JPS61157291A - 無整流子電動機の電流裁断運転方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は無整流子電動機の電流裁断運転方法に関するも
のである。

一般に直流自然転流形の無整流子電動機では、その始動
時の如き低速運転時においては、電動機の逆起電圧が発
生していないか、発生していても極（僅かであるため、
電動機側変換器（インバータ部）を構成するザイリスタ
の転流を達成するのに必要な転流電圧が、前記逆起電圧
からは得られない。そこで、始動時の如き低速運転時に
は、電動機の回転につれて電動機側変換器（インバータ
部）に転流指令がきたとき、電源側変換器（順変換器）
の導通位相角を制御して電源電流を一旦、零にして、電
動機側変換器を構成するザイリスタの転流を達成し、以
下、これを繰り返す。

このときの無整流子電動機の運転を電流裁断運転（電流
断続運転、電流断続始動法などと云うこともある）と云
い、一般に良く知られた運転方法であるが、本発明は、
かかる無整流子電動機の電流裁断運転方法に関するもの
である。

〔従来の技術〕

第４図は無整流子電動機の速度制御系を含めた一般的な
運転方式を示すブロック図である。

同図において、１は電源側変換器（順変換器）、２は電
動機側変換器（インバータ部）、６は直流リアクトル、
４は同期電動機、５は回転子の位置検出器、６はタコジ
ェネレータ（回転速度検出器）、７は制御装置、８は整
流器、９はＡＣＣＴ　（交流の電流変成器）、である。

また制御装置７において、７１は速度調節器、７２は電
流調節器、７３は点弧角調整器、７４は点弧パルス分配
器、７５は速度コンパレータ、７６は電流裁断ロジック
、である。

次に回路動作を説明する。

制御装置７においては、同期電動機４の軸に取り付けら
れた回転子位置検出器５からの位置検出信号ｆにより磁
極位置を求め、点弧パルス分配器７４によって電動機側
変換器２に対する点弧パルス分配を行なうと共に、タコ
ジェネレータ６からの速度検出値ａを速度調節器７１に
取り込み速度制御を行なう。

すなわち、速度調節器７１では、予め設定されている速
度指令値を速度検出１ｉｆａと比較し、その差が解消す
る方向で電流指令値Ｃを出力する。電流調節器７２では
、電源側変換器１の入力電流検出用としてＡＣＣＴ９を
用いることにより検出した電流を整流器８で整流した後
、電流検出値すとして取り込み、電流指令値Ｃと比較し
、その差が解消する方向で点弧角指令ｌｉｄを出力して
点弧角調整器７６を制御して、電源側変換器１の点弧パ
ルスの点弧角を調節して電動機４の速度制御を行ってい
る。

所で電動機側変換器２が電動様逆起電圧で転流できる高
速度域においては、電源相電流ＩＵｐＩ’Ｖ’ｐＩｗは
第５図に示すように、各相とも■側、ｅ側の極性を交互
に繰り返しながら通流を繰り返えしている。電動機の低
速度域においては、すでに述べたように、電動機側変換
器２は電動機逆起電圧による転流ができないため、一旦
、電動機側変換器２における電流を零として該変換器２
における通流アームを更新した後、電流を再通流して転
流を行なう電流裁断運転が行なわれる。

すなわち、制御装置７において、速度コンパレータ７５
が、タコジェネレータ６からの速度検出値ａを予め設定
された基準速度呟と比較することにより、電動機４が低
速度域にあることを検出すると電流裁断指令ｅを出力す
る。電流裁断ロジック７６は、指令ｅを受けた後は、点
弧パルス分配器７４から転流検出信号ｇを受ける毎に、
パルスシフト信号１１を点弧角調整器７３へ送って、電
源側変換器１０制御角を制御して電源相電流を零にして
電流裁断運転を行なう。

