JPS586084A - 無整流子電動機制御装置 - Google Patents

無整流子電動機制御装置

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JPS586084A
JPS586084A JP56101522A JP10152281A JPS586084A JP S586084 A JPS586084 A JP S586084A JP 56101522 A JP56101522 A JP 56101522A JP 10152281 A JP10152281 A JP 10152281A JP S586084 A JPS586084 A JP S586084A
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Kazuyoshi Ejima
江島 一義
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022Synchronous motors
    • H02P25/03Synchronous motors with brushless excitation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

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】 本発明は無整流子電動機側#鋲蓋に係り、籍に無整流子
電動機の界磁を弱め1足出力特性を得るに好適な無整流
子電勧磯制御鋲首に関する。
従来、無贅流子甑W轡簡潰1置は一般に第1図の!ロッ
ク図に示す如く構成さnていた。第1図中、 13は3
相交飾電林、12に3相交流電源11からの交流lt源
を直流可変電圧に変換する順変換器。
13rt顕髪換器12から得られた直流電流を平滑する
Nllクリアクトル 14は@流可変wt源を交流町変
周披数′−源に変換する逆変換器、 15に逆変換器1
4で得られた交流可変周波数置源を入力とする同期電動
機、16は同期電動機15の界磁巻線、17は同期電動
機15の電機子巻線と界磁巻蕾16との相対的位置を検
出する位置検出器、18.は同期電動機15に流れるm
R,を検出し、その出力信号をwL流)1−トノ9ツク
信号として用いられる[4検出器、 19は順変換器1
2に点弧パルスを与え、直15’fi町変電圧を発生さ
せるためのα位相制御回路、 ’21)、は順変換器1
2ρ為ら得られる直流電流すなわち負荷電流をIEa検
出器18.からの電流フィード・9ツク信号を兇ながら
電流の安定化を行う如く制御するw1流制御回路、21
は同期電動機15の回転速質を制御する速度、tIII
岬回路、22は位置検出417ρ為らの・セルス信号を
回転速質に応じたアナログM4’lに変換して、その出
力fj1号を連ば制御回路21にM度フィーF、95/
/信号として与え所定の向転速雇になる様に制御させる
F/v変換回路、乙は速闇制#励路21に基準速+[9
1号を与える速硬設定器、24は位置検出器170)9
ルス信号を逆変換器14のサイリスタの転流タイミング
・臂ルス指令に変換し点弧・にルスとして与えるロジッ
ク−理回路、25は3相交流電源11を直流可変電圧に
変換してこの4圧を界S巻線16に与える制#整流器、
茄、は界磁巻線16に流nる直處域流を、電流検出器1
8□1&らの検出(1号を界磁電流設定器あからの基準
信号と突き曾ぜながら定−流例御して界磁巻4!i!1
6に一足の電流を与える゛鴫滝制#IgJi@である。
か〃為る構成に於いて、同lA電動機15の一転速度ば
一磯子電圧を変(ることによって制御さn4が。
この場合電トルク特性のみしか得られない、このため、
この様なii首に鉄鋼設備の用途にはあまり多く用いら
れなかった。この理由は、界磁弱め制御にて同期電動機
15の回転2!!1度を制御することが困難であったこ
とによる。つまり、自然転流方式による運(制#は同期
電動415の逆起電圧によって逆変換器14のサイリス
タを転流させているために、同期i1勤磯15の電機子
反作用と、転流する時に生ずる電なり角の影響とによっ
て転流能力に限界がある。
第2図げ同期電動機15の動作特性を示″f特性図で、
同図中Iは負荷電流、 Ifnは界磁電流、β。は位置
検出器17により設定された制御進み角、Uは重なり角
、βは電機子反作用により変化する実効進み角を表わし
ている。ここで、実効進み角βと電なり角Uは逆変換器
14のサイリスタの転流条件として β−u=r         ・・・・・・・・・・・
