JPS5925594A - 同期電動機の制御方法 - Google Patents
同期電動機の制御方法Info
- Publication number
- JPS5925594A JPS5925594A JP57136033A JP13603382A JPS5925594A JP S5925594 A JPS5925594 A JP S5925594A JP 57136033 A JP57136033 A JP 57136033A JP 13603382 A JP13603382 A JP 13603382A JP S5925594 A JPS5925594 A JP S5925594A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angle
- time
- synchronous motor
- control
- phase control
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements 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
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
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。
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〕
本発明は同期ル、動機の一次周波数を連続的に可変して
、その回転数を制御するシステムで、駆動する同期電動
機の運転力率を高め、同期電動機の発生トルクの脈動分
を低減することが出来る同期電動機の制御方法に関する
。
、その回転数を制御するシステムで、駆動する同期電動
機の運転力率を高め、同期電動機の発生トルクの脈動分
を低減することが出来る同期電動機の制御方法に関する
。
本発明に類する同期電動機の制御装置はサイリスクモー
タ又は無整流子電動機と呼ばれ、既に公知の技術であシ
、この−例を第1図に示す。
タ又は無整流子電動機と呼ばれ、既に公知の技術であシ
、この−例を第1図に示す。
この図で11は入力交流電源、12はj−変換器、13
は直流リアクトル、14はインバータ、15は同期電動
機、16は位置検出器、17はインバータ制御回路、R
−8−Tは同期電動機15の入力端子、U−V−W−X
−Y−Zはイアパー3114を構成するザイリスタであ
る。第1Mで入力交流電源11の交流電力を順変換器1
2で直流電力に変換し、この直流電力を直流リアクトル
13で平滑化して、この後インバータ14で異なる周波
数の交#L電力に変換して同期電動% 15に供給して
、同期箱、動&J5の回転数を制御する。同期電動機1
5の回転数はこの時、順変換器によシ供給する直流電力
の大きさに依存して制御され、またインバータ14の出
力周波数は位置検出器16で同期電動機15の界磁の回
転位置を検出して、この出力信号によシインパータ制御
回路17を介してインバータ14の各サイリスタU−Z
の導通するタイミングを決定し制御する。
は直流リアクトル、14はインバータ、15は同期電動
機、16は位置検出器、17はインバータ制御回路、R
−8−Tは同期電動機15の入力端子、U−V−W−X
−Y−Zはイアパー3114を構成するザイリスタであ
る。第1Mで入力交流電源11の交流電力を順変換器1
2で直流電力に変換し、この直流電力を直流リアクトル
13で平滑化して、この後インバータ14で異なる周波
数の交#L電力に変換して同期電動% 15に供給して
、同期箱、動&J5の回転数を制御する。同期電動機1
5の回転数はこの時、順変換器によシ供給する直流電力
の大きさに依存して制御され、またインバータ14の出
力周波数は位置検出器16で同期電動機15の界磁の回
転位置を検出して、この出力信号によシインパータ制御
回路17を介してインバータ14の各サイリスタU−Z
の導通するタイミングを決定し制御する。
位置検出器16とインバータ制御回路17の動作機能を
説明するだめに第2し1に示す波形を使用して説明する
。この図で(a)は同期電動機、15の入力端子R−3
−Tの相電圧で、R相をeR,S相をe、T相をeTと
した波形f示す。捷だ第2図(b)は前記入力端子R−
3−Tを流れる糾1電流(同期電動機15のi1電機子
電流を示す。ここでR゛相をIR,S相を工。、T相を
工、としだ線電流波形を示す。
説明するだめに第2し1に示す波形を使用して説明する
。この図で(a)は同期電動機、15の入力端子R−3
−Tの相電圧で、R相をeR,S相をe、T相をeTと
