JPS6024674B2 - 誘導電動機の速度制御装置 - Google Patents
誘導電動機の速度制御装置Info
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- JPS6024674B2 JPS6024674B2 JP57231676A JP23167682A JPS6024674B2 JP S6024674 B2 JPS6024674 B2 JP S6024674B2 JP 57231676 A JP57231676 A JP 57231676A JP 23167682 A JP23167682 A JP 23167682A JP S6024674 B2 JPS6024674 B2 JP S6024674B2
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は誘導電動機の一次周波数を周波数変換器によっ
て制御する誘導電動機の速度制御装置に関する。
て制御する誘導電動機の速度制御装置に関する。
良く知られているように、誘導電動機の一次周波数を周
波数変換器によって制御して速度制御することが行われ
ている。
波数変換器によって制御して速度制御することが行われ
ている。
第１図はその一例を示す構成図で、１は商用電源の交流
を直流に変換する順変換器、２は順変換器１の直流出力
電流を平滑にする直流リアクトル、３は順変換器１の直
流出力を３相交流に変換す逆変換器、４は逆変換器３に
より駆動される誘導電動機、５は誘導電動機４の速度を
検出する速度発電機、６は誘導電動機４の速度指令信号
を出力する速度指令回路、７は速度指令信号と速度発電
機５からの速度帰還信号（速度信号）を突き合せせて得
られる速度偏差信号を増中する速度偏差増中器、８は順
変換器１の交流入力電流を検出する電流検出器、９は速
度偏差増中器７の出力である電流指令信号と電流検出器
８からの電流帰還信号を突き合わせて得られる電流偏差
信号を増中する電流偏差増中器、１０は電流偏差増中器
９の出力信号（位相制御信号）に従って順変換器１のサ
ィリスタの点弧位相を制御する自動パルス移相器、１１
は譲導電動機４のすべり周波数の大きさを設定するすべ
り周波数設定回路、１２は速度帰還信号とすべり周波数
設定信号を加え合わせた周波数指令信号を増中する周波
数指令増中器、１３は周波数指令信号の大きさに比例し
た周波数信号を出力する電圧一周波数変換器、１４は電
圧一周波数変換器１３の出力信号を入力に受けて逆変換
器３を点弧するゲート信号を出力するゲート回路である
。
を直流に変換する順変換器、２は順変換器１の直流出力
電流を平滑にする直流リアクトル、３は順変換器１の直
流出力を３相交流に変換す逆変換器、４は逆変換器３に
より駆動される誘導電動機、５は誘導電動機４の速度を
検出する速度発電機、６は誘導電動機４の速度指令信号
を出力する速度指令回路、７は速度指令信号と速度発電
機５からの速度帰還信号（速度信号）を突き合せせて得
られる速度偏差信号を増中する速度偏差増中器、８は順
変換器１の交流入力電流を検出する電流検出器、９は速
度偏差増中器７の出力である電流指令信号と電流検出器
８からの電流帰還信号を突き合わせて得られる電流偏差
信号を増中する電流偏差増中器、１０は電流偏差増中器
９の出力信号（位相制御信号）に従って順変換器１のサ
ィリスタの点弧位相を制御する自動パルス移相器、１１
は譲導電動機４のすべり周波数の大きさを設定するすべ
り周波数設定回路、１２は速度帰還信号とすべり周波数
設定信号を加え合わせた周波数指令信号を増中する周波
数指令増中器、１３は周波数指令信号の大きさに比例し
た周波数信号を出力する電圧一周波数変換器、１４は電
圧一周波数変換器１３の出力信号を入力に受けて逆変換
器３を点弧するゲート信号を出力するゲート回路である
。
この構成の動作は良く知られており詳細説明を省略する
が、要するに、速度指令回路６の速度指令値と速度発電
機５の速度帰還信号を比較し、速度偏差増中器７から電
流指令信号を得る。
が、要するに、速度指令回路６の速度指令値と速度発電
機５の速度帰還信号を比較し、速度偏差増中器７から電
流指令信号を得る。
この電流指令信号と電流検出器８の電流帰還信号を比較
した電流偏差を電流偏差増中器９で増中し自動パルス移
相器１０に加える。自動パルス移相器１０は増中器９の
出力信号に応じた位相で順変換器１の点弧制御を行い、
誘導電動機４の１次電流（電動機電流）の大きさを制御
する。一方、すべり周波数設定信号と速度発電機５から
得られる回転周波数を加算し、ゲート回路１４によって
逆変換器３の点弧制御を行い一次周波数を制御すること
により誘導電動機４のすべり周波数を設定値に制御する
。
