JPS59153477A - 同期電動機の制御装置 - Google Patents

同期電動機の制御装置

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JPS59153477A
JPS59153477A JP58026950A JP2695083A JPS59153477A JP S59153477 A JPS59153477 A JP S59153477A JP 58026950 A JP58026950 A JP 58026950A JP 2695083 A JP2695083 A JP 2695083A JP S59153477 A JPS59153477 A JP S59153477A
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controller
voltage
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Akio Hirata
平田 昭生
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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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  • Power Engineering (AREA)
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  • 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は周波数変換装置が、同期電#1機を連続運転し
たり、同期電動機を零速度より始動して商用′?に源の
周波数で決る回転数まで加速させて同期電動機を商用電
源運転に切換える始動装置として動作する場合に1周波
数変換装置の入カ電源容書の低減と入力力率の向上が計
れる同期電動機の制御装置に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
本発明の従来技術例として、J1図に同期電動機の始動
装置を引用して以下説明する。この図において11は萌
用戒源、J2は同期電動機、12世同期電動機12の界
磁、131と13.及び13.はしゃ断器、■4は周波
数変換装置15は同期電動機12に直結された位置検出
器、]6は同期制御器、17は入力変圧器、]8は界磁
制御器、141は整流器、142は1頁渡りアクドル、
143はインバータ、144は速度基準、]、45ば、
I) / A D ンバータ、146 I/iα制御器
、14B’1βtljlJ御器である。
第1図の構成において同期電動機12は、商用電′TJ
# 1.1よりしゃ断器132−人力変圧器17−周波
数変換装置14−シゃ断器133回期′亀動機12のル
ートで可変周波数の交流電力が供給され零速度より始動
さh、る。この時速度基準144の基準信号と、位置検
出器15よりの帰還信号I) / Aコンバータ145
で変換した速度帰還信号とを比較してα制御器146を
介して整流器141の出力する直流電力を制御して同A
tl屯kh機12の人力電力を1a1]御する。また前
記直流成力は直流リアクトル142で平滑化され、イン
バータ]、43で再び異なる周波数の交流電力に逆変喚
されるが、この時、位置検出器15の出力信号を期用し
てβ制御器147がインバータ143の出力電圧に対し
出力′複流が所定角だけ進み位相となるように11] 
!1する。前記の進み位相d1β’rIIIJ御器14
7の開側1する制御進み角βで決る。また界磁制御器1
8は同期電動機12の界磁121に界磁電流を供給し、
同期電動機12の回転数Nと電機子α圧■7を所定値に
制御する。
同期電動機12が所定回転数(一般に98〜100%速
度)才で周波数変換装置14によって加速さ引、ると、
同期制御器16Viこ引、を検出して、同期′電動機1
2の入力電圧(″祇機子′亀圧■M)の大きさと周波数
及び位相を商t4J電源11の出力′電圧に一致さぜる
ように周波数変換装置14と界磁制御器J8を介して同
期制御を行い、同期制御が完了すると同期電動機12の
入力電源を周波数変換A置14より商用′d源IIへ切
換るようにしゃ断器13.を閉、しやdt器1,33全
開させる。これによって同期電動機12の始動が完了し
、以後同期成動機12は商用電源11で連続運転される
以上説明する始動装置としての動作をA2図に図示する
。この図で、(a)はしゃ断器13.が閉さハ1、周波
数変換装置14の運転される期間を、(b)けしや断器
13.の閉される期間を、(C)は同期d断器16によ
る同期・tjIJ御の期間を、(d)と(e)には同期
電動1幾12の回転数Nと電俵子′、ル圧V、□の大き
さを、それぞれ横軸を時間として示している。同期′電
動機12は時刻1、に始@開始され、時刻t2まで加速
