JPS62185582A - セルビウス装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はセルビウス装置における二次電流歪のため生じ
るトルク脈動が機械系の固有振動周波数と共振するとき
に過大トルクが発生し機械系破損の原因となるのを回避
する装置に関する。

（従来の技術） セルビウス装置で運転される巻線型誘導電動機の二次電
流、電圧の周波数はすべりＳに比例する。

二次電流は回路の大きな直流リアクトルを通してほぼ平
滑された矩形波となる。

第３図はこのようなセルビウス装置の従来回路を示すも
のであり主回路は１の電源、２のしゃ断器、３の巻線型
誘導電動機（以下電動機と称す）。

４のダイオードコンバータ、５の直流リアクトル。

６のサイリスクインバータで構成される。

又制御回路は７の速度基準設定器の信号が７Ａの速度検
出回路の信号と８の速度制御回路で比較演算され電流基
準信号として１１の電流検出回路の信号と９の電流制御
回路で比較演算される。１０の位相制御回路でサイリス
タインバータ６のゲートを制御してインバータの出力電
圧を制御している。

ところで電動機３の二次相電圧ＥＵ＋　ＥＶ＋　ＥＶを
（１式）に示す Ｅ２は相電圧実効値 ω８＝２πｓｆ　　Ｓはすべり ｔは時間　　　　ｆは電源１の周波数 ここで直流リアクトル４に流れる直流電流■。が一定と
した場合相電圧ＥＵ＋　ＥＶ＋　ＥＶおよび相電流■い
ＩＶ＋　ＩＷの波形ならびに直流電圧Ｅ、の出力波形を
第２図に示す。

セルビウス装置中の電動機３の瞬時トルクは電動機３の
磁束がほぼ正弦波に近いので（２式）で示す瞬時２次入
力ＰＧＭをその時の角速度で割った値に比例する。

Ｐ２Ｍ＝　Ｅｌ・Ｉ　Ｕ＋　Ｅｖ−Ｉ　ｙ　＋　Ｅｌｌ
・Ｉｗ−（２式）第２図の時間ｔ□〜ｔ２の間では直流
電流Ｉｄが実線のように一定値であれば相電流は（３式
）のように示すことが 出来るので（２式）のＰｚＭは（４式）であられすこと
が出来る。

ＰｚＭ”’Ｍ’６　＋Ｅ、＋　Ｉ　ｄ−ｃｏｓ（ωｓｔ
　−−）−（４式）ＰｚＭに比例する瞬時トルクはｃｏ
ｓ（ωｓｔ　−−）で脈動する。

（発明が解決しようとしている問題点）このようにセル
ビウス装置で運転するときの機械系の固有振動周波数を
ｆｍとすれば脈動トルクの周波数は６Ｓｆ　の整数倍に
なるので（５式）のすベリＳが共振点になる。

６ｎｓｆ＝ｆｍ　　　−（！５式） ％式％ 共振点では機械系に過大トルクが発生して機械系の疲労
や破損の原因となるため共振点近傍を運転範囲から除外
したりあるいは共振点を通過する必要があれば加減速度
を上げて機械共振が成長するまえに通過させる等の方法
をとっていたが、装置が複雑化し、又負荷の特性によっ
ては急加速することに問題があり不便をきたしていた。

本発明は以上の欠点に鑑みてなされたちで、その目的と
するところは脈動トルクの原因となる電流を制御するこ
とでその欠点を除去し円滑なセルビウス装置を提供する
ことにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明はその実施例を第１−図に示すようにダイオード
コンバータ４の整流された信号を得る二次電圧検出回路
１３と電流制御回路９の出力信号を加算して位相制御回
路１０に入力するようにし更に前記二次電圧検出回路１
３の出力信号とすべり速度演算回路１２Ａの出力信号を
除算回路１２へ入力し、その出力信号と速度制御回路８
の出力信号を除算回路８Ａに入力するようにする。

（作用） 従来技術で説明した（４式）の直流電流工。は一定と仮
定したが実際には第２図工υ＋　ＩＶ＋　Ｉｗ（又■ｄ
１）に示すようにダイオードコンバータ出力電圧Ｅｄ１
によって脈動する電流となる。（６式）は直流電流工６
の変化を示す。

本発明回路のように電流制御回路９の出力信号と二次電
圧検出回路１３の出力信号を加算回路９Ａで加算し位相
制御回路１０の位相基準にすれば、電流制御回路９の信
号の変化に対して二次電圧検出回路１３の信号ｅｙは直
接サイリスクインバータ６の出力電圧を補正する。

第３図の従来回路において、速度制御回路８の出力は定
常時一定の直流電流基準信号となるが実際に流れる電流
は脈動する直流電圧Ｅｄ□により第２図に示す直流電流
Ｉｄｘのように脈動してしまう。

このためＩｄ１と、電流基準信号との偏差をなくすよう
に二次電圧検出回路１３の信号が位相制御回路に作用し
て脈動電圧Ｅｄ□に対してインバータ出力電圧Ｅ　ＩＮ
Ｖを補正する。結果は一定のＩｄとなるであろう。

