JPS58119793A

JPS58119793A - 交流電動機駆動装置

Info

Publication number: JPS58119793A
Application number: JP57214772A
Authority: JP
Inventors: ジヨン・ホフマン・カツトラ−; ロ−レン・ハイネス・ウオ−カ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1981-12-18
Filing date: 1982-12-09
Publication date: 1983-07-16
Also published as: JPH0348749B2; US4441064A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】１１へ１１この発明は一般的に電動機駆動装置、更に具体的に云え
ば、普通に６パルス形インバータと呼ばれているものを
２個用いて、交流電動機に１２パルス形動作を行なわせ
る電動機駆動装置に関する。

大形交流電動機を運転する為に、ごく普通の６パルス形
駆動装置ではなく、１２パルス形駆動装置を使う場合の
利点は一般的によく知られている。

この様な１２パルス形装置は動作する時の高調波が一層
少ないのが普通である。こういう高調波はその電源線路
に反映し、これらの線路に接続された他の装置に影響を
与える。更に、電動機動作を考える限り、電動機トルク
の脈動が１２パルス形装置ではそれ程著しくないのが普
通である。これは、こういう脈動は６パルス形装置の場
合の２倍の周波数であり、百分率で表わしたその振幅が
６パルス形装置の場合の大体半分だからである。

然し、１２パルス形装置を使う最も重要な理由は、２重
３相電動機と呼ばれるものを使うことにより、一層高い
運転速度を達成し得ることであろう。この様な２重３相
電動機は長年の間知られており、成る一定饅、通常は電
気角で３０°互（Ｘに位相偏移した２組の固定子巻線を
持っている。この様な電動機は米国特許第３．’６１１
．０８５号に記載されている。この米国特許には、この
明細書で２重３相電動機と呼ぶものに給電する２つの電
圧［１６バルス形インバータが記載されている。

この米国特許に記載されているのは、位相偏移した２つ
の三角巻線の場合であるが、星形結線も同じ様に使える
ことは明らかである。

１２パルス形の電動機動作について上に述べた利点の他
に、３摺電動機並びに２重３相電動機の両方の逐次運転
、をするのに、同じ制御装置を利用するのが望ましいこ
とがある。この様な使い方の１例は、ドラグライン（掘
削）作業であり、この時、巻揚げ作業には２重３相電動
機を使うが、推進電動機に給電するのに必要な電力スリ
ップリングの数を最小限に抑える為に、推進作用には標
準型の３摺電動機が使われる。巻揚げ作用並びに推進作
用は同時に使わないから、２種類の電動機に対して１個
の制御装置を使うのが望ましいことは従って、この発明
の目的は、改良された１２パルス形・電動機駆動装置を
提供することである。

別の目的は、３摺電動機でも２重３相電動機でも選択的
に作用し得る１２パルス形電動機駆動装置を提供するこ
とである。

別の目的は、２つの６パルス形電力通路を用いた１２パ
ルス形電動機駆動装置を提供することである。

別の目的は、２つの６パルス形電力通路を用゛い、各々
の個別の通路に帰因する電動機トルクの関数として制御
作用を行なう１２パルス形電動機駆動装置、を提供する
ことである。

この発明では、上記並びにその他の目的が、２重電力通
路から大きさ並びに周波数が可変の交流電流を交流電動
機負荷に供給する６バルス電流制御形インバータ装置を
提供することによって達成される。２つの交流通路は可
変直流電流源から給電され、いずれも電動機に接続され
ている。電動機の固定子と回転子の間のすき圀に発生さ
れる磁束の直軸成分及び横軸成分に比例する直軸及び横
軸の両方の磁束信号を発生する手段を設ける。更に、各
々の通路内で電動機に供給された各相電流を夫々表わす
各相電流信号を発生する手段、を設ける。磁束信号及び
各相電流信号を利用して、２つの交流電力通路の各々か
ら電動機によって発生されたトルクを表わす第１及び第
２のトルク信号を発生する。これらの２つのトルク信号
を加算し、その合計を使って、すき間の磁束と電動機電
流の間の瞬時角度を表わす角度信号を発生する。この角
度信号が、電動機に給電する２つの多相交流源の動作周
波数を制御する様に作用する周波数誤差信号を発生する
のに使われる。

