JPS6070989A - Phase control system of inverter in commutatorless motor - Google Patents

Phase control system of inverter in commutatorless motor

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JPS6070989A
JPS6070989A JP58176439A JP17643983A JPS6070989A JP S6070989 A JPS6070989 A JP S6070989A JP 58176439 A JP58176439 A JP 58176439A JP 17643983 A JP17643983 A JP 17643983A JP S6070989 A JPS6070989 A JP S6070989A
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JP
Japan
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inverter
control
commutation
motor
angle
Prior art date
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Application number
JP58176439A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Takahashi
哲 高橋
Hiroshi Osawa
博 大沢
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6070989A publication Critical patent/JPS6070989A/en
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • 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
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/12Monitoring commutation; Providing indication of commutation failure

Abstract

PURPOSE:To prevent a commutation from failing by calculating a control leading angle beta in accordance with the prescribed formula, adding a correction amount DELTAbeta depending upon a load thereto, and controlling the phase with beta+DELTAbeta. CONSTITUTION:A correcting calculator 25 for calculating the correcting amount DELTAbeta of a control leading angle beta is provided as a function of a ratio of the magnitude (i) of an armature current to the magnitude (PSI) of a magnetic flux, the calculated correcting amount DELTAbeta is added to the angle beta calculated by a calculator 11, and a firing pulse generator 12 is controlled by the added result of (beta+DELTAbeta). Thus, stable inverter control can be performed without commutation failure even at an overload time or at a field weakening time.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、直流を交流に変換するインバータと該インバ
ータからの交流出力【こより駆動される同期電動機とそ
の回転周波数と前記インバータの出力周波数が一致する
ように該インバータの位相制御を行なうインバータ制御
手段とから成る無整流子電動機に関するものであり、更
に詳1. <は、前記インバータ制御手段におけるイン
バータの位相制御に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Technical Field to which the Invention Pertains] The present invention relates to an inverter that converts direct current to alternating current, and an alternating current output from the inverter; The present invention relates to a commutatorless motor comprising an inverter control means for controlling the phase of the inverter so as to match the phase of the inverter, and more specifically 1. < relates to phase control of the inverter in the inverter control means.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

第1図は無整流子電動機の一般的な構成を示すブロック
図である。同図において、1は直流電源、2はインバー
タ、3は同期電動機、4はインバータ制御手段、である
FIG. 1 is a block diagram showing the general configuration of a commutatorless motor. In the figure, 1 is a DC power supply, 2 is an inverter, 3 is a synchronous motor, and 4 is an inverter control means.

すなわち、インバータ2は、直流電源1から供給される
直流を交流に変換して同期電動機6を駆動する。インバ
ータ制御手段4は、普通は同期電動機30回転子の位置
を検出し、それによりインバータ2を構成するサイリス
タ等の点弧用のゲート信号を作成、出力するもので、こ
のようにしてインバータ2の出力周波数と同期電動機3
0回転周波数とが一致し同期するようになっている。
That is, the inverter 2 converts direct current supplied from the direct current power supply 1 into alternating current to drive the synchronous motor 6. The inverter control means 4 normally detects the position of the rotor of the synchronous motor 30 and generates and outputs a gate signal for starting the thyristor etc. that constitutes the inverter 2. Output frequency and synchronous motor 3
The 0 rotation frequency matches and synchronizes.

従って無整流子電動機は、直流機のブラシおよび整流子
による機械的整流機構を回転子の位置検出器とサイリス
タに置き換えたものに相当し、直流電動機の制御性の良
さと同期電動機の保守の容易さという各長所を兼ね備え
たものとして各種用途に使用されている。
Therefore, a commutatorless motor is equivalent to a DC motor in which the mechanical commutation mechanism using brushes and a commutator is replaced with a rotor position detector and a thyristor. It is used for a variety of purposes as it combines the advantages of high strength and strength.

第2図は無整流子電動機の具体例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of a commutatorless motor.

同図において、第1図における要素と対応した要素には
同じ符号を付しである。
In this figure, elements corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals.

