JPS6077698A - 電動機制御装置の制御方法 - Google Patents

電動機制御装置の制御方法

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JPS6077698A
JPS6077698A JP58186224A JP18622483A JPS6077698A JP S6077698 A JPS6077698 A JP S6077698A JP 58186224 A JP58186224 A JP 58186224A JP 18622483 A JP18622483 A JP 18622483A JP S6077698 A JPS6077698 A JP S6077698A
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Toshio Kadokura
門倉 俊夫
Atsushi Iijima
厚 飯島
Tomoyuki Aoshima
青島 知行
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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
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

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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] 本発明は無効電力制御を行なうことが可能な電動機制御
装置の制御方法に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 一般に、サイリスクレオナード装置やサイクロコンバー
タ装置等の電動機制御装置等の電圧調整を位相制御によ
って行なう方式では、電源電圧に対する制m’R流が位
相制御角だ【プ遅れて制御されるため力率が低下し、電
源は制m装置に対し無効電力を供給しなければならない
。従って、このような制御装置ではN源容量を無効電力
容量を加締した値に設定しなければならないため、電源
容量が大きくなり、電源設備に多大な投資が必要どなる
等の欠点がある。
そこで、近年では上記のような問題点を改善するために
、力率の良好な電動機制御装置が種々提案され、更には
無効電力の調整が可能な制御装置により、同一系統に接
続される別の負荷の無効電力をも調整して、系統全体の
力率改善を行なう方法に関する提案もなされてきている
第1図は、この種の無効電力調整の可能な電動機制御装
置の一構成例を示す図である。図において、1は三相誘
導電動機、2はこの誘導電動機1を制御するための電力
変換装置としての可変電圧可変周波数制御装置、3はこ
の制御装置2に電力を供給する直流電源母線、4は直流
電源母線3に接続された平滑コンデンサであり、電圧形
インバータの主回路を構成している。さらに5は、直流
電源母線3と交流電源母線6の電力授受が可能な変換装
置としてのインバータ装置である。
さて、図において可変電圧可変周波数制御装置2は、例
えばG−TR9GTO等強制消弧可能なスイッチング素
子を用いたパルス幅変調(PWM)制御により、電流を
正弦波状にI′1IIIlする正弦波電流制御方法や、
誘導電動4111の励磁電流成分とトルク成分を制御す
るベクトル制御方法等により、優れた制御を行なうこと
が可能である。なお、制御方法の詳細については周知で
あり、本発明には直接関係ないのでその説明を省略する
第2図は、上記第1図における交流N源側インバータ装
置5の主回路構成および制御方法の一例を示すものであ
る。但し第2図において第1図と同一部分には同一符号
を付して示している。
図において、11は交流電源IIl線6と直流N源母線
3の電力授受を行なうインバータ装置であり、本図はG
丁Rを用いた構成で示す。また、12は第1図の誘導電
動機1の制御状態に応じて変動覆る直流電wf!1線3
の電圧を一定に制御するだめの電圧基準器13と、直流
電源母線3の電圧を検出する電圧検出器14との出力信
号13aと148を入力として、有効電流振幅基準信号
12aを発生する電圧調整器、15は外部装置16から
の無効電力指令値16aを入力して、無効電流振幅基準
信号15aを発生する信号入力回路である。更に17は
、交流電源母線6のR相に同期した正弦波信号17aお
よび90”位相遅れの余弦波信号17bを発生する正弦
波・余弦波発生装置、18は上記電圧調整器12からの
有効電流振幅基準信号12aとR相同期正弦波信号17
aを乗算してR相有効電流基準信号18aを出力する乗
算器、19は無効電流振幅基準信号15aとR相同期余
弦波信号17bを乗算してR相無効電流基準信号19a
を出力する乗算器、20はR相同期正弦波信号17aと
R相同期余弦波信号17bを入力し、T相同期正弦波信
号20aとT相同期余弦波信号2、Obに夫々変換する
信号変換器である。
一方、R相と同様に21はT相同期正弦波信号20aと
有効電流振幅基準信号12aを乗算してT相有効電流基
準信号21aを出力する乗算器、22はT相同期余弦波
信号20bと無効電流振幅基準信号15aを乗算してT
相無効電流基準信号22aを出力する乗算器である。2
3.24はそれぞれR相、■相の有効・無効電流基準信
号18a。
19a 、21a 、22aを加算して、R相電流基準
信号23B 、Ttg電流基準信号24aを出力する加
算器である。また、25.26はそれぞれR相、T相電
流基準信号23a 、24aおよび交流電源母線6の電