この発明は特許請求の範囲に具体的に記載しであるが、
この発明は以下図面について説明する所から更によく理
解されよう。

ｌ／ａｌｌ第１図には１２パルス様式で３摺電動機に給電するのに
２つの電力通路を用いた典型的な１２パルス形装置が示
されている。図示の様に上側の通路へでは、第１の変圧
器の２次側１０（１次側は示してない）が星形結線にな
っていて、整流器１２に交流電力を供給する。整流器１
２は任意の適当な形式であってよいが、サイリスタの様
な半導体で構成された６つの枝路を持つ固体ブリッジに
するのが一１！普通である。整流器１２の出力が、適当
な平滑用誘導子１６を含む直流リンク回路１４を介して
、公知の０″インバータ１８に供給される。下側の通路
Ｂも通路Ａと大体同じであるが、変圧器の２次側２２が
この場合は３角結線になっている点が違う。別の整流器
１２′及び誘導子１６′を持つ直流リンク回路１４′が
３０”インバータ１８′に接続され、このインバータの
出力が上側の通路への出力と並列に、３摺電動機２０に
給電する様に接続されている。こ）に示したのは、標準
的な結線であり、変圧器の２次側１０．２２を図示の様
に接続する目的は、単に入力の高調波を減少する為に、
２次側の位相偏移を持たせることである。第１図に示し
た装置全体に於けるこの様な全体的な接続方式は、大体
周知のことである。

第２図は上側及び下側の電力通路Ａ及びＢをこの明細書
で２重３相電動機２４と呼ぶものに接続した場合を示す
。第１図と第２図の違いは、電動機に対する接続だけで
あり、上側の電力通路Ａは屋形結線の３摺電動機巻線２
６に接続され、下側の電力通路Ｂは同じ２重３相電動機
２４内にあって、第１の巻１ｍ２６に対して位相偏移し
ている２番目の星形結線の電動機巻線２８に接続されて
いることが判る。

第３図は、第１図及び第２図の２つの整流器１２．１２
’に対応する１個の直流源３０を使って、リンク誘導子
３４を含む直流回路３２を介して、直列接続の２つのイ
ンバータ３６．３８に給電する様子を示す。２つのイン
バータ３６．３８の出力が、２重３相電動機４０を給電
する様に接続されていることが示されている。第１図乃
至第３図に示したのは、基本的には従来公知のことであ
って、この発明の使い方の背景が適切に判る様にする為
に、この明細書に含めたものにすぎない。

第４図は３相電動機に見られる電動機巻線と磁束コイル
の間の標準的な関係を示す。第４図で、固定子巻線１．
２．３は星形結線で示されており、互いに電気角で１２
０°位相偏移している。夫々「直軸」及び「横軸」と記
した磁束コイルが直軸及び横軸磁束コイルを表わし、直
軸コイルは１つの巻線、図示の場合は、巻線１と同相で
あり、横軸磁束コイルは直軸コイルから電気角で９０°
位相偏移していることが判る。公知の様に、これらの２
つのコイルの出力により、積分した時、３相電動機の回
転子と固定子の間の空隙の磁束を表わす電圧が発生され
る。

第５図には、２重３相電動機の磁束コイルに対する関係
が示されている。この場合、２組の星形結線の電動機巻
線が、互いに電気角で３０°だけ偏移していることが判
る。例えば、一方の星形結線の巻線１Ａは他方の星形結
線の対応する巻線１Ｂから３０°だけ位相偏移している
。この場合、直軸及び横軸磁石コイルはどの電動機巻線
とも同相ではない。直軸コイル夫々の電動機巻線、例え
ば巻線１Ａ及び１Ｂの間の角度の２等分線上にあり、コ
イルはこの各々の巻線から電気角で１５゜位相偏移して
いる。前と同じく、横軸磁束コイルは直軸コイルから電
気角で９０°位相偏移している。第４図の場合と同じく
、この場合、これらの２つのコイルの出力は、積分した
時、電動機の空隙磁束を表わす電圧になる。

第６図には、電動機トルクの制御に用いたこの発明の好
ましい実施例が示されている。装置は可変直流電流１ｉ
ｉｏｏを含み、これが通路へ制御装置と呼ぶ適当な輌一
手段１０２によって制御される。直流電流Ｉｎｃ＾が１
ｉｉｏｏからろ波誘導子１０６を含む直流リンク回路１
０４を介して適当なインバータ回路１０８に供給される
。このインバータ回路は適当な１２パルス制御装置１１
０によって制御される。インバータ回路１０８の出力が
第６図では電動機１１２として示した負荷に供給される
。勿論、電動機１１２は３相電動機であっても２重３相
電動機であってもよい。

直流源１００は種々の形式のどれであってもよく、例え
ば入力端子を制御しない直流源に結合した直流チョッパ
であってもよい。この場合、制御装置１０２は時間比形
にする。然し、ごく一般的には、１１１００は前に述べ
た形式である、即ち、多重枝路（例えば６個の岐路）・
を持つサイリスタ・ブリッジであり、その入力を端子Ｌ
＊　＊　１２　ｅ［３で表わした３相源に接続されてい
る。この場合、制御装置は線路電圧と同期していて、入
力信号の制御の下に、ブリッジ・サイリスタの点弧角を
変えて、源の出力を変えることにより、中力を変える様
な公知の形式にすることが出来る。

