JPS614484A - リラクタンスモ−タの制御方式 - 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、リラクタンスモータのベクトル制御方式に関
する。

〔従来技術と問題点〕

交流サーゼモータとして永久磁石界磁が回転する回転界
磁形同期電動機が使用されている。この種の電動機は永
久磁石が界磁鉄心上に取り付けであるため、高速回転時
の遠心力による永久磁石の機械的強度の制約から、高速
回転に限界があった。

また、界磁が永久磁石であるため界磁制御ができないの
で、制御装置を小形にすることができなかった。

一方、大容量領域では、永久磁石を使用する代りに別に
設けた電流制御装置により、励磁電流を供給する手段を
そなえる方式がある。この方式では、電機子電流を供給
する変換装置と励磁電流を供給する変換器を必要とし、
回路構成が複雑でコスト高となっていた。

〔発明の目的〕

ここにおいて本う明は、従来装置の難点を克服し、突極
鉄心からなる回転子をもつリラクタンスモータを同期電
動機と同等の制御性能でサーヂ駆動できるベクトル制御
方式を提供することを、その目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、誘導電動機のベクトル制御と同期電動機のベ
クトル制御を結合し、リラクタンスモータにベクトル制
御を適用して励磁電流と有効分電流を電気的に信号処理
しており、かつ励磁電流と有効分電流を同一の電流制御
器（パワーアンプである周波数変換装置）で制御するリ
ラクタンスモータの制御方式である。

〔実施例〕

一般に、同期電動機のトルク発生原理を第３図に表わす
。

ｉｍは励磁電流、ｉ、は電機子電流ｒ　ｌＡは補償１　
　　　　　　　　巻線電流、Φは磁束を示す。

磁束Φに対し、常に電機子電流１ａが直交するように、
界磁極位置検出手段により界磁極位置すなわち磁束位相
を検出している。

このとき、発生トルク発生式 ’ｌ’ｏｃΦ・ｉ　　　　　・・・・・・・・・・・・
・・・・・（１式）なる関係がある。

このトルク発生原理をリラクタンスモータに適用すると
、磁束Φは励磁電流で作られる合成磁束で、電流量　は
電機子電流と考えることができ、そのベクトルの相対位
相が常にπ／２位相差つまり直交しておればよい。

いま、簡単のため２相リラクタンスモータを考える。

第４図のモータ電流を表わす座標において、α。

βは固定子の座標系、ｒ−δは磁束および電機子電流の
座標系を示す。

励磁電流’ｍおよび電機子電流ｉ６が直交しているとす
れば、磁束Φの回転角ψに対して、各電流成分をα、β
座標上でみると、（２式）＋（ａ　　　　　　　ｉ１式
）が得られる。

すれば、この場合、発生−トルクＴ６としてＴ＠＝　ｎ
−ら・１ｍ−１，・・・四・・・・・・・・（４式）が
得られる。ただし、ｎは極対数、ｌ　は１相当りの励磁
インダクタンスである。

（４式）において、’ｍ”ｍ””ΦとおげばＴ＝ｎ−Φ
・１１　　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・
（５式）となり、同期電動機のトルク発生式（１式）と
同様となる。

また、（４式）かられかるように励磁電流’ｍを制御す
ることにより、界磁制御を行なうことができる。

次に、本発明の一実施例における回路構成を表わすブロ
ック図を第１図に示す。

位置検出器１３により、リラクタンスモータ１の回転子
鉄心の回転角を検出する。位置検出器１３としてはパル
スジェネレータあるいはレゾルバ等が適用される。

２相正弦波発生器１２は位置検出器１３からの信号によ
り、リラクタンスモータ１の回転子の回転角に対応した
２相正弦波を発生し、リラクタンスモータ１の回転角速
度に応じて周波数が可変する。

