrier waves that determine the switching frequencies of the first and second inverters are made the same and the phases of the carrier waves are made to have a mutual phase difference, the combined current flowing out from both inverters is Harmonic components of are suppressed.
【0082】また、請求項15に係る可変速駆動装置
は、第一または第二の可変周波数変換器の何れか一方を
サイクロコンバータとし、他方をインバータとしたの
で、変換器の選定において更に自由度が増大する。Further, in the variable speed drive device according to the fifteenth aspect, since either the first or second variable frequency converter is the cycloconverter and the other is the inverter, the degree of freedom in selecting the converter is further increased. Will increase.
【図1】 この発明の実施の形態1における可変速駆動
装置を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a variable speed drive device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 この発明の説明に使う各種のインバータやコ
ンバータの回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of various inverters and converters used for explaining the present invention.
【図3】 各種のインバータやコンバータを簡略化して
図示するためのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram for simplifying and illustrating various inverters and converters.
【図4】 この発明の可変速駆動装置において、1次と
2次の周波数の位相回転の正の方向を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a positive direction of phase rotation of primary and secondary frequencies in the variable speed drive device of the present invention.
【図5】 この発明の実施の形態2ないし4における交
流電動機の可変速駆動装置を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a variable speed drive device for an AC electric motor according to embodiments 2 to 4 of the present invention.
【図6】 この発明の実施の形態5における交流電動機
の可変速駆動装置を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing a variable speed drive device for an AC electric motor according to a fifth embodiment of the present invention.
【図7】 この発明の実施の形態6における交流電動機
の可変速駆動装置を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a variable speed drive device for an AC electric motor according to a sixth embodiment of the present invention.
【図8】 この発明の実施の形態7における交流電動機
の可変速駆動装置を、その制御系を含めて示すブロック
図である。FIG. 8 is a block diagram showing a variable speed drive device for an AC electric motor according to a seventh embodiment of the present invention including a control system thereof.
【図9】 電動機の正逆回転、およびインバータINV
−A(2)の出力周波数の正逆回転に応じてアップダウ
ンカウンタの入力を切り替える回路を示すブロック図で
ある。FIG. 9: Forward / reverse rotation of electric motor and inverter INV
It is a block diagram which shows the circuit which switches the input of an up-down counter according to the forward / reverse rotation of the output frequency of -A (2).
【図10】 この発明において、電動機の回転速度指令
に応じて2台のインバータの周波数をどのように変化さ
せるかを説明する制御方式の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a control method for explaining how to change the frequencies of the two inverters according to the rotation speed command of the electric motor in the present invention.
【図11】 この発明の実施の形態8における交流電動
機の可変速駆動装置を、その制御系を含めて示すブロッ
ク図である。FIG. 11 is a block diagram showing a variable speed drive device for an AC electric motor according to an eighth embodiment of the present invention including a control system thereof.
【図12】 この発明において、5Hz以下の周波数を
使わずに電動機の回転速度指令に応じて2台のインバー
タの周波数をどのように変化させるかを説明する制御方
式の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of a control method for explaining how to change the frequencies of the two inverters according to the rotation speed command of the electric motor without using the frequency of 5 Hz or less in the present invention.
【図13】 従来の相間リアクトル式多重インバータの
構成およびその出力波形の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a configuration of a conventional interphase reactor type multiple inverter and its output waveform.