インバータの入力電圧の帰還通路が、−波器１１４及び
加算点１１６を介して制御Ｉｌ装置１０２に通じている
。これは利得が１の正帰還である。差し当って加算点１
１６に対する他の入力を無視すると、この帰還によって
、整流器１００の出力電圧は、インバータ回路１０８に
反映する電圧と釣合う。誘導子１０６の前後に直流電圧
がな４１と、誘導子は、インバータの入力電圧によって
定まる任意の電圧レベルで、一定の電流を保つ傾向があ
る。加算点１１６に、即ち、その他方の入力端子に２番
目の信号が送込まれると、これによって誘導子１０６の
両端の電圧は２番目の信号に比例し、誘導子１０６の電
流１ｏｃ＾の変化率は加算点１１６に対する２番目の入
りの信号に比例する。この為、−波器１１４から正帰還
信号は、直流電圧整流器１００を、この２番目の入力端
子の入力に応答する電流源に変換する。２番目の電力通
路Ｂは１番目と同一のものとして示してあり、同じ符号
にダラシを付して表わしである。即ち、通路Ｂは線路Ｌ
’　ｔ　−Ｌ’　２　ｅ　Ｌ’　ｓから給電され、整流
器回路１００′、及びインバータ１０８′に給電する＊
導子１０６′を持つ直流リンク回路１０４′を含む。イ
ンバータ１０８′の出力が電動機１１２に供給される。

通路Ａについて述べたのと同様に、源１００′が通路８
制御装置１０２′に応答する。この制御装置は、加算点
１１６′からの入力を受取る。加算点１１６′には一波
器１１４′を介してインバータ入力電圧が正帰還される
。

２つのインバータ回路１０８．１０８’は任意の適当な
形式であってよいが、今日普通に使われるのは、公知の
形式のサイリスタ６個のブリッジである。２つのインバ
ータ１０８．１０８’の動作周波数は１２パルス制御装
置１１０によって制御される。制御装置１１０をどうい
うものにするかは、この発明にとうてそれ程重要ではな
く、公知の形式にして、電圧制御形発振器がリング計数
器に信号を送り、この計数器の出力信号を使って、２つ
のインバータ・ブリッジ１０８・１０８′のサイリスタ
の点弧を開始し、こうして、これらのブリッジの出力周
波数を制御することが出来る。

然し、１１１０装置１１０は米国特許第４．２５８゜４
１６号に記載される形式であることが好ましい。

この米国特許は６パルス形ブリツジの場合を具体的に示
しており、従って・、この米国特許を２つのインバータ
回路１０８．１０８’を制御する為に１２パルス形＠−
に拡張することが必要である。

これは当業者の出来ることであり、本質的には、ゲート
信号レジスタを２重にすると共に、２つのインバータ回
路１０８．１０８’　に対し、これらのレジスタの飛越
し動作を行なうことを必要とする。

この発明の全体的な制御１ｉ［では、主に４つの信号が
使われる。これらの信号は、夫々すき簡の磁束ψ、電気
トルクＴ、電動機磁束と電動機電流の間の角度θ、ＨＬ
び実際の電動機速度Ｎに夫々比例する。３つの信号ψ、
■及びθは、電動機の動作パラメータに応答して適当な
計算によって取出され、これらはブロック１２０から出
るものとして示しである。このブロックは後で第７図に
ついて詳しく説明する。こ箋では、ブロック１２０が、
２つの電力通路の各々から取出した電動機電流を含む電
動機のパラメータを表わす入力の関数として、信号軍、
θ及びＴを発生することだけを述べておけば十分である
。第６図に示す様に、通路へからの電動機電流ＩＭ＾は
、インバータ１０８と電動機１１２の藺の３相線路の゛
各々に設けられた３つの分路部１２２の合成多相出力で
ある。同様に、通路Ｂからの電動機電１１１１Ｍｓが、
通路Ｂ内に同じ様にＲ１された別の３つの分路部１２２
′から取出されることが示されている。ブロック１２０
に対する他の２つの入力は、電圧信号Ｖ％Ｉ／。

及びＶｙｏである。これらは１対の直軸及び横軸磁束コ
イル１２４，１２６から取出されることが示されている
。速度信８Ｎはタコメータ１２８の様な適当な手段によ
って取出される。このタフメータが、破線１３０で示す
様に電動機に接続され、電動機速度に比例する出力信号
Ｎを発生する。

装置をトルク制御様式で運転する時のこの発明の基本的
な制御作用は、トルク基準信号を設定することから始ま
る。第６図でこの信号を設定する為、オペレータが設定
し得るレオスタット１３２の様な適当な手段が示されて
いる。これが線１３３に所望の電動機速度に比例する信
号を発生する。

