JPS6137876B2 - - Google Patents
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- JPS6137876B2 JPS6137876B2 JP55129277A JP12927780A JPS6137876B2 JP S6137876 B2 JPS6137876 B2 JP S6137876B2 JP 55129277 A JP55129277 A JP 55129277A JP 12927780 A JP12927780 A JP 12927780A JP S6137876 B2 JPS6137876 B2 JP S6137876B2
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- power factor
- synchronous motor
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- UGODCLHJOJPPHP-AZGWGOJFSA-J tetralithium;[(2r,3s,4r,5r)-5-(6-aminopurin-9-yl)-4-hydroxy-2-[[oxido(sulfonatooxy)phosphoryl]oxymethyl]oxolan-3-yl] phosphate;hydrate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[Li+].O.C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP([O-])(=O)OS([O-])(=O)=O)[C@@H](OP([O-])([O-])=O)[C@H]1O UGODCLHJOJPPHP-AZGWGOJFSA-J 0.000 description 2
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- 101150105073 SCR1 gene Proteins 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は同期電動機の制御装置に関する。
同期電動機は界磁電流を制御することによつ
て、その力率を任意に制御できることから、比較
的負荷或いは速度の安定しているもの、例えばキ
ルン・ブロワ等の駆動のために広く使用される。
この種の負荷を同期電動機で運転する理由の一つ
は力率を所望値に制御し、他の負荷も含めた全体
の力率を向上させることにある。それ故、同期電
動機の制御装置としては、同期電動機の力率変化
を速やかに検出し、適切な界磁電流制御信号を供
給するものであることが必要である。
て、その力率を任意に制御できることから、比較
的負荷或いは速度の安定しているもの、例えばキ
ルン・ブロワ等の駆動のために広く使用される。
この種の負荷を同期電動機で運転する理由の一つ
は力率を所望値に制御し、他の負荷も含めた全体
の力率を向上させることにある。それ故、同期電
動機の制御装置としては、同期電動機の力率変化
を速やかに検出し、適切な界磁電流制御信号を供
給するものであることが必要である。
従来、この力率検出は例えば特公昭43−2488号
公報に記載されているように、同期電動機の所定
の電圧、電流の位相関係を比較し、所定の位相関
係、例えばともに正極性にある期間継続するパル
ス信号を得て、力率信号とすることによつて行な
われている。従つて、同期電動機の電源の１サイ
クル（又は半サイクル）に１回パルス信号として
力率を代表する信号が得られるに過ぎない。
公報に記載されているように、同期電動機の所定
の電圧、電流の位相関係を比較し、所定の位相関
係、例えばともに正極性にある期間継続するパル
ス信号を得て、力率信号とすることによつて行な
われている。従つて、同期電動機の電源の１サイ
クル（又は半サイクル）に１回パルス信号として
力率を代表する信号が得られるに過ぎない。
制御装置はこのパルス信号を平滑回路により平
均化して力率信号として使用する。従来の制御装
置はこの平滑回路の時定数を大きくしなければな
