JPS5879492A - 多相無整流子電動機の制御装置 - Google Patents

多相無整流子電動機の制御装置

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JPS5879492A
JPS5879492A JP56175711A JP17571181A JPS5879492A JP S5879492 A JPS5879492 A JP S5879492A JP 56175711 A JP56175711 A JP 56175711A JP 17571181 A JP17571181 A JP 17571181A JP S5879492 A JPS5879492 A JP S5879492A
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commutation
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JP56175711A
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Satoru Takahashi
哲 高橋
Mikio Takeda
幹男 竹田
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing 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
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings

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】 この発明は、直接的な位置検出器を持たない無整流子電
動機X特に複数組の画定子巻線が所定の位相差をもって
配設された多相無整流子電動機の制御方式に関するもの
である。
かかる制御方式において、直接的な位置検出器にかわる
ものとして電動機電圧を検出し1これから磁束演算器を
用いて磁束波形を求め、この磁束波形から電動機側変換
!(逆変換II)の位相制御パルスを切り出す方法があ
る。この場合1磁束波形の演算が正確に行なわれること
が要求され)このため、一般に磁束波形は転流歪をもつ
電動機電圧をそのまま積分することなく、一旦電動機証
から速度起電力を演算し、この速度起電力から積分演算
して求めるようにしている。したがって、この場合は電
動機電圧からいかに正確な速度起電力を演算するかが、
正確な磁束波形を求める上で重要なポイントとなる。
第11はかかる磁束演算波形による無整流子電動機の位
置検出器なしlIg御方式の従来例を示す構成図であり
、第2図は第1図の速度起電力演算器を詳細に示すブロ
ック図であり、jI3図は第2図の演算器の入出力信号
を示す波形図である。
第1図において、1は速度1ItrJ器、2は電流関節
器、3は点弧角調整器、4はサイリスタ変換装置、5は
速度起電力演算器蕩6は積分器、7はパルス分配器、8
はタコジェネレータ(速度検出器)、9は無整流子電動
機、SBは速度設定器、DCLは直流平滑用リアクトル
である。
交流電源は電源側変換器(M変換器)41を介して直流
に変換された後、適宜平滑りアクドルDCLを介し、さ
らに電動機側変換器(−逆変換器)42で交流に再変換
され、該交流側により同期電動I19が駆動される。以
上のように構成される無整流子電動tIA9における速
度制御は、速度設定器Bgからの速度設定信号n*と、
電動機に直結した速度検出用発電4118からの速度検
出信号nとを比較して速度調節器1に入力し、次いで速
度関節器1に入力し、次いで速度調節器1の出力信号、
すなわち電流設定信号i*と電源側変換器41の交流側
入力電流検出信号iとを比較して電流調節器2に入力し
、得られた出力信号で点弧角調整器3を介して電源側変
換器41の位相制御を行なうことにより達成される。
−・方、このときの電動機側変換器42の位相制御は、
電動機電圧V、および電動4111!流IMから電動機
速度起電力Eを求め、これを積分器6により積分演算し
て得られる磁束Φの波形を位相制御の基準信号(同期信
号)としてパルス分配器7に入力し、その出力により行
なわれる。この場合1パルス分配器7内でFl!dii
l進み角の設定値を適宜決めてやることにより、任意の
制御(例えば、定余裕角制御)を行なうことができる。
ここで、速度超電力EuT + gvWT BWuは、
電動機電圧vMの線間成分vuv、■vw、■wuと1
電動機電流I、の各相成分工。+  IV+  IW 