これが即ち、速度基準信号である。タコメータ１２８か
らの速度信号Ｎが加算点１３４で速度基準信号と組合さ
れ、加算点１３４の出力は所望の電動機速度及び実際の
電動機速度の閣の差に比例する信号になる。この差信号
が、速度調整に適切な伝達関数を持つ適当な増幅器１３
６に供給される。

普通、この伝達関数は積分形であり、例えば式Ｇ＋　−
［Ｋ　（１＋Ｓｔ　）コ／Ｓで表わされる。こ）でＫは
定数であり、ｔは時定数であり、Ｓはラプラス変換演算
子である。増幅器１３６から節１３８に出る出力はトル
ク基準信号と呼ぶ信号である。

以上の説明から、直流源１００．１００’の目的は、所
望のトルクに従って大きさの変化する直流電流を供給す
ることであることが理解されよう。

従って、第６図の上側の部分を最初に説明する。

この発明は順方向及び逆方向の両方向の電動機動作を考
えているし、何れの場合も、節１３８のトルク基準信号
は何れの相対的な極性を持ち得るから、この信号が最初
に絶対値回路１４０に印加され、その出力が加算点１４
２に対する１つの入力になる。加算点１４２に対する第
２の入力は第２の絶対値１１１１４４の出力である。こ
の回路１４４は、瞬゛時トルクに比例する信号Ｔを入力
信号とする。差し当って、加算点１４２に対する第３の
入力を無視すると、増幅器１４６に印加されるその出力
は、トルク基準信号と実際の瞬時トルクとの閣の差に比
例する信号である。増幅器１４６の出力が制限回路１４
８に印加される。この制限回路は、短い期間内に例外的
に大きな変化が起るのを防止する様に作用する。制限回
路１４８の出力が１対の加算点１８０，１８０’に印加
される。

これらの加算点の出力が２つの適当な増幅器１８２．１
８２’　に夫々印加される。これらの増幅器は、前に説
明した２つの加算点１１６，１１６’に対する第２の入
力になる。加算点１８０に対する第２の入力は、ブロッ
ク１２０から来る＋１ΔＩＭＩと記す信号である。同様
に、加算点１８０に対する第２の入力は、ブロック１２
０からの信号１ΔＩＭ＋を入力として受けるインバータ
１８１の出力である一１ΔＩＭＩと呼ぶ信号である。

信号１ΔＩＭ＋の発生の仕方は、第７図について説明す
る。

これまで説明した上側の制御通路は、トルクの誤差が２
つの制御装置１０２．１０２’を含む上側制御通路を介
して補正されて、一層多くのトルクを必要とする時には
、制御装置１０２．１０２′に正の電圧が供給されて、
２つの源１００．１００′から一層多くの電流を取出す
様に、２つの整流器回路１００．１００’の出力を制御
する様に作用する。逆に、必要なトルクが一層少ない時
、負の信号又はそれ栓止でない信号が制御装置ｆ１０２
．１０２’に印加され、こうして電動機電流を少なくす
る。２つの加算点１８０，１８０’、に供給される、１
ΔＩＭＩの正及び負の値を表わす２つの帰還信号が、電
動機に給電する２つの電力通路の電流を釣合った状態に
保つ様に作用する。

次に、インバータの動作周波数、従って空隙力率を制御
する第６ＩｌＩに示した下側の１１３１ｍ１通路を説明
する。この下側通路を見ると、タコメータ１２８からの
速度信号Ｎが正帰還であることが判る。

即ち、タコメータは、インバータの周波数が滑りの値ゼ
ロにとずまる様に指示する様な正の向きの直流信号を帰
還する。この為、下側通路の残りの部分は、滑り周波数
に比例する信号だれを扱えばよい。インバータ１０８．
１０８’　は特定された空隙力率を生ずる様に制御され
る。この力率は、電動機電流と電動機磁束の圀の角度で
ある角度θによって定義することが出来る。公知の様に
、この角度を一定に保つと、電動機は、負荷が加わった
任意の時、一定の力率で運動される。

節１３８から説明を始めると、トルク基準信号が制限器
１６０の適当な制限回路に印加される。

この制限器は、本質的には、トルク基準信号の極性に従
って極性が変化するが、大きさが一定の出力信号を発生
する。制限器１６０のこの出力は、所望の角度θに比例
する角度基準信号であり、それが掛算器１６２に印加さ
れる。差し当って、掛。

算器１６２は１の第２の入力を持つと考えてよし１゜従
ってその出力そのものである。掛算器１６２の出力が加
算点１６４に対する一方の入力として印加される。その
他方の入力がブロック１２０からの角度信号θである。

制限器１６０からの角度基準信号とブロック１２０から
の角度帰還信号の２つの信号が周波数誤差信号を形成し
、それが適当な増幅器１６６を介して加算点１５４に印
加され　゛る。加算点１５４の出力は周波数指令信号で
あって、１２パルス制御装置１１０に印加され、こうし
て２つのインバータ１０８．１０８’　の動作周波数を
制御する。この為、下側通路は実質的に位相固定ループ
であって、角度誤差信号を感知して周波数、従って電動
機の空隙力率を制御することが理解されよう。