らず応答遅れが大きく、力率変化に対して充分に
満足できる制御機能を持つものではなかつた。
均化して力率信号として使用する。従来の制御装
置はこの平滑回路の時定数を大きくしなければな
らず応答遅れが大きく、力率変化に対して充分に
満足できる制御機能を持つものではなかつた。
この発明の目的の一つは、従つて、従来の上述
の欠点を改善することのできる同期電動機の制御
装置を提供することである。
の欠点を改善することのできる同期電動機の制御
装置を提供することである。
本発明の他の目的の一つは電源の１サイクルの
全期間にわたつて力率を代表する信号が出力され
る力率検出装置を持つた同期電動機の制御装置を
提供することである。
全期間にわたつて力率を代表する信号が出力され
る力率検出装置を持つた同期電動機の制御装置を
提供することである。
本発明は同期電動機の電圧又は電流のいずれか
一つを基準として、他の一つの信号を連続的に導
出して力率を代表する信号として界磁電流を制御
するとと共に力率変化の過渡状態において力率変
化に伴う界磁電流の修正を制限するようにするこ
とを特徴とする。
一つを基準として、他の一つの信号を連続的に導
出して力率を代表する信号として界磁電流を制御
するとと共に力率変化の過渡状態において力率変
化に伴う界磁電流の修正を制限するようにするこ
とを特徴とする。
本発明の他の目的、特徴は以下の図面を参照し
た具体的な説明によつて、より明確にされる。
た具体的な説明によつて、より明確にされる。
第１図Ａ−Ｃに本発明の一実施例を示す。
図においてSYMは同期電動機の電機子巻線を
示し、図示しない適当な３相交流電源に接続され
る。EXWは前記同期電動機の界磁巻線を示し、
この巻線に流す界磁電流を制御して力率を制御す
ることができる。SCR1〜SCR6は夫々サイリスタ
でグレーツ接続された励磁回路EXCを構成し、
その直流出力端は界磁巻線に、交流入力端は適当
な３相交流電源（各相をｘ、ｙ、ｚとして示す）
に接続される。界磁電流の制御は、これらのサイ
リスタの点弧角を制御して行なわれる。APPSは
自動パルス位相制御回路で励磁回路EXCに加え
られる交流電源電圧を基準位相とし、後述する制
御信号Ｅcに対応した点弧角の点弧信号をサイリ
スタSCR1〜SCR6に加える。RECは整流回路で励
磁回路EXCに加えられる交流電源によつて励磁
回路EXCに流れる電流（界磁電流）を検出する
変流器CT1，CT2の出力を入力とし、この回路
RECの出力は後述するように界磁電流の帰還信
号として使用される。
示し、図示しない適当な３相交流電源に接続され
る。EXWは前記同期電動機の界磁巻線を示し、
この巻線に流す界磁電流を制御して力率を制御す
ることができる。SCR1〜SCR6は夫々サイリスタ
でグレーツ接続された励磁回路EXCを構成し、
その直流出力端は界磁巻線に、交流入力端は適当
な３相交流電源（各相をｘ、ｙ、ｚとして示す）
に接続される。界磁電流の制御は、これらのサイ
リスタの点弧角を制御して行なわれる。APPSは
自動パルス位相制御回路で励磁回路EXCに加え
られる交流電源電圧を基準位相とし、後述する制
御信号Ｅcに対応した点弧角の点弧信号をサイリ
スタSCR1〜SCR6に加える。RECは整流回路で励
磁回路EXCに加えられる交流電源によつて励磁
回路EXCに流れる電流（界磁電流）を検出する
変流器CT1，CT2の出力を入力とし、この回路
RECの出力は後述するように界磁電流の帰還信
号として使用される。
PT1，PT2は夫々電圧変成器で、同期電動機の
電機子巻線SYMに加えられる交流電圧のａ−ｂ
相の線間電圧Ｖ〓ab、ｂ−ｃ相の線間電圧Ｖ〓bcがそ
の一次巻線に加えられる。夫々の電圧変成器
PT1，ST2の二次巻線は直列に接続されＶ〓ab＋Ｖ〓b
ｃ＝Ｖ〓acを出力する。CT3は変流器で同期電動機の
電機子巻線SYMに交流電源のｂ相から流入する
ｂ相電流Ｉ〓bを検出する。
電機子巻線SYMに加えられる交流電圧のａ−ｂ
相の線間電圧Ｖ〓ab、ｂ−ｃ相の線間電圧Ｖ〓bcがそ
の一次巻線に加えられる。夫々の電圧変成器
PT1，ST2の二次巻線は直列に接続されＶ〓ab＋Ｖ〓b
ｃ＝Ｖ〓acを出力する。CT3は変流器で同期電動機の