とから次のような演算を行なうことにより求められる。
なお・(1)式において、rは各相v1機子巻線抵抗、
lは各相電機子もれリアクタンスであり1抵抗rおよび
リアクタンスlは簡単のためすべて等しいものとして考
えている。
したがって、速度起電力演算器5は第2図に示されるよ
うに、相電流の差(Iwlu)を微分する微分要素51
と、所定のゲインを有するゲイン要素または係数器52
とから構成され、式(1)の演算を行なう0なお・a@
2図には起電力”ffuを演算する演算器のみが側示さ
れている。
すなわち、電動機電圧のS同成分、例えば電圧VWuの
波形は第3図(イ)に示されるように、転流による電圧
陥没が生じているたム そのまま積分演算して磁束波形
を求めるには不適当である。
したがって、例えば電動機線間電圧vWuについては、
該電圧に対応した2つの相電流I、、I□により転流リ
アクタンス降下分(/dt(Iw−1u)  )と、巻
線抵抗による降下分(r (Iv  Iu) )とを補
償して速度起電力gWuを求めるものである。
このようにすることによって、速度起電力は第3′gJ
(ニ)に示される如く正確な正弦波となり・磁束を求め
るのに最適の波形となる。なお、第3図(12)および
(ハ)はそれぞれ相電流IWおよびニジの波形を示すも
のである。
上記は電動機の固定子巻線が、例えば3栢巻線1組の場
合であったが、これがII敷組設けられているような多
相の無整流子電動機の場合について考える。
第4図は3相巻線を2組有する無整流子電動機を用いた
場合の構成図であり、第5gは電動機電圧の線間成分、
速度起電力および相電流の関係を示す波形図である。
第4図において、巻MU1r Vi * W1トSU2
 。
V、、W2とは互イニ30°eJ(Ill気角)タケ位
相がずらされて配設され、それぞれ変換装置(I)およ
び(n)によって独立にi電されるが、磁気的には結合
されている。このように構成される多相無II流子電動
機においては、巻線組I (Us +V、 、 Wl 
) ト巻IH[I[(U2 、 V2 、 W2 ) 
j−f)rHJの転流干渉によって、上述の如き巻線1
組の場合の電圧陥没のほかに、他の巻線組(Iに対して
は■、■に対しては■の巻線組)からの電圧陥没が加わ
ることが認められている。
第5図はこのような場合を例示した波形図で、例えば電
動機のWl、U1間の線間電圧Vvu1は同図(イ)の
矢印で示されるように、巻線組■の影響によって電圧陥
没が生じる0この電圧陥没現象は上述の(1)式の如き
演算または第2図で示される如き速度起電力演算器のみ
によっては1115v!J(ロ)のように依然として補
償されないといつ問題が残る。
この発明は上記に鑑みなされたもので、多相無整流子電
動機においても正確な速度起電力を求め得るようにして
、高精度な位置検出器なし制御を行なうことを目的とす
るものである。
上記の目的は、この発明によれば、逆変換器を介して給
電され、複数組の固定子巻線が互いに所差 定の位相をもって配設されてなる多相無整流子電へ 動機と、該電動機電圧および電流にもとづいて速度起電
力を演算する起電力演算器と、該起電力を積分して磁束
波形を演算する積分器とを備え、該磁束波形を基準にし
て所定の制御進み角をもって前記逆変換器の位相制御を
行なう多相無整流子電動機の欅方式において1 各電動
機線間電圧に対する他の巻線組からの転流干渉による電
圧陥没を補償する手段を前記起電カー器に設け、該手段
にて各巷線岨間の転流干渉による電圧波形の乱れを除去
するようにして達成される。
ここで、この発明の詳細な説明する前に、前述の電動S
電圧vw旧に現われる巻線組■からの転流干渉について
考案する。
第68は巻線組■の各線間電動機[Vuマl。
Vvwl + Vwulと巻線組■の各相電流による起
磁力Iu2 + I’v2 +  ’w2  との位相
関係を示すベクトル図である。
同図からも明らか綜うに、例え!電動!lI線間電圧V
wulに影響を及ぼす合成起磁力はとなり、相電流LW
2による起磁カル2のみに影響を受けることがわかる。
したがって、第5図(ハ)は相電流Iw2の波形図であ
り、この相電流Iw2によって電圧陥没が生じている様
子を示すものである。同様にして、電動機線間電圧■u
マ1.■マvieVvvu2 r Vuv2およびvv
W2について影響を及ぼす相電はIn2 + Iv21
  Iul l  Ivlおよび−Iwlということに
なる。これを表にまとめると、次表の如くなる。
表 これらの関係からも明らかなように、電動機線間電圧V
yulにおける巻線組■からの転流干渉による電圧陥没
を補償するには、−Ka−tIW2なる成分によって補