電動機の特性は、完全に一定であることも、直線的であ
ることも、角度θを精密に計算することが出来る程、正
確に判ることもない場合が多いので、微細調整として第
３のループが設けられる。

このループはブロック１２０がらの信号ψを用い、利得
の小さい調整ループとして作用して、電流制御通路及び
周波数制御通路の両方を修正して、電動機の磁束が各々
のトルク・レベルに対して適切な値である様に保証する
。この目的の為、節１３８からのトルク基準信号が絶対
値回路１７０に印加される。絶対値回路１７０は、節１
３８の信号がゼロになっても、その出力は常に成る有限
の値を持つ様に、オフセットを持っている。ブロック１
７０からの出力は、磁束基準信号であり、これが加算点
１７２に対する一方の入力とじて供給される。その他方
の入力は、電動機の空隙磁束の瞬時値に比例する大きさ
を持つ信号ψである。加算点１７２の出力は磁束誤差信
号と呼ばれ、節１７５に現われる。この信号が増幅器１
７４に接続され、増幅器の出力は正の符号で加算点１４
２に印加される。トルク制御通路にこの様に正の向きで
加算があると、瞬時磁束が所望の値より小さい場合、こ
の入力が、２つの源１００．１００’からの出力として
供給される電流を増加する。逆に、磁束が所望の値より
大きい場合、一層中ない電流が供給される。

加算点１７２の出力は簡単な制御回路１７６にも供給さ
れる。この制限回路はオフセットを持ち、加算点１７５
の磁束誤差がゼロの値であっても、適当な利得を持つ増
幅器１７８に通した後の回路１７６の出力が１になる様
になっている。増幅器１７８の出力が前に説明した掛算
器１６２の入力となる。磁束誤差信号かこれ取外の値を
持つと、乗数は１より大きくなったり小さくなったりす
るが、常にゼロよりも大きい。角度指令に対するこの磁
束誤差信号の影響は、一層多くの磁束を必要とする時、
角度を小さくすることである。

米国特許第４．２３０．９７９号を知っていれば、これ
まで基本的に説明した制御回路が、実質的にはこの米国
特許に示すものと同一であることが理解されよう。制御
回路の内、加算点１５４及び制限回路１４８より前にあ
る部分は、特にそうである。この部分の動作の詳細は、
この米国特許を参照されたい。第６図について説明した
こと）米国特許第４．２３０．９７９号に記載されてい
る構造との主な遠いは、２重電力通路、これらの２つの
通路に対する制御装置、特に、ブロック１２０から出て
来る幾つかの信号の発生の仕方である。

この発明に従って１０ツク１２０で信号を発生する様子
を更によく理解される様に、次に第７図について説明す
る。第７図で、破線の囲みの中にある部分が７０ツク１
２０を表わす。第７図に見られる様に、信号Ｖｙｏ及び
Ｖｙｏが積分器２゜Ｏ，２０２に夫々印加される。これ
らの２つの積分器の出力は、電動機の直軸及び横軸磁束
ｖＤ及びＶＱに夫々比例する。これらの２つの信号が適
当な伝達関数ブロック２０４に印加される。このブロッ
クは自乗の和の平行板を求めるというビタゴラス圏数を
とる様に作用し、ブロック２０４の出力は磁束信号ψで
ある。積分器２００の出力が±１５°関数ブロック２０
６に印加され、信号ＷＱが同様な関数ブロック２０８に
印加される。これらの関数ブロックは、周知の演算増幅
器を用いる様な標準型の移相回路であり、図示の様に＋
１５°及び−１５°移相した入力信号を表わす出力を発
生する。

４つのスイッチ２１１，２１２，２１３．２１４で構成
された切換え回路２１０が、２つの磁束信号ＶＯ及びＶ
Ｏと共に、ブロック２０６，２０８からの移相磁束信号
を受取る。第７図では、切換え回路２１０が理解し易い
様に、機械的なスイッチとして示しであるが、実際には
これらのスイッチがアナログ・スイッチにする場合がほ
とんどであることは容易に明らかであろう。勿論、機械
的なスイッチを使ってもよい。切換え回路２１０の作用
は、この後のトルクの計算の為に、もとの磁束信号ＶＤ
及びＶＱ又は移送変位した磁束信号の何れかを選択的に
供給することである。その理由は、使う電動機が標準型
の３摺電動機である時、もとの磁束信号を使うというこ
とである。この為、図示の実施例では、スイッチは下側
の位置になる。