電機子巻線SYMに交流電源のｂ相から流入する
ｂ相電流Ｉ〓bを検出する。
第２図はこれらの電圧、電流の位相関係を説明
するベクトル図である。Ｖ〓a，Ｖ〓b及びＶ〓cは夫夫
３相交流電源の相電圧、Ｖ〓ab，Ｖ〓bcはａ−ｂ相、
ｂ−ｃ相の線間電圧、Ｖ〓acはａ−ｃ相の線間電圧
でありＶ〓ab，Ｖ〓bcのベクトル和電圧として導出さ
れる。Ｖ〓a，Ｖ〓b及びＶ〓cは夫々ａ、ｂ、ｃ各相の
電流である。θは相電圧、相電流の位相差であ
り、同期電動機の力率はcosθであらわされる。
力率１のときは線間電圧Ｖ〓acは相電流Ｉ〓bと90゜
位相を異にし、Ｖ〓acが進み位相である。進み力率
になるとこの位相差は小さくなり、遅れ力率では
大きくなる。
するベクトル図である。Ｖ〓a，Ｖ〓b及びＶ〓cは夫夫
３相交流電源の相電圧、Ｖ〓ab，Ｖ〓bcはａ−ｂ相、
ｂ−ｃ相の線間電圧、Ｖ〓acはａ−ｃ相の線間電圧
でありＶ〓ab，Ｖ〓bcのベクトル和電圧として導出さ
れる。Ｖ〓a，Ｖ〓b及びＶ〓cは夫々ａ、ｂ、ｃ各相の
電流である。θは相電圧、相電流の位相差であ
り、同期電動機の力率はcosθであらわされる。
力率１のときは線間電圧Ｖ〓acは相電流Ｉ〓bと90゜
位相を異にし、Ｖ〓acが進み位相である。進み力率
になるとこの位相差は小さくなり、遅れ力率では
大きくなる。
再び第１図において、R1，R2は電流制限抵抗
である。ZD1，ZD2，ZD3およびZD4はゼナーダイ
オードであり、図に示すように、互に逆向きに直
列に接続された２個のゼナーダイオードが直列に
接続されるとともに、電流制限抵抗R1，R2に直
列に接続される。Ｐ，CB及びＮは補助直流電源
母線であり、Ｐは所定の正電位、CBはアース電
位そしてＮは所定の負電位に保たれている。ゼナ
ーダイオードZD1−ZD4の直列回路の中点は母線
CBに接続される。従つて、ゼナーダイオード
ZD1〜ZD4の直列回路の両端には交流電圧Ｖ〓acの
正、負の半波の期間に、夫夫、所定の大きさで、
アース電位に対し極性を逆にする電圧e1，e2があ
らわれる。R3，R4は電流−電圧変換抵抗であ
り、その両端に相電流Ｉ〓bの大きさに対応した電
圧があらわれる。ZD5，ZD6，ZD7およびZD8は
夫々ゼナーダイオードで、ZD5，ZD6が同方向に
直列接続され抵抗R3に並列に接続される。ま
た、ZD7，ZD8が夫々同方向に直列接続され抵抗
R4に並列に接続される。ZD5，ZD6の直列回路と
ZD7，ZD8の直列回路は夫々互いに逆向きになる
ようになされるとともに、その接続点は母線CB
に接続される。従つて、夫々の直列回路の両端に
は交流電流の正、負の半波の期間に夫夫所定の大
きさでアース電位に対し極性を逆にする電圧e3，
e4があわわれる。SWはスイツチ回路であり、抵
抗R5と開閉素子FET1（例えば電界効果トランジ
スタ）の直列回路および同様にR6，FET2の直列
回路を備える。抵抗R5，R6の他端は夫々ゼナー
ダイオードZD1，ZD4と抵抗R1，R2との接続点に
接続される。開閉素子FET1，FET2の制御端子
は夫々ゼナーダイオードZ5，Z8の一端に接続され
る。従つて、開閉素子FET1はその制御端子の電
圧e3がアース電位に対しわずかに負にある期間に
電圧e1を通過させ電圧e5を出力する。同様に、開
閉素子FET2はその制御端子の電圧e4がアース電
位に対しわずかに負にある期間に電圧e2を通過さ
せ電圧e6を出力する。夫々の開閉素子FET1，
FET2は、その制御端子が負電位でON状態とな
つているときは、他の開閉素子が制御端子に正の
大きな電圧を受けOFF状態となるようにされて
いる。ADDは加算回路であり、演算増巾器OA1
と帰還抵抗R7とより構成される。ZAJは零点調整
回路であり、直列に接続された３個の抵抗R8，
R9およびR10と抵抗R11とから構成される。この
直列回路の両端は正電位母線Ｐ、負電位母線Ｎに
接続される。抵抗R11の一端は抵抗R9の可変位置
端子Ｒ9Xに接続され、他端は演算増巾器OA1の入
力端子に接続される。演算増巾器OA1の入力端子
には開閉素子FET1，FET2の出力端も接続され
る。従つて、加算回路ADDの出力端子には電圧
