JPS59194697A - 電動機駆動装置 - Google Patents

電動機駆動装置

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JPS59194697A
JPS59194697A JP58066991A JP6699183A JPS59194697A JP S59194697 A JPS59194697 A JP S59194697A JP 58066991 A JP58066991 A JP 58066991A JP 6699183 A JP6699183 A JP 6699183A JP S59194697 A JPS59194697 A JP S59194697A
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Toshio Kadokura
門倉 俊夫
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/66Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
    • H02M7/68Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
    • H02M7/72Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/79Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/797Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

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  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (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】 〔技術分野の説明〕 本以明はエレベータを駆動する電動機駆動装置に関する
〔従来技術の説明〕
エレベータ駆動用電動機には、用途に応じて、゛〜誘導
電動機や他励直流電動機が使用される。誘導電動機は、
−次電圧制御によるものが一般的であり、他励直流電動
機はサイリスタレオナード方式によるものが広く使用さ
れる。
第1図は一次電圧制御による交流エレベータ用主回路の
一例を示す。第1図に示すものは、各相にそれぞれ逆並
列に接続されたサイリスタの位相制御によって誘導電動
機11に印加される一次電圧の大きさを制卸するもので
あり、エレベータの運転方向および加減モードで逆並列
サイリスク群12〜16を選択して、エレベータの速度
制御を行なう。
第2図はサイリスタレオナード方式による直流エレベー
タ用主回路の一例を示す。第2図番こ示す主回路は逆並
列無循還電流方式と呼ばれ最も広く使用される。他励直
流電動機電機子’21の電流方向に応じて、サイリスク
群22.23を選択して、エレベータの速度制御を行な
う。24は直流リア御の両者とも、サイリスタの点弧信
号は、制御時、電源位相に対し遅れ位相で与えられるた
め、変換器は電源に対し力率の悪い運転を行なう。特に
、エレベータのように、加減速を頻繁に行なう負荷では
、低速制御領域で力率が非常に小さくなり、電源は大き
な無効電力を供給しなければならない。
例えば、制御角α(deg)、負荷電流(電機子電流)
 Id(A)で運転中のサイリスタレオナード装装置に
供給される電力は概略次式のように与えられる。
(皮相電力) −、/TxEsxId/1000 (K
VA)    ・−(1)(有効電力) ==JxEs
xIdxcosα/1ooo (KW)  −(2)(
無効電力) −JxEsxIdxsind/1000 
(KVAR) ・(3)但し、Esは三相交流電源線間
電圧実効値(V)界磁電流一定制御の他励直流電動機は
一定加減速時の電機子電流Id はほぼ一定であるので
、電動機速度によらず皮相電力の大きさもほぼ一定とな
る。従って制御角αの犬となる(α中90deg )低
速領域では電力のほとんどが無効電力として供給される
又、サイリスク変換装置は高調波電流源となることが知
られており、第1図、第2図に示す三相対称制御変換表
置も次に示すような次数の高調波を発生する。
高調波次数=5Q+l       ・・・・・・(4
)n−自然数(1,2,3・・・・・) 高調波電流が流れると、系統の各次調波インピーダンス
の大きさに応じた電圧波形歪を生じ、系統内に接続され
た他の機器に悪影響を及はす場合がある。