第2図において、直流電源1は、普通は図示せざる6相
交流電源を整流する整流器(コンバータ)から成る直流
電源装置Eと平滑用リアクトルLiから成っている。イ
ンバータ2は直流電源1から直流中間電流iおよび直流
中間電圧Edを入力されて3相交流を作成し、これQこ
より同期電動機3を駆動する。インバータ制御手段40
機能は先に述べた通りである。EMは電動機乙の線間誘
起電圧である。
In FIG. 2, a DC power supply 1 is comprised of a DC power supply E, which is usually a rectifier (converter) that rectifies a six-phase AC power supply (not shown), and a smoothing reactor Li. The inverter 2 receives the DC intermediate current i and the DC intermediate voltage Ed from the DC power source 1 to create a three-phase AC, and drives the synchronous motor 3 from this Q. Inverter control means 40
The functions are as described above. EM is the line induced voltage of motor B.

第3図は第2図の回路における電圧、電流の波形図であ
る。同図において、同期電動機3の各相の誘起電圧eR
p eS p eTの波形が破線で示され、また直流中
間電圧Edが実線で示された部分の大きさとして示され
ている。
FIG. 3 is a waveform diagram of voltage and current in the circuit of FIG. 2. In the figure, the induced voltage eR of each phase of the synchronous motor 3
The waveform of p eS p eT is shown by a broken line, and the DC intermediate voltage Ed is shown as the size of the portion shown by a solid line.

またインバータ2における転流に伴って電圧陥没を発生
していることが認められるであろう。この電圧陥没にお
いて、βはインバータの制御進み角、Uは重なり角、r
は余裕角と呼ばれるものである。
It will also be recognized that a voltage dip occurs due to the commutation in the inverter 2. In this voltage depression, β is the control advance angle of the inverter, U is the overlap angle, and r
is called the margin angle.

すなわち、第2図に示した如き直流自然転流形無整流子
電動機では、電機子反作用の影響と重なり角Uの影響と
によって、負荷電流の増大と共に制御進み角βが減少し
、ついQこは転流に必要な電圧が得られなくなって運転
不能になる。転流を完了させるためには、転流が終了す
るまで転流電圧が加えられている必要があり、この条件
は(β−u)〉0である。この(β−U)=γが転流余
裕角であり、β−Uとなった状態が転流限界と云われる
That is, in the DC natural commutation type non-commutator motor shown in Fig. 2, the control advance angle β decreases as the load current increases due to the influence of the armature reaction and the influence of the overlap angle U, and as the load current increases, the control advance angle β decreases. The voltage required for commutation cannot be obtained and operation becomes impossible. In order to complete commutation, commutation voltage must be applied until commutation is completed, and this condition is (β-u)>0. This (β-U)=γ is the commutation margin angle, and the state where β-U is reached is called the commutation limit.

所で、無整流子電動機の運転において、インバータ20
制御進み角βを適切に与えることは、インバータの余裕
角γを必要最小限に確保し、したがって電動機を高力率
で運転することが可能となり、装置全体の利用率を高め
るとともに、インバータにおける転流を安定して行なわ
せるために、重要な課題であると云える。
By the way, in the operation of a commutatorless motor, the inverter 20
Appropriate control lead angle β ensures that the margin angle γ of the inverter is kept to the minimum necessary level, which makes it possible to operate the motor at a high power factor, increases the utilization rate of the entire device, and improves the transfer rate of the inverter. This can be said to be an important issue in order to ensure stable flow.

ところで転流余裕角γと制御進み角βの間には一般に(
1)式の関係が成立する。
By the way, there is generally a difference between the commutation margin angle γ and the control advance angle β (
1) The relationship of equation holds true.

β= C11s−’ (cOsγ−x−i / F )
 −−(1)但し、X:転流リアクタンス(同期電動機
内にある)、i;電動機電流、F;電動機磁束(いずれ
もplJ表示) 第4図は、無整流子電動機の速度制御系において、上記
(1)式に従って演算により制御進み角βをめ請求めた
該進み角βOこまってインバータの位5− 相制御を行なう従来方式の一例を示すブロック図である
β = C11s-' (cOsγ-x-i/F)
--(1) However, X: commutation reactance (inside the synchronous motor), i: motor current, F: motor magnetic flux (both are expressed in plJ). FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a conventional system in which a control advance angle β is determined by calculation according to the above equation (1), and the phase control of an inverter is performed based on the advance angle βO.

