JPS61109478A - 電圧形インバ−タにおける電力回生方式 - Google Patents
電圧形インバ−タにおける電力回生方式Info
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- JPS61109478A JPS61109478A JP22788184A JP22788184A JPS61109478A JP S61109478 A JPS61109478 A JP S61109478A JP 22788184 A JP22788184 A JP 22788184A JP 22788184 A JP22788184 A JP 22788184A JP S61109478 A JPS61109478 A JP S61109478A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor
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- Power Engineering (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、回生用変換器をそなえた交流電動機駆動用
電圧形インバータ装置の制御方式に関するものである。
電圧形インバータ装置の制御方式に関するものである。
回生用変換器の設置目的は、制動時に電動機および負荷
の持っている回転エネルギーを電源へ回生することであ
り、低損失であることを利用して装置の小形化を実現し
ようとする点にある。第3図は回生用変換器を備えたベ
クトル制御式トランジスタインバータの従来例を示す構
成図である。
の持っている回転エネルギーを電源へ回生することであ
り、低損失であることを利用して装置の小形化を実現し
ようとする点にある。第3図は回生用変換器を備えたベ
クトル制御式トランジスタインバータの従来例を示す構
成図である。
ところで、ベクトル制御とは電動機の一次電流を磁束と
同一方向の成分IMと、これと直交する方向の成分iT
とに分離し、磁束と発生トルクを各々独立に制御しよう
とするものであり、かかる方式では電動機の二次磁束を
正しく検出することが基本となる。一般には、電動機電
流9回転子位置および電動機定数から、磁束の位置を演
算によって求める電流モデルが採用されている。この方
法では実磁束を検出していないため、電動機定数のバラ
ツキ、温度変化および磁気飽和による電動機定数の変化
等によって、演算で求めた磁束の位置と実磁束の位置と
の間に誤差が生じる。この結果、発生トルクに過不足が
生じる。発生トルクが過大となると、電動機減速時に電
動機からの回生電力が過大となり、回生用変換器の能力
によっては過電圧を生じる可能性がある。これを防止す
る方法として、 (1)回生用変換器の能力を十分大きくする。
同一方向の成分IMと、これと直交する方向の成分iT
とに分離し、磁束と発生トルクを各々独立に制御しよう
とするものであり、かかる方式では電動機の二次磁束を
正しく検出することが基本となる。一般には、電動機電
流9回転子位置および電動機定数から、磁束の位置を演
算によって求める電流モデルが採用されている。この方
法では実磁束を検出していないため、電動機定数のバラ
ツキ、温度変化および磁気飽和による電動機定数の変化
等によって、演算で求めた磁束の位置と実磁束の位置と
の間に誤差が生じる。この結果、発生トルクに過不足が
生じる。発生トルクが過大となると、電動機減速時に電
動機からの回生電力が過大となり、回生用変換器の能力
によっては過電圧を生じる可能性がある。これを防止す
る方法として、 (1)回生用変換器の能力を十分大きくする。
(2)電動機からの回生電力を回生用変換器の能力の範
囲内に制限する。
囲内に制限する。
の2つの方法が考えられるが、(1)はコスト増につな
がることから、現在は専ら(2)の方法が採石されてい
る。したがって、第3図はかかる制限方式を採用したベ
クトル制御式トランジスタインバータの一例である。
がることから、現在は専ら(2)の方法が採石されてい
る。したがって、第3図はかかる制限方式を採用したベ
クトル制御式トランジスタインバータの一例である。
以下、第3図を参照して従来方式を説明する。
なお、同図において、1は速度設定器、2は速度調節器
(ASR)、3は速度演算回路、5は除算器、6はモー
ド判別回路、71.72は制限設定器、73は切換回路
、74はIJ ミッタ回路、11は磁化電流演算回路、
12は電流ベクトル演算回路、14は電流制御回路(A
CR)、15は回生用変換器制御回路、16は同期信号