流検出器27.28からの電流信@27a、28aを入
力して、R桁制御信号25a。
T相制御信号26aを夫々出力する電流調整器である。
29は制御信号27a、’28aを加算してS相制御信
号29aを作成する加算器である。S粗制御信号23a
は、R相およびT相制御信号の反転加算信号として得ら
れる。さらに、30は各桁制御信号27a 、28a 
、29aからインバータ装置11の各々のトランジスタ
のベース制御信号30aを発生するベース制御回路、3
1は交流電源母線6に接続された交流リアクトルである
かかる輌1図、第2図の構成の$II!2II装置は、
誘導電動機1の制御状態に応じて交流電源母12.6か
ら直流電源母線3を介して誘導電動機1への電力供給、
また逆に誘導電動(幾1の回生エネルギーを直流電源母
線3を介して交流電源母線6へ回生プる。制御電流(ま
、電流基準信号に従って正弦波状に制御されるが、制御
電流の電源電圧に対重る位相差は、外部装置16からの
無効電力指令値+6aを零とし無効電流振幅基準信号1
5aを与えなければ、電流基準信号は電圧調整器12か
らの有効電流振幅基準信号12aによって決まる電源電
圧に同期した有効電流基準により制御されるので零とな
り、力率=1の制御が行なわれる。また、無効電力指令
値16aを与えることにより、電流基準信号は上記有効
電流基準信号と無効電流基準信号の加算信号となる。つ
まり、与えられた無効電力指令値16aの極性(進相成
分又は遅相成分)と大きさく無効電流振幅基準の大きさ
)により合成された正弦波状の電流基準信号となり、こ
の電流基準信号により、有効分および無効分が同時に制
御される。第3図はR相有効電流成分1に対し進相・無
効電流成分1/F■を含む制御電流波形を示す図であり
、第4図は電流成分の合成をベク]ヘル図で示したもの
である。
更に有効電流振幅基準信号12aを零とすれば、電流基
準信号を無効電流基準成分のみにすることも可能である
。つまり、本制御装置では、無効電力制御を、負荷であ
る誘導電動機1の制御と全く無関係に電源側インバータ
装置5により行なうことができる。従って、本電動機制
御装置により、系統の無効電力の大きさを低減づること
かできる。
しかしながら、電動機制御装置中の第2図の11で示す
インバータ装置の制御容量には限度があり、電動機1が
重負荷運転を行なう場合は有効電流成分が大きく、無効
電流成分が大きすぎると両者の合成電流が大きくなり、
過電流保護が動作したりインバータ装置11の素子温度
が上昇して破損したりする恐れがある。従って、合成電
流が規定値を超過しなにような制御を行なう必要がある
が、有効電流成分を制限すると電動機1の制御に支障を
きたすこととなる。
[発明の目的] 本発明のは上記のような不具合を解消するために成され
たもので、その目的はインバータ装置の許容容量を上回
るような有効電流指令j3よび無効電流指令が与えられ
た場合、インバータ装置の電流指令が許容値を超過しな
いように無効N流成分を制限しつつ電動搬制御と無効電
力制御の双方を何ら支障なく行なうことが可能な電動数
制御I表装置制御方法を提供することにある。
[発明の概要] 上記目的を達成するために本発明では、電動機を制御す
るための直流電源および電力変換装置、前記直8!電源
と交流電源との間に設けられ電圧と電流の位相差を制御
できる無効電力調整可能な変換装置を含む電動機制御装
置において、電動線制御に応じた前記変換装置の有効電
流成分と、電動機制御とは別個に与えられ前記変換装置
によって制御される無効電流成分との合成電流成分が設
定値を越えた場合、前記無効電流成分を制限するように
したことを特徴とする。
[発明の実施例] 以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。
第5図は、本発明による電動機制御装置の電源側インバ
ータ装置の構成例を示すものであり、第2図と同一部分
には同一符号を付してその説明を省略する。図において
、51は前記信号入力回路15からの無効電流振幅指令
’15a、および電圧調整器12からの有効電流振幅指
令12aを入力して、インバータ装置11の制御容量超
過を防止するための、新たな無効電流振幅指令5iaを
出力する無効電流指令制限回路で、その出力指令51a
を前記各乗算器19.22へ与えるものである。
第6図は、第5図で示した無効電流指令正弦回路51の
詳細な回路構成例をブロック的に示す図である。図にお
いて、12aは有効電流振幅基準信号、15aは無効電
流振幅基準信号であり、それぞれIRE、IIMで示す
。61.62は乗算器で、IIM” (61a )、I
RE2 (62a )を夫々得る。また63は加算であ
り、合成信号IRE2+I+ M2=IO2(63a 
)を得、64は平方根演算器であり、合成電流振幅基準
信@lo = RE2+I+ M” (64a >を得
る。
65は比較器で、Io’(64a )が合成電流振幅基
準制限値設定器66の設定値1o maX (66a 
)を超えると出力信号65aを1″として出力する。6
7は反転器で、Io (64a )がIoma×(66
a )よりも小さい場合に” 1 ”となる。
68は乗算器で、IQmaX (66a )を入力し1
o 2maX (68a )を得る。更に69は減算器
で、Io2max 4RE2=IIM’X2 (69a
 )を得、70は平方根演算器であり、無効電流振幅基
準制限値11MX= OmaX IRE2(70a)を
得る。71.72はそれぞれアナログスイッチであり、
71は信号65aが111 +1つマリ、1.)max
<Ioのとき、IlMX(70a)を出力し、同じく7
