JPS5949799B2 - 誘導機の運転方法 - Google Patents
誘導機の運転方法Info
- Publication number
- JPS5949799B2 JPS5949799B2 JP53100200A JP10020078A JPS5949799B2 JP S5949799 B2 JPS5949799 B2 JP S5949799B2 JP 53100200 A JP53100200 A JP 53100200A JP 10020078 A JP10020078 A JP 10020078A JP S5949799 B2 JPS5949799 B2 JP S5949799B2
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- JP
- Japan
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- current
- induction machine
- winding
- vector
- power
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は誘導機の固定子電流の力率を任意に変えて運転
する方法に関する。
する方法に関する。
誘導機は、電源より遅れ力率の電流をとるのが一般的で
ある。
ある。
このため誘導機に給電する設備は力率の悪化分だけ、設
備容量も大きくなりー、′又電源変動も大きくなる。従
つて力率を良好な状態で運転することが好ましいく、こ
のためには電動機定数の選定、或いは外部に力率改善用
コンデンサを追加して設備全体として力率を良好に保つ
方法が考えられる。しかしながら前者の方法は、改善に
限度があり、後者の方法はコンデンサ容量により、進み
力率にまで改善出来るが、段階的にしか変えることが出
来ず、誘導機負荷状態に応じての正確な速応性のある調
整は困難であり又、経済的でない。この発明は誘導機固
定子電流の一部を可変電圧、可変周波出力の電力変換装
置より給電することにより、電力変換装置以外の電源か
らは任意の力率の電流をとることが出来る様にすること
を目的とするものである。
備容量も大きくなりー、′又電源変動も大きくなる。従
つて力率を良好な状態で運転することが好ましいく、こ
のためには電動機定数の選定、或いは外部に力率改善用
コンデンサを追加して設備全体として力率を良好に保つ
方法が考えられる。しかしながら前者の方法は、改善に
限度があり、後者の方法はコンデンサ容量により、進み
力率にまで改善出来るが、段階的にしか変えることが出
来ず、誘導機負荷状態に応じての正確な速応性のある調
整は困難であり又、経済的でない。この発明は誘導機固
定子電流の一部を可変電圧、可変周波出力の電力変換装
置より給電することにより、電力変換装置以外の電源か
らは任意の力率の電流をとることが出来る様にすること
を目的とするものである。
第１図は本発明の概念を説明するための図面、第２図、
第３図はそのベクトル図である。
第３図はそのベクトル図である。
第１図に示す１は誘導機であり、同一の巻線配置の二組
の固定子巻線１１、１２をもつ。
の固定子巻線１１、１２をもつ。
回転子巻線はかご形又は巻線形いずれでもよいがそのイ
ンダクタンスが低いことが好ましい。巻線１１は通常の
商用系統電源３に接続されており、巻線１２は可変周波
、可変電圧出力の電力変換装置に接続される。そして巻
線１２には専ら、空隙磁界と同一方向の起磁力を発生す
る電流、即ち励磁分電流ＩＭのみ流すものとする。その
周波数は定常状態では電源３のそれと同一である。第２
図は定常状態における基本波分のみに着目した第１図の
誘導機ベクトル図である。
ンダクタンスが低いことが好ましい。巻線１１は通常の
商用系統電源３に接続されており、巻線１２は可変周波
、可変電圧出力の電力変換装置に接続される。そして巻
線１２には専ら、空隙磁界と同一方向の起磁力を発生す
る電流、即ち励磁分電流ＩＭのみ流すものとする。その
周波数は定常状態では電源３のそれと同一である。第２