同図において、1Fは制御進み角βの演算回路、12は
点弧パルス発生器、13は内部電圧、磁束演算回路、1
4は界磁弱めパターン発生回路、15は界磁制御回路、
16tiコンバ一タ制御回路、17拡コンバータ、1B
はインバータ、19は同期電動機、20は速度設定器、
21は界磁設定器、である。
In the figure, 1F is a control advance angle β calculation circuit, 12 is an ignition pulse generator, 13 is an internal voltage and magnetic flux calculation circuit, and 1
4 is a field weakening pattern generation circuit, 15 is a field control circuit,
16ti converter control circuit, 17 expansion converter, 1B
is an inverter, 19 is a synchronous motor, 20 is a speed setting device,
21 is a field setting device.

第4図において、同期電動機19は図示せざる交流電源
からコンバータ17、インバータ18を介して給電され
可変速駆動されている。すなわち速度設定器20によっ
て設定された電動機速度N*と電動機19に取り付けた
タコジェネレータTGにより検出された電動機速度の実
際値Nとがコンバータ制御回路16において比較され、
両者が一致するようにコンバータ制御回路16は制御出
力を発生してコンバータ17を制御し、電動機19の速
度制御を行なっている。
In FIG. 4, the synchronous motor 19 is supplied with power from an AC power supply (not shown) via a converter 17 and an inverter 18, and is driven at a variable speed. That is, the motor speed N* set by the speed setting device 20 and the actual value N of the motor speed detected by the tachogenerator TG attached to the motor 19 are compared in the converter control circuit 16,
Converter control circuit 16 generates a control output to control converter 17 to control the speed of electric motor 19 so that both match.

他方、内部電圧、磁束演算回路16は、電流変6− 威儀CTを介して検出した電動機電流と電圧変成器PT
を介して検出した電動機電圧を取り込んで電動機の内部
電圧Eと磁束Vを算出している。β演算回路11では、
転流余裕角の設定値γset と、コンバータ制御回路
16から与えられる電流th。
On the other hand, the internal voltage/magnetic flux calculation circuit 16 calculates the motor current detected via the current transformer 6 - Weiyi CT and the voltage transformer PT.
The internal voltage E and magnetic flux V of the motor are calculated by taking in the motor voltage detected through the motor. In the β calculation circuit 11,
The set value γset of the commutation margin angle and the current th given from the converter control circuit 16.

演算回路13により算出された磁束Vと、既知の転流リ
アクタンスXとを用い、上記(1)式に従って制御進み
角βを算出し点弧パルス発生器12へ与える。
Using the magnetic flux V calculated by the arithmetic circuit 13 and the known commutation reactance X, the control advance angle β is calculated according to the above equation (1) and is provided to the ignition pulse generator 12.

点弧パルス発生器12では、演算回路13から与えられ
る電動機内部電圧Eを基準とし、βを用いて点弧パルス
の発生タイミングを決定し、該タイミングに従ってイン
バータ18へ点弧パルスを送出し、該インバータ18に
おいて所望の制御進み角βを実現する。
The ignition pulse generator 12 uses the motor internal voltage E given from the arithmetic circuit 13 as a reference, uses β to determine the ignition pulse generation timing, and sends the ignition pulse to the inverter 18 according to the determined timing. A desired control advance angle β is achieved in the inverter 18.

界磁制御回路15は、界磁弱めパターン発生回路14か
ら出力されるパターンVと演算回路13から出力される
磁束の実際値Vを比較し、両者が一致するように界磁設
定器21を調節する。
The field control circuit 15 compares the pattern V output from the field weakening pattern generation circuit 14 and the actual value V of the magnetic flux output from the arithmetic circuit 13, and adjusts the field setter 21 so that the two match.