1 巻線形誘導電動機、2 第一のインバータ、3 第
二のインバータ、4,5 直流フィルタコンデンサ、6
直流電源または直流電源となるコンバータ、7 電源
トランス、8,9 ホールセンサなどの電流検出用C
T、10 1パルス/回転と6000パルス/回転のパ
ルスジェネレータ、101,102 PWM回路、10
3,105 3相からγδ軸への座標変換回路、104
γδ軸から3相への座標変換回路、106,107
正弦波と余弦波の発生回路、108 速度指令回路、1
09 速度制御回路、110 UP−DOWNカウン
タ、111 カウンタまたはUP−DOWNカウンタ、
112 2次電流の非干渉化電流制御回路、113 回
転数に応じて1次側インバータの周波数を決める回路、
114 周波数の急変を防ぐための時定数回路、115
入力信号に応じた周波数のパルスを発生する回路、1
16 一次側インバータの周波数に応じて電圧振幅をき
める回路、117 一次側インバータの電圧指令の瞬時
値をきめる回路、118 一次側インバータの電圧制御
回路、119 巻線形誘導電動機の巻数比に応じて1次
側トルク電流を決める指令回路、120 一次側励磁電
流の指令を決める回路、121 1次電流の非干渉化電
流制御回路、122 γδ軸から3相への座標変換回
路、123,124 二つのパルスの周波数の和の出力
パルスを得るパルス加算回路、125,126 周波数
の正負を示す信号に応じて、正の時はa側へ、負の時は
b側へ、入力パルスの出力を切り替えるスィッチ回路、
f1 第一のインバータの出力周波数、f2 第二のイン
バータの出力周波数。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 winding type induction motor, 2 first inverter, 3 second inverter, 4, 5 DC filter capacitor, 6
C for current detection such as DC power supply or converter which becomes DC power supply, 7 power supply transformer, 8 and 9 hall sensor
T, 10 1 pulse / revolution and 6000 pulse / revolution pulse generator, 101, 102 PWM circuit, 10
3,105 3 phase to γδ axis coordinate conversion circuit, 104
Coordinate conversion circuit from γδ axis to three phases, 106, 107
Sine wave and cosine wave generation circuit, 108 speed command circuit, 1
09 speed control circuit, 110 UP-DOWN counter, 111 counter or UP-DOWN counter,
112 Decoupling current control circuit for secondary current, 113 Circuit for deciding frequency of primary side inverter according to rotation speed,
114 a time constant circuit for preventing a sudden change in frequency, 115
A circuit that generates a pulse with a frequency corresponding to an input signal, 1
16 A circuit that determines the voltage amplitude according to the frequency of the primary side inverter, 117 A circuit that determines the instantaneous value of the voltage command of the primary side inverter, 118 A voltage control circuit of the primary side inverter, 119 1 according to the winding ratio of the winding type induction motor Command circuit for determining secondary side torque current, 120 Circuit for determining primary side exciting current command, 121 Primary current decoupling current control circuit, 122 γδ axis to three-phase coordinate conversion circuit, 123,124 Two pulses Pulse adder circuit for obtaining output pulse of sum of frequencies, 125, 126 Switch circuit for switching input pulse output to a side when positive, to b side when negative depending on a signal indicating positive or negative of frequency ,
f1 Output frequency of the first inverter, f2 Output frequency of the second inverter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 正人 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Masato Koyama 2-3-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Sanryo Electric Co., Ltd.
Claims (15)
を有する交流電動機の可変速駆動装置において、固定子
巻線に第一の可変周波数変換器を、回転子巻線に第二の
可変周波数変換器を接続し、これら第一および第二の可
変周波数変換器の出力周波数の和または差の周波数に対
応した交流電動機の回転数を得るように構成したことを
特徴とする交流電動機の可変速駆動装置。1. A variable speed drive device for an AC electric motor having AC multiphase windings for both a stator and a rotor, wherein a first variable frequency converter is provided for the stator winding and a first variable frequency converter is provided for the rotor winding. An alternating current characterized by connecting two variable frequency converters to obtain the rotation speed of the AC motor corresponding to the sum or difference frequency of the output frequencies of these first and second variable frequency converters. Variable speed drive of electric motor.
何れか一方を電圧源として制御し他方を電流源として制
御し、かつ何れか一方が交流電動機の励磁分電流を供給
し両者がトルク分電流を供給することを特徴とする請求
項1記載の交流電動機の可変速駆動装置。2. The first or second variable frequency converter,
2. An alternating current according to claim 1, wherein one of them controls as a voltage source and the other controls as a current source, and one supplies an exciting current of the AC motor and both supply a torque current. Variable speed drive of electric motor.