した波形f示す。捷だ第2図(b)は前記入力端子R−
3−Tを流れる糾1電流(同期電動機15のi1電機子
電流を示す。ここでR゛相をIR,S相を工。、T相を
工、としだ線電流波形を示す。
第2図の波形で前記入力端子RとSの相電圧eRとe8
と線電流IRとIsの位相関係及びサイリスタUよりv
への転流動作について説明する。サイリスタU側を流れ
る線iL流工。が減少し始める時刻Els前記In流工
8が零となる時刻t2、相電圧eRとe8の交点を時刻
t3とすると、時刻t1でサイリスタ■を導通させると
相電圧e8が相電圧e Rx pも低い電位のためサイ
リスタVを流れる線電流工、が増加を始め、サイリスタ
Uを流れる線電流■。が減少し始め、時刻t2までかか
り、線電流IRが完全に零となり、時刻t1以前にサイ
リスタUを流れていた電流は全てサイリスタVに転流す
る。この時刻t1 よシ時刻t2までのル1間を重なり
期間11と一般に呼んでいる。
と線電流IRとIsの位相関係及びサイリスタUよりv
への転流動作について説明する。サイリスタU側を流れ
る線iL流工。が減少し始める時刻Els前記In流工
8が零となる時刻t2、相電圧eRとe8の交点を時刻
t3とすると、時刻t1でサイリスタ■を導通させると
相電圧e8が相電圧e Rx pも低い電位のためサイ
リスタVを流れる線電流工、が増加を始め、サイリスタ
Uを流れる線電流■。が減少し始め、時刻t2までかか
り、線電流IRが完全に零となり、時刻t1以前にサイ
リスタUを流れていた電流は全てサイリスタVに転流す
る。この時刻t1 よシ時刻t2までのル1間を重なり
期間11と一般に呼んでいる。
時刻t2よシ時刻t3tでの期間はサイリスタUに逆極
性電圧を印加する期間であり、サイリスタUの特性で要
求する逆極性電圧を所定の期間印加することによりサイ
リスタUは完全に消弧する。この逆極性電圧印加期間(
時刻t2よシt3壕で)は転流余裕角γと呼ばれており
、一般に20°〜25°程度である。寸だ前述の重なり
角Uは15°〜20°であり、電流の大きさで変化する
。このため制御進み角β(時刻tl よシ時刻t3ま
で)は定格負荷時に30’〜40°で運転され、この結
果同期電動機15の運転力率が低下し、また同期電動機
15の発生トルクの脈動分が犬きくなる欠点が存在して
いた。(ここで運転力率は魚(β−二)・四−に依存す
る。)2 〔背月技術の問題点〕 この対策としてインバータ14を多重接続する方法やイ
ンバータ14のサイリスタU−Zを第2図に示すような
同機電動機15の誘起起電力を利用する負荷転流によら
ず強制転流により制御し、制御進み角βを小さくして運
転力率向上と発生トルクの脈動分抑制を実現する方法も
実用化されているが、この場合制御装f%fの大形化や
価格アップなどの欠点もあった。
性電圧を印加する期間であり、サイリスタUの特性で要
求する逆極性電圧を所定の期間印加することによりサイ
リスタUは完全に消弧する。この逆極性電圧印加期間(
時刻t2よシt3壕で)は転流余裕角γと呼ばれており
、一般に20°〜25°程度である。寸だ前述の重なり
角Uは15°〜20°であり、電流の大きさで変化する
。このため制御進み角β(時刻tl よシ時刻t3ま
で)は定格負荷時に30’〜40°で運転され、この結
果同期電動機15の運転力率が低下し、また同期電動機
15の発生トルクの脈動分が犬きくなる欠点が存在して
いた。(ここで運転力率は魚(β−二)・四−に依存す
る。)2 〔背月技術の問題点〕 この対策としてインバータ14を多重接続する方法やイ
ンバータ14のサイリスタU−Zを第2図に示すような
同機電動機15の誘起起電力を利用する負荷転流によら
ず強制転流により制御し、制御進み角βを小さくして運
転力率向上と発生トルクの脈動分抑制を実現する方法も
実用化されているが、この場合制御装f%fの大形化や
価格アップなどの欠点もあった。
本発明は前記の従来方式の欠点に鑑みてなされたもので
、制御進み角βを小さくして、運転力率の向上と発生ト
ルクの脈動分の抑制を可能とする同期電動機の制御方法
を提供することを目的としている。
、制御進み角βを小さくして、運転力率の向上と発生ト
ルクの脈動分の抑制を可能とする同期電動機の制御方法
を提供することを目的としている。
本発明は、この目的を達成するために、インバー〉のス
イッチング素子を自己消弧形スイッチで栴成し、制御進
み角と制御1なり角をほぼ等しく制御して負荷転流を行
なわせることを特徴とするものである。
イッチング素子を自己消弧形スイッチで栴成し、制御進
み角と制御1なり角をほぼ等しく制御して負荷転流を行
なわせることを特徴とするものである。