以上述べたように、従来から使用されているエレベータ
の制御装置は、力率の悪さ、および高調波発生の問題に
おいて、電泳への負担が大きい。
〔発明の目的〕
本発明は、力率の改善及び高調波の発生を防止した電動
機駆動装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
交流電源に接続される第1の変換装置と、この第1の変
換装置に接続され、交流電動機を駆動する第2の変換装
置を有し、第1の変換装置により制御される電流が電源
電圧波形に同期した正弦波の電流基準により制御され、
この制御電流は第1の変換装置の出力電圧の変動により
調整される。
〔発明の実施例〕
本発明を図面に示す一実施例をもとに説明する。
第3図においては、エレベータ駆動用電動機を誘導電動
機にした場合を示す。31はエレベータ駆動用誘導電動
機、32は母線33の直流゛磁圧を交流に変換し、誘導
電動機31の可変電圧可変周波数制御を行なうインバー
タ装置である。M3図では、強制転流可能なトランジス
タと並列ダイオードを用いたトランジスタインバータで
示す。34は、直流母線33間に接続された電圧源コン
デンサである。35は、本発明による制御を実現するだ
めの、交流電源36に接続された、インバータ装置であ
る。インバータ装置35は、負荷側に接続されるインバ
ータ装置32と全く同様な構成とする。
第4図は第3図中の電源側インバータ装置35の制御の
詳細を示すブロック図である。第4図においては、第3
図と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
第4図に示すインバータ装置35のダイオード回路は三
相全波整流回路であり、直流母線33は直流電圧源とな
る。第3図に示す誘導電動機31がカ行運転を行なう場
合、電動機駆動エネルギーは、交流電源36から、電源
側インバータ装置35、直流母線33を介して、電動機
駆動用のインバータ装置32により、電動機31に供給
される。
又、誘導電動機3Lが回生運転を行なう場合、回生エネ
ルギーは電動機駆動用のインバータ装置32のフリーホ
イールダイオードの効果により、直流母線33に供給さ
れる。一般的な電圧形インバータ装置では、電源回路は
単純な三相全波整流回路であり直流電源33に供給され
た回生エネルギーは、エネルギー吸収用抵抗器等によっ
て消費される。本発明による回路では、回生エネルギー
を直流母線33から更に交流電源36に回生ずる。
つまり、母線33に対し、交流電源36を一定周波数(
ここでは、電源の商用周波数)で回転する交流機と見な
し、交流電源36に対し電源側インバータ装置35によ
り電力を供給する。
次に、電源側インバータ装置35の制御について述べる
。第4図に示す37は基準電圧設定器であり、例えば、
電動機31が停止中(無負荷)の直流母線33の直流電
圧に相当する値に設定する。
38は電圧検出器であり、直流母線33の電圧を検出す
る。又、39は電圧設定器37からの出力信号37aを
基準値とし、電圧検出器38からの出力38aを負帰還
量として電圧フィードバック制御を行なうだめの電圧制
御増幅器である。電圧制御増幅器39の出力信号39a
は、又流電源36に同期した几、8 、Tの三相正弦波
基準を発生する三相正弦波発生器40からの信号40a
 + 40b + 40cと乗算器41A 、 41B
 、 41cにより演算が行なわれる。すなわち、電圧
制御増幅器39の出力信号39aは、三相正弦波基準信
号40a + 40b l 40Cの振幅を決定する値
であり、乗算器4LA、41B、41Cの出力信号41
a。
41b、41Cは三相正弦波電流基準となる。
更に第4図に示す42A、 42B 、 42Cは電流
制御増幅器であり交流電源回路の各相に設けられた電流
検出器43A 、 43B 、 43Cからの電流信号
43a 143b !43Cを負帰還信号として電流制
御のマイナーループを構成する。電流制御増幅器42A
、42B、42Cの出力信号42a + 42b + 
42cは鋸状波発生器44の出力変調信号44aと比較
器45により比較検出され、電源側インバータ装置35
の各々のトランジスタのスイッチインクのタイミングを
決定する信号45a〜45fとして出力される。
46はトランジスタのベースドライブ回路であり、直流
電源33の電圧が基準とする出力信号37aと等しくな
るように、更に、電流が正弦波状源側インバータ装置3
5を工、周波数一定の正弦波FW’Mインバータとして
制御される。
第5図は1相の電圧・電流波形を示す図である。
電流波形は電動機31がカ行運転を行なって、直流母線
33の電圧が基準電圧設定器37aより降下した場合は