した電流偏差を電流偏差増中器９で増中し自動パルス移
相器１０に加える。自動パルス移相器１０は増中器９の
出力信号に応じた位相で順変換器１の点弧制御を行い、
誘導電動機４の１次電流（電動機電流）の大きさを制御
する。一方、すべり周波数設定信号と速度発電機５から
得られる回転周波数を加算し、ゲート回路１４によって
逆変換器３の点弧制御を行い一次周波数を制御すること
により誘導電動機４のすべり周波数を設定値に制御する
。
このようにして速度制御を行うのであるが、負荷の大小
に拘らずすべり周波数を一定に制御しているので次のよ
うな欠点を有する。
に拘らずすべり周波数を一定に制御しているので次のよ
うな欠点を有する。
Ｊ般に、議導電動機４の端子電圧Ｅは次式で表わされる
。
。
Ｅ＝ノ（￥）２〜２・１′２ ．・・．・・．・・‘
１’但し、ｙ′２：１次側に予奥算した２次抵抗ｘ′２
：１次側に換算した２次漏れリアクタ、ン）ＺＳ：すべ
り １′２：１次側に換算した２次電流 負荷の大小に拘らずすべり周波数を一定にすると、電動
機の端子電圧（主磁束）Ｅは電動機電流の大きさに比例
して変化する。
１’但し、ｙ′２：１次側に予奥算した２次抵抗ｘ′２
：１次側に換算した２次漏れリアクタ、ン）ＺＳ：すべ
り １′２：１次側に換算した２次電流 負荷の大小に拘らずすべり周波数を一定にすると、電動
機の端子電圧（主磁束）Ｅは電動機電流の大きさに比例
して変化する。
そのため、重負荷時においては電動機電圧が過大となり
鉄心の飽和を引き起すことになる。鉄心が飽和すると励
磁電流が増加しトルクと電動機電流の比が低下し満足な
運転を行えないという問題点を有する。また、電動機電
流が変化すると端子電圧、つまり主磁束が変化するので
、トルクが変動することになる。このため、過度時の応
答性が悪く運転が不安定になるという欠点もある。さら
に、無負荷運転時においては電動機電流がほとんど零に
なるので主磁束も消滅し、次に負荷が加わった時に主磁
束の発生に時間や費やし、十分なトルクを発生するまで
に要する時間が長くかかる。
鉄心の飽和を引き起すことになる。鉄心が飽和すると励
磁電流が増加しトルクと電動機電流の比が低下し満足な
運転を行えないという問題点を有する。また、電動機電
流が変化すると端子電圧、つまり主磁束が変化するので
、トルクが変動することになる。このため、過度時の応
答性が悪く運転が不安定になるという欠点もある。さら
に、無負荷運転時においては電動機電流がほとんど零に
なるので主磁束も消滅し、次に負荷が加わった時に主磁
束の発生に時間や費やし、十分なトルクを発生するまで
に要する時間が長くかかる。
つまり、トルクの応答が遅いという欠点もある。〔発明
の目的〕 本発明は上記点に対処して成されたもので、その目的と
するところは広範囲にわたり安定で応答の速い速度制御
が行える誘導電動機の速度制御装置提供することにある
。
の目的〕 本発明は上記点に対処して成されたもので、その目的と
するところは広範囲にわたり安定で応答の速い速度制御
が行える誘導電動機の速度制御装置提供することにある
。
〔発明の概要）
本発明の特徴とするところは誘導電動機の負荷変化に伴
う磁束変化分を抑制するように周波数指令信号を修正す
るようにしたことにある。
う磁束変化分を抑制するように周波数指令信号を修正す
るようにしたことにある。
以下、本発明を第２図に示す一実施例において詳細に説
明する。
明する。
第２図において第１図と同一記号のものは相当物を示し
、１５は無負荷時において端子電圧が所定値となるよう
に励磁電流を設定する励磁電流設定回路、１６は電流偏
差増中器で第１図の増中器９と同等のものであるが、無
負荷時に励磁電流設定信号が加えられるということで異
なる記号を附してある。
、１５は無負荷時において端子電圧が所定値となるよう
に励磁電流を設定する励磁電流設定回路、１６は電流偏
差増中器で第１図の増中器９と同等のものであるが、無
負荷時に励磁電流設定信号が加えられるということで異
なる記号を附してある。
１７は誘導電動機４の端子電圧の大きさを検出する電圧
検出器、１８は速度発電機５の速度信号に比例した電圧
指令信号を出力する電圧指令回路、１９は電圧指令信号
と電圧検出器１７の電圧帰還信号を比較した電圧偏差を
増中する電圧偏差増中器、２０は速度発電機５の速度信
号と増中器１９からの電圧偏差信号を加算する周波数指
令増中器である。
検出器、１８は速度発電機５の速度信号に比例した電圧
指令信号を出力する電圧指令回路、１９は電圧指令信号
と電圧検出器１７の電圧帰還信号を比較した電圧偏差を
増中する電圧偏差増中器、２０は速度発電機５の速度信
号と増中器１９からの電圧偏差信号を加算する周波数指
令増中器である。
次に、その動作を説明する。