さて、上述した如き、従来の無整流子電動機におけるイ
ンバータ位相制御方式においては、転流余裕角の設定値
γsetのとり方について次のような問題があった。
Now, in the conventional inverter phase control method for a non-commutator motor as described above, there is a problem as follows regarding how to set the set value γset of the commutation margin angle.

すなわち、設定値γsetの値は、インバータを構成す
るサイリスタについて本来必要な逆バイアス時間の確保
に要する値γm10と、種々の演算誤差等を考慮した余
裕分Δγの和として決定されるのが一般的である。ここ
において問題なのは上記、余裕分Δγのとり方である。
In other words, the value of the set value γset is generally determined as the sum of the value γm10 required to secure the originally necessary reverse bias time for the thyristor constituting the inverter, and the margin Δγ that takes into account various calculation errors. It is. The problem here is how to take the above-mentioned margin Δγ.

以下、第5図を用いてこのことを説明する。This will be explained below using FIG. 5.

第5図において、横軸には電動機電流と磁束の比(i/
F)をとり、縦軸には制御進み角βと転流余裕角γをと
っている。
In Fig. 5, the horizontal axis shows the ratio of motor current to magnetic flux (i/
F), and the control advance angle β and commutation margin angle γ are plotted on the vertical axis.

βとγと(i/F)の関係は前記(1)式によって規定
されているわけであるが、この(1)式によると、(i
/F)の値の0からの増加につれて、βが第5図におい
て■で示した経過をたどると、rも同じく■′の経過を
たどることが示される。
The relationship between β, γ, and (i/F) is defined by equation (1) above, and according to equation (1), (i
As the value of /F) increases from 0, if β follows the course shown by ■ in FIG. 5, it is shown that r also follows the course shown by ■'.

βが、(i/F)の値の0からの増加につれて、■の場
合よりも1° 低い値で■の如く推移すると同様にrも
■′の如く推移する。同様にβが■の場合よりも2°低
い値で■の如く推移すると、γも■′の如く推移する。
As the value of (i/F) increases from 0, β changes as shown in ■, with a value 1° lower than in the case of ■, and similarly, r also changes as shown in ■'. Similarly, when β changes as shown in ■ with a value 2 degrees lower than in the case of ■, γ also changes as shown in ■'.

全く同様にして、βが■の場合よりも6°低い値で■の
如く推移すれば、γも■′の如く推移する。同様に■は
、■の場合よりもβが4°低い場合に当り、■′はその
ときのγの推移を示すものである。
In exactly the same way, if β changes as shown in ■ with a value 6 degrees lower than in the case of ■, then γ also changes as shown in ■'. Similarly, ■ corresponds to the case where β is 4° lower than in case ■, and ■' indicates the transition of γ at that time.

以上のことを以下、一般論として説明する。The above will be explained below in general terms.

要するに第5図のグラフは、制御進み角βが、(i/F
)の値の全範囲にわたって最小限必要な転流余裕角γm
10を確保できる理想値(これを仮にβ0と表わし、対
応するγをroと表わす)より、Δβ〜だけ低い値、す
なわち(β0−Δβ)なる値で与えられたとき、負荷の
軽い範囲(例えば(l/F)の値がA以下)ではr−C
r0−Δβ)で与えられるの”に対し、負荷の重くなる
範囲(例えば(i/F)の値がAを超える範囲)では、
γ−(r。
In short, the graph in FIG. 5 shows that the control advance angle β is (i/F
) is the minimum required commutation margin angle γm over the entire range of values.
10 (temporarily denoted by β0 and the corresponding γ is denoted by ro) by Δβ~, i.e., (β0 - Δβ), when the load is within a light range (e.g. (l/F) value is below A), r-C
r0 - Δβ), whereas in the range where the load becomes heavy (for example, the range where the value of (i/F) exceeds A),
γ-(r.

−K・Δβ)で与えられることを示さんとしているもの
である。但しくK>1)である。
−K・Δβ). However, K>1).