何れか一方を電圧源として制御し他方を電流源として制
御し、かつ上記第一および第二の可変周波数変換器が共
に交流電動機のトルク分電流と励磁分電流とを供給する
ことを特徴とする請求項1記載の交流電動機の可変速駆
動装置。3. The first or second variable frequency converter,
One of them is controlled as a voltage source and the other is controlled as a current source, and both the first and second variable frequency converters supply a torque component current and an excitation component current of the AC motor. The variable speed drive device for an AC electric motor according to claim 1.
に電流源として制御し、その内何れか一方の可変周波数
変換器が交流電動機の励磁分電流とトルク分電流とを供
給し、他方の可変周波数変換器がトルク分電流を供給す
ることを特徴とする請求項1記載の交流電動機の可変速
駆動装置。4. The first and second variable frequency converters are both controlled as current sources, and one of the variable frequency converters supplies the excitation current and the torque current of the AC motor, and the other. 2. The variable speed drive device for an AC motor according to claim 1, wherein said variable frequency converter supplies a current corresponding to a torque.
に電流源として制御し、上記第一および第二の可変周波
数変換器が共に交流電動機のトルク分電流と励磁分電流
とを供給することを特徴とする請求項1記載の交流電動
機の可変速駆動装置。5. The first and second variable frequency converters are both controlled as current sources, and the first and second variable frequency converters both supply the torque component current and the excitation component current of the AC motor. The variable speed drive device for an AC electric motor according to claim 1, wherein
ぞれN1、N2としたとき、第一および第二の可変周波数
変換器に供給するトルク分電流の指令値を、N1、N2の
逆比としたことを特徴とする請求項4または5記載の交
流電動機の可変速駆動装置。6. When the number of turns of the stator winding and the number of turns of the rotor winding are N1 and N2, respectively, the command value of the torque component current supplied to the first and second variable frequency converters is N1 and N2. The variable speed drive device for an AC motor according to claim 4 or 5, characterized in that
第二の可変周波数変換器の出力周波数をあらかじめ定め
たパターンを設け、上記交流電動機の回転数に応じ、上
記パターンが設けられた可変周波数変換器の出力周波数
は上記パターンにより決定し、他方の可変周波数変換器
の出力周波数は上記交流電動機の回転に応じて決まる当
該他方の可変周波数変換器の接続された巻線側の回転座
標により決定するように構成したことを特徴とする請求
項1ないし6のいずれかに記載の交流電動機の可変速駆
動装置。7. A variable pattern in which the output frequency of the first or second variable frequency converter is predetermined with respect to the rotational speed of the AC electric motor, and the pattern is provided according to the rotational speed of the AC electric motor. The output frequency of the frequency converter is determined by the above pattern, and the output frequency of the other variable frequency converter is determined by the rotation coordinate of the winding side connected to the other variable frequency converter, which is determined according to the rotation of the AC motor. 7. The variable speed drive device for an AC electric motor according to claim 1, wherein the variable speed drive device is configured to determine.
反転回転数と称す)において第一または第二の可変周波
数変換器の何れかの出力周波数の極性が正から負、また
は負から正に反転するようにするとともに、上記出力周
波数の絶対値がいずれも所定の最小値以上となる反転前
出力周波数から反転後出力周波数へ所定の微小時間内に
変化させるようにしたことを特徴とする請求項1ないし
7のいずれかに記載の交流電動機の可変速駆動装置。8. The polarity of the output frequency of either the first or the second variable frequency converter is positive to negative or negative to positive at a predetermined rotational speed of the AC motor (hereinafter referred to as polarity reversal rotational speed). In addition, the output frequency is changed from the pre-reversal output frequency to the post-reversal output frequency within a predetermined minute time. A variable speed drive device for an AC electric motor according to any one of claims 1 to 7.