償すればよいことがわかる。なお、Kは巻線組Iと■と
の結合度によって決まる定数である。また、1線間電圧
についても、同様にして上記表の如き関係から補償する
ことができる。
!!I7図は上述のような補償回路を有す°る速度起電
力演算器の実施例を示すブロック図、第SvAは他の実
施例を示すブロック図である。
すなわち、この発明による速度起電力演算器5′は第7
図に示されるように、第2gの速度起電力演算器5に対
し、他の巻線組からの転流干渉を補償するための要素5
3が付加され、該要素53に゛よって転流干渉による電
圧の陥酬補償される。
なお、電動機巻線抵抗rによる電圧降下分が小さくて無
視できる場合は、第8図の5の如く簡略図には電圧Vw
ulの場合につい■み示されているが、他の電圧につい
ても同様に行なわれることは云う迄もない。また、その
他の構成は111図と同様である。
以上のように、この発明によれば、多相巻線を有する無
整流子9機においても転流干渉による電圧陥没が補償さ
れ、正確な速度起電力を得ることができるので、高精度
な多相無整流子電動機の位置検出器なし制御を実現する
ことができる。
嘘、この発明は直流式だけでなく交流式の多相無整流子
電動機制御システムμ適用することができるものである
【図面の簡単な説明】
第1図は無整流子電動機の位置検出器なし制御方式の従
来例を示す構成図、第2図は第15Aの速度起電力演算
器の構成を示すブ四ツク図、第3図は第2図の演算器の
入出力信号を示す波形図、第4図は3相巻線を2組有す
る無整流子電動機を用いた場合の構成図、第5図は第4
図における電動機!II!電圧、速度起電力および相電
流の関係を示す波形図、第6図はjIJ図における一方
の巻線組の各電動機線間電圧と他方の巻線組の各相電流
による起磁力との関係を示すベクトル図、第7図はこの
発明の実施例を示すプ四ツク図、第8v!:iはこの発
明の他の実施例を示すブロック図である。 符号説明 l・・・・・・速度調節器、2・・・・・・1!流H節
器、3・・・・・・点弧角調整器、4・・・・・・サイ
リスタ銀装置、5,5・5・・・・・・速度起電力演算
器、6・・・・・・積分器、7・・・・・・パルス分配
器、8・・・・・・速度検出用発電機、9・・・・・・
無整流子電動機、51.53・・・・・・微分要素、5
2゜54・・・・・・ゲイン要素 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎   清 第4図 第5図 uv4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数組の固定子巻線が互いに所定の位相差をもって配設
    されてなる多相無整流子電動機と、少な各 くとも逆変換器を有し該巻線組にそれぞれ給電する複数
    の電力変換装置と、前記電動機の電圧および電流にもと
    づいて速度起電力を演算する起電力演算回路と、該起電
    力を積分し1束波形を演算する積分回路とを備え、該磁
    束波形を基準として所定の制御進み角をもって前記逆変
    換器の位相制御を行なうようにした多相無整流子電動機
    の制御方式において、前記起電力演算回路に各電動機線
    間電圧に対する他の巻線組からの転流干渉による電圧陥
    没を儲償する禎償手段を設け、該手段によって各巻線組
    間の転流干渉による電圧波形の乱れを除去するようにし
    たことを特徴とする多相無整流子電動機の一方式。
JP56175711A 1981-11-04 1981-11-04 多相無整流子電動機の制御装置 Granted JPS5879492A (ja)

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JPS6043088A (ja) * 1983-08-16 1985-03-07 Toshiba Corp 複数台駆動サイリスタモ−タ装置
JPH0272662U (ja) * 1988-11-15 1990-06-04
EP0663718A3 (en) * 1994-01-12 1995-09-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Drive circuit for brushless motor
JP2010226899A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Nippon Muugu Kk 電動機システム

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