JPS60234487A - 交流電動機の制御装置 - Google Patents

交流電動機の制御装置

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JPS60234487A
JPS60234487A JP59088358A JP8835884A JPS60234487A JP S60234487 A JPS60234487 A JP S60234487A JP 59088358 A JP59088358 A JP 59088358A JP 8835884 A JP8835884 A JP 8835884A JP S60234487 A JPS60234487 A JP S60234487A
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平田 昭生
Yoshio Naito
義雄 内藤
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    • 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
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    • H02P25/024Synchronous motors controlled by supply frequency

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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] 本発明は交流電源に接続されたコンバータと直流を交流
に逆変換して負荷である交流電動閤に交流電力を供給す
るインバータと、コンバータどインバータ間の直流リン
ク回路に接続された直流リアクトルからなる交流電動機
の制御装置に関するものである。
[発明技術的背景とその問題点] 第1図は従来の交流電動機の制御装置の一例を示し、1
0は三相交流電源、11はしヤ断器、12はサイリスタ
により構成されたコンバータ、13は平滑用直流リアク
トル、14はサイリスタにより構成された120°通電
のインバータ、15はインバータ14の負荷である交流
電動機、151は交流電動機15の界磁巻線、152は
界磁巻線151に電力を供給する界磁コンバータ、16
は速度設定器、24は前記交流電動機15の速度を検出
する速度検出器、17は速度制御器、18は電流制御器
、19は前記コンバータ12の出力電圧を制御する位相
制御器、20は電流検出器、23は前記インバータの重
なり角を検出する重なり角検出器、22は電圧検出器、
21は制御進み角β制御器である。
第1図より明らかなように、三相交流電源10からの交
流電力はコンバータ12により直流可変電圧に変換され
、直流リアクトル13で平滑された上で、これをインバ
ータ14により交流電力に逆変換して負荷の交流電動機
15に供給するものである。
コンバータ12およびインバータ1/lを制御する制御
回路は、速度設定器16により設定された速度基準信号
と速度検出器24により検出された交流電動機15の速
度が速度制御器17により比較増幅され電流基準信号と
なる。この電流基準信号は電流検出器20により検出さ
れた電流と電流制御器18で比較増幅されて位相制御器
19に与えられ、位相制皿器19は前記コンバータ12
の出力電圧を制御する。一方、重なり角検出器23は電
流検出器20により検出した電流や電圧2周波数をもと
にインバータ14の重なり角1」を検出し、この重なり
角1」と電圧検出器20で検出したインバータ14の出
力電圧より制御進み角β制御器においてインバータ14
の各サイリスタの点弧タイミングを決め出力周波数を制
御する。ここで、制御進み角βはインバータ14の9イ
リスタにより決まる一定値の転流余裕角γおよび重なり
角11の和で与えられるγ一定制御であり、重なり角U
は交流電動機15の電流が大ぎくなるとどもにふえ第2
図に示す如くなる。
このような交流電動機の制御装置において、前記制御回
路をマイクロプロセッサ等を使用してディジタル化した
場合、所定の間隔で重なり角Uを演算するが急加減速を
行ったり又電流の変化の割合が大きいと、演算でめた値
以上に実際の重なり角Uが変化し、転流余裕角が不足し
てインバータが転流失敗をおこし安定な運転が行なえな
いという欠点があった。これに対し重なり角(1の演算
貯量を短かくして演算間隔をつめればよいがマイクロプ
ロセッサ等の処理速度に限界がある。
また重なり角Uを正確に演算処理できたとしても、交流
電動機15の電流が急増するような場合には、交流電動
機15の端子電圧も変動し前記演算処理した重なり角U
より実際の重なり角龜」が増加して、交流電動機15の
可変速制御運転が不安定になる、などの欠点があった。
[発明の目的] 本発明は前述の従来方式の欠点に鑑みてなされたもので
、交流電動;幾を急加減速運転しても転流失敗すること
なく安定に運転でき、かつ運転力率と運転効率の高い、
制御進み角βの制御を可能とした交流電動(幾の制御装
置を提供することを目的としている。
[発明の概要] 本発明はこの目的を達成するために、速度あるいは速度