・・・・(4)r〉θ。、f          ・・
・・・・・・・・・・・・・(乃を満足する必要がある
。ここで、rは余裕角。
θ。2.はサイリスタのターンオフ時間である。そして
、β−Uを余裕角rと呼び、β:+1となる状態に余裕
角rを零にすることを意味する。これは逆変換器14の
サイリスタの転訛条件を満足させないこととなり、同期
電動機15を駆動させることができない状態である。一
方、界磁電流Ifnが一定でわる1i181例えばIf
、のところで負荷電流Iが増加すると、実効進み角βは
小さくなり重なり角uは増加する0次に界磁電fiIf
がIf、となると。
上に述べたと同じ状態となるが、その変化峯ホ大きく異
なり負荷電流!を増加させにくくする。したがって、従
来の無整流子亀動機制#装置は過負荷耐菫並びに界磁弱
めにもきひしい限界があった。
本発明の目的は上記従来技術の欠点を解消しようとする
もので、同期電動機の電機子側では電機子反作用を補償
するためにその誘起電圧を検出し。
この検出信号を基準にして直なり角−だけ実効進み角β
を制御し、一方、界磁側でにこれを嵐圧制#すると共に
実効進み角βの推移による磁束変化を補償する定めに負
荷電流成分を加算させ、所定の俤東制御イを行ない、こ
れにより、界磁弱めを行なっても余裕角rを常に一足に
保ち、転訛失敗することなく同期11t動機を駆#It
Jさせることを可能とした。つまり定出力特性を得るこ
とをa(能ならしめt無整流子鑞勧機制#装置を提供す
ることにある。
以下1図面に従って本発明の詳細な説明する。
第3図は本発明の一実施例に1糸る無q[子電動磯制御
帽麿のブロック図で、同図中27は同期電動fl!15
の誘起電圧を検出する電圧検出(ロ)路、28μ速−* (制#口路2Iの出力信号(ぽ流基準便号)■とF/v
f換向路四の出力信号(速度フィーP)々ツク木 信号)ωと電圧検出回路nの出力信号Eにより実効値み
角βを制御する原なり角演算回路、29に実効進み角β
の推移による磁束変化を補償するため* 電流基準信号■とその過渡的変化(負荷変動)に応じて
7オ一シング倍率値t−検出してこのg!1号* Ifを界fBIt流基準に加算し所定の磁束制御を行う
ための磁束補償回路、30は畦圧検出面略nの出力信Q
 Igiを電圧ブイ−Pノ9ツクとして制御する* 蝋圧制−回路、31はb〜変換回路乙の出力信号ωを入
力とする関数発生回路である。なお、関数発生回路31
の出カイgvllhgs図(a)の動作波形となる様な
電圧基準信号である。この電圧基準は界* 磁の弱め開始点ω、を決める役目もしている。
次に、第4図(a)、 (b)に示した重なり角演算(
2)路あと磁束補償回路四の具体的な構成を例示する回
路!ロック図並びに第5図の動作説明用のベクトル図と
、第6図の動作波形図により@3図の構成の具体的な動
作を詳細に説明する。なお、第4図中FG1. F’G
2. FG3は関数発生器、MLIは掛算器。
39は位相制#曲路、 40は微分回路、41に加算器
である拳 さて、電圧検出回路nの出力信号Eを基準にしてロジッ
ク論理回路冴に対する逆f換器14の転流タイiングノ
ダルス指令を作るとすれば、第5図のベクトル図に示す
如く合成磁束φを基準にしてベクトル図が得られ、第5
図のベクトル図にIX−として示しである鑞磯子反作用
成分が補償される。
なお、実−のベクトル図は第6図(息)の運闇フィ一本 トノツク悟号0〜ω、のある連間において負荷電流■が
ある状態である。但し、このベクトル図riもれリアク
タンス電子とIRmfEは無視している。
一方、tLなり角ulj一般に次式で表わ烙れる。
但し、Kに定数、 Lo框転流イ/グクタ/ス(一定)
、ωに周速If、Eは誘起電圧である。そして。
定出力特性は誘起電圧Eを電圧検出回路加にフィード・
々ツク信号11として4芝、誘起電圧Eが一定になる様
界磁弱め制御を行ない1回転迷電を増7J01ぜること
にある。つまり、(3)式に以下に示す(4)式に置き
換えることができ、tなり角Uは負荷’IE訛と調速【
の掛算の関数になる。
cgm (β−u)  cowβocIω   ・・−
−−−−−−・−・(4)この(4)式の関係式を回路
で表現すると、@4図(1)の電なり角演lI回路あと
なる。但し、角速度ωと* 連はフィード・ンツク信号ωσ比的関係にあるので* 回路としての信号は速1fフィートノ々ツク信号ωを使
用できる。ここで、関数発生器FGIは電流基準↑に基