本発明の実施例を第3図に示す。この図で第1しj(と
異なる1118分のみ智明する。18はルl気的な位[
し゛検出器、1911−j:電流検出器、2oは制御進
み角βを詐定するためのβ設定器、U・1■1・WIX
l・)′1・Z、I−tケ9−トターンオフサイリスタ
(以下GTOと称す)である。その他の回路素子は第1
図と同一であり0兄明を省く。
異なる1118分のみ智明する。18はルl気的な位[
し゛検出器、1911−j:電流検出器、2oは制御進
み角βを詐定するためのβ設定器、U・1■1・WIX
l・)′1・Z、I−tケ9−トターンオフサイリスタ
(以下GTOと称す)である。その他の回路素子は第1
図と同一であり0兄明を省く。
次に第3図の動作を説明する。電気的な位置検出器18
は第1図位置検出器16と四杼の彬能を有し、同期電動
機15の端子室゛圧を検出して界磁の回転位麿を検出し
て、第2図の時刻t3に対応するタイミングを決定する
信号を出力する。寸だ電流検出器19は同期電動機15
に流れる電機子電流(前記線電流工□II、IT)の大
きさを検出する。β設定器20け電気的な位置検出器1
8と電流検出器19の出力信号に関連した電気信号より
、時刻t3よfiitiなり角Uだけ進んたη電気的な
位置を時刻1. とするように演翼制御し、インバータ
制御回路17を介してインバータ14のGTOU+−Z
+ を所定のタイミングごとに制御する。以上説明した
ように制御進み角βり重なシ角1】に副番lすると、時
刻t2から時刻tl までの期間の転流余裕角γはほぼ
になシ、従来方式に比較し運4ノ、力率が大幅に向上し
、まだ同期電動機15の発生トルクの脈卵・分も大幅に
抑制される。発、生トルクの脈動分の抑制効原と運転力
率の向上から同期市、動椹15の小形・軽I化と高効率
化が実現する。
は第1図位置検出器16と四杼の彬能を有し、同期電動
機15の端子室゛圧を検出して界磁の回転位麿を検出し
て、第2図の時刻t3に対応するタイミングを決定する
信号を出力する。寸だ電流検出器19は同期電動機15
に流れる電機子電流(前記線電流工□II、IT)の大
きさを検出する。β設定器20け電気的な位置検出器1
8と電流検出器19の出力信号に関連した電気信号より
、時刻t3よfiitiなり角Uだけ進んたη電気的な
位置を時刻1. とするように演翼制御し、インバータ
制御回路17を介してインバータ14のGTOU+−Z
+ を所定のタイミングごとに制御する。以上説明した
ように制御進み角βり重なシ角1】に副番lすると、時
刻t2から時刻tl までの期間の転流余裕角γはほぼ
になシ、従来方式に比較し運4ノ、力率が大幅に向上し
、まだ同期電動機15の発生トルクの脈卵・分も大幅に
抑制される。発、生トルクの脈動分の抑制効原と運転力
率の向上から同期市、動椹15の小形・軽I化と高効率
化が実現する。
β制御器20は電気的な位置検出器18と電流検出器1
9の出力信号よシ時刻t1のタイミングを制彷1するが
、がなり角Uの演η方法は良く知られておシ、ここでは
省略する。壕だ同期電動機、15の回転数と鼎11子市
圧とが比例関係で制御されない場合には同期童子Ji4
り15の回転数に関連した信号をβ制御器に追加入力し
てlなり角Uを演算しても良い。
9の出力信号よシ時刻t1のタイミングを制彷1するが
、がなり角Uの演η方法は良く知られておシ、ここでは
省略する。壕だ同期電動機、15の回転数と鼎11子市
圧とが比例関係で制御されない場合には同期童子Ji4
り15の回転数に関連した信号をβ制御器に追加入力し
てlなり角Uを演算しても良い。
GTOは一般にその素子に流れていた主11流をそのダ
ート制御信号の制御によシしゃ断できるが、強制転流と
呼ぶ犬き々電流をしゃ断すると主電流が流れていた回路
のインダクタンス分により過電圧が発生し、この過電圧
に起因する順方向印加電圧のdv/df耐量が弱い等の
欠点があった。このためにこの過電圧を抑制するスナ・
々−回路が犬になり、回路の大形イヒと運転効率が低下
する欠点があった。しかじ不発りjでは、GTO,U、
〜Z1は時刻t2又はt3以降に完全に消弧するためダ
ート制御信号を入力するのみで負荷転流(自然転流)を
行ない、強制転流をしないから、過電圧も発生せず、し
かも第2図の時刻t1以降は相電圧esとeRの差の電
圧が順方向に印加されるから印加される順方向電圧のd
v/dfもゆるやかであり、大きなスナバ−回路を必要
としない。この結果本発明では従来のGTO使用回路で
の欠点と、従来の同期電動機の制御装置の欠点とを併せ
て改善できることが明らかである。まだ第3図のU1〜
z1はGTOのみではなく制御信号で主電流をGTOと
同様に開閉制御できる大容量トランジスタGTRやパワ