基準の加減速率の大きさ、電流の大きさあるいは電流の
変化率の大きさに応じて重なり角を決め制御進み角βを
制御するようにしたものである。
[発明の実施例] 以下、図面により本発明の詳細な説明する。
第3図は本発明による一実施例を示す回路構成図である
。ここで、第1図と同一符号は同一1カもしくは相当物
を示し、動作も全く同様であるので説明を省略し、この
発明に新しく加わった部分の動作について述べる。
25は加減速率検出器、26は重なり角設定器、27は
スイッチである。加減速率検出器25は速度検出器24
で検出された速度より加減速率が所定値以上となった場
合、スイッチ27を切りかえて、重なり角設定器26で
設定された所定の重なり角(1を制御進み角設定器21
に入力する。また制御進み角β制御器21には加減速率
検出器25の出力信号を入力する。
制御進み角β制御器21は、加減速率検出器25で検出
した加減速率が所定値以下の時には、重なり角検出器2
3の検出信号と電圧検出器22の電圧検出信号により、
インバータ14の転流余裕時間を交流電動機15の回転
数に関係なくほぼ一定にするように制御進み角βを制御
する。前記加減速率が所定値以上となった場合には、重
なり角設定器26で設定される重なり角1を使用して、
インバータ14の転流余裕角γをほぼ一定とするように
制御進み角βを制御する。加減速率検出器25は加減速
率が減少して交流電動機15の電流が減少すると、前記
加減速率検出器25のもう一方の入力である電流検出器
20で検出した電流検出信号によってスイッチ27はリ
セットされる。
従って前記加減速率が所定値以上に一度なると、交流電
動機15の電流が所定値に減少するまで、加減速率検出
器25はその状態を保持する。
第4図は速度、電流および制御進み角βの関係を示した
ものでOから時刻t2まては重なり角設定器26で設定
された所定の重なり角Uが与えられ転流余裕角γをほぼ
一定にするように制御しており、急加減速を行なっても
必要な転流余裕角γを1ワることができ転流失敗するこ
となく安定に運転することができる。
他方時刻t2以降は加減速率がゆるやかなため、重なり
角検出器23で検出した重なり角(1と、前記転流余裕
時間をほぼ一定とする制御進み角βで制御するため、制
御進み角βが少なくなり、交流電動機15の運転力率が
向上する。この運転力率は次式で表わされる。
−(β−カー(−8) 従って、このように制御進み角βを設定すると、運転力
率が向上する結果交流電動部15の電流も減少し、運転
効率も向上する。
本発明の他の実施例を第5図乃至第8図に示す。
第1図あるいは第3図と同一番号をイ」シた回路構成要
素は、同一回路構成要素あるいは相当品を示すので−、
詳細説明は省略する。
第5図において28は転流余裕時間制御器であり、速度
と加減速率検出器25の出力を入力して角度に変換し、
転流余裕角Tに対応した信号を制御進み角β制御器21
に与える。急加減速を行なった場合、加減速率検出器2
5で速度の加減速率が所定値以上になったことを検出す
るとスイッチ27により重なり角設定器26で設定され
る所定の重なり角Uが制御進み角β制御器21に与えら
れ制御進み角が制御される。
この時、転流余裕時間制御器28は、転流余裕角γをほ
ぼ一定とするように制御進み角β制御器21を制御する
。他方加減速率が所定値以下となった時、交流電動機1
5の速度が所定値以上ならば、転流余裕時間をほぼ一定
にするように制御進み角βを制御する。
第6図は第5図の実施例の速度、電流、制御進み角βの
関係を示すもので、0〜時刻t2までは所定の加速率を
こえているので所定の重なり角(」が与えられ、それ以
降は重なり角検出器23で得られた重なり角をもとにし
て制御進み角βが制御される。
また転流余裕時間は、時刻t3までは転流余裕角γ一定
で制御されるが、時刻1=以降は電流■aが同一であっ
ても転流余裕時間をほぼ一定に制御するため、制御進み
角βは時刻t2〜t3の期間より少なくなって、交流電
動機15が運転される。
本発明は加減速率検出器25が所定の加速率を検出した
時のみ、あるいはまたは所定の減速率を検出した時のみ
単独に実施しても良い。このように加速または減速時を
分けて実施しても効果は同様である。
以上の実施例は速度の加減速率を検出するのに速度を用
いたが、この速度のかわりに速度基準信号を使用しても
同様の効果が得られる。
第7図、第8図は、251か電流を入力どする電流レベ
ル検出器である。電流レベル検出器251は、電流が所
定の値以上となると、スイッチ27を切りかえて重なり
角設定器26で与えられる所定の重なり角(」を制御進
み角β制御器21に与える。急加減速を行った場合、速
度が所定の加減速率をこえると電流は所定のレベルをこ
えるので、この電流が所定のレベルをこえたことでスイ
ッチ27が切りかえられて、所定の重なり角(」が与え
られるものて同様の効果を得ることができる。電流レベ
ル検出器251は電流のレベル比較のほかに、電流の変
化率の検出機能をもたせることにより、電流の急激な変
化があった場合でも、スイッチ27を切りかえて所定の
重なり角を制御進み角β制御器21に与えて制御進み角
βを制御することにより転流失敗することなく同様の効