このことは換言すると、βの値が、見かけ上は9− 理想値であっても、演算誤差等のため、実際の値が理想
値より低い場合を想定すると、負荷の小さいときは最小
限必要な転流余裕角γm10を上まわって確保されてい
た余裕角γが、負荷の大きい範囲では、1m10を下ま
わり、転流失敗の起きる可能性のあることを示している
In other words, even if the value of β is apparently 9-ideal, assuming that the actual value is lower than the ideal value due to calculation errors, etc., the minimum required value will be reduced when the load is small. The margin angle γ, which was secured above the commutation margin angle γm10, falls below 1 m10 in a large load range, indicating that commutation failure may occur.

すなわち、負荷の大きい範囲でも、γが1m10を下ま
わらないように余裕分lγを定め、とのr(−rmin
+Δγ)に対応する制御進み角βを選択すれば、全負荷
範囲において転流失敗が起きることはない。しかし、こ
のようにすると、負荷の小さい範囲では、余裕角γが不
必要に大きくなりすぎて、装置全体の力率、効率の低下
を招き好ましくない。
In other words, even in a large load range, the margin lγ is determined so that γ does not fall below 1 m10, and r(-rmin
+Δγ), commutation failure will not occur in the entire load range. However, if this is done, the margin angle γ becomes unnecessarily large in a range of small loads, which is undesirable as it causes a decrease in the power factor and efficiency of the entire device.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上述の如き従来技術の問題点を改善するため
になされたものであり、従って本発明の目的は、演算回
路によって算出される制御進み角βが演算誤差等のため
理想値より低く算出された場合においても、負荷(詳し
くけi/F)のとり10− うる全範囲において転流失敗が発生することなく、しか
も負荷の小さい範囲でも転流余裕角γが大きくなりすぎ
て装置全体の力率、効率低下を招くことのないようにし
た無整流子電動機におけるインバータの位相制御方式を
提供することにある。
The present invention has been made in order to improve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to prevent the control advance angle β calculated by the arithmetic circuit from being lower than the ideal value due to calculation errors, etc. Even in the case where the load (in detail, i/F) is calculated, commutation failure does not occur in the entire range of 10-100, and even in the small load range, the commutation margin angle γ becomes too large and the entire device is damaged. An object of the present invention is to provide a phase control method for an inverter in a commutatorless motor that does not cause a decrease in power factor and efficiency.

〔発明の要点〕[Key points of the invention]

本発明の要点は、無整流子電動機におけるインバータの
位相制御方式において、制御進み角βを所定の式に従っ
て算出すると共に、これに負荷に依存する補足量Δβを
加算し、この(β十Δβ)を用いてインバータの位相制
御を行なうようにした点にある。
The gist of the present invention is that, in the inverter phase control method for a non-commutator motor, the control advance angle β is calculated according to a predetermined formula, and a supplementary amount Δβ that depends on the load is added to this. The main feature is that the phase control of the inverter is performed using the .

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

次に図を参照して本発明の一実施例を説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第6図は本発明の一実施例の要部を示すブロック図であ
る。同図に示す回路構成が第4図に示した従来の回路構
成と異なる点は、(i/F)の関数として制御進み角β
の補足量Δβを算出するΔβ補足演算回路25を設け、
算出された補足量lβをβ演算回路11によって算出さ
れた制御進み角βに加算し、(β+Δβ)なる加算結果
によって点弧パルス発生器12を制御するようにした点
にある。
FIG. 6 is a block diagram showing essential parts of an embodiment of the present invention. The difference between the circuit configuration shown in the figure and the conventional circuit configuration shown in FIG. 4 is that the control advance angle β is expressed as a function of (i/F).
A Δβ supplementary calculation circuit 25 is provided to calculate the supplementary amount Δβ of
The calculated supplementary amount lβ is added to the control advance angle β calculated by the β calculation circuit 11, and the ignition pulse generator 12 is controlled based on the addition result of (β+Δβ).

次に、演算回路25によって算出される補足量Δβにつ
い【第7図をも参照して説明する。
Next, the supplementary amount Δβ calculated by the arithmetic circuit 25 will be explained with reference also to FIG.

第7図は第5図と同様なグラフで、補足量Δβの効果を
説明するのに役立つグラフである。
FIG. 7 is a graph similar to FIG. 5, and is a graph useful for explaining the effect of the supplementary amount Δβ.

