JPS5846959B2 - 回転電機の磁束検出装置 - Google Patents
回転電機の磁束検出装置Info
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- JPS5846959B2 JPS5846959B2 JP53023939A JP2393978A JPS5846959B2 JP S5846959 B2 JPS5846959 B2 JP S5846959B2 JP 53023939 A JP53023939 A JP 53023939A JP 2393978 A JP2393978 A JP 2393978A JP S5846959 B2 JPS5846959 B2 JP S5846959B2
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- stator
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
- G01R31/343—Testing dynamo-electric machines in operation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
- G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
- G06G7/12—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
- G06G7/18—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for integration or differentiation; for forming integrals
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は回転電機を高精度で制御するために必要な回転
電機の磁束検出装置に関する。
電機の磁束検出装置に関する。
（ここで、「回転電機」とは誘導電動機、同期電動機、
発電機等のように回転する電気機器を総称したものであ
る。
発電機等のように回転する電気機器を総称したものであ
る。
）従来、回転電機の磁束検出方法としては、一つには電
動機等の固定子にホール発電素子を設けて磁電変換によ
り固定子電流から直接磁束を検出する方法がある。
動機等の固定子にホール発電素子を設けて磁電変換によ
り固定子電流から直接磁束を検出する方法がある。
しかし、この方法は、特に大容量機にとって、機械的構
造、電気的絶縁性、信号の信頼性等に問題があり、必ず
しも実用的とはいえない。
造、電気的絶縁性、信号の信頼性等に問題があり、必ず
しも実用的とはいえない。
二つには、第１図に示されているように磁束の微分値相
当の測定入力を受けこれを積分して磁束を検出する積分
器と負帰還用の低域フィルタ（ＬＰＦ）とから成り、容
易に検出できる印加電圧と印加電流とから間接的に磁束
を検出する方法がある。
当の測定入力を受けこれを積分して磁束を検出する積分
器と負帰還用の低域フィルタ（ＬＰＦ）とから成り、容
易に検出できる印加電圧と印加電流とから間接的に磁束
を検出する方法がある。
この方法（例えば、実公昭４７−３４６５０で公知）で
は交流分出力だけが必要であり、積分器によるドリフト
等で発生する不都合な直流分出力は低域フィルタの出力
を積分器の入力側に負帰還させて除去している。
は交流分出力だけが必要であり、積分器によるドリフト
等で発生する不都合な直流分出力は低域フィルタの出力
を積分器の入力側に負帰還させて除去している。
このため、この方法は低い周波数での磁束検出には位相
及び利得の誤差が大きくなるという欠点があった。
及び利得の誤差が大きくなるという欠点があった。
従って、本発明の目的は、低い周波数を含むより広い周
波数範囲にわたって磁束検出を可能にして高精度で回転
電機を制御できる範囲を広げるようにする回転電機の磁
束検出装置を提供することである。
波数範囲にわたって磁束検出を可能にして高精度で回転
電機を制御できる範囲を広げるようにする回転電機の磁
束検出装置を提供することである。
本発明の磁束検出装置を誘導機を例にとり図を参照して
以下に詳細に説明する。
以下に詳細に説明する。
第２図は、以下の説明に必要とされる、等価２相電動機
の直交する２軸、すなわちｄ軸及びｑ軸、固定子磁束ベ
クトルΦ１、印加電圧ベクトルｖ１及び固定子電流ベク
トルｉを表わしている。
の直交する２軸、すなわちｄ軸及びｑ軸、固定子磁束ベ
クトルΦ１、印加電圧ベクトルｖ１及び固定子電流ベク
トルｉを表わしている。
ここで、ｄ軸は等価２相電動機の固定子−相分の巻線軸
と一致させ、ｑ軸は他の固定子−相と一致させたものと
する。
と一致させ、ｑ軸は他の固定子−相と一致させたものと
する。
また、各記号にサフィックスｄ 、 ｑ、を付し、た場
合には、それぞれそのベクトルのｄ軸、ｑ軸成分を表わ
すものとする。
合には、それぞれそのベクトルのｄ軸、ｑ軸成分を表わ
すものとする。
第３図は本発明の回転電機の磁束検出装置の実施例を示
す図である。
す図である。
誘導機の固定子磁束ベクトルΦ１は印加電圧ベクトル■
１と固定子電流ベクトルｉ１を用いると、次式で表わさ
れる。
１と固定子電流ベクトルｉ１を用いると、次式で表わさ