2は信号67aが1″つまりl、)max≧Ioのとき
Il、M(15a)を出力する。73は加算器であり、
上記アナログスイッチ70.71と共に、選択回路を構
成し、合成電流振幅基準信号64aと合成電流振幅制限
設定値66aの大きさに応じて、無効電流振幅基準信号
11M(15a)または、無効電流振幅基準制限値1+
MX(70a)のいずれかを選択し、新たな無効電流振
幅基準信号11MN(73a)つまり前記信号51aを
出力する。
従って本構成とすれば、電動標1が重負荷運転状態とな
って有効電流振幅基準信日12aが増大し、無効電流振
幅基準信号15aとの合成電流振幅基準信号64afJ
(設定値66aを超えた場合には、無効電流振幅基準信
号15aを制限して51aとして出力することとなり、
インバータ装置5により制御される実際の合成電流は設
定値を超えることはない。
上述したように本発明は、無効電力制御の可能な電動数
制御装置により、電動数制御に応じた有効電流成分と外
部からの無効電力指令による無効電流成分とを同時に制
御し、電動機制御装置の許容容量を超えるような制御を
防止覆るために無効電流成分の大きさを制御しつつ連続
的に制御を行なうようにしたので、制御装置の過電流・
過負荷を防止するとともに、制御装置を最大限に活用し
て系統内の無効電力調整を行なうことが可能となるもの
である。
尚、上記実施例は無効電流指令制限回路51をアナログ
回路を用いて構成したが、同様の作用をマイクロコンピ
ュータ等を用いてラフ1〜ウエアで実現することも可能
である。第7図は、第6図の回路の数能をフローチャー
トで示したものである。
なお、その作用についてはアナログ回路の場合と全く同
様であるので、その説明はここでは省略する。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、インバータ装置の
許容容量を上回るような有効電流指令および無効電流指
令が与えられた場合、インバータ装置の電流指令が許容
値を超過しないように無効電流成分を制限しつつ電動機
制御と無効電力制御の双方を何lυら支障なく行なうこ
とが可能な電動機制御装置の制御方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は電動機制御装置を示す構成図、第2図は第1図
における電源側インバータ装置の制御方法を説明するた
めの図、第3図は第2図のインバータ装置のR相有効電
流成分および無効電流成分の合成状態を示す図、第4図
は第3図をベクトル図を用いて示した図、第5図は本発
明の一実施例を示す構成図、第6図は第5図の無効電流
指令制限回路の詳細な構成を示す図、第7図は第6図の
作用を示したフローチャー1・図である。 1・・・誘導電動機、2・・・可変電圧可変周波数制御
装置、3・・・直流電源母線、5・・・インバータ装置
、6.11・・・交流N源母線、12・・・電圧調整器
、13・・・電圧基準器、14・・・電圧検出器、15
・・・信号入力回路、16・・・外部装置、17・・正
弦波・余 −弦波発生装置、18,19,21.22・
・・乗算器、20・・・信号変換器、23,24.29
・・・加算器、25.26・・・電流調整器、27.2
8・・・電流検出器、30・・・ベース制御回路、31
・・・交流リアクトル、51・・・無効電流指令制限回
路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 1 第3図 第4図 、R 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電動機を制御するための直流電源および電力変換
    装置、前記直流電源と交流電源との間に設けられ電圧と
    電流の位相差を制御できる無効電力調整可能な変換装置
    を含む電動似制御Ill装置において、電動機制御に応
    じた前記変換装置の有効電流成分と、電動機制御とは別
    個に与えられ前記変換装置によって制御される無効電流
    成分との合成電流成分が設定値を越えた場合、前記無効
    電流成分を制限するようにしたことを特徴とする電動様
    制御Il装置の制御方法。 (′2J 有効電流成分の電流振幅基準をI RE 、
    無効電流成分の電流振幅基準をI l +A 、合成電
    流成分の電流振幅基準をIo、合成電流成分の電流振幅
    基準の制限値をromaxとし、無効電流成分の電流振
    幅基準I o −5+ I I M 2が電流振幅基準
    の制限値1omaXを越えた場合、無効電流振幅基準1
    1M= 0 111aX−IRE2に制限するようにし
    た特許請求の範囲第(1)項記載の電動機制御装置の制
    御方法。
JP58186224A 1983-10-05 1983-10-05 電動機制御装置の制御方法 Granted JPS6077698A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS566690A (en) * 1979-06-25 1981-01-23 Toyo Electric Mfg Co Ltd Controller for induction motor
JPS58144591A (ja) * 1982-02-05 1983-08-27 シ−メンス・アクチエンゲゼルシヤフト 同期電動機の制御方法および装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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