第6図、第7図を参照する。β演算回路11は第4図に
おける場合と同様にしてγset’=γmin+Δγ)
を用いて前記(1)式に従って前述のβOに相当する理
想値βを算出する。Δβ補足演算回路25では、負荷状
態(i / Fで代表される)に応じて補足量Δβを算
出する。
Please refer to FIGS. 6 and 7. The β calculation circuit 11 calculates γset'=γmin+Δγ) in the same manner as in FIG.
An ideal value β corresponding to the above-mentioned βO is calculated according to the equation (1) using the above equation (1). The Δβ supplementary calculation circuit 25 calculates the supplementary amount Δβ according to the load condition (represented by i/F).

第7図において、βの■(A点を境として右半分が破!
りは前述の理想値に相当し、γの■(同じく右半分が破
線)がそのときの転流余裕角を示しており、この場合、
これはr set値に一致している。
In Figure 7, ■ (the right half of β is broken with point A as the border!
corresponds to the above-mentioned ideal value, and the ■ (the right half is also a broken line) of γ indicates the commutation margin angle at that time, and in this case,
This corresponds to the r set value.

ここで転流期間中の電動機電流や磁束の変化、或いは演
算誤差などの種々の要因により、制御進み角βに例えば
−4°とい5最大誤差が含まれていたという最悪のケー
スを想定すると、真のβは第7図において、■で示され
、それに対応して余裕角γも■で示される。γの■のグ
ラフを見ると判なり、転流失敗を招く。
Assuming the worst case in which the control advance angle β includes a maximum error of -4° due to various factors such as changes in the motor current and magnetic flux during the commutation period, or calculation errors, In FIG. 7, the true β is indicated by ■, and correspondingly, the margin angle γ is also indicated by ■. If you look at the graph of γ, you can see that this will lead to commutation failure.

ここで(i/F)が図中のA点を越える範囲でβの■の
グラフを■′まで持ち上げたとすれば、rのグラフも■
′に見られる如く持ち上げられて1m10を割り込まな
いですむ。このβにおける■から■′への持ち上げ量Δ
βは、当然βの最大誤差である4°という量の範囲内の
量であり、これを補足演算回路25から出力させてβ演
算回路11の出力に加算するというのが本発明の考え方
である。
If (i/F) exceeds point A in the figure and the graph of β is raised to ■', then the graph of r will also be ■
As seen in ', it does not need to be lifted up to exceed 1m10. The amount of lift Δ from ■ to ■′ in this β
β is naturally within the range of 4°, which is the maximum error of β, and the idea of the present invention is to output this from the supplementary calculation circuit 25 and add it to the output of the β calculation circuit 11. .

こうすればβ演算回路11から出力される実際のβ値が
最大誤差量である4°はど見かけの値より小さかったと
しても(すなわち、第7図においてβ■が実際はβ■で
あったとしても)、Δβの持13− ち上げがなされるので、余裕角rは■′に見られる如く
少なくとも1m10を保つことができる。
In this way, even if the actual β value output from the β calculation circuit 11 is smaller than the apparent value by 4°, which is the maximum error amount (that is, even if β■ is actually β■ in FIG. ), Δβ is increased, so the margin angle r can be maintained at least 1 m10 as shown in 2'.

ここで、補足演算回路25が補足量Δβを算出するのに
用いる演算式は次の如くである。
Here, the arithmetic expression used by the supplementary calculation circuit 25 to calculate the supplementary amount Δβ is as follows.

なお、に、Aは共に成る定数である。In addition, A is a constant consisting of both.

ここで、(−<A)の範囲では常にΔβ−0としたのは
、第7図におけるr■のグラフからも判るよ5に、この
範囲でもΔβを有効な成る量としてβを持ち上げ、従っ
て余裕角rも持ち上げたとすると、持ち上げなくてもγ
ml。以上にあるわけであるから、必要以上に余裕角γ
を大きくすることになり、装置全体の力率低下、効率低
下を招くことになるからである。
Here, in the range (-<A), Δβ-0 is always set as Δβ-0, as can be seen from the graph of r■ in FIG. If we also raise the margin angle r, even if we do not lift it, γ
ml. Therefore, the margin angle γ is larger than necessary.
This is because this increases the power factor and efficiency of the entire device.