e5，e6および端子Ｒ9Xの電圧の和e7が得られる。
ここで、抵抗R5，R6，R7およびR11は等しい値に
選ばれる。
である。ZD1，ZD2，ZD3およびZD4はゼナーダイ
オードであり、図に示すように、互に逆向きに直
列に接続された２個のゼナーダイオードが直列に
接続されるとともに、電流制限抵抗R1，R2に直
列に接続される。Ｐ，CB及びＮは補助直流電源
母線であり、Ｐは所定の正電位、CBはアース電
位そしてＮは所定の負電位に保たれている。ゼナ
ーダイオードZD1−ZD4の直列回路の中点は母線
CBに接続される。従つて、ゼナーダイオード
ZD1〜ZD4の直列回路の両端には交流電圧Ｖ〓acの
正、負の半波の期間に、夫夫、所定の大きさで、
アース電位に対し極性を逆にする電圧e1，e2があ
らわれる。R3，R4は電流−電圧変換抵抗であ
り、その両端に相電流Ｉ〓bの大きさに対応した電
圧があらわれる。ZD5，ZD6，ZD7およびZD8は
夫々ゼナーダイオードで、ZD5，ZD6が同方向に
直列接続され抵抗R3に並列に接続される。ま
た、ZD7，ZD8が夫々同方向に直列接続され抵抗
R4に並列に接続される。ZD5，ZD6の直列回路と
ZD7，ZD8の直列回路は夫々互いに逆向きになる
ようになされるとともに、その接続点は母線CB
に接続される。従つて、夫々の直列回路の両端に
は交流電流の正、負の半波の期間に夫夫所定の大
きさでアース電位に対し極性を逆にする電圧e3，
e4があわわれる。SWはスイツチ回路であり、抵
抗R5と開閉素子FET1（例えば電界効果トランジ
スタ）の直列回路および同様にR6，FET2の直列
回路を備える。抵抗R5，R6の他端は夫々ゼナー
ダイオードZD1，ZD4と抵抗R1，R2との接続点に
接続される。開閉素子FET1，FET2の制御端子
は夫々ゼナーダイオードZ5，Z8の一端に接続され
る。従つて、開閉素子FET1はその制御端子の電
圧e3がアース電位に対しわずかに負にある期間に
電圧e1を通過させ電圧e5を出力する。同様に、開
閉素子FET2はその制御端子の電圧e4がアース電
位に対しわずかに負にある期間に電圧e2を通過さ
せ電圧e6を出力する。夫々の開閉素子FET1，
FET2は、その制御端子が負電位でON状態とな
つているときは、他の開閉素子が制御端子に正の
大きな電圧を受けOFF状態となるようにされて
いる。ADDは加算回路であり、演算増巾器OA1
と帰還抵抗R7とより構成される。ZAJは零点調整
回路であり、直列に接続された３個の抵抗R8，
R9およびR10と抵抗R11とから構成される。この
直列回路の両端は正電位母線Ｐ、負電位母線Ｎに
接続される。抵抗R11の一端は抵抗R9の可変位置
端子Ｒ9Xに接続され、他端は演算増巾器OA1の入
力端子に接続される。演算増巾器OA1の入力端子
には開閉素子FET1，FET2の出力端も接続され
る。従つて、加算回路ADDの出力端子には電圧
e5，e6および端子Ｒ9Xの電圧の和e7が得られる。
ここで、抵抗R5，R6，R7およびR11は等しい値に
選ばれる。
第４図Ａの波形図（横軸に時間、縦軸に電圧の
大きさを示す。）を参照して明らかなように、力
率１で即ちθ＝０のときは電圧e1とe3とは交流電
源の位相にしてちようど90゜ずれており、これは
電圧e2とe4との間でも同様であるから、電圧e5，
e6は正、負が対称にあらわれる。従つて、これを
加算した電圧e7も正、負に対称で電圧e1（又は
e2）の２倍の周波数の矩形波の電圧として得られ
る。零点調整回路ZAJは、この場合にゼナーダイ
オードZD1〜ZD4の特性或は抵抗値のバラツキの
ため電圧e5又はe6の正、負の電位の大きさが等し
くないとき、その誤差分を端子Ｒ9Xの位置を調整
して修正するためのものである。FILはいわゆ
る、アクテイブフイルタであり、抵抗R12，R13お
よびR14、コンデンサC1，C2および演算増巾器
OA2から構成される周知の回路である。フイルタ
FILの入力電圧e7は平滑され、出力e8とされる。
第４図Ａに電圧e8を示すように、力率１で同期電
動機が運転されているときは電圧e7が正、負に対
称にあわわれるから霊となる。第４図Ｂ，Ｃは
夫々遅れ力率、進み力率にある場合の各部の波形