今、ある速度で運転中のときに誘導電動機の端子電圧が
上昇し電圧指令回路１８の電圧指令値よい大きくなった
とする。
上昇し電圧指令回路１８の電圧指令値よい大きくなった
とする。
電圧検出器１７で検出した電圧実際値と電圧指令回路１
８の電圧指令値は図示の極性で比較される。この場合、
電圧偏差増中器１９には正の電圧偏差が加えられる。増
中器１９の電圧偏差信号は速度検出器５の速度信号（回
転周波数）と加算され周波数指令増中器２０に加えられ
る。周波数指令増中器２川ま回転周波数と増中器１９か
ら与えられる電圧偏差に応じたすべり周波数信号を加算
した一次周波数指令を電圧一周波数変換器１３に与え、
逆変換器３の出力周波数を制御する。具体的には端子電
圧が指令値より大きくなると一次周波数を増加させてす
べり周波数を大きくする。この場合、順変換器１は第１
図の場合と同様に誘導電動機４の速度が速度指令信号と
一致するようにその出力電流が制御される。
８の電圧指令値は図示の極性で比較される。この場合、
電圧偏差増中器１９には正の電圧偏差が加えられる。増
中器１９の電圧偏差信号は速度検出器５の速度信号（回
転周波数）と加算され周波数指令増中器２０に加えられ
る。周波数指令増中器２川ま回転周波数と増中器１９か
ら与えられる電圧偏差に応じたすべり周波数信号を加算
した一次周波数指令を電圧一周波数変換器１３に与え、
逆変換器３の出力周波数を制御する。具体的には端子電
圧が指令値より大きくなると一次周波数を増加させてす
べり周波数を大きくする。この場合、順変換器１は第１
図の場合と同様に誘導電動機４の速度が速度指令信号と
一致するようにその出力電流が制御される。
ところで、このように誘導電動機４が周波数制御される
場合においては、電動機４のすべりは普通２〜４％程度
と小さく、これを無視すると速度発電機５からの速度信
号は電動機周波数に比例しているとみなせる。
場合においては、電動機４のすべりは普通２〜４％程度
と小さく、これを無視すると速度発電機５からの速度信
号は電動機周波数に比例しているとみなせる。
また電圧指令回路１８から取り出される電圧指令信号は
速度発電機からの速度信号に比例しており、前述したよ
うにして電動機電圧を電圧指令信号に比例するように制
御することにより電動機電圧と周波数の比（Ｖ／Ｆ）は
一定値に制御される。このＶ／Ｆ値を一定値に保つこと
により電動機磁束がほぼ一定に制御されることは周知の
ことである。換言すれば、上述の制御は電動機電圧の変
動に応じて一次周波数を制御し、電圧変動を抑制するよ
う制御していることに外ならない。以上は端子電圧が指
令値より大きくなった場合であるが、逆の場合には一次
周波数を低下させるように動作する。
速度発電機からの速度信号に比例しており、前述したよ
うにして電動機電圧を電圧指令信号に比例するように制
御することにより電動機電圧と周波数の比（Ｖ／Ｆ）は
一定値に制御される。このＶ／Ｆ値を一定値に保つこと
により電動機磁束がほぼ一定に制御されることは周知の
ことである。換言すれば、上述の制御は電動機電圧の変
動に応じて一次周波数を制御し、電圧変動を抑制するよ
う制御していることに外ならない。以上は端子電圧が指
令値より大きくなった場合であるが、逆の場合には一次
周波数を低下させるように動作する。
誘導電動機４の端子電圧が指令値より変動することは負
荷変動や速度指令値を変化させたときに生じるが、上述
の動作によって端子電圧は常に指令値となるように制御
される。
荷変動や速度指令値を変化させたときに生じるが、上述
の動作によって端子電圧は常に指令値となるように制御
される。
このように制御するのであるが、要は端子電圧の変動に
応じて一次周波数を制御する。
応じて一次周波数を制御する。
具体的には端子電圧が指令値より大きくなると一次周波
数を高くし、指令値より４・さくなると一次周波数が低
くなるよう制御される。このように、負荷変動などの過
渡時に１次電流の励磁成分を変動させることがないので
譲導電動機４の主磁束を常に一定にできる。１次電流の
励磁成分が一定値に制御される結果として過渡時には有
効成分（トルク成分）のみが増減されることになり、応
答が良くなり不安定現象を呈することなく安定した運転
を行うことができる。
数を高くし、指令値より４・さくなると一次周波数が低
くなるよう制御される。このように、負荷変動などの過
渡時に１次電流の励磁成分を変動させることがないので
譲導電動機４の主磁束を常に一定にできる。１次電流の
励磁成分が一定値に制御される結果として過渡時には有
効成分（トルク成分）のみが増減されることになり、応
答が良くなり不安定現象を呈することなく安定した運転
を行うことができる。
次に、無負荷運転時における動作について述べる。