図は定常状態における基本波分のみに着目した第１図の
誘導機ベクトル図である。
但し鉄損分は無視している。端子電圧Ｖ、は一定の大き
さに保たれているので、必要な一次誘起電圧を得るため
巻線１１にも励磁分電流（Ｉｏ−ＩＭ）が流れ、合計の
励磁分電流は１０となる。
さに保たれているので、必要な一次誘起電圧を得るため
巻線１１にも励磁分電流（Ｉｏ−ＩＭ）が流れ、合計の
励磁分電流は１０となる。
その結果巻線１１に流れる電流１、は固定子換算の回転
子電流１０′と （Ｉｏ−ＩＭ）のベクトル和となり、
第２図の例では遅れ電流となつている。巻線１２に流す
電流ＩＭを次第に大きくして行けば巻線１１に流すべき
励磁電流（Ｉｏ一ｌ、，，）の値は次第に小さくなり、
零となる。このときは電源３からは励磁分電流はとらず
、電動機発生トルクのみに関与した電流をとる。但、し
このときでも、巻線の洩れリアクタンス分降下があるた
め力率は１とはならない。巻線１２の励磁分電流ＩＭを
更に大きくすれば、ＩＯ−ＩＭの極性が反転し、この結
果巻線１１の電流Ｉ，はその回転子電流Ｉ’。よりも位
相が進み、更には端子電圧Ｖはりも位相を進めた状態、
即ち進み力率も可能である。この状態のベクトル図が第
３図である。かくの如く巻線１２に流す電流ＩＭの大き
さにより巻線１１の力率を任意に変えることが可能であ
る。ここで最も重要なことは巻線１２には空隙磁界と同
一方向の電流を流すことである。このためには特公昭５
０−３４７２５号公報において公知の磁界を基準とした
ベクトル制御手法を用いるのがよい。詳細なる実施例を
第４図で、又第４図を説明するための空間ベクトル図を
第５図に示す。
子電流１０′と （Ｉｏ−ＩＭ）のベクトル和となり、
第２図の例では遅れ電流となつている。巻線１２に流す
電流ＩＭを次第に大きくして行けば巻線１１に流すべき
励磁電流（Ｉｏ一ｌ、，，）の値は次第に小さくなり、
零となる。このときは電源３からは励磁分電流はとらず
、電動機発生トルクのみに関与した電流をとる。但、し
このときでも、巻線の洩れリアクタンス分降下があるた
め力率は１とはならない。巻線１２の励磁分電流ＩＭを
更に大きくすれば、ＩＯ−ＩＭの極性が反転し、この結
果巻線１１の電流Ｉ，はその回転子電流Ｉ’。よりも位
相が進み、更には端子電圧Ｖはりも位相を進めた状態、
即ち進み力率も可能である。この状態のベクトル図が第
３図である。かくの如く巻線１２に流す電流ＩＭの大き
さにより巻線１１の力率を任意に変えることが可能であ
る。ここで最も重要なことは巻線１２には空隙磁界と同
一方向の電流を流すことである。このためには特公昭５
０−３４７２５号公報において公知の磁界を基準とした
ベクトル制御手法を用いるのがよい。詳細なる実施例を
第４図で、又第４図を説明するための空間ベクトル図を
第５図に示す。
以下小文字の記号は第１〜３図での対応する大文字記号
値の瞬時値である。番号１，２，３は第１図に示したも
のと同じであるので説明は省略する。４，４ａは誘導機
空隙磁界ベクトルを検知するための手段で例えばホール
発電素子を互に電気角９０゜ずれた位置に設置すればよ
い。
値の瞬時値である。番号１，２，３は第１図に示したも
のと同じであるので説明は省略する。４，４ａは誘導機
空隙磁界ベクトルを検知するための手段で例えばホール
発電素子を互に電気角９０゜ずれた位置に設置すればよ
い。
５は公知のベクトル・アナライザであり４，４ａよりの
磁界ベクトルψ９より固定子巻線軸にれは巻線１１，１
２とも同一方向）、例えばＡ，ｂ，ｃ３相のうちａ軸軸
を基準（これをｄ軸と名づけ、９０゜進んだ空間方向を
ｑ軸とする。
磁界ベクトルψ９より固定子巻線軸にれは巻線１１，１
２とも同一方向）、例えばＡ，ｂ，ｃ３相のうちａ軸軸
を基準（これをｄ軸と名づけ、９０゜進んだ空間方向を
ｑ軸とする。
）とした位置からの単位ベクトルＳｉｎψ、ＣＯｓψを
作り出す。二つでψは磁界ベクトルφ９とｄ軸のなす角
度である。巻線１２をｄ軸とｑ軸の二方向のみを有する
等価二相機に変換して考えれば第５図で見られる通り、