検出用変圧器、17は回生用変換器、18は電動機駆動
用変換器、19は電流検出器、20は負荷(交流機)、
21はパルスジェネレータ(PG)である。
(ASR)、3は速度演算回路、5は除算器、6はモー
ド判別回路、71.72は制限設定器、73は切換回路
、74はIJ ミッタ回路、11は磁化電流演算回路、
12は電流ベクトル演算回路、14は電流制御回路(A
CR)、15は回生用変換器制御回路、16は同期信号
検出用変圧器、17は回生用変換器、18は電動機駆動
用変換器、19は電流検出器、20は負荷(交流機)、
21はパルスジェネレータ(PG)である。
速度設定器1によって与えられた速度設定値は、電動機
20に直結したPG21の出力信号から速度演算回路3
によって演算して求められた速度実際値と突き合わされ
、この差をなくすように速度調節器2が動作する。速度
H節器2の出力は応答改善のための除算器5を経てトル
ク電流指令となり、リミッタ回路74により必要以上の
値とならないように制限されて、実際に使用されるトル
ク電流指令値IT”となって、電流ベクトル演算回路1
2へ入力される◇このとき、モード判別回路6は電動機
の速度実際値と速度調節器出力とから、駆動モードか制
動(回生)モードか硫別し、この結果によってリミッタ
回路74に与える制限値を切換回路74によって切換え
るようにする。制限設定器71は駆動モードにおけるト
ルク電流指令値の上限を与えるものであり、制限設定器
72 ′)は制動モードにおける制限値を与え
るもので、(71による設定値)> (72による設定
値)の如く、制動モードではトルク電流指令値の制限値
を駆動モードにおけるそれよりも小さな一定値に抑制す
る構成としている。一方、磁束演算回路4および磁化電
流演算回路11は速度に応じた磁化電流指令i♂をつく
る。電流ベクトル演算回路12では回転子位置検出回路
13の出力、すなわち回転子位置と!、および[M か
ら、固定子側に流すべき電流瞬時値の指令信号を演算に
より求めて出力する。電流制御回路14では、この指令
値と電流検出器19で検出した電流実間とを突き合わせ
、三相ブリッジインバータ構成の電動機駆動用変換器1
8を制御して位相、振幅共蔭令値に等しい電流を電動機
20に供給するようにしている。また、回生用変換器1
7は、同期信号検出用変圧器16によって回生電流を流
すべき相を選択し、直流中間回路電圧が所定値を超えた
ことを検出して回生運転が行なわれる。そして、直流中
間回路電圧が前述の所定値よりも低いもう1つの所定値
よりもさらに低下すると、回生運転を停止する。なお、
これら一連の動作は、回生用変換器制御回路15によっ
て制御される。
20に直結したPG21の出力信号から速度演算回路3
によって演算して求められた速度実際値と突き合わされ
、この差をなくすように速度調節器2が動作する。速度
H節器2の出力は応答改善のための除算器5を経てトル
ク電流指令となり、リミッタ回路74により必要以上の
値とならないように制限されて、実際に使用されるトル
ク電流指令値IT”となって、電流ベクトル演算回路1
2へ入力される◇このとき、モード判別回路6は電動機
の速度実際値と速度調節器出力とから、駆動モードか制
動(回生)モードか硫別し、この結果によってリミッタ
回路74に与える制限値を切換回路74によって切換え
るようにする。制限設定器71は駆動モードにおけるト
ルク電流指令値の上限を与えるものであり、制限設定器
72 ′)は制動モードにおける制限値を与え
るもので、(71による設定値)> (72による設定
値)の如く、制動モードではトルク電流指令値の制限値
を駆動モードにおけるそれよりも小さな一定値に抑制す
る構成としている。一方、磁束演算回路4および磁化電
流演算回路11は速度に応じた磁化電流指令i♂をつく
る。電流ベクトル演算回路12では回転子位置検出回路
13の出力、すなわち回転子位置と!、および[M か
ら、固定子側に流すべき電流瞬時値の指令信号を演算に
より求めて出力する。電流制御回路14では、この指令
値と電流検出器19で検出した電流実間とを突き合わせ
、三相ブリッジインバータ構成の電動機駆動用変換器1
8を制御して位相、振幅共蔭令値に等しい電流を電動機
20に供給するようにしている。また、回生用変換器1
7は、同期信号検出用変圧器16によって回生電流を流
すべき相を選択し、直流中間回路電圧が所定値を超えた
ことを検出して回生運転が行なわれる。そして、直流中
間回路電圧が前述の所定値よりも低いもう1つの所定値
よりもさらに低下すると、回生運転を停止する。なお、
これら一連の動作は、回生用変換器制御回路15によっ
て制御される。