図を示す。遅れ力率にあるときは電圧e5，e6はい
ずれも正である期間の方が長いから、夫々を加え
た電圧e7も正である期間の方が長い矩形波のくり
返しとなり、第４図Ｂに電圧e8として示すよう
に、正の電圧が得られる。進み力率にあるとき
は、逆に電圧e5，e6が負である期間の方が長くな
るから、夫々を加えた電圧e7も負である期間の方
が長い矩形波のくり返しとなり、電圧e8として負
の電圧が得られる。即ち、電圧e8は同期電動機の
力率に応じて大きさと極性を異にする力率を代表
した信号として使用できるものとなる。REF1は
力率目標値設定回路で、正、負の補助直流電源母
線Ｐ，Ｎ間に抵抗R21，R22およびR23が直列に接
続される。Ｒ22Xは抵抗R22の可変位置端子であ
る。PI1は可飽和比例積分演算回路であり、抵抗
R24，R25，R26およびR27、ゼナーダイオード
ZD11，ZD12、コンデンサC5および演算増巾器
OA5が図示のように接続される。抵抗R24，R25の
一端は、夫々フイルタFILの出力端子、抵抗R22
の可変位置端子Ｒ22Xに接続される。ここでは
夫々の抵抗値は等しく設定される。この回路PI1
は演算増巾器OA5の入力電圧e10（電圧e10はフイ
ルタFILの出力電圧e8と抵抗R22の可変位置端子
Ｒ22Xの電圧e9との和電圧）と出力電圧e11との関
係が第３図のようになる。ここで出力電圧の下限
値e110は抵抗R27の可変位置端子Ｒ27Xの電圧によ
つて決定される。即ち、可飽和比例積分演算回路
PI1は同期電動機が力率目標値設定回路REF1で設
定された力率で運転されているときは出力電圧
e11が実質的に零であり、力率が一定の範囲内で
変化するとき零から下限値e110の範囲内の電圧e11
を出力する。可飽和比例積分回路PI1は力率目標
設定回路REF1の設定電圧e9を基準値とし、実際
の運転力率検出値e8を帰還値として比例積分演算
する。設定電圧e9は力率１のとき零電圧、進み力
率のとき正電圧および遅れ力率のとき負電圧で設
定される。一方、力率検出値e8は第４図Ａ，Ｂ，
Ｃに示す如く進み力率および遅れ力率の極性が設
定電圧e9と逆極性となる。電圧e10は基準値e9と検
出値e8の差であり、この電圧e10を比例積分回路
PI1で演算増幅し同期電動機の界磁電流の電流制
御信号e11として出力している。また、可飽和比
例積分回路PI1は電圧e10の変化に対する電圧e11の
変化を制限している。具体的にはゼナーダイオー
ドZD12で力率の遅れ側を制限し、ゼナーダイオ
ードZD11と抵抗R27で力率の進み側を制限してい
る。このように電圧e11の変化範囲を制限するこ
とにより界磁電流が小さくなりすぎることによる
脱調を防止できる。また、遅れ側あるいは進み側
になりすぎて無効電流が増加することによる電機
子電流が大きくなり過負荷状態となるのを防止で
きる。FEF2は界磁電流目標値設定回路であり、
補助直流電源母線Ｐ，Ｎの間に抵抗R31，R32およ
びR33が直列に接続される。Ｒ32Xは抵抗R32の可
変位置端子である。PI2は比例積分演算回路であ
り、抵抗R35，R36，R37およびR38、コンデンサC7
および演算増巾器OA7が図示のように接続され構
成される。抵抗R35の一端は可飽和比例積分演算
回路PI1の出力端子に接続される。抵抗R36の一端
は抵抗R32の可変位置端子Ｒ32Xに接続され、また
抵抗R37の一端は前述した整流回路RECに接続さ
れる。ここで、抵抗R32の端子Ｒ32Xに得られる電
圧と整流回路RECから供給される電圧はその極
性が逆になるようになされる。従つて、比例積分
演算回路PI2は界磁電流設定回路REF2の与える電
圧と整流回路RECの供給する電圧の差を可飽和
比例積分回路PI1の出力電圧e11で修正した電圧Ｅc
を出力することになる。前述した自動パルス位相
制御回路APPSは、この比例積分演算回路PI2の出
力電圧Ｅcを入力するから、結局、界磁電流を目
標値に制御しながら、同期電動機の力率が所定値
になるように界磁電流を修正制御するための位相
の点弧パルスを出力することになる。
大きさを示す。）を参照して明らかなように、力
率１で即ちθ＝０のときは電圧e1とe3とは交流電