巻線１２の電流ＩＭはｄ軸巻線電流ＩＭｄとｑ軸巻線電
流ＩＭｑに分離出来、それぞれ次式となる。ベクトル回
転器６は乗算器６１，６２を持ち、励磁電流設定値ＩＭ
及びベクトル・アナライザ出力ＣＯｓψ、Ｓｉｎψを入
力として等価二相電流ＩＭ。，ｉＭ。を出力する。ＩＭ
は直流量である。７は公知の二相／三相変換器でありベ
クトル回転器６の等価二相出力を巻線１２の三相巻線電
流指令値に変換し、電力変換装置２に与える。
作り出す。二つでψは磁界ベクトルφ９とｄ軸のなす角
度である。巻線１２をｄ軸とｑ軸の二方向のみを有する
等価二相機に変換して考えれば第５図で見られる通り、
巻線１２の電流ＩＭはｄ軸巻線電流ＩＭｄとｑ軸巻線電
流ＩＭｑに分離出来、それぞれ次式となる。ベクトル回
転器６は乗算器６１，６２を持ち、励磁電流設定値ＩＭ
及びベクトル・アナライザ出力ＣＯｓψ、Ｓｉｎψを入
力として等価二相電流ＩＭ。，ｉＭ。を出力する。ＩＭ
は直流量である。７は公知の二相／三相変換器でありベ
クトル回転器６の等価二相出力を巻線１２の三相巻線電
流指令値に変換し、電力変換装置２に与える。
この結果巻線１２には励磁電流設定値ＩＭに応じた、交
流電流実際値ＩＭが流れる。回転子速度、端子電圧、負
荷状態から必要とされる合計励磁電流がＩ。
流電流実際値ＩＭが流れる。回転子速度、端子電圧、負
荷状態から必要とされる合計励磁電流がＩ。
であるとすれば、巻線１１に流れる電流Ｉ，は回転子電
流Ｉ，’と （ＩＯ−ＩＭ）のベクトル和となるので、
Ｉ，は（ＩＯ−ＩＭ）、従つてＩＭを変えることにより
位相を任意に変えることが出来る。第６図は誘導機が３
相一組の固定子巻線しか持たない場合の実施例の主回路
部分である。
流Ｉ，’と （ＩＯ−ＩＭ）のベクトル和となるので、
Ｉ，は（ＩＯ−ＩＭ）、従つてＩＭを変えることにより
位相を任意に変えることが出来る。第６図は誘導機が３
相一組の固定子巻線しか持たない場合の実施例の主回路
部分である。
この場合には電力変換装置よりの出力電流は第４図での
巻線１２に代りひと組しかない巻線１１に、電源３から
の電流に重畳させて流す。第２図、第３図のベクトル図
は固定子巻線での洩れリアクタンス降下分Ｉｌｘ，が（
１１＋ＩＭ）・Ｘ，（→印はベクトルを表わす）に代る
のみで第６図の場合にもそのまま適用出来るので、固定
子電流の位相を任意に代えられることに変わりない。本
発明は誘導機に対し専ら励磁分電流のみを供給する電力
変換装置を使用することにより電源系統より任意の力率
の電流をとる運転とすることが出来る。
巻線１２に代りひと組しかない巻線１１に、電源３から
の電流に重畳させて流す。第２図、第３図のベクトル図
は固定子巻線での洩れリアクタンス降下分Ｉｌｘ，が（
１１＋ＩＭ）・Ｘ，（→印はベクトルを表わす）に代る
のみで第６図の場合にもそのまま適用出来るので、固定
子電流の位相を任意に代えられることに変わりない。本
発明は誘導機に対し専ら励磁分電流のみを供給する電力
変換装置を使用することにより電源系統より任意の力率
の電流をとる運転とすることが出来る。
電力変換装置は可変電圧あるいは可変電流出力であるこ
とが必要であるが、周波波出力は過度的に内部位相変動
に対して追従しうる可変位相制御が出来れば十分であり
定常状態では電源１と同一周波数となる。又電力変換装
置は無効分電力のみを供給するものであるから、例えば
変換装置として、直流中間回路付き変換装置（間接形周
波数変換装置）を使用すれば、その入力側の交流−直流
変換器は充分小さく出来るので経済的である。この発明
はいままで、説明した誘導電動機の力率調整の他、無整
流子回転機形調相機としても使用出来る。
とが必要であるが、周波波出力は過度的に内部位相変動
に対して追従しうる可変位相制御が出来れば十分であり
定常状態では電源１と同一周波数となる。又電力変換装
置は無効分電力のみを供給するものであるから、例えば
変換装置として、直流中間回路付き変換装置（間接形周
波数変換装置）を使用すれば、その入力側の交流−直流
変換器は充分小さく出来るので経済的である。この発明