、電源電圧正弦波波形と同相となって、交流電源36か
ら直流母線33に電力を供給し、電動機3Lが回生運転
を行なって、直流母線33の電圧が上昇した場合は、逆
相となって母線33から交流電源36に電力を回生ずる
正弦波PWM制御においても鋸波状電圧により電流には
P W M周波数に相当するリップル成分が含まれるが
、交流電源36に比較的大きな三相交流リアクトル47
を付加して、平滑を行なって、滑らかな正弦波電流を得
る。
この実施例では、電流制御を三相について行なっている
が、例えば三相のうち任意の二相について電流制御を行
ない、二相から三相変換をすれば制御回路を簡略化でき
る。
第6図に本発明による他の実施例を示す。第3図に示す
誘導電動機に替えて他励直流電動機21を駆動する回路
を示してあり、電動機側駆動装置62、電源側インバー
タ装置65はトランジスタに替えてゲートターンオフ(
GTO)サイリスタを用いる。直流電動機電機子21の
平均電圧は、Iで示したトランジスタインバータ装置と
同様の制御を行なう。
〔発明の効果〕
以上述べたように、エレベータの電動機駆動装置として
本発明の装置を用いることにより、従来の装置の問題点
であった力率と高調波の問題が大幅に改善され、以下の
効果を生ずる。
(1)電源側インバータ装置の電流制御は、交流電源電
圧と周波数に同期して行、なわれるので、従来の一次電
圧制御誘導機駆動エレベータやサイリスタレオナード制
御エレベータのように遅れ位相となることはなく、電源
側力率は常に1に保つことができ、電源の負担を軽減で
きる。
(2)電源側インバータ装置の電流制御は、滑らかな正
弦波電流となるように行なわれるので、サイリスタやダ
イオードで構成された整流回路のように(6n+t )
次の高調波が発生せず、高調波による障害の発生を防止
することができる。
(3)交流電源へ−の電力回生が自動的に行なわれるの
で、エレベータのように全運転の約半分が回生モードと
なる負荷では、ビル設備全体の消費電力証を軽減できる
本発明による駆動装置は、エレベータ制御装置に限定せ
ず、エレベータのような運転を行なう負荷を有するもの
にも適用することができる。
又、本発明の′電源側インバータ装置および交流電源は
三相に限定されるものでなく、単相でもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の一次゛峨圧制御誘導電動機1堅動装置の
主回路図、第2図は従来のサイリスクレオナード制御他
励直流電動@駆動装置の主回路図、第3図は本発明に基
づくインバータ制御誘導電動機駆動装置の主回路図、第
4図は第3図の電源側インバータ装置の制御回路を示す
ブロック図、第5図は電源側インバータ装置で制御され
る電圧電流波形を示す図、第6図は本発明に基づく他励
直流電動機駆動装置の主回路図である。 21・・・他励直流電動機電機子 31・・・誘導電動機   32.35・・・インバー
タ装置33・・・直流母線    36・・・三相交流
電源37・・・基準電圧設定器 38・・・電圧検出器
39・・・電圧制御増幅器 40・・・三相正弦波発生
器41A、41BI4IC・・・乗算器 42A、42B、42C・・・電流制御増幅器43A、
43E、43C・・・電流検出器44・・・鋸状波発生
器  45・・・比較器46・・・ベースドライブ回路
 62・・−電動機側駆動装置65・・・インバータ装

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 交流電源に接続される第1の変換装置と、この第1の交
    換装置の出力端に接続され電動機を駆動する第2の変換
    装置と、前記第1の変換装置の出力端電圧と基準値とを
    比較する電圧制御増幅器と、この電圧制御増幅器の出力
    と前記交流電源に同期した基準信号とを演算する演算器
    と、この演算器の出力と前記第1の変換装置の入力端電
    流とを比較する電流制御増幅器と、この電流制御増幅器
    の出力と変調信号とを比較する比較器と、この比較器の
    出力により前記第1の変換装置のスイッチングタイミン
    グを決定するドライブ回路とを有する電動機駆動装置。
JP58066991A 1983-04-18 1983-04-18 電動機駆動装置 Granted JPS59194697A (ja)

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JPH041366B2 JPH041366B2 (ja) 1992-01-10

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