以上のように、回生用変換器の能力は、装置仕様に従っ
て電動機からの回生電力の最大定格値に見合うように決
定される一方、電動機駆動用変換装置は、電動機の速度
制御を目的に電動機の発生トルクを制御するものである
が、かかる制御だけでは、あらゆる運転状轍おいて電動
機の発生トルクを必ずしもきちんと管理し得るものでは
ない。
て電動機からの回生電力の最大定格値に見合うように決
定される一方、電動機駆動用変換装置は、電動機の速度
制御を目的に電動機の発生トルクを制御するものである
が、かかる制御だけでは、あらゆる運転状轍おいて電動
機の発生トルクを必ずしもきちんと管理し得るものでは
ない。
従って、各運転状態によって、電動機からの回生電力の
最大値も異なる。電動機からの回生電力が回生用変換器
の回生能力を超えると、電源へ回生できなかった過剰電
力がインバータの直流中間回路の平滑コンデンサに蓄え
られ、中間回路電圧が上昇し、この結果過電圧を生じる
ことになる。これを避けるためには回生用変換器の容量
を増せばよいが、このようにするとコスト高となるため
、従来は上述の如く全ての運転状態における回生電力の
最大値を回生用変換器の能力の範囲内に制限する方法が
とられている。しかしながらこの方法では、運転東件に
よっては必要以上に回生電力を制限する場合が生じるこ
とになり、このため回生用変換器が有効利用されておら
ず、かつ制動トルクを制限していることから減速時間が
長くなるという問題があった。
最大値も異なる。電動機からの回生電力が回生用変換器
の回生能力を超えると、電源へ回生できなかった過剰電
力がインバータの直流中間回路の平滑コンデンサに蓄え
られ、中間回路電圧が上昇し、この結果過電圧を生じる
ことになる。これを避けるためには回生用変換器の容量
を増せばよいが、このようにするとコスト高となるため
、従来は上述の如く全ての運転状態における回生電力の
最大値を回生用変換器の能力の範囲内に制限する方法が
とられている。しかしながらこの方法では、運転東件に
よっては必要以上に回生電力を制限する場合が生じるこ
とになり、このため回生用変換器が有効利用されておら
ず、かつ制動トルクを制限していることから減速時間が
長くなるという問題があった。
〔問題点を解決するための手段および作用〕この発明は
、電動機からの回生電力が回生用変換器の能力を超える
と、インバータの直流中間回路電圧が上昇することに着
目してなされたもので、直流中間回路電圧を検出する検
出装置と回生電力制限制御回路を設け、検出された直流
中間回路電圧があらかじめ決めた値となるように、電動
機からの回生電力を制限制御するようにしたものである
。
、電動機からの回生電力が回生用変換器の能力を超える
と、インバータの直流中間回路電圧が上昇することに着
目してなされたもので、直流中間回路電圧を検出する検
出装置と回生電力制限制御回路を設け、検出された直流
中間回路電圧があらかじめ決めた値となるように、電動
機からの回生電力を制限制御するようにしたものである
。
第1図はこの発明の実施例を示す構成図である。
基本的な動作は第3図の場合と同様であり、第3図との
相違は制動モードにおけるトルク電流制限値が固定値で
はなく、制限電圧発生回路8によって与えられることで
ある。以下、主としてその相違点を説明する。
相違は制動モードにおけるトルク電流制限値が固定値で
はなく、制限電圧発生回路8によって与えられることで
ある。以下、主としてその相違点を説明する。
第1A図は制限電圧発生回路8の詳細を示したもので、
直流電圧設定器81を介して与えられる設定値と、中間
回路電圧実際値■の偏差がなくなるように電圧調節器8
2が動作する。s1節器82としては定常偏差をなくす
べく、例えばPI(比例積分)調節器が用いられるが、
この調節器は駆動モードでは使用しないため、調節器8
2の飽和をさける目的で、駆動モードにおいてはスイッ
チ83によって積分項をリセット状態にしている。
直流電圧設定器81を介して与えられる設定値と、中間
回路電圧実際値■の偏差がなくなるように電圧調節器8
2が動作する。s1節器82としては定常偏差をなくす
べく、例えばPI(比例積分)調節器が用いられるが、
この調節器は駆動モードでは使用しないため、調節器8
2の飽和をさける目的で、駆動モードにおいてはスイッ
チ83によって積分項をリセット状態にしている。
この状態で制動モードになると、調節器82の出力は零
からスタートすることになり、制動トルクは一度零にま
で低下してしまうことになる。これを防止し、かつ調節
器のi1i!iri範迄小さくして負担を軽減する目的
で下限電圧設定器84が設けられており、この設定器8