次に（４式）より、瞬時人力Ｐ２Ｍに比例する瞬時トル
クはｃｏｓ（ωｓｔ　−−）で脈動するのでＰ２Ｍを一
定にするように直流電流工、を（７式）のように制する
。

ここで二次電圧検出回路１３の信号ｅｖは（８式）で示
すことが出来る ｅｖ：に＋１／２＋５Ｅ２ＣＯ６（ωｓｔ　−−）　−
（８式）但しに：比例定数 ｅＶはすベリＳに比例して変化するのですベリ速度演算
回路１２ＡですベリＳ信号を作り除算回路】２でｅｖを
除算しく９式）の信号ｅを得る。

ｅ　＝に１ｃｏｓ（ωｓｔ　−−）　　　−（９式）但
しに□：比例定数 信号ｅで速度制御回路８の出力信号ｅＳｏを除算回路８
Ａで除算すると（１０式）の電流基準信号ｅ。Ｐを得る
。

電流基準信号ｅ。、、は（７式）で示す直流電流■。２
にする信号であり、従って瞬時２次入力Ｐ２Ｍは一定と
なる。

（実施例） 以下図に示した実施例に基すいて本発明の詳細な説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示すセルビウス装置である
。

ダイオードコンバーター１の出方電圧Ｅｄ□を二次電圧
検出回路１３で検出し加算回路９Ａで電流制御回路９の
出力信号と加算して位相制御回路１ｏの基−’／　　− 型入力とすると直流脈動電圧Ｅｄ□の信号でサイリスタ
インバータ６の電圧が補正され直流電流を制御し易くな
る。

次にすベリ速度演算回路１２Ａの出力信号で二次電圧検
出回路１３の出力信号を除算回路１２で除算してすベリ
に無関係な大きさの電動機３の瞬時二次電圧の脈動電圧
信号を検出する。除算回路１２の出力信号は除算回路８
Ａで速度制御回路８の出力信号を除算して（７式）に示
した電流基準信号にする。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、直流脈動電圧信号で直接
インバータ出力電圧を補正して更にこの脈動分で、電流
基準信号を制御して瞬時脈動トルクを一定に制御するこ
とが出来ることから、次の効果を得ることが出来る。

■　トルク脈動が、簡単な制御回路で抑制でき、従って
機械共振点でも安定に運転することが出来る。

■　従来回路で構成した、加速時の共振点をシフトする
回路も不要になり、装置のシンプル化を達成することが
出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御ブロック図、第２図は電動機電圧
、電流直流電圧、電流の波形図、第３図は従来装置の制
御ブロック図である。 １・・・電源　　　　　２・・・しゃ断器３・・・巻線
型誘導電動機 ４・・・ダイオードコンバータ ５・・・直流リアクトル ６・・・サイリスクインバータ　７・・・速度基準７Ａ
・・・速度検出回路　８・・・速度制御回路８Ａ・・・
除算回路　　９・・・電流制御回路９Ａ・・・加算回路
　　１０・・・位相制御回路１１・・・電流検出回路　
１２・・・すべり速度演算回路１２Ａ・・・除算回路　
　１３・・・二次電圧検出回路ｅｓ？・・・速度基準信
号　ｅＱＦ・・・電動機速度信号ｅｓ０・・速度制御回
路出力信号 ｅ・・・すベリ信号　　ｅｅｒ・・・電流基準信号ｅｃ
ｐ・・・電流信号　　ｅ。・・・電流制御信号ｅＰ・・
・２次電圧信号　ｅ　ＰＨＣ・・・位相制御信号Ｅｖ・
・Ｕ相二次相電圧　Ｅｖ・・・■相二次相電圧Ｅｗ・・
・Ｗ相二次相電圧　ＩＵ・・・Ｕ相二次電流１ｖ・・・
Ｖ相二次電流　　Ｉｔｙ＝Ｗ相二次電流Ｅ、・・・直流
平均電圧　　Ｅ、□・・・直流脈動電圧Ｉｄ・・・直流
平均電流 ■６□＋Ｉｄ２・・・直流脈動電流 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　三俣弘文 第３図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）速度基準と、巻線型誘導電動機の速度を検出する
   速度検出回路と、前記速度基準と前記速度検出回路の出
   力信号を入力する速度制御回路と、前記速度制御回路の
   出力を電流基準として前記巻線型誘導電動機の二次電流
   を制御する電流制御回路と、前記電流制御回路の出力を
   位相基準として入力する位相制御回路とを少なくとも含
   むセルビウス装置において、整流された前記巻線型誘導
   電動機の二次電圧信号を得る電圧リップル検出回路と、
   前記電流基準を前記電圧リップル検出回路の出力で除算
   する除算回路を具備したことを特徴とするセルビウス装
   置。
2. （２）電圧リップル検出回路が、整流された前記巻線型
   誘導電動機の二次電圧を検出する二次電圧検出回路と、
   前記巻線型誘導電動機のすべり速度を演算するすべり速
   度演算回路と、前記二次電圧検出回路の出力信号を前記
   すベり速度演算回路の出力信号で除算する除算回路から
   成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセル
   ビウス装置。