２重３相電動機を制御する場合、スイッチは図示の様に
上側の位置にし、位相磁束信号を使う。スイッチ２１１
．２１２からの信号が、通路へから供給される電動機電
流を表わす信号、即ち、信号ＩＭ＾と共に、適当なトル
ク計算装置２１６に印加される。同様に、スイッチ２１
３．２１４の出力が、電動機に供給する第２の電力通路
からの信号ＩＭＢをも受取るトルク計算装置２１８に印
加される。これらのトルク計算装置は任意の適当な形式
であってよいが、米国特許第４．０８８．９３４号に詳
しく記載されている様なものにすることが好ましい。ト
ルク計算装置２１６の出力が、電力通路ＡＩＰ−帰因す
る電動機トルクを表わし、これをＴ＾で表わす。トルク
計算装置２１８の出力が通路Ｂからの電動機トルクを表
わし、これを信号Ｔｏで表わす。信号Ｔ＾及びＴＢが加
算点２２０で正の向きに組合され、その出力が前に述べ
た信号■になる。信号ＩＭ＾及び１Ｍ１３が夫々適当な
半波又は両波整流器２２２．２２４にも供給され、それ
らの出力は信号１１Ｍ＾１及びｌ　ＩＭＢｌを夫々表わ
す。これらの２つの信号が加算点２２６で反対の符号で
組合され、出力信号は前に述べた信号１ΔＩＭ＋になる
。信号Ｉ　ＩＭＡ　Ｉ及びｌ　ＩＭｅ　Ｉは加算点２２
８で正の符号でも組合されて、合計電動機電流の絶対値
を表わす信号１■Ｍ１を発生する。信号ｌ　ＩＭ　ｌが
θ計算ブロック２３０に印加される。このブロックはブ
ロック２０４及び加算点２２０から夫々信号ψ及びＴを
も受取る。ブロック２３０で表わした角度θの計算は任
意の適当な方法で行なうことができるが、前掲米国特許
第４．０８８．９３４号に記載される様に行なうのが好
ましい。即ち、磁束信号の移相並びに前述の切換え装置
を使うという簡単な手段により、使われる電動機の種類
に従って、４つの信号１ΔＩＭ＋、θ、Ｍ／、Ｔを発生
することが判る。第８図は、電動機トルクの代りに、電
動機電流を調整したい場合のこの発明の１つの変形を示
す。第６図で、破線のブロック２５０が示されており、
その内部の部品は前に説明した。電動機電流を調整した
い場合、第６図のブロック２５０を第８図の破線のブロ
ック２５０に取替える。第８図で、第６図の絶対値回路
１４０、増幅器１７４及び２つの増幅器１８２，１８２
’が基準点として示しである。電流を調整する方式では
、絶対値回路１４０の出力が加算点２５２に印加され、
そのもう１つの入力には微細調整ループの出力、即ち、
増幅器１７４の出力が印加される。これらの２つの信号
の和が１対の加算点２５４．２５６に夫々印加される。

加算点２５４に対する第２の入力は整流器２２２から取
出した信号１１Ｍ＾１であり、加算点２５６に対する第
２の入力は整流器２２４からの信号ＩＩＭ８１である。

この実施例では、加算点２５２に対するトルク帰還がな
いから、絶対値回路１４０の出力は電流基準信号を表わ
し、これは加算点２５４．２５６に印加された電流帰還
信号によって修正された時、前に述べた２つの電力通路
で電流の釣合いを保つ様に作用する。この電８１帰還は
、米国特許第４，２８１．２７６号に記載されているも
のと同様である。

以上の説明からトルク調整又は電流調整の何れの動作様
式でも、１２パル・ス形式で３相電動機又は２重３相電
動機の何れかを制御する制御装置を図示し且つ説明した
ことが理解されよう。

現在この発明の好ましい実施例と考えられるものを図示
し且つ説明したが、当業者にはその変形が容易に考えら
れよう。従って、この発明はこ）に具体的に図示し且つ
説明した構成に制約されるものではなく、この発明の範
囲内に属する全ての変更を包括するものであることを承
知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの６パルス形電力通路から１２パルス形式
で給電される３相電動機を示す簡単ブロック図、第２図
は２つの６パルス形電力通路から１２パルス形式で給電
される２重３相電動機を示す簡略ブロック図、第３図は
１２パルス形動作様式で２重３相電動機に給電する為に
、１個の直流電源と直列回路に接続された２つの６パル
ス形電力通路を示す簡略ブロック図、第４図は３相電動
機の界磁巻線と磁束コイルの間の関係を示す略図、第５
図は２重３相電動機の界磁巻線と磁束コイルの園の関係
を示す略図、第６図はトルク調整様式で動作するこの発
明の電動機駆動装置を示す簡略ブロック図、第７図は第
６図にブロックで示した装置の一部分を詳しく示す回路
図、第８図は電動機トルクでなく、電動機電流を制御す
る場合の第６図の構成の変形を示す回路図である。主な符号の説明１００．１００’　　：可変直流電流源１０８．１０８
’　　：インバータ１１０：１２パルス制御装置１１２：交流電動機１２０：計算回路１２２．１２２’　　：分路部１２４．１２６：磁束コイル２１６．２１８：トルク計算装置２２０：加算点２３０：θ計算装置