源の位相にしてちようど90゜ずれており、これは
電圧e2とe4との間でも同様であるから、電圧e5，
e6は正、負が対称にあらわれる。従つて、これを
加算した電圧e7も正、負に対称で電圧e1（又は
e2）の２倍の周波数の矩形波の電圧として得られ
る。零点調整回路ZAJは、この場合にゼナーダイ
オードZD1〜ZD4の特性或は抵抗値のバラツキの
ため電圧e5又はe6の正、負の電位の大きさが等し
くないとき、その誤差分を端子Ｒ9Xの位置を調整
して修正するためのものである。FILはいわゆ
る、アクテイブフイルタであり、抵抗R12，R13お
よびR14、コンデンサC1，C2および演算増巾器
OA2から構成される周知の回路である。フイルタ
FILの入力電圧e7は平滑され、出力e8とされる。
第４図Ａに電圧e8を示すように、力率１で同期電
動機が運転されているときは電圧e7が正、負に対
称にあわわれるから霊となる。第４図Ｂ，Ｃは
夫々遅れ力率、進み力率にある場合の各部の波形
図を示す。遅れ力率にあるときは電圧e5，e6はい
ずれも正である期間の方が長いから、夫々を加え
た電圧e7も正である期間の方が長い矩形波のくり
返しとなり、第４図Ｂに電圧e8として示すよう
に、正の電圧が得られる。進み力率にあるとき
は、逆に電圧e5，e6が負である期間の方が長くな
るから、夫々を加えた電圧e7も負である期間の方
が長い矩形波のくり返しとなり、電圧e8として負
の電圧が得られる。即ち、電圧e8は同期電動機の
力率に応じて大きさと極性を異にする力率を代表
した信号として使用できるものとなる。REF1は
力率目標値設定回路で、正、負の補助直流電源母
線Ｐ，Ｎ間に抵抗R21，R22およびR23が直列に接
続される。Ｒ22Xは抵抗R22の可変位置端子であ
る。PI1は可飽和比例積分演算回路であり、抵抗
R24，R25，R26およびR27、ゼナーダイオード
ZD11，ZD12、コンデンサC5および演算増巾器
OA5が図示のように接続される。抵抗R24，R25の
一端は、夫々フイルタFILの出力端子、抵抗R22
の可変位置端子Ｒ22Xに接続される。ここでは
夫々の抵抗値は等しく設定される。この回路PI1
は演算増巾器OA5の入力電圧e10（電圧e10はフイ
ルタFILの出力電圧e8と抵抗R22の可変位置端子
Ｒ22Xの電圧e9との和電圧）と出力電圧e11との関
係が第３図のようになる。ここで出力電圧の下限
値e110は抵抗R27の可変位置端子Ｒ27Xの電圧によ
つて決定される。即ち、可飽和比例積分演算回路
PI1は同期電動機が力率目標値設定回路REF1で設
定された力率で運転されているときは出力電圧
e11が実質的に零であり、力率が一定の範囲内で
変化するとき零から下限値e110の範囲内の電圧e11
を出力する。可飽和比例積分回路PI1は力率目標
設定回路REF1の設定電圧e9を基準値とし、実際
の運転力率検出値e8を帰還値として比例積分演算
する。設定電圧e9は力率１のとき零電圧、進み力
率のとき正電圧および遅れ力率のとき負電圧で設
定される。一方、力率検出値e8は第４図Ａ，Ｂ，
Ｃに示す如く進み力率および遅れ力率の極性が設
定電圧e9と逆極性となる。電圧e10は基準値e9と検
出値e8の差であり、この電圧e10を比例積分回路
PI1で演算増幅し同期電動機の界磁電流の電流制
御信号e11として出力している。また、可飽和比
例積分回路PI1は電圧e10の変化に対する電圧e11の
変化を制限している。具体的にはゼナーダイオー
ドZD12で力率の遅れ側を制限し、ゼナーダイオ
ードZD11と抵抗R27で力率の進み側を制限してい
る。このように電圧e11の変化範囲を制限するこ
とにより界磁電流が小さくなりすぎることによる
脱調を防止できる。また、遅れ側あるいは進み側
になりすぎて無効電流が増加することによる電機
子電流が大きくなり過負荷状態となるのを防止で
きる。FEF2は界磁電流目標値設定回路であり、
補助直流電源母線Ｐ，Ｎの間に抵抗R31，R32およ
びR33が直列に接続される。Ｒ32Xは抵抗R32の可
変位置端子である。PI2は比例積分演算回路であ
り、抵抗R35，R36，R37およびR38、コンデンサC7