この時、速度偏差増中器７の電流指令信号の大きさは零
となるが、励磁電流設定回路１５より送られる励磁電流
設定信号と電流検出器８の電流婦還信号を比較した電流
偏差が電流偏差増中器１６に入力される。
となるが、励磁電流設定回路１５より送られる励磁電流
設定信号と電流検出器８の電流婦還信号を比較した電流
偏差が電流偏差増中器１６に入力される。
このため、順変換器１の出力電流（譲導電動機４の入力
電流）は励磁電流を相当する一定の値を維持して流れる
。一方、この時、電圧偏差増中器１９の出力信号は負騒
圧リミツタの作用によりすべりＳが負とならないように
設定されている為にすべり周波数は零となり、入力電流
が一定値を維持して流れていることから、電動機４は一
定の電圧（定格電圧）を維持した状態での無負荷の運転
を行なうようになる。
電流）は励磁電流を相当する一定の値を維持して流れる
。一方、この時、電圧偏差増中器１９の出力信号は負騒
圧リミツタの作用によりすべりＳが負とならないように
設定されている為にすべり周波数は零となり、入力電流
が一定値を維持して流れていることから、電動機４は一
定の電圧（定格電圧）を維持した状態での無負荷の運転
を行なうようになる。
従って、無負荷運転しているときに負荷が加わっても主
磁束は既に維持確立されている為、即座に十分なトルク
を引き出す事が可能となり、従ってトルクの応答が極め
て早く、またトルク応答の遅さに起因する不安定現象を
伴う事無く安定した運転を行なう事が可能である。
磁束は既に維持確立されている為、即座に十分なトルク
を引き出す事が可能となり、従ってトルクの応答が極め
て早く、またトルク応答の遅さに起因する不安定現象を
伴う事無く安定した運転を行なう事が可能である。
第３図は本発明の他の実施例を示すもので、第２図と異
なる点は電圧指令回路２１は周波数指令増中器２０の周
波数指令信号に比例して電圧指令信号を得るようにした
ものである。
なる点は電圧指令回路２１は周波数指令増中器２０の周
波数指令信号に比例して電圧指令信号を得るようにした
ものである。
第３図の実施例においては、周波数指令信号に比例して
電圧指令信号を得るようにしているので、第２図の実施
例に比べすべり分の誤差がないのでＶ／「値を精度よく
一定に保つことができる。
電圧指令信号を得るようにしているので、第２図の実施
例に比べすべり分の誤差がないのでＶ／「値を精度よく
一定に保つことができる。
第４図は本発明の更に他の実施例を示すもので、電動機
磁束を直接検出するようにしたものである。
磁束を直接検出するようにしたものである。
第４図において第２図と同一記号のものは相当物を示し
、２２は誘導電動機４の回転数を指令する速度指令信号
と、電動機４の主磁束量を指令する磁束指令信号を出力
する運転指令回路、２３は電動機４の主磁束量に比例し
た直流信号（以下、磁束帰還信号）を出力するホール素
子などで構成される磁束検出器、２４は磁束指令信号と
磁束帰還信号を突き合わせて得られる磁束偏差信号を増
中する磁束偏差増中器、２５は速度発電機５の速度帰還
信号と磁束偏差増中器２４の出力信号を加え合わせて得
られる周波数指令信号を増中する周波数指令増中器であ
る。
、２２は誘導電動機４の回転数を指令する速度指令信号
と、電動機４の主磁束量を指令する磁束指令信号を出力
する運転指令回路、２３は電動機４の主磁束量に比例し
た直流信号（以下、磁束帰還信号）を出力するホール素
子などで構成される磁束検出器、２４は磁束指令信号と
磁束帰還信号を突き合わせて得られる磁束偏差信号を増
中する磁束偏差増中器、２５は速度発電機５の速度帰還
信号と磁束偏差増中器２４の出力信号を加え合わせて得
られる周波数指令信号を増中する周波数指令増中器であ
る。
第４図の実施例は電動機４の主磁束量に基づいてすべり
周波数、すなわち一次周波数を制御している。
周波数、すなわち一次周波数を制御している。
前述したようにＶノメ値を一定値に制御することは主磁
束量を一定に保つことと等価であり、このように磁束を
直接検出してそれが一定となるように制御しても同様な
効果が得られることは明らかである。また、第４図では
磁束を直接検出しているので電動機磁束を規定値にする
のを精度良く行うことができる。〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は譲導電動機の負荷変化に伴
う電動機磁束の変化分を抑制するように一次周波数を修
正しているので過渡時における応答性を向上でき、安定
な制御を行うことができる。
束量を一定に保つことと等価であり、このように磁束を
直接検出してそれが一定となるように制御しても同様な
効果が得られることは明らかである。また、第４図では