はいままで、説明した誘導電動機の力率調整の他、無整
流子回転機形調相機としても使用出来る。
第１図は本発明の概念を説明するための概略構成図、第
２図および第３図は本発明を説明するためのベクトル図
、第４図は本発明一実施例の概略構成図、第５図は第４
図の実施例の作用を説明するためのベクトル図、第６図
は本発明の変形例を示す概略構成図である。 １ ・・・・・・誘導機、２ ・・・・・・電力変換装
置、３ ・・・・・・系統電源、４，４ａ・・・・・・
磁界検出器、５・・・・・・ベクトルアナライザ、６・
・・・・・ベクトル回転器、７・・・・・・二／三相変
換器。
２図および第３図は本発明を説明するためのベクトル図
、第４図は本発明一実施例の概略構成図、第５図は第４
図の実施例の作用を説明するためのベクトル図、第６図
は本発明の変形例を示す概略構成図である。 １ ・・・・・・誘導機、２ ・・・・・・電力変換装
置、３ ・・・・・・系統電源、４，４ａ・・・・・・
磁界検出器、５・・・・・・ベクトルアナライザ、６・
・・・・・ベクトル回転器、７・・・・・・二／三相変
換器。
Claims (1)
- １ 誘導機に対して、一方では固定電圧、固定周波数の
系統電源から固定子電流を供給するとともに、他方では
これと並列的に電力変換装置からも固定子電流を供給す
る如くなし、前記電力変換装置からは、誘導機の磁界ベ
クトルに対して平行な固定子電流ベクトルの成分である
励磁分電流を専ら供給し、この電力変換装置が供給する
励磁分電流により、系統電源に対する誘導機の運転力率
を任意に調整することを可能にしたことを特徴とする誘
導機の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53100200A JPS5949799B2 (ja) | 1978-08-17 | 1978-08-17 | 誘導機の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53100200A JPS5949799B2 (ja) | 1978-08-17 | 1978-08-17 | 誘導機の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5529216A JPS5529216A (en) | 1980-03-01 |
| JPS5949799B2 true JPS5949799B2 (ja) | 1984-12-05 |
Family
ID=14267651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53100200A Expired JPS5949799B2 (ja) | 1978-08-17 | 1978-08-17 | 誘導機の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5949799B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6174433U (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-20 | ||
| US4600874A (en) * | 1985-01-26 | 1986-07-15 | General Electric Company | Excitation current control for induction motor drive using load commutated inverter circuit |
-
1978
- 1978-08-17 JP JP53100200A patent/JPS5949799B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5529216A (en) | 1980-03-01 |
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