4の出力と調節器82の出力が加算されて制限値となる
。設定器84における設定電圧は、電動機からの回生電
力が回生用 ′:変換器の能力を超えない範囲
で任意に選択できる。
からスタートすることになり、制動トルクは一度零にま
で低下してしまうことになる。これを防止し、かつ調節
器のi1i!iri範迄小さくして負担を軽減する目的
で下限電圧設定器84が設けられており、この設定器8
4の出力と調節器82の出力が加算されて制限値となる
。設定器84における設定電圧は、電動機からの回生電
力が回生用 ′:変換器の能力を超えない範囲
で任意に選択できる。
85は上限電圧設定器であり、調節器82の出力が飽和
した場合でも電動機電流が最大定格値を超えないように
、トルク電流制限値の上限を定めている。なお、この設
定値は駆動モードにおけるトルク電流制限値に等しい。
した場合でも電動機電流が最大定格値を超えないように
、トルク電流制限値の上限を定めている。なお、この設
定値は駆動モードにおけるトルク電流制限値に等しい。
また、直流電圧設定値をこ\では固定値としているが、
これを例えば電源電圧に依存させて変化させることも可
能であり、こうすることによって回生用変換器をさらに
小形化することが可能となるばかりでなく、制御がし易
くなるという利点が得られる。
これを例えば電源電圧に依存させて変化させることも可
能であり、こうすることによって回生用変換器をさらに
小形化することが可能となるばかりでなく、制御がし易
くなるという利点が得られる。
第2図はこの発明の別の実施例を示すもので、第1図と
の相違は制限電圧発生回路8の出力を乗算器9を用いて
トルク電流指令値に反映させている点であり、その他の
構成、動作は第1図と同様である。つまり、制限電圧発
生回路8の出力に対し乗算器9にて所定の係数を乗じる
ことにより、制動時の制限値を得るようにしたものであ
る。
の相違は制限電圧発生回路8の出力を乗算器9を用いて
トルク電流指令値に反映させている点であり、その他の
構成、動作は第1図と同様である。つまり、制限電圧発
生回路8の出力に対し乗算器9にて所定の係数を乗じる
ことにより、制動時の制限値を得るようにしたものであ
る。
この発明によれば、直流中間回路電圧を検出し、これが
所定の値になるように電動機からの回生電力を制限制御
する構成としたことから、回生用変換器の能力に応じて
自動的に電動機からの回生電力が制御されるだけでなく
、中間回路の過電圧が防止されるため、回生用変換器が
有効に利用でき、結果として減速時間が短縮できる利点
がもたらされる。
所定の値になるように電動機からの回生電力を制限制御
する構成としたことから、回生用変換器の能力に応じて
自動的に電動機からの回生電力が制御されるだけでなく
、中間回路の過電圧が防止されるため、回生用変換器が
有効に利用でき、結果として減速時間が短縮できる利点
がもたらされる。
第1図・はこの発明の実施例を示す構成図、第1A図は
制御電圧発生回路の具体例を示す回路図、第2図はこの
発明の他の実施例を示す構成図、第3図は回生用変換器
を備えた交流機駆動用インバータの従来例を示す構成図
である。 符号説明 1・・・・・・速度設定器、2・・曲速度調節器(AS
R)、3・・・・・・速度演算回路、4・・曲磁束演算
回路、5゜9・・・・・・除算器、6・・曲モード判別
回路、71.72・・・・・・制限設定器、73・・・
・・・切換回路、74・・曲IJ ミッタ回路、8・・
四制限電圧発生回路、11・・・・・・磁化電流演算回
路、12・・開電流ベクトル演算器、13・・・・・・
回転子位置検出回路、14・曲・電流制御回路(ACR
)、15・・曲回生用変換器制復回路、16・・・・・
・同期信号検出用変圧器、17・・・・・・回生用変換
器、18・・・・・・電動機駆動用変換器、19・・・
・・・電流検出器、20・・・・・・負荷(交流機)、
21・・・・・・パルスジェネレータ(PG)、81・
・・・・・直流電圧設定器、82・・・・・・電圧調節
器(AV几)、83・・・・・・スイッチ、84・・・
・・・下限電圧設定器、85・・・・・・上限電圧設定
器。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 qつ
制御電圧発生回路の具体例を示す回路図、第2図はこの
発明の他の実施例を示す構成図、第3図は回生用変換器
を備えた交流機駆動用インバータの従来例を示す構成図
である。 符号説明 1・・・・・・速度設定器、2・・曲速度調節器(AS
R)、3・・・・・・速度演算回路、4・・曲磁束演算
回路、5゜9・・・・・・除算器、6・・曲モード判別