磁束を直接検出しているので電動機磁束を規定値にする
のを精度良く行うことができる。〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は譲導電動機の負荷変化に伴
う電動機磁束の変化分を抑制するように一次周波数を修
正しているので過渡時における応答性を向上でき、安定
な制御を行うことができる。
なお、本発明は周波数変換装置としてサィクロコンバー
タを用いた場合でも同様効果を得る事が可能である。
タを用いた場合でも同様効果を得る事が可能である。
また、本発明はディジタル的に制御する装置に適用して
も同様効果を得る事が可能である。
も同様効果を得る事が可能である。
第１図は従来装置の一例を示す構成図、第２図は本発明
の他の実施例を示す構成図、第３図、第４図はそれぞれ
本発明の他の実施例を示す構成図である。 １・・・・・・順変換器、２・・・・・・直流ＩＪァク
トル、３・・・・・・逆変換器、４・・・・・・誘導電
動機、５・・・・・・速度発電機、６……速度指令回路
、７…・・・速度偏差増中器、８・・・・・・電流検出
器、９，１６・・・・・・電流偏差増中器、１８・・・
・・・電圧指令回路。 豹ー図 努２図 函 ｈ 聡 函 ふ 船
の他の実施例を示す構成図、第３図、第４図はそれぞれ
本発明の他の実施例を示す構成図である。 １・・・・・・順変換器、２・・・・・・直流ＩＪァク
トル、３・・・・・・逆変換器、４・・・・・・誘導電
動機、５・・・・・・速度発電機、６……速度指令回路
、７…・・・速度偏差増中器、８・・・・・・電流検出
器、９，１６・・・・・・電流偏差増中器、１８・・・
・・・電圧指令回路。 豹ー図 努２図 函 ｈ 聡 函 ふ 船
Claims (1)
- １ 周波数変換器により一次周波数が制御される誘導電
動機の速度制御装置において、前記誘導電動機の負荷変
化に伴う磁束変化分を検出する電圧検出手段または磁束
検出手段と、該電圧検出手段または磁束検出手段で検出
された磁束変化分を抑制するように前記周波数変換器の
出力周波数を修正する周波数修正手段とを具備すること
を特徴とする誘導電動機の速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57231676A JPS6024674B2 (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 誘導電動機の速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57231676A JPS6024674B2 (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 誘導電動機の速度制御装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP48113956A Division JPS5828830B2 (ja) | 1973-10-12 | 1973-10-12 | 誘導電動機の速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58179192A JPS58179192A (ja) | 1983-10-20 |
| JPS6024674B2 true JPS6024674B2 (ja) | 1985-06-14 |
Family
ID=16927233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57231676A Expired JPS6024674B2 (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 誘導電動機の速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024674B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4462548B2 (ja) | 2004-12-28 | 2010-05-12 | 京商株式会社 | ボート玩具 |
| JP4462547B2 (ja) | 2004-12-28 | 2010-05-12 | 京商株式会社 | ボート玩具 |
-
1982
- 1982-12-27 JP JP57231676A patent/JPS6024674B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58179192A (ja) | 1983-10-20 |
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