Claims

【特許請求の範囲】１）固定子並びに該固定子からすき問によって隔てられ
た回転子を持ち、該すき闇に電動機に供給された電流に
応答して磁束が発生される様な交流電動機に使う交流電
動機駆動装置に於て、可変直流源と、該可変直流電流源
に接続されていて、電動機に対して電動機電流を供給す
る第１及び第２の可変周波数多相交流電流源と、前記電
動機のすき閣の磁束の直軸及び横軸成分に比例する直軸
及び横軸磁束信号を発生する手段と、電動機に供給され
た電流の各相電流を表わす各相電流信号を発生する手段
と、該各相電流信号及び磁束信号に応答して、各々の交
流電流源から電動機によって発生されるトルクを表わす
第１及び第２のトルク信号を発生する手段と、前記第１
及び第２のトルク信号を加算して合計トルク信号を発生
する手段と、前記合計トルク信号に応答して、すき間の
磁束と電動機電流の間の瞬時角度を表わす角度信号を発
生する手段と、前記角度信号に応答して、前記第１及び
第２の可変周波数多相交流電流源の動作周波数を制御す
る様に作用する周波数誤差信号を発生する手段とを有す
る交流電動機駆動装置。２、特許請求の範囲１）に記載した交流電動機駆動装置
に於て、前記可変直流電流源及び前記第１及び第２の可
変周波数多相交流電流源が直列回路に接続されている交
流電動機駆動装置。３）固定子並びに該固定子からすき間によって隔てられ
た回転子を持っていて、該すき間に電動機に供給された
電流に応答して磁束が発生される様な交流電動機に使う
交流電動機駆動装置に於て、何れも可変直流電流源、電
動機に電動機電流を供給する可変周波数多相交流電流源
、及び前記直流電流源からの電流を交流電流源に供給す
る直流リンク回路を含んでいる第１及び第２の電力通路
と、電動機に供給された電流の各相電流を表わす各相電
流信号を発生する手段と、電動機のすき間の磁束の直軸
成分及び横軸成分に比例する直軸及び横軸磁束信号を発
生する手段と、前記各相電流信号及び磁束信号に応答し
て、各々の電力チャンネルから電動機によって発生され
るトルクを表わす第１及び第２のトルク信号を発生する
手段と、前記第１及び第２のトルク信号を加算して合計
トルク信号を発生する手段と、前記合計トルク信号に応
答してすき園の磁束と電動機電流の藺の瞬時角度を表わ
す角度信号を発生する手段と、前記角度信号に応答して
、第１及び第２の可変周波数多相交流電流源の動作周波
数を制御する様に作用する周波数誤差信号を発生する手
段とを有する交流電動機駆動装置。４）特許請求の範Ｉ！３）に記載した交流電動機駆動に
於て、夫々の電流制御信号に応答して前記第１及び第２
の可変直流電流源を夫々制御する第１及び第２の手段と
、所望の電動機トルクに比例するトルク基準信号を発生
する手段と、トルク基準信号並びに合計トルク信号の関
数として電流誤差信号を発生する手段と、電流誤差信号
の関数として夫々の電流制御信号を発生する手段と、前
記第１及び第２の電力通路の間で電流を平衡させて電動
機動作のトルクを平滑する為に夫々の電流制御信号を変
更する手段とを有し、該変更する手段は、前記第１及び
第〉の−電力通路の電動機電流の間の差を表わすデルタ
信号を取出す手段と、該前記デルタ信号を前記制御信号
の内の１番目とは正の向きに２番目の電流制御信号とは
負の向きに組合せる手段で構成されている交流電動機駆
動装置。５）特許請求の範囲３）に記載した交流電動機駆動装置
に於て、夫々の制御信号に応答して第１及び第２の可変
直流電流源を夫々制御する第１及び第２の手段と、電動
機電流の所望のレベルを表わす入力信号の関数として前
記夫々の電流制御信号を発生する手段と、各々の交流電
流源からの電動機電流に夫々比例する第１及び第２の帰
還信号を発生する手段と、第１及び第２の帰還信号を各
々の通路に対する対応する電流信号と組合せて、前記可
変直流電流源から供給される電流を制御する手段とを有
する交流電動機駆動装置。６）特許請求の範囲１）乃至５）のいずれか−項に記載
した交流電動機駆動装置に於て、電動機が所定量だけ位
相がずれた２組の３組巻線を持つ２重３相電動機であり
、更に、第１及び第２のトルク信号を発生するのに使う
前に、前記直軸及び横軸磁束信号の位相を予定量だけ偏
移させる手段を有する交流電動機駆動装置。７）特許請求の範囲６）に記載した交流電動機駆動装置