ーMO8FF、Tなどの自己消弧形スイッチが使用可能
で やあり、以下第3図U1〜2.け自己消弧形スイ
ッチと称する。
ート制御信号の制御によシしゃ断できるが、強制転流と
呼ぶ犬き々電流をしゃ断すると主電流が流れていた回路
のインダクタンス分により過電圧が発生し、この過電圧
に起因する順方向印加電圧のdv/df耐量が弱い等の
欠点があった。このためにこの過電圧を抑制するスナ・
々−回路が犬になり、回路の大形イヒと運転効率が低下
する欠点があった。しかじ不発りjでは、GTO,U、
〜Z1は時刻t2又はt3以降に完全に消弧するためダ
ート制御信号を入力するのみで負荷転流(自然転流)を
行ない、強制転流をしないから、過電圧も発生せず、し
かも第2図の時刻t1以降は相電圧esとeRの差の電
圧が順方向に印加されるから印加される順方向電圧のd
v/dfもゆるやかであり、大きなスナバ−回路を必要
としない。この結果本発明では従来のGTO使用回路で
の欠点と、従来の同期電動機の制御装置の欠点とを併せ
て改善できることが明らかである。まだ第3図のU1〜
z1はGTOのみではなく制御信号で主電流をGTOと
同様に開閉制御できる大容量トランジスタGTRやパワ
ーMO8FF、Tなどの自己消弧形スイッチが使用可能
で やあり、以下第3図U1〜2.け自己消弧形スイ
ッチと称する。
本発明の詳細な説明では入力交流電源11よシ回期電動
機15に電力が供給される高速運転領域のカ行時のみに
ついて説明したが、同期電動機15より入力交流電源1
ノに電力を回生ずる場合には、従来方式と同純に制御進
み角βを90°以上として側径1するものであり、特に
限定しない。捷だ低速領域の運転は従来の直流継続始動
等の技術を活用できることは明らかである。
機15に電力が供給される高速運転領域のカ行時のみに
ついて説明したが、同期電動機15より入力交流電源1
ノに電力を回生ずる場合には、従来方式と同純に制御進
み角βを90°以上として側径1するものであり、特に
限定しない。捷だ低速領域の運転は従来の直流継続始動
等の技術を活用できることは明らかである。
以上説明するように、本発明によれば、同期電動機を負
荷転流で制御する同期電動様の制御装置において、イン
・ぐ−夕を自己消弧形スイッチで楊成し、制御進み角β
を弗なり角Uとほぼ等しく制御することにより、同期乳
、動榛の運転力率の向上、運動効率の向上、発生トルク
の脈動分の抑制、電動機の小形化を実現する同期−
荷転流で制御する同期電動様の制御装置において、イン
・ぐ−夕を自己消弧形スイッチで楊成し、制御進み角β
を弗なり角Uとほぼ等しく制御することにより、同期乳
、動榛の運転力率の向上、運動効率の向上、発生トルク
の脈動分の抑制、電動機の小形化を実現する同期−
第1図は従来の同期電動機の制御装置の構成図、泥2図
は第1図の動作を説明する波形区、第3図は本発明の一
実施イI;11を示すお6が・−図である。 11・・・入力交流1b1源、12・・jlFt変換器
、13・・・直流リアクトル、14・・・インバータ、
15・・・同期iff動機、16・・・位置検出器、1
7・・インパーク制御回路、18・・・箕1.気的な位
置検出器、19・・・電流検出器、2o・・・β制焔j
器、UV−W−X−Y−Z・・・サイリスク、UI’V
l ・〜V1 ・XI−Yl ・z、−・・自己
消弧形スイッチ(GTO)、eR,e8i 。 e、・・・同期電動機の相電圧、I、I、I、・・同期
電動機の線電流(箱披子電流)、β・・fft:制御進
み角、U・・・重なり角。
は第1図の動作を説明する波形区、第3図は本発明の一
実施イI;11を示すお6が・−図である。 11・・・入力交流1b1源、12・・jlFt変換器
、13・・・直流リアクトル、14・・・インバータ、
15・・・同期iff動機、16・・・位置検出器、1
7・・インパーク制御回路、18・・・箕1.気的な位
置検出器、19・・・電流検出器、2o・・・β制焔j
器、UV−W−X−Y−Z・・・サイリスク、UI’V
l ・〜V1 ・XI−Yl ・z、−・・自己
消弧形スイッチ(GTO)、eR,e8i 。 e、・・・同期電動機の相電圧、I、I、I、・・同期
電動機の線電流(箱披子電流)、β・・fft:制御進
み角、U・・・重なり角。
Claims (1)
- 同期電動機を高速運転領域で負荷転流による周波数制御
を行なって速度制御する同期電導機の制御装置において
、前記制御装置のインバータのスイッチング素子を自己
消弧形スイッチで構成し、少なくとも前記同期電動機の
端子電圧と市磯子電流に対応した電気信号よシ制御進み
角βと重なシ角Uを、前記同期電動機の高速領域でのカ
行運転時に、はぼ等しく制御(〜で負荷転流を行なわせ