および演算増巾器OA7が図示のように接続され構
成される。抵抗R35の一端は可飽和比例積分演算
回路PI1の出力端子に接続される。抵抗R36の一端
は抵抗R32の可変位置端子Ｒ32Xに接続され、また
抵抗R37の一端は前述した整流回路RECに接続さ
れる。ここで、抵抗R32の端子Ｒ32Xに得られる電
圧と整流回路RECから供給される電圧はその極
性が逆になるようになされる。従つて、比例積分
演算回路PI2は界磁電流設定回路REF2の与える電
圧と整流回路RECの供給する電圧の差を可飽和
比例積分回路PI1の出力電圧e11で修正した電圧Ｅc
を出力することになる。前述した自動パルス位相
制御回路APPSは、この比例積分演算回路PI2の出
力電圧Ｅcを入力するから、結局、界磁電流を目
標値に制御しながら、同期電動機の力率が所定値
になるように界磁電流を修正制御するための位相
の点弧パルスを出力することになる。
第５図は第１図の実施例を伝達関数ブロツクで
示したものである。図において、T1−T5は時定
数、K1−K5は比例定数、Ｓはラプラス演算子を
示す。１は可飽和比例積分演算回路PI1が不飽和
である状態を代表するブロツク、２は比例積分演
算回路PI2を代表するブロツク、３は励磁回路
EXCを代表するブロツク、４は励磁巻線を代表
するブロツク、５は変流器CT1，CT2、整流回路
RECを代表するブロツク、６は同期電動機の界
磁電流−力率変換機能を代表するブロツク、７は
電圧変成器PT1，PT2、変流器CT3から加算器
ADDを含めた回路を代表するブロツク、cosθ
０、ＩFOは夫々目標値設定回路REF1，REF2で
与えられる力率目標値、界磁電流目標値を示す。
示したものである。図において、T1−T5は時定
数、K1−K5は比例定数、Ｓはラプラス演算子を
示す。１は可飽和比例積分演算回路PI1が不飽和
である状態を代表するブロツク、２は比例積分演
算回路PI2を代表するブロツク、３は励磁回路
EXCを代表するブロツク、４は励磁巻線を代表
するブロツク、５は変流器CT1，CT2、整流回路
RECを代表するブロツク、６は同期電動機の界
磁電流−力率変換機能を代表するブロツク、７は
電圧変成器PT1，PT2、変流器CT3から加算器
ADDを含めた回路を代表するブロツク、cosθ
０、ＩFOは夫々目標値設定回路REF1，REF2で
与えられる力率目標値、界磁電流目標値を示す。
以上説明したように本発明では、同期電動機の
力率を代表する信号を連続的に得られるから、比
例積分演算の時定数に比し、力率検出が実質的に
時間遅れを持たないものにでき、従つて、安定に
して速応性のある制御が実現できる。
力率を代表する信号を連続的に得られるから、比
例積分演算の時定数に比し、力率検出が実質的に
時間遅れを持たないものにでき、従つて、安定に
して速応性のある制御が実現できる。
第１図Ａ〜Ｃは本発明の実施例を示すブロツク
図、第２図は第１図における可飽和比例積分回路
の入出力特性の一例を示す特性図、第３図は本発
明の実施例において使用する同期電動機の電圧、
電流の関係を示すベクトル図、第４図Ａ〜Ｃは本
発明の実施例の動作を説明するための波形図、第
５図は本発明の実施例による制御を伝達関数ブロ
ツクで示したブロツク図である。 SYM……同期電動機の電機子巻線、EXW……
同期電動機の界磁巻線、EXC……励磁回路、
PT1，PT2……電圧変成器、CT1〜CT3……変流
器、SW……スイツチ回路、ADD……加算回路、
PI1……可飽和比例積分演算回路、PI2……比例積
分演算回路、REF1……力率目標値設定回路、
REF2……界磁電流目標値設定回路。
図、第２図は第１図における可飽和比例積分回路
の入出力特性の一例を示す特性図、第３図は本発
明の実施例において使用する同期電動機の電圧、
電流の関係を示すベクトル図、第４図Ａ〜Ｃは本
発明の実施例の動作を説明するための波形図、第
５図は本発明の実施例による制御を伝達関数ブロ
ツクで示したブロツク図である。 SYM……同期電動機の電機子巻線、EXW……
同期電動機の界磁巻線、EXC……励磁回路、
PT1，PT2……電圧変成器、CT1〜CT3……変流
器、SW……スイツチ回路、ADD……加算回路、