この時、リアクトル３を流れる直流中間電流Ｉｄの波形
は第６図に示すよ５になる。この場合、電流零のタイミ
ングがどの相のどの極性の電流位相で起こるかが問題で
ある。第７図に電流裁断運転時の電源相電流波形例を示
す。

同図において斜線部分が通流した電流パルス。

斜線のない電流パルスが、転流のために電流零としたタ
イミングでの通流しなかった電流パルスを示している。

電流工。に着目してみると、○側型流パルス（イ）の通
流後、■側（ロ）が流れずに再びｅ側室流パルス（ハ）
が通流している。電流ＩＵの検出用ＡＣＣＴ９にとって
は、Ｏ側型流が（イ）、（ハ）と続いて流れたことにな
り、その鉄心の磁化状態がＯ側に偏磁することになる。

今、電動機周波数ｆｉが電源周波数ｆ。に対してｆｉ−
ｆｏ／１２．またはｆＣ／２４の関係にあるなど、同期
した周波数関係にある場合、第７図に示したような、一
方の極性に偏した電流パルスが繰り返され、ＡＣＣＴ９
の鉄心は飽和することになり、電源電流の正しい検出は
期待できないことになる。

従来の無整流子電動機の運転方式においては、電流裁断
運転時において特に上述のようなことを考慮した運転を
行なっていないため、電流検出用ＡＣＣＴ９としては、
多少の偏磁があっても鉄心が飽和しないように１過電流
定数として大きなものをもったＡＣＣＴを準備しなけれ
ばならず、コスト高を招（という欠点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで本発明においては、無整流子電動機の電流裁断運
転時において、ＡＣＣＴに偏磁を発生さ−に− せないようにすること、を解決すべき問題点としている
。

従って本発明は、上述のことを可能にする無整流子電動
機の電流裁断運転方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段および作用〕上記目的を
達成するため、本発明では、無整流子電動機の電流裁断
運転時において、電流零期間の直前における電源側変換
器の入力電流パルスの極性を記憶しておき、その記憶し
た極性を基にして、電流零期間終了に際して通流を再開
すべき電流パルスの極性を、同じ極性が繰り返さないよ
うに決め、従って電流検出用ＡＣＣＴに対して同じ極性
の電流パルスが続いて与えられないようにしている。

〔実施例〕

次に図を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施に必要な回路構成の要部を示す回
路図である。同図において、７７は点弧パターン記憶回
路、ｉは点弧パターン情報を示し、他の符号については
第４図におけるのと同じ符号は同じものを示す。

すなわち、本発明を実施する際の回路構成は、第４図に
おいて、その制御装置７に点弧パターン記憶回路７７を
付加したものに相当する。

なお制御装置７はマイコンを使ったディジタル演算装置
で構成されており、第２図にこのマイコンにて実行され
る本発明による運転方法のフローチャートを示す。この
フローチャートは、マイコンにて実行される機能のうち
、本発明に関係する電源側変換器１の制御について示し
だものである。

以下、第２図のほか、第１図、第４図を併せ参照して動
作の流れを説明する。まず、電動機側変換器２の転流時
点かどうかを位置検出信号ｆによりチェックする（ステ
ップ■）。電動機転流においては常にＮＯ（即ち転流の
為のパルスシフトは行なわない）である。又、電流裁断
運転域におい、６゜□□ゆゎ９１、。４６゜　　　　　
１ステツプ■においてＮｏの場谷、電源側変換器１の転
流時点で点弧パルスを分配器７４から出力しくステップ
■）、電流調節演算（ステップ■）を行ない、その結果
により決まる点弧角指令値α”とステップ■にて出力し
九点弧角αとから次の点弧パルス出力位相までの点弧パ
ルス間隔Δαを演算しくステップ■）、Δαを図示せざ
るタイマーにセットしてタイムアツプする時点、即ち次
の点弧パルス出力時点を待つ。