に於て、各々の磁束信号の合計の偏移が２組の電動機巻
線の圀の位相偏移に等しい交流電動機駆動装置。８）特許請求の範囲６）に記載した交流電動機駆動装置
に於て、各々の磁束信号が電気角で正及び負の１５°だ
け偏移させられる交流電動機駆動装置。９）特許請求の範囲１）、３）、４）又は５）のいずれ
か−項に記載した交流電動機駆動装置に於て、電動機が
選択的に３組電動機又は所定量だけ位相偏移した２組の
３組巻纏を持つ２重３相電動機であり、更に、前記直軸
及び横軸磁束信号の位相を予定量だけ偏移させて、偏移
した直軸及び横軸磁束信号を発生する手段と、１）３組
電動機に使う場合は前記直軸及び横軸磁束信号、２）２
重３相電動機に使う場合は前記偏移した直軸及び横軸磁
束信号を、前記トルクを計算する手段で使う為に供給す
る様に選択的に作用し得る切換え手段とを有する交流電
動機駆動装置。１０）特許請求の範囲９）に記載した交流電動機駆動装
置に於て、前記磁束信号の合計の位相偏移が２重３相電
動機の２組の電動機巻線の間の位相偏移に等しい交流電
動機駆動装置。１１）特許請求の範囲９）に記載した交流電動機駆動ｉ
ｉｗに於て、各々の磁束信号が電気角で正及び負の１５
°だけ位相偏移させられる交流電動機駆動装置。１２）固定子並びに該固定子からすき藺によって隔てら
れた回転子を持ち、前記すき閣に電動機に供給された電
流に応答して磁束が発生される様な交流電動機に使う交
流電動機駆動装置に於て、各々第１及び第２の可変直流
電ａｉｍ、電動機に対して電動機電流を供給する可変周
波数多相交流電流源、及び直流電流源からの電流を交流
電流源に供給する直流リンク回路を含む第１及び第２の
電力通路と、電動機に供給された電流の各相電流を表わ
す各相電流信号を発生する手段と、電動機のすき闇の磁
束の直軸及び横軸成分に比例する直軸及び横軸磁束信号
を発生する手段と、前記各相電流及び磁束信号に応答し
て、各々の電力通路から電動機によって発生されるトル
クを表わす第１及び第２のトルク信号を発生する手段と
、前記第１及び第２のトルク信号を加算して合計トルク
信号を発生する手段と、夫々の電流制御信号に応答して
、前記第１及び第２の可変直流電流源を夫々制御する第
１及び第２の手段と、電動機の所望のトルクに比例する
トルク基準信号を発生する手段と、トルク基準信号及び
合計トルク信号の関数として電流誤差信号を発生する手
段と、電流誤差信号の関数として前記夫々の制御信号を
発生する手段と、前記第１及び第２の電力通路の間で電
流を平衡させて電動機動作のトルクを平滑する為に夫々
の電流誤差信号を変更する手段とを有し、該変更する手
段は、前記第１及び第２の電力通路の電動機電流の間の
差を表わすデルタ信号を取出す手段、及び該デルタ信号
を前記制御信号の内の１番目とは正の向きに、そして２
番目の電流制御信号とは負の向きに組合せる手段で構成
されている交流電動機駆動装置。１３）固定子並びに該固定子からすき間によって隔てら
れた回転子を持ち、前記すき間に電動機に供給された電
流に応答して磁束が発生される様な交流電動機に使う交
流電動機駆動装置に於て、各々第１及び第２の可変直流
電流源、電動機に電動機電流を供給する可変周波数多相
交流電流源、及び前記直流電８！源からの電流を交流電
流源に供給する直流リンク回路を含む第１及び第２の電
力通路と、電動機の各相電流を表わす各相電流信号を発
生する手段と、電動機のすき間の磁束の直軸及び横軸成
分に比例する直軸及び横軸磁束信号を発生する手段と、
前記各相電流信号及び磁束信号に応答して、各々の電力
通路から電動機によって発生されるトルクを表わす第１
及び第２のトルク信号を発生する手段と、前記第１及び
第２のトルク信号を加算して合計トルク信号を発生する
手段と、夫々の制御信号に応答して第１及び第２の可変
直流電流源を夫々制御する第１及び第２の手段と、電動
機電流の所望のレベルを表わす入力信号の関数として前
記夫々の電流信号を発生する手段と、各々の交流電流源
からの電動機電流に夫々比例する第１及び第２の帰還信
号を発生する手段と、前記第１及び第２の帰還信号を夫
々各々の通路に対する対応する電流信号と組合せて、可
変直流電流源から供給される電流を制御する手段とを有
する交流電動機駆動装置。