回路、71.72・・・・・・制限設定器、73・・・
・・・切換回路、74・・曲IJ ミッタ回路、8・・
四制限電圧発生回路、11・・・・・・磁化電流演算回
路、12・・開電流ベクトル演算器、13・・・・・・
回転子位置検出回路、14・曲・電流制御回路(ACR
)、15・・曲回生用変換器制復回路、16・・・・・
・同期信号検出用変圧器、17・・・・・・回生用変換
器、18・・・・・・電動機駆動用変換器、19・・・
・・・電流検出器、20・・・・・・負荷(交流機)、
21・・・・・・パルスジェネレータ(PG)、81・
・・・・・直流電圧設定器、82・・・・・・電圧調節
器(AV几)、83・・・・・・スイッチ、84・・・
・・・下限電圧設定器、85・・・・・・上限電圧設定
器。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 qつ
Claims (1)
- 交流電動機を駆動する電圧形インバータの電源側に回生
用変換器を設け該変換器を介して交流電動機に発生する
電力を回生する電圧形インバータにおける電力回生方式
において、該インバータの直流中間回路電圧を検出する
検出手段と、該検出電圧を所定値となるように制御する
制御手段とを設け、制動時には該制御手段により直流中
間回路電圧が所定値となるように回生電力を制御するこ
とを特徴とする電圧形インバータにおける電力回生方式
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22788184A JPS61109478A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 電圧形インバ−タにおける電力回生方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22788184A JPS61109478A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 電圧形インバ−タにおける電力回生方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61109478A true JPS61109478A (ja) | 1986-05-27 |
Family
ID=16867801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22788184A Pending JPS61109478A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 電圧形インバ−タにおける電力回生方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61109478A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009009017A1 (en) * | 2007-07-05 | 2009-01-15 | Siemens Energy & Automation, Inc. | System and method for limiting input voltage to a power delivery system having regeneration capability |
-
1984
- 1984-10-31 JP JP22788184A patent/JPS61109478A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009009017A1 (en) * | 2007-07-05 | 2009-01-15 | Siemens Energy & Automation, Inc. | System and method for limiting input voltage to a power delivery system having regeneration capability |
CN101849346A (zh) * | 2007-07-05 | 2010-09-29 | 西门子工业公司 | 限制到有再生能力的功率输送系统的输入电压的系统和方法 |
JP2010532654A (ja) * | 2007-07-05 | 2010-10-07 | シーメンス インダストリー インコーポレイテッド | 回生能力を備えた電力供給装置に対する入力電圧を制限するためのシステム及び方法 |
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