電流裁断運転域において電動機側変換器２の転流時点で
は、ステップ■において電流裁断ロジック７６によりパ
ルスシフトと判断して現在通流しているアームを記憶し
くステップ■）、最大点弧角αｍａｘで点弧パルスを出
力しくステップ■）、電流ｉ（１が零になったかと５か
を判断する（ステップ■）。

電流ｉ（１が零でない時はステップ■、■と電流が零に
なるまで繰り返えす。電流裁断ロジック７６は、電流検
出値すによって電流１ｄ−０を確認した後、ステップ■
で記憶した通流アームより次回パルスシフトが解除され
、再度電流ｉ（１を流す時に、どのアームから流しはじ
めるかを決定する一９＝ （ステップ■）。これはステップ■で記憶したアームと
次に流すアームとの関係を点弧パターン記憶回路７７に
おいてテーブルにしておけば簡単に決めることができる
。

次に、電源側変換器１が通流を行なってよいか、即ちパ
ルスシフトが解除されたかをチェックしくステップ■）
、パルスシフトが解除されるまで待つ。パルスシフトが
解除されたならばステップ■で決めた通流アームに対す
る点弧角指令値に対応する位相に達するまでの時間Δα
を演算しくステップ［相］）、Δαを図示せざるタイマ
ーにセットし、タイムアツプを待つ（ステップ０）。こ
のタイムアツプにてステップ■で点弧パルスが出力され
る。

以下、とれらの機能が繰り返えされる。

第６図に本発明による運転方法を用いた場合の電源相電
流波形例を示す。同図において、Ｕ相に着目すると、Ｏ
側電流パルス（ト）の通流の後、電流裁断のため電流１
ｄ−０とするため■側電流パルス（チ）が流れない。こ
のため再通流時には■側電流パルス（す）から通流する
ように電源側変換器１における通流アームを決めるため
、電流検出用ＡＣＣＴ９にとっては常に■側、θ側電流
パルスが交互に繰り返して通流することになる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、無整流子電動機の電流裁断運転にお
いて電動機側変換器の転流のために電流を一旦零にする
時に電源側変換器における通流アームを記憶しておき、
再通流時にはこの記憶した通流アームを基にして、電源
側電流検出用ＡＣＣＴに対して同じ極性の電流が流れな
いように、どのアームから通流すればよいかを決めるよ
うにしたため、ＡＣＣＴの磁化状態の飽和を防ぐことが
でき、従来方式に比べて過電流定数の小さなＡＣＣＴを
使うことができ、コスト高を防止できるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に必要な回路構成の要部を示す回
路図、第２図は本発明による運転方法を示すフローチャ
ート、第６図は本発明による運転方法を用いた場合の電
源相電流波形例を示す波形図、第４図は無整流子電動機
の速度制御系を含めた一般的な運転方式を示すブロック
図、第５図は電流裁断運転時でない正常運転時における
電源相電流を示す波形図、第６図は電流裁断運転時にお
ける電流の断続状態を示す波形図、第７図は電流裁断運
転時における電源相電流波形例を示す波形図、である。 符号説明 １・・・・・・電源側変換器、２・・・・・・電動機側
変換器、６・・・・・・直流リアクトル、４・・・・・
・同期電動機、５・・・・・・回転子位置検出器、６・
・・・・・タコジェネレータ、７・・・・・・制御装置
、８・・・・・・整流器、９・・・・・・ＡＣＣＴ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）無整流子電動機において、その電動機側変換器の転
   流時点を検出し、検出された該時点においては、電源側
   変換器の制御角を制御して電源電流を零にするようにし
   た電流裁断運転時において、前記電源電流の零期間をは
   さむその前後の期間にわたり、電源電流の極性が、正も
   しくは負の何れか一方に偏しないように、前記零期間の
   直前における電源側変換器の通流アームを記憶しておい
   て前記零期間の終了時において通流さすべきアームを決
   定するようにしたことを特徴とする無整流子電動機の電
   流裁断運転方法。