別の実施例として補足量Δβの加算によらない方法、つ
まり補足演算回路25を使用しない実施例も考えられる
。前述の実施例でのβ指令値(第7図におけるβ■′)
が誤差を含まないものとし、これにより制御されたと仮
定した場合のr(第7図におけるγ■′)をめておき、
逆にこのγを用い前記(1)式の演算でβをめれば、こ
のβは前述の実施例でのβ指令値と等しい。つまり第7
図におけるr■′を使ったβ演算をβ演算回路11で実
施することによっても本発明を実現できるわけである。
As another embodiment, a method that does not involve addition of the supplementary amount Δβ, that is, an embodiment that does not use the supplementary calculation circuit 25, can be considered. β command value in the above embodiment (β■' in Fig. 7)
Assuming that there is no error and that it is controlled by this, determine r (γ■' in Fig. 7),
Conversely, if this γ is used to calculate β by the calculation of equation (1), this β is equal to the β command value in the above-described embodiment. In other words, the seventh
The present invention can also be realized by performing the β calculation using r■' in the figure in the β calculation circuit 11.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

無整流子電動機におけるインバータの位相制御において
、転流余裕角γを転流失敗の起きない最小限のある規定
値に維持するための制御進み角βの理想値に対し、β実
際値が誤差等のため小さいと余裕角γも規定値より小さ
くなる。この傾向は過負荷や弱め磁束など(i/F)が
大きい程、顕著となり(β実際値の理想値に対する誤差
はこの間一定と考える)、(i/F)が一定値を越える
と、転流余裕角γは転流失敗を招かない最小値γm10
を確保できなくなる。
In the phase control of an inverter in a non-commutator motor, the actual value of β may have an error, etc., with respect to the ideal value of the control advance angle β to maintain the commutation margin angle γ to a minimum prescribed value that does not cause commutation failure. Therefore, if it is small, the margin angle γ will also be smaller than the specified value. This tendency becomes more pronounced as (i/F) increases due to overload or flux weakening (assuming that the error between the actual β value and the ideal value remains constant during this period), and when (i/F) exceeds a certain value, commutation The margin angle γ is the minimum value γm10 that does not cause commutation failure.
It becomes impossible to secure

本発明は電動機電流i、磁束Vから転流余裕角rをある
規定値(γml。+Δr)に保つための制御進み角βの
演算を行う方式において、(i/F)が上記一定値を越
える範囲では(i/F)に応じた補足量Δβを演算によ
ってめたβ指令値に加算し、考慮すべきβ実際値の誤差
範囲に対して最小限必要な転流余裕角γm10を確保で
きるようにしたものである。
The present invention provides a method for calculating a control advance angle β in order to maintain a commutation margin angle r at a certain specified value (γml.+Δr) from a motor current i and a magnetic flux V, in which (i/F) exceeds the above-mentioned constant value. In the range, a supplementary amount Δβ according to (i/F) is added to the β command value calculated by calculation, so that the minimum required commutation margin angle γm10 can be secured for the error range of the actual β value to be considered. This is what I did.

この結果過負荷時や界磁弱め時に於ても転流失敗のない
安定したインバータ制御が可能となり、またこのだめの
補足量Δβは多くの場合、過負荷。
As a result, stable inverter control without commutation failure is possible even during overload or field weakening, and this supplementary amount Δβ often prevents overload.