されると同期d制御ざ1.)L1時刻t3て同期制御が
完了すると商用電源11.1:りの運転Qこ切換えられ
る。
以上1で説明する始動装置はスターティックスター”ト
’i:>呼ばiz、各方面で多用されている公仰技術の
ため詳細説明を省くが、第2図時刻t3のタイミングで
同期電動機12の入力電圧の大きさと、周波数及び位相
を商用電源11と所定値(て制御できていないと、しゃ
断器J33とJ3□へ切換えた時過犬な突入・藏流が流
れる。従って周波数変換装置14の醒圧降下等を考慮の
上、入力変圧器17の′1圧定格は決められる。一般に
第1図に図示するようにしゃ断器+3.と13□が同一
母線系統に接続される場合は余り間、請がないが、商用
電源11で同期電動機]2を連続運転する場合の′6源
容量と、はとんど無負荷で同期d動機J2を始動する場
合の電源容量は大きく異なる/ζめ、あるいは周波数変
換装置I4で複数台の同期電動@12を順次始動する目
的から、前述のしゃ断器13.と」3.が同一母線系統
より」収られることは少ない。この結果入力変圧器17
の成用定格は商用電源11の電圧変動を考j、シして決
定しなければならない。これは前述の電源系統によって
電圧変動が異なる可能性があるため、このような状況で
も前記同期制御ができるよう例するためである。
以上の如く構成された従来装置では、商用電源111則
(人力変圧器17の入力側)の電圧変動が大きい場合に
は、この分だけ周波数変換装置】4の入力域圧を上げて
おく必要があり、この結果入力変圧器17の谷敏が大忙
なり、整流器141の耐圧が高くなりまた入力力率も低
下する欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明は、前記する従来技術の欠点に鑑みてなされたも
ので、商用電源11の′電圧変動が犬であっても入力電
源各賞の低減と人力力率の向上が計れる同期電動機の制
御装置を提供することを目的としている。
〔づi明の概要〕
本発明は、この目的を1成するだめに、周波数変換装置
の入力端子を検出するための紙圧検出器全設置<1 、
入力電圧が所定値以ドに低減した際に、周波数変換器置
の制御J1μみ用βを制御することをI特徴とするもの
である。
〔発明の′火施例〕
本発明の実施例を第3図に示す。この図で柩1図と同一
番号を付した回路要素は同機能であり、ここでは説明を
省略する。148は電圧検出器である。
43図において、電圧検出器148は周波数変換装置W
14の入力端子を検出し、前記入力電圧が所定値以下に
低ドすると出力信号をβ1UiJ御器147に与えて]
tI11ii11進み角βを制f即する。この11il
制御例を鋼4図に示す。この図で横)Illは同期電動
機]2の回転枝Nを、縦軸は)bυ御進み角βを示す。
前記入カイ圧が正常な嚇合の制御進み角βを曲線■に、
前記入力電圧が所定値以下に低下した場合の例を曲線■
に示す。
第3図の構1戊で、第4図の如く制御進み角βを制御す
る場合に、同期′電動機12の電機子電圧VMと、制御
進み角β、インバータ143の入力l′ilt流′g 
+EEd工の間には概路次の関係がある。
Ed エ’ 135 VMcos /l     、、
、、、、、、、  u+従って周波数変換装置14の人
力は圧が低下しても、第4図の四1く制御進み角βを大
きくすると、インバータ143の入力面流′lE圧Ed
工を所定値以下にして同期電動機12の4機子電圧九を
定格値まで周波数変換装置14がAiJ記+])式の関
係より出力できる。
この結果、周波数変換装置14の入力電圧の変動が大き
くても、入力変圧器17の出ノj′成用を前記入力電圧
の変動分たけ大きくしておく必要がなく、この結果入力
変圧器17の谷麓の低減、整流器141の耐圧の低減が
でき、通常運転中の周波数変換装置14の人力力率の向
上を計れる。
本発明では同期6L動機120回転数Nと制御進み角β
の関係を特に細かく限定するものではなく、第2図の時
刻t、までの間に周波数変換装置140入力戒圧の低下
を電圧検出器148で検出してh七言己(1)式の関係
を満すように制御進み角βを制”すi;i’良いことが
明らかである。
第3図の本発明の実施例において電圧検出器i48の入
力信号を商用電源11から周波数変換装置14までのル
ートのどの点から検出するかを特に限定するものではな
い。また周波数変換器14と同期電動機】2の台数関係
を特に限定するものではなく、周波数変換装置14で複
数台の同期電動機12を順次始動する始動装置にも本発
明が適用できることが明らかである。
以上は同期′1動機」2の始動装置として周波数変換装
置14を使用した場合の本発明の効果利点を説明したが
、不発8Aは周波数変換装置14で同期電動機12を連
続運転する場合にも適用できることが明らかであり、同
期電動機12が連続運転されるかどうかを特に本発明で
は限定するものではない。
また商用電源11の電圧変動が急激な場合には、同期成
動機12の界磁12.を急速に制御しても、界磁12、