果を得ることができる。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、交流電動機が急加
減速されるような場合に、次のような特徴が得られる。
(1)所定の加減速率以下では、転流余裕時間をほぼ一
定に制御する。これは所定の速度以上で実施しても良い
(2)所定の加減速率以上では転流余裕角γをほぼ一定
に制御する。
(3)所定の加減速率以上では、前記方法に加えて重な
り角Uをほぼ一定の値どして制御進み角を制御する。
(4)加減速率検出器は、前記交流電動機の電流、電流
の変化率、速度または速度指令の変化率のいずれかを入
力とする。
前記(1)〜(4)の単独又は組み合ぽによって、急加
減速中は充分な転流余裕時間を確保した安定な運転を行
なうことができ、定常運転中は運転力率と運転効率の高
い交流電動機の制御装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の交流電動機の制御装置を示す回路構成図
、第2図は電流と制御進み角β、重なり角(Jの関係を
示す図、第3図は本発明による交流電動敗の制御装置の
一実施例を示す図、第5図。 第7図、第8図は本発明による交流電動機の制御装置の
他の実施例を示す回路構成図、第4図と第6図は速度、
電流、制御進み角βの関係を示す図である。 10・・・三相交流電源、11・・・しゃ断器、12・
・・コンバータ、13・・・直流リアクトル、14・・
・インバータ、15・・・交流電動機、151・・・界
磁巻線、152・・・コンバータ、16・・・速度設定
器、17・・・速度制憧゛器、18・・・電流制御器、
1つ・・・位相制御器、20・・・電流検出器、21・
・・制御進み角β制御器、22・・・電圧検出器、23
・・・重なり角検出器、24・・・速度検出器、25・
・・加減速率検出器、26・・・重なり角設定器、27
・・・スイッチ、2ε・・・1吋間制御器、251・・
・電流レベル検出器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1 図 第2 図 第3 図 第4♂ 第5V。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
    このコンバータを制御する位相制御器と、前記コンバー
    タの直流出力電力を平滑化する直流リック1−ルと、平
    滑化された直流電力を交流電力に逆変換するインバータ
    と、このインバータで駆動される交流電動(戊と、少な
    くとも前記交流電動機の加減速率を検出する加減速率検
    出器と、前記インバータの制yD進み角βを#IJ I
    IIする制n 3’t!:み角β制御器を瀕え、前記加
    減速率検出器によって、少なくとも加速率が所定値以上
    どなった時、前記交流電動機の所定の運転範囲で前記イ
    ンバ〜りの転流余裕角γをほぼ一定とするように、前記
    加減速率が所定値以下となった時前記インバータの転流
    余裕時間をほぼ一定とするように、制ill進み角β制
    御器を介して前記、インバータの制御進み角βを制御す
    ることを特徴とする交流電動機の制′n装置。
  2. (2) 前記制御進み角β制御器は、前記加減速率検出
    器が加減速率か所定値以上となったことを検出した時か
    ら所定の重なり角(1を与えられて制御されることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の交流電動(′3.
    の制御装置。
  3. (3)前記加減速率検出器は、前記交流電動機の電流の
    大きざ、電流の変化率、速度または速度指令の変化率な
    どの信号またはこの複数信号の組合せによって加減速率
    を判別することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の交流電動機の制御装置。
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EP84307624A EP0144161B1 (en) 1983-11-05 1984-11-05 Control system for an ac motor
DE8484307624T DE3485176D1 (de) 1983-11-05 1984-11-05 Steuer- und regelsystem fuer einen wechselstrom-motor.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5849116A (ja) * 1982-09-10 1983-03-23 三洋電機株式会社 炊飯器
JPS5883596A (ja) * 1981-11-13 1983-05-19 Toyo Electric Mfg Co Ltd 無整流子電動機の制御方法

Patent Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS5849116A (ja) * 1982-09-10 1983-03-23 三洋電機株式会社 炊飯器

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