れる。
ここで、Ｒ１は誘導機の一次低抗である。
従って、各軸方向の磁束成分は■１ｄからＲ１１１ｄを
及びＶｌｐからＲ１１１ｐを差引いた値をそれぞれ積分
器１及び３により積分してΦ１ｄ′及びΦ１・ｑ′とし
て得られる。
及びＶｌｐからＲ１１１ｐを差引いた値をそれぞれ積分
器１及び３により積分してΦ１ｄ′及びΦ１・ｑ′とし
て得られる。
低域フィルタ２及び４は、この得られた出力から積分器
１及び３のドリフト等による直流分を除去するためにＰ
−Ｉ動作を行なう。
１及び３のドリフト等による直流分を除去するためにＰ
−Ｉ動作を行なう。
この磁束ベクトル成分Φ１ｄ′ 、Φｑ ／は低域フィ
ルタ２，４のＰ−Ｉ動作のために、直ちにΦ１ｄ′Φ１
ｄ１Φ１ｑ′＝Φ１ｑとはならずに、次式のようになる
。
ルタ２，４のＰ−Ｉ動作のために、直ちにΦ１ｄ′Φ１
ｄ１Φ１ｑ′＝Φ１ｑとはならずに、次式のようになる
。
ここで、ａ＋ｂＴＣは定数、Ｓはラプラス変換の複素数
演算子である。
演算子である。
このように、各成分Φ１ｑ′、Φｑ／により得られた磁
束ベクトルΦ１′を以下に述べるように補償して固定子
磁束ベクトルΦ、にするために、第３図に示すように補
償量演算器５でｄΦ１／ｄｔの角速度ω１を入力として
受けそれぞれ補償量「−ａ （１−、）ｊ及び「 」を演算して、その結ω１
Ｃｏ１ 果をベクトル回転器６へ出力する。
束ベクトルΦ１′を以下に述べるように補償して固定子
磁束ベクトルΦ、にするために、第３図に示すように補
償量演算器５でｄΦ１／ｄｔの角速度ω１を入力として
受けそれぞれ補償量「−ａ （１−、）ｊ及び「 」を演算して、その結ω１
Ｃｏ１ 果をベクトル回転器６へ出力する。
この際に、補償量演算器５の入力として角速度ω１に替
えて、誘導機の回転数の比例量を用いても誤差は僅かで
あり実用上差支えない。
えて、誘導機の回転数の比例量を用いても誤差は僅かで
あり実用上差支えない。
ベクトル回転器６では次のように各磁束ベクトル成分Φ
１ｄ′、Φｑ／の補償を行なう。
１ｄ′、Φｑ／の補償を行なう。
式（２）より次式が得られる。
ここで、
複素数演算子ＳをＳ＝ｇω１とおくと、
この（３）式は次のようになる。
この（４）式の固定子磁束ベクトルΦ１をそれぞ山軸、
ｐ軸成分に分けると、 となる。
ｐ軸成分に分けると、 となる。
すなわち、ベクトル回転器６では積分器１及び３からの
入力Φ１ｄ′及びΦ１ｑ′、補償量演算器５からの入力
”（１−）及び−！−１により ωＩ
Ｃωｌ り前記の式（５）の演算を行ない、入力周波数に全く影
響されずにｄΦ１ｄ／ｄｔ及びｄΦ１ｑ／ｄｔの真の積
分値である固定子磁束ベクトルの各成分Φ、ｄ。
入力Φ１ｄ′及びΦ１ｑ′、補償量演算器５からの入力
”（１−）及び−！−１により ωＩ
Ｃωｌ り前記の式（５）の演算を行ない、入力周波数に全く影
響されずにｄΦ１ｄ／ｄｔ及びｄΦ１ｑ／ｄｔの真の積
分値である固定子磁束ベクトルの各成分Φ、ｄ。
Φ１ｑを出力しているのである。
補償量演算器５及びベクトル回転器６に含まれている定
数には角速度ω１に応じて選ぶことにより、補償量演算
器５中の割算器が飽和する角速度を下げることができ、
これにより磁束が検出できる周波数範囲を尚一層低周波
にまで広げることができる。
数には角速度ω１に応じて選ぶことにより、補償量演算
器５中の割算器が飽和する角速度を下げることができ、
これにより磁束が検出できる周波数範囲を尚一層低周波
にまで広げることができる。
更に回転子磁束演算器７により先に得られた固定子磁束
ベクトルから固定子漏れ磁束弁を差引くことにより空隙
磁束ベクトルを容易に求めることができる。
ベクトルから固定子漏れ磁束弁を差引くことにより空隙
磁束ベクトルを容易に求めることができる。
このためにホール発電素子を使わずに容易に検出できる
電圧、電流及び速度量のみで誘導機を高精度で制御する
のに必要な空隙磁束ベクトルを得ることができる。
電圧、電流及び速度量のみで誘導機を高精度で制御する
のに必要な空隙磁束ベクトルを得ることができる。
この空隙磁束ベクトルをベクトルアナライザ８（特公昭
５０−３４７２５で公知）に入力して空隙磁束ベクトル
の大きさ及び方向を知ることができる。
５０−３４７２５で公知）に入力して空隙磁束ベクトル
の大きさ及び方向を知ることができる。
本発明の回転電機の磁束検出装置は正確な磁束ベクトル
の大きさまたは大きさと方向とを必要とする回転磁界形
回転電機すべてに適用でき、公知の誘導電動機のベクト
ル制御（前出特公昭５０３４７２５参照）のみならず滑
り周波数制御、同期電動機、発電機等の制御に必要な磁
束を検出するのにも使用できる。
の大きさまたは大きさと方向とを必要とする回転磁界形
回転電機すべてに適用でき、公知の誘導電動機のベクト
ル制御（前出特公昭５０３４７２５参照）のみならず滑
り周波数制御、同期電動機、発電機等の制御に必要な磁
束を検出するのにも使用できる。
また、磁束検出の他に、回転するベクトル量を積分する
必要がありしかも低い周波数から精度のよい積分が要求
される技術分野にも有効である。
必要がありしかも低い周波数から精度のよい積分が要求
される技術分野にも有効である。
本発明の効果としては、低い周波数を含む広い周波数範
囲にわたって高精度で回転電機の磁束を検出できる、回
転電機の磁束検出装置が得られることが挙げられる。
囲にわたって高精度で回転電機の磁束を検出できる、回