の時定数のため同期成動機12の電機子電圧VMを急速
に商用電源11の電圧変動に対応して制御できない。こ
のため同期電動機12より周波数変換装置14を介して
商用電源11に電力回生を行なっているような場合には
、同様に制御進み角βを小さく調整(電力回生時はイン
バータ143の入力直流成圧Edxの電圧極性が負のた
め、入力直流電圧Ed工を小さくするためには制御進み
角βを小さくする必要がある。この電力回生時の制御進
み角βは90゜〜180°の範囲内にある。)すると瞬
時に前記入力直流電圧Ed工を制御できる。この結果周
波数変換装置14を安定に運転できる。従って本発明で
は制御進み角βを常に大きく制御することを要旨とする
ものではなく、同期電動機12のカ行時には制御進み角
βが大きくなるように、回生時には制御進み角βが小さ
くなるように′成用検出器148の出力信号でmlJ御
すると、商用lt源11の急激な電圧変動に対しても安
定に運転できる同期電動機の制御装置を実現できる。
更に又、位置検出器15は同期電動機12に機械的に直
結された機械的な位置検出器に限定するものではなく、
公知の電気的な位置恢出器をハJいた装置であっても同
(pに実施出来る。
〔発明の幼子〕
木や′と明によitば、同期社jub磯を周波数変換装
置で駆動する際に周波数変換装置の入力′混圧変動が発
生し7ても人力+4c圧の低丁に対応して、同期電動機
のカ行時は利(+f1進み角βを大きく、回生時は制御
進み角βを小さくするように制御するから、周波数変換
袋l゛ぺの入力゛、(L圧を電圧変動を考慮して大きく
しておく必要がない。この結果周波数変換装置の人力峰
諒稈鍍を大きくする必要がなく、周波数変換装置の整流
器の耐圧も低く出来る。他力M記入力戒圧を低くできる
結果周波数変換装置の入力力率も向上する。
この結果、本発明により入力成源容最が小さくて、入力
力率が高く、経蒼的な同期”駆動(幾の制御≠lIfを
提U(できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の同期・電動機の制御装置の回路構成図、
第2図は−A1図の動作説明図、第3図は本発明の一実
施例を示す回路構成図、詰4図は本発明を説明するため
の制御進み角βと回転数Nct)関係を示した図である
。 月・・・商用電源、    12・・・同M電動機、1
2、−同期1f動機12の界磁、 13、 、132. i33・・・しゃ断器、 14・
・・周波数変換装置、J5・・位置検出器、  16・
・・同期制御器、17・パ入力変圧器、  18・・・
界磁制御器、141・・・整流器、    142山直
流リアクトル、143・・・インバータ、144−速度
基準、145・・・D/Aコンバータ、146・・・α
制御器、147・・・β制御部器、   148・・成
用検出器。 (7317)代理人弁理士 則近憲佑(はが1名)第3
図 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)商用4源の交流′1力を整流器で直流電力に変換
    し、この直流電力を平滑化し再び異なる周波数の交流電
    力に逆変換するインバータ、前記インバータの出力成用
    より出力′電流が進み位相となるように前記インバータ
    をβ【制御器によってffflJ御進み角βだけ位相を
    進みに制御される前記インバータとで構成される周波数
    変換装置の出力で同期−動べ幾で駆動する同期電動機の
    制御装置におい“C1前6e周波数変換A置の入力電圧
    を検出する重圧検出器を設けて、前記入力電圧が所定値
    以下に減少した時、前記入力端子の低五を前記′成用検
    出器で検出し、この出力信号で前記β制御器を介して、
    前記制御進み角βをiJ変制御すことを特徴とする同期
    電動機の1ffII御装置。
  2. (2)  前記制御進み角βを可変制御する際に、前記
    同期電動機がカ行時なら前記制御進み角βを大(3) 
     前記)tlJ @進み角βを可変制御する際に、前記
    同期電動機が回生時々ら前記制御進み角βを小さくする
    ように可変制御することを特徴とする特許請求の範囲硝
    1項記幀の同期電動機の制御装置。
JP58026950A 1983-02-22 1983-02-22 同期電動機の制御装置 Granted JPS59153477A (ja)

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JPH0158759B2 JPH0158759B2 (ja) 1989-12-13

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0496654A (ja) * 1990-08-09 1992-03-30 Toshiba Corp サイクロコンバータ装置
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