この２相正弦波発生器１２からの出力波形の位相関係を
第２図に示す。

２相正弦波発生器１２の出力端子からはπ／２位相差の
正弦波出力ｅ（１，ｅβ、ｅβなる波形を発生する。

なお、これらの出力は第４図に示すベクトルに対応させ
る。すなわち、ｅ（１はｉ。ａ　ｌ　’（Ｘｍ成分に、
ｅβはｉβ□成分に、またうは１７ｙｓ１成分にそれぞ
れ対応させる。

電機子電流指令用乗算器６，７は、トルク指令発生器１
０の出力と、前記正弦波信号ｅａ、　ｅ””ｐにより、
電機子電流指令−輸、〜ｉｈをつくる。

トルク指令発生器１０は速度指令と速度フィードバック
信号との偏差信号として構成してもよく、一般には負極
性で与える。

同様に、励磁電流指令用乗算器８，９は、界磁制御指令
発生器１１の出力と前記正弦波信号ｅｃ１　。

ｅβにより、励磁電流指令’Ｃ１ｒｎ　＋　’４をつく
る。

加算器４，５は電機子電流指令と励磁電流指令の合成電
流指令工。、工βをつ（る。

Ｉα−１（１！ｍ−１（！ａ　　　　・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（６式）工β＝ｉＡｎｊ／＆　　
　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７式）電
流検出器１４　、１５およびノξワーアンプ（周波数変
換装置）２，３は上記電流ベクトルの制御を行なうため
、電流マイナー制御を設けた電流指令形の構成としてい
る。

したがって、リラクタンスモータ１に振幅制御された励
磁電流”（ｋｎ　”Ａ１および電機子電流’Ｃ１ａ　ｌ
ａ　　　　　　　　　ｒβ１が供給される。

以上のように、２相正弦波発生器１２の位相をリラクタ
ンスモータ１の回転子の回転角に対応させているため、
励磁電流のつくる磁束が同期電動機の界磁に対応する。

したがって、リラクタンスモーターは同期電動機と同様
な制御特性となり、ベクトル制御して駆動される。

また、励磁電流、電機子電流を１つの変換装置つまりパ
ワーアンプ２．３を構成する手段で供給できるため、回
路構成が簡単となる。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、リラクタンスモータのベクト
ル制御を行なうことができ、同期電動機と同様の制御性
能が得られ、また、リラクタンスモータの回転子は鉄心
構造であるため高速回転を行なうことかできるので、高
速回転用の交流サーゼモータとして利用できる。

さらに、界磁制御を行なうことができるので、定出力制
御が可能となり、制御装置の小形化を図ることかできる
。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　黛ン

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における回路構成を表わすブ
ロック図、第２図はその２相正弦波発生器の出力波形図
、第３図は同期電動機のトルク発生原理図、第４図は２
相リラクタンスモータの電流ベクトル図である。 １・・°リラクタンスモータ、２，３・・・ノξワーア
ンプ、４，５・・・電流加算器、６，７・・・電機子電
流指令用乗算器、８，９・・・励磁電流指令用乗算器、
１０・・・トルク指令発生器、１１・・・界磁制御指令
発生器、１２・・・２相正弦波発生器、１３・・・位置
検出器１１４　、１５・・・電流検出器。 出願人代理人　　　猪　股　　　　清 第３図 第４図 α

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、突極鉄からなる回転子をもつ交流電動機と、この交
   流電動機への印加電流とその周波数を制御する周波数変
   換装置と、 前記回転子の回転角を検出する位置検出器と、前記交流
   電動機に印加する電流位相を決定する２相正弦波発生器
   とを具備し、 前記２相正弦波発生器により前記回転子回転角位相に一
   致した励磁電流指令と励磁電流と直交した位相の電機子
   電流指令とをつくり、これら二つの電流指令の振幅をそ
   れぞれ独立して制御し、制御された電流指令を加算して
   前記周波数変換装置へ与え、その出力により前記交流電
   動機を駆動することを特徴とするリラクタンスモータの
   制御方式。