PI1……可飽和比例積分演算回路、PI2……比例積
分演算回路、REF1……力率目標値設定回路、
REF2……界磁電流目標値設定回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 同期電動機が所定の力率で運転されるとき所
定の位相関係にある同期電動機の電圧、電流に
夫々対応した信号を導出する第１、第２の手段、
第１又は第２の手段から得られる信号の前記電圧
又は電流の正、負の半波の期間に対応する期間
に、第２又は第１の手段から得られる信号の前記
電流又は電圧が正、負の半波にあることを示す所
定の大きさと正、負（又は負、正）の極性の信号
を導出する第３の手段、該第３手段の出力を平滑
した信号を導出する第４手段、該第４手段の出力
信号と力率目標値信号を比較して得た力率偏差を
その最大値を制限して導出する第５手段、界磁電
流目標信号と界磁電流検出信号を比較して得た界
磁電流偏差を前記第５手段の出力で修正して導出
する第６手段、該第６手段の出力に基づき前記同
期電動機の界磁電流を制御する第７手段とを具備
した同期電動機の制御装置。 ２ 第１および第２の手段は運転力率が１である
とき線間電圧と相電流とが位相を90゜異にする関
係にある線間電圧と相電流に夫夫対応した信号を
導出するものであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の同期電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55129277A JPS5755793A (en) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Controller for synchronous motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55129277A JPS5755793A (en) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Controller for synchronous motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5755793A JPS5755793A (en) | 1982-04-02 |
| JPS6137876B2 true JPS6137876B2 (ja) | 1986-08-26 |
Family
ID=15005603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55129277A Granted JPS5755793A (en) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Controller for synchronous motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5755793A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0195167U (ja) * | 1987-12-17 | 1989-06-23 | ||
| JPH01108165U (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-21 |
-
1980
- 1980-09-19 JP JP55129277A patent/JPS5755793A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0195167U (ja) * | 1987-12-17 | 1989-06-23 | ||
| JPH01108165U (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5755793A (en) | 1982-04-02 |
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