界磁弱め時の極く限られた範囲で与えればよく、このた
めの力率、効率の低下はほとんど問題とならないので、
無整流子電動機の高力率、高効率運転が可能となる。
It only needs to be applied within a very limited range during field weakening, and the drop in power factor and efficiency caused by this will hardly be a problem.
High power factor and high efficiency operation of commutatorless motors is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は無整流子電動機の一般的な構成を示すブロック
図、第2図は無整流子電動機の具体例を示す回路図、第
3図は第2図の回路における電圧、電流波形を示す波形
図、第4図は無整流子電動機におけるインバータの位相
制御方式の従来例を示すブロック図、第5図は電動機電
流と磁束の比(i / F )に対する制御進み角β、
転流余裕角γの関係を示したグラフ、第6図は本発明の
一実施例の要部を示すブロック図、第7図は本発明の詳
細な説明するための第5図と同様なグラフ、である。 符号説明 11・・・・・・β演算回路、12・・・・・・点弧パ
ルス発生器、13・・・・・・内部電圧、磁束演算回路
、14・・・・・・界磁弱めパターン発生回路、15・
・・・・・界磁制御回路、16・・・・・・コンバータ
制御回路、17・・・・・・コンバータ、18・・・・
・・インバータ、19・・・・・・同期電動機、20・
・・・・・速度設定器、21・・・・・・界磁設定器、
25・・・・・・Δβ補足演算回路、 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人弁理士 松 崎 清 17− 第1〆 第2F!!J 第3 C72 63eT jlI61i!i1
Fig. 1 is a block diagram showing the general configuration of a non-commutator motor, Fig. 2 is a circuit diagram showing a specific example of a non-commutator motor, and Fig. 3 shows voltage and current waveforms in the circuit of Fig. 2. Waveform diagram, Figure 4 is a block diagram showing a conventional example of an inverter phase control method in a non-commutator motor, Figure 5 is a control advance angle β with respect to the ratio of motor current to magnetic flux (i/F),
A graph showing the relationship between the commutation margin angle γ, FIG. 6 is a block diagram showing a main part of an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a graph similar to FIG. 5 for explaining the present invention in detail. , is. Description of symbols 11...β calculation circuit, 12...Ignition pulse generator, 13...Internal voltage, magnetic flux calculation circuit, 14...Field weakening Pattern generation circuit, 15.
...Field control circuit, 16...Converter control circuit, 17...Converter, 18...
...Inverter, 19...Synchronous motor, 20.
... Speed setting device, 21... Field setting device,
25...Δβ supplementary calculation circuit, agent Akio Namiki, patent attorney agent Kiyoshi Matsuzaki 17- 1st, 2nd F! ! J 3rd C72 63eT jlI61i! i1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)直流を交流に変換するインバータと、該インバータ
からの交流出力により駆動される同期電動機と、転流余
裕角に対する制御進み角の所定の関数式を模擬する演算
機能により転流余裕角設定値に対応する制御進み角を算
出しこれに従ってインバータの位相制御を行なう手段と
から成る無整流子電動機において、 前記インバータの位相制御手段は、同期電動機の電機子
電流の大きさiおよび磁束の大きさVを代表する信号を
入力されてその比i/Fが大きくなるに従い、前記演算
機能により算出される制御進み角を付加的に大きくする
よう補足する手段を備えていることを特徴とする無整流
子電動機におけるインバータの位相制御方式。 2、特許請求の範囲第1項に記載の位相制御方式・こお
いて、前記iおよびVを代表する信号が実際値信号また
は制御のための目標値信号であることを特徴とする位相
制御方式。
[Scope of Claims] 1) An inverter that converts direct current to alternating current, a synchronous motor driven by the alternating current output from the inverter, and an arithmetic function that simulates a predetermined functional expression of the control advance angle with respect to the commutation margin angle. In a commutatorless motor comprising means for calculating a control advance angle corresponding to a commutation margin angle setting value and controlling the phase of an inverter in accordance with this, the inverter phase control means is configured to calculate a control advance angle corresponding to a commutation margin angle setting value and perform phase control of an inverter according to the control lead angle, the inverter phase control means controlling the magnitude of an armature current of a synchronous motor. A supplementary means is provided to additionally increase the control advance angle calculated by the arithmetic function as the ratio i/F increases by inputting a signal representing i and the magnitude V of the magnetic flux. An inverter phase control method for a commutatorless motor characterized by: 2. Phase control method according to claim 1, wherein the signal representing i and V is an actual value signal or a target value signal for control. .
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5225210A (en) * 1975-08-22 1977-02-25 Hitachi Ltd Control device for commutation surplus angle of commutatorless motor

Patent Citations (1)

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