ることを特徴とする同期電動機の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57136033A JPS5925594A (ja) | 1982-08-04 | 1982-08-04 | 同期電動機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57136033A JPS5925594A (ja) | 1982-08-04 | 1982-08-04 | 同期電動機の制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5925594A true JPS5925594A (ja) | 1984-02-09 |
Family
ID=15165605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57136033A Pending JPS5925594A (ja) | 1982-08-04 | 1982-08-04 | 同期電動機の制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5925594A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07289227A (ja) * | 1992-09-03 | 1995-11-07 | G D Spa | 紙巻き煙草充填光制御装置 |
ITTO20120311A1 (it) * | 2012-04-10 | 2013-10-11 | Gate Srl | Dispositivo circuitale di controllo per un motore brushless trifase in corrente continua |
JP2016067202A (ja) * | 2010-04-01 | 2016-04-28 | ヌオーヴォ ピニォーネ ソシエタ ペル アチオニ | 位相ロックループベースのねじりモード減衰システムおよび方法 |
CN106067744A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-11-02 | 陕西科技大学 | 一种新型的智能电机控制器 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS566693A (en) * | 1979-06-25 | 1981-01-23 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Control lead angle regulation system for commutatorless motor |
-
1982
- 1982-08-04 JP JP57136033A patent/JPS5925594A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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---|---|---|---|---|
JPS566693A (en) * | 1979-06-25 | 1981-01-23 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Control lead angle regulation system for commutatorless motor |
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JP2016067202A (ja) * | 2010-04-01 | 2016-04-28 | ヌオーヴォ ピニォーネ ソシエタ ペル アチオニ | 位相ロックループベースのねじりモード減衰システムおよび方法 |
ITTO20120311A1 (it) * | 2012-04-10 | 2013-10-11 | Gate Srl | Dispositivo circuitale di controllo per un motore brushless trifase in corrente continua |
CN106067744A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-11-02 | 陕西科技大学 | 一种新型的智能电机控制器 |
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