いて116図(6)の様に重なり角Uの成分U* (I)を発生させる作用を有し、関数発生器FG2* は連間フィードIしンク信号ωに基いて@6図(b)の
*** ω、〜ω2 まではU(ω)を発生させる作用を有する
。この関数発生回路1.FG2  の出力信号を掛算器
MLI に入力して掛算させるのが、まさに(4)式の
演算を行なわせることに相当する。
* 位相i!I′1J11回路(至)は掛算器MLIの出力
信号聰と電圧検出回路谷の出力信号Eとにより位相制御
する回路であるが、この位相側斜tg回路あの出力信号
をロジックtiiii理歯路翼に与えれば重なり角Uだ
け爽効進み角βに推移し、余裕角rに界磁を弱めても一
?となる。このベクトル図に第5図の点綴で示さiする
また、界磁を弱めたとき負荷電流■が変化すると前述し
たと岡像に実効a4角βを推移させ余裕角rを一定にす
る。この状態に第5図のベクトル図に2点鎖線で示さn
る。
これに対して、−東側で上述の様に電なり角Uに応じて
実効進み角βを制御すると、坂出作用を却−(ためトル
ク不足となる。このトルク不足を補償(るために、@4
図(b)の−束4fjjl!!回路四が設けらnている
。この缶東補償回路29は1基準↑を第6図(dlの様
な形で発生させる関数発生器FG3と* 電流基4Iの過渡変化に応じてフォーシング倍率を高め
る微分回vA4(Jを用いて、七nそれの信号を卯Jl
器41にて加算させる作用を有する回路である。
この磁束補償回M29の出力信号を界磁暖流基準に7J
O算させると坂出作用が早く回復し、トルク不足を補償
し、屯圧制#口路30による磁束制御がたさn界磁弱め
制御が可能となる。従って、過負荷耐敏の47FOと、
を缶弱め制御による回転速開制御が回層となり定出力特
性を得ることが出来るものである。また、余裕jIIr
を一定に制御するため、運転の高効率と高力率が得られ
、消軸性を高めることが出来るので、無螢流子磁動機を
圧延設備用途K l費用することを可能とすることが出
来るもので    りある。
以上述べた如く1本発明によれば、過負荷耐量並びに界
磁弱めの限界が高く、無整訛子亀動機を効率よくしかも
高力糸で足出力運転することが出来る新規の無整流子w
t、m機制御鋏酵を得ることが出来る−のである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の無#I訛子電動機制御装蓋の!ロック図
、第2図にJ!1図の制#装置を説明するための1作特
性図、第3図は本発明の一賽施例に係る無贅訛子電動機
制御装置の!ロック図、44図(a)、 (b)に第3
図の菫なり角演算麺1i1ie並びに磁束補償回路の具
体的な構成を示す!クツ2図、#45図に#43図の構
成の動作を説明する丸めのベクトル図、第6図(a)、
 (b)、 (a)、 (d)$2! 3図の動作を説
明するための動作波形図である。 11・・・3相交訛電源、12・・・順変換器、13・
・・厘訛りアクドル、14・・・逆変換器、 15・・
・同期電動機、 16・・・界磁巻線、17・・・位置
検出器、25・・・mJ # II訛器。 n・・・電圧検出回路、28・・・重なり角演算回路。 四・・・磁束補償回路。 出願人代理人   猪 股    清

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 交流電瀞を[流町変電源に変換する順変換器と。 直流可変電源を交流町変周波数電淵に変換して同期電動
    機に供給する逆変換器と、同期電動機の電圧を検出する
    電圧検出装置と、同期電動機の速度を検出する速度検出
    装着と、同期電動機の電t/lを決す−9−る直流基準
    信号を発生する設定器と、同期電動機の電圧、速度並び
    にtR基準信号に基いて電なり角を演算する電なり角演
    算装置と、逆変換器の制御進暴角をシフトさせると共に
    このシフト量に応じて補償信号を発生し、電圧検出襞瞳
    出力と補償信号に基いて同期電動機の界磁を制#する磁
    束制御illとから成ることを411黴とする無贅流子
    電勧機制#装置。
JP56101522A 1981-06-30 1981-06-30 無整流子電動機制御装置 Granted JPS586084A (ja)

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JPS6320118B2 JPS6320118B2 (ja) 1988-04-26

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