転電機の磁束検出装置が得られることが挙げられる。
第１図は磁束微分量から磁束を検出するためのブロック
図である。 第２図は等価２相電動機の直交する２軸及び各ベクトル
を示す図である。 第３図は本発明の磁束検出装置の実施例を示す図である
。 付号説明、１，３：積分器、２，４：低域フィルタ、５
：補償量演算器、６：ベクトル回転器、７：回転子磁束
演算器、８：ベクトルアナライザ。
図である。 第２図は等価２相電動機の直交する２軸及び各ベクトル
を示す図である。 第３図は本発明の磁束検出装置の実施例を示す図である
。 付号説明、１，３：積分器、２，４：低域フィルタ、５
：補償量演算器、６：ベクトル回転器、７：回転子磁束
演算器、８：ベクトルアナライザ。
Claims (1)
- １ 回転電機への印加固定子電圧と固定子電流とから得
られる固定子磁束微分量を積分し固定子磁束ベクトルを
出力する積分器と、該積分器におけるドリフトを補償す
るために積分器出力をその入力端へ負帰還する低域フィ
ルタと、前記積分器により得られた前記固定子磁束ベク
トル中の前記低域フィルタにより生じた真の固定子磁束
ベクトルに対する誤差を補償するための補償量を発生し
低周波数からの積分を可能にする補償量演算器と、前記
積分器からの固定子磁束ベクトルと前記補償量演算器か
らの補償量とにより真の固定子磁束ベクトルを出力する
ベクトル回転器とから収り、広い周波数範囲にわたって
高精度で磁束瞬時値のベクトル量が検出できることを特
徴とする回転電機の磁束検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53023939A JPS5846959B2 (ja) | 1978-03-02 | 1978-03-02 | 回転電機の磁束検出装置 |
| DE19792907595 DE2907595A1 (de) | 1978-03-02 | 1979-02-27 | Integrationsschaltung fuer den komponenten eines umlaufenden vektors entsprechende elektrische groessen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53023939A JPS5846959B2 (ja) | 1978-03-02 | 1978-03-02 | 回転電機の磁束検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54116601A JPS54116601A (en) | 1979-09-11 |
| JPS5846959B2 true JPS5846959B2 (ja) | 1983-10-19 |
Family
ID=12124490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53023939A Expired JPS5846959B2 (ja) | 1978-03-02 | 1978-03-02 | 回転電機の磁束検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5846959B2 (ja) |
| DE (1) | DE2907595A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4511978A (en) * | 1981-06-30 | 1985-04-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for determining a parameter signal for a voltage-fed load |
| DE3234603A1 (de) * | 1982-09-15 | 1984-03-15 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Anordnung zur bildung eines dem maschinenfluss einer drehfeldmaschine proportionalen signals |
| FI882966A (fi) * | 1987-07-31 | 1989-02-01 | Siemens Ag | Foerfarande foer lindningsresistansmaetning av en med en stroemriktare matad vaexel- eller vridstroemsmaskin under bruk. |
-
1978
- 1978-03-02 JP JP53023939A patent/JPS5846959B2/ja not_active Expired
-
1979
- 1979-02-27 DE DE19792907595 patent/DE2907595A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2907595A1 (de) | 1979-09-06 |
| JPS54116601A (en) | 1979-09-11 |
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