指令値の上昇時と下降時とでずらして設定することによ
り、可変周波数変換器の出力周波数の極性反転動作にヒ
ステリシス特性を持たせたことを特徴とする請求項8記
載の交流電動機の可変速駆動装置。9. A polarity reversal operation of the output frequency of the variable frequency converter is provided with a hysteresis characteristic by setting the polarity reversal rotation speed while shifting the rotation speed command value of the AC motor when the rotation speed command value rises and when it falls. 9. The variable speed drive device for an AC electric motor according to claim 8, wherein
電動機の各固定子巻線には共通の第一の可変周波数変換
器を、各回転子巻線にはそれぞれ個別の第二の可変周波
数変換器を接続し、上記各第二の可変周波数変換器の出
力周波数に相互に差を持たせることにより、上記各交流
電動機を相互に異なる回転数で駆動可能としたことを特
徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の交流電動
機の可変速駆動装置。10. A plurality of alternating current motors, wherein each stator winding of the alternating current motor has a common first variable frequency converter, and each rotor winding has an individual second variable frequency converter. A converter is connected to each of the second variable frequency converters so that the output frequencies of the second variable frequency converters are different from each other so that the AC motors can be driven at mutually different rotational speeds. 7. A variable speed drive device for an AC motor according to any one of 1 to 6.
バータ、第二の可変周波数変換器を第二のインバータと
し、上記第一のインバータと第二のインバータとの直流
入力端子を並列接続して、共通の直流電源に接続したこ
とを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の
交流電動機の可変速駆動装置。11. The first variable frequency converter is a first inverter, the second variable frequency converter is a second inverter, and the DC input terminals of the first inverter and the second inverter are connected in parallel. 11. The variable speed drive device for an AC motor according to claim 1, wherein the variable speed drive device is connected to a common DC power source.
バータ、第二の可変周波数変換器を第二のインバータと
し、上記第一のインバータと第二のインバータとの直流
電源をそれぞれ別に設け、上記第一および第二のインバ
ータが相互に異なる直流電圧で動作できるようにしたこ
とを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の
交流電動機の可変速駆動装置。12. The first variable frequency converter is a first inverter, the second variable frequency converter is a second inverter, and DC power supplies for the first inverter and the second inverter are separately provided. The variable speed drive device for an AC motor according to any one of claims 1 to 10, wherein the first and second inverters are allowed to operate at mutually different DC voltages.
一方に3相2レベルインバータを、他方に3相3レベル
インバータを用いたことを特徴とする請求項12記載の
交流電動機の可変速駆動装置。13. A variable speed drive for an AC electric motor according to claim 12, wherein one of the first and second inverters uses a three-phase two-level inverter and the other uses a three-phase three-level inverter. apparatus.
式として交流出力の1周期の間に自己消弧形素子が複数
回のスィッチングを行うPWMを用い、かつ、上記第一
および第二のインバータのスィッチング周波数を決める
キャリア波の周波数を同一とし、さらに、それらのキャ
リア波の位相に相互に位相差を持たせたことを特徴とす
る請求項11ないし13のいずれかに記載の交流電動機
の可変速駆動装置。14. A PWM system in which a self-extinguishing element switches a plurality of times during one cycle of an AC output is used as a modulation system for the first and second inverters, and the first and second inverters are used. 14. The AC motor according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the frequencies of carrier waves that determine the switching frequencies of the above are the same, and further the phases of these carrier waves have a phase difference from each other. Variable speed drive.
何れか一方をサイクロコンバータとし、他方をインバー
タとしたことを特徴とする請求項1ないし10のいずれ
かに記載の交流電動機の可変速駆動装置。15. The variable speed AC motor according to claim 1, wherein one of the first and second variable frequency converters is a cycloconverter and the other is an inverter. Drive.
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---|---|---|---|
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JP8010977A JPH09205797A (en) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | Variable speed driving device for ac motor |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH09205797A true JPH09205797A (en) | 1997-08-05 |
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ID=11765230
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