JPS6244089A - 誘導電動機駆動装置 - Google Patents

誘導電動機駆動装置

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JPS6244089A
JPS6244089A JP60183404A JP18340485A JPS6244089A JP S6244089 A JPS6244089 A JP S6244089A JP 60183404 A JP60183404 A JP 60183404A JP 18340485 A JP18340485 A JP 18340485A JP S6244089 A JPS6244089 A JP S6244089A
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Masanori Miyazaki
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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】 3、発明のAfliIUな説明 (発明の技術分野〕 本発明は誘導電動機駆動装置に係り、特に誘導電動機の
1次電流を磁束発生に寄与する成分とトルク発生に寄与
する成分とに分離制御する周波数変換器を用いて、周波
数変換器の出力電力をトランスを介して誘S電動機に供
給して誘導電動機を可変速運転するに好適ζに誘導電動
機駆動装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年の技術進歩によって誘導Ti #J機を周波数変換
器を用いて可変速運転する駆動方式として多くの種類の
ものが実用化されるに至っている。これらの制御方式の
うち、直流電動機と同等の優れた制御性能が得られるも
のとして適用が拡大しているものにベクトル制御がある
。誘導trii!!l1機は励磁電流とトルクを発生す
るTi流とが1次電流という合成された形でしか存在せ
ず、それぞれを独立して制御することができないという
難点があった。
バク1−ルtdl 1[1はこの1次電流を神々の制御
手段により制御上分離して独立に制御できるようにした
もので、直流他励電動機と同様の高い制御性能を得るこ
とができる。
まず、ベクトル制御を行なう周波数変換器のシステムに
ついて説明する。
第4図はベクトルi1.lI御を採用した周波数変換装
置による従来の誘導雷11機駆動装置の概略構成図であ
る。周波数変換装置には種々の種類があるが、第4図の
構成では電流形インバータを例示した。
同図に示1ように、この誘導電動機駆動vt置は入力交
流電源を直流に整流する整流器1、直流電流を平滑化す
る直流リアクトル2、直流電流を任意の周波数の交流に
変換するインバータ3、誘導雷!JJ 1m /l 、
誘導電動機4の回転速度を検出する速度センサ5、誘導
電動機4の速度を制御する速度制御回路6、誘導電動機
4の磁束を検出する磁束検出回路7、誘導電動機4の磁
束を制御する磁束制御回路8、誘導電動!114の1次
電流基準を演算する1次電流基Q演咋回路9、電流検出
器10、直流電流の大きさを制御する電流制御回路11
、整流器1の点弧位相を制御Vる位相制御回路12、誘
導・電動114の1次電流と磁束との間の角度を演咋す
る位相角演算回路13、誘導電動機4のすべりをFjH
”lる寸べり演口回路14、速度センサ5の出力信号か
ら誘導電動機4の回転子位置を算出する回転子位置角n
回路15、誘導電動機4の1次電流位相を演界しインバ
ータ3の出力電流位相を決定する転流制御回路16から
構成されている。
かかる構成において、入力交流′ffi源の交流電力は
整流器11′直流電力に変換され、直流リアクi・ル2
で平滑化され、インバータ3で任意の周波数の交流電力
に逆変換されて誘導電動機4に供給され、これを可変速
運転する。誘導雷動機4の回転速度は速度センサ5で検
出され、速度フィードバック信号ω としてフィードバ
ックされる。
速度フィードバック信号ω は速度基準ω、と比較され
、その偏差が速度制御ll路6に与えられる。
その結果、誘導電動I¥14の速度は閉ループ制御され
る。速度制御回路6の出力信号は誘導°電動機4の1次
電流11のうらトルク発生に寄与1゛る電流成分(以下
、トルク電流と称する)の基準11qとなる。
一方、誘S電動機4の磁束Φは誘導電動機4から直接セ
ンリー等により検出するかあるいは誘導雷動機4の端子
電圧等から間接的に演算されるか、いずれかの方法を通
じて磁束検出回路7によりフィードバックされる。磁束
Φは磁束基11と比較され、その偏差が磁束III制御
回路8に与えられる。
その結果磁束は閉ループ制御される。磁束制御回路8の
出力信号は誘導電動機4の1次電流11のうち磁束発生
に寄与する電流成分(以下、励11電流と称する)の基
準’ldとなる。
1次電流の基準I はトルク電流基準11.と励ta電
流!!準’1dとから1次電流基準演算回路9により算
出される。誘導電動I!14に流れる1次電流11は整
流器1の入力側またはインバータ3の出力側に電流検出
器10を設けて検出し、これが1次電流の基準11に等
しくなるよう電流制御回路11で制御される。電流制御
回路11の出力信号は位相基準PHCとして位相制御回
路12に入力され、整流器1は位相信号αにより位相制
御されて電流の大きさをit、II御する。
とから位相角演9回路13により1次電流11と磁束Φ
との間の角度θが口出される。さらに、1−ルク雷流塁
準11.と磁束Φとからずべり角θ3が算出される。一
方、誘導雷動機4の速度フィードバック信号ω、を回転
子位置演痺回路15により時間積分することによって回
転子位置角θ、が算出される。1次電流I の位相θ1
はこれら角1良θ、すべり角θ 、回転子位置角θ、の
和として求めることができる。
インバータ3は1次電流位相信号θ1をbとに転流制御
回路16により転流を制御され、所定の位相で1次電流
を流す。
このように構成された周波数変換器による誘導電動機駆
動装置は誘導電動R4の1次電流をトルク電流と励磁電
流とに分離制御I 1にとができるため、直流他励電動
機と同様の高いt、II III性能を1qられるとい
う利点がある。一方、このような誘導雷e機駆動装置に
おいては、誘導電動機4の1次周波数や端子電圧を直接
制御Iすることはなく、1次周波数は1次Ti流位相信
号01の変化率として間接的に制御され、端子電圧は励
磁電流’1dや誘導電動機4の固有の特性から決まる値
に間接的に制御される。この点は従来の周波数変換器を
用いた誘導電動機駆動装置が1次周波数や電動機の端子
電圧を直接制御していたことと比較し大きな相違点とな
っている。
一般に高圧の誘導電動機を周波数変換器を用いて駆動す
る場合、周波数変換器と誘導電動別の間に昇圧トランス
を入れることが行なわれる。この場合、誘導電動機の始
ell¥にトランスを磁気的に飽和させないため、1次
周波数が低くなりぎないように下限をリミツトシたり、
誘導電動機の端子°電圧と1次周波数の比(V/F比)
が過大とならないようにリミットしたつすることが行な
われている。
ところが、第4図に示した誘導′li動機の駆動装置に
おいては、1次周波数や電動m端子電圧を直接制御して
いないため、そのままで背圧トランスを用いた場合、磁
気的な飽和を事前に防止することができないという欠点
があった。
〔発明の目的〕
従って、本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消し
、ベクトル制御を行なうことにより高い制御性能を有し
ながらなJ3かつ・周波数変換器と誘導電動機との間に
あるトランスの飽和を防止し、これにより高圧の誘導雷
1FI1機にベクトル制御を適用することを可能とした
誘導電動機駆動装置を提供することにある。
(発明の概要〕 上記目的を達成するために、本発明は誘導電動機の1次
電流を磁束発生に寄与する成分とトルク発生に寄与する
成分とに分離制御する周波数変換器と、この周波数変換
器の出力電力を電圧変換して誘導電動機に供給する1〜
ランスと、誘導電動機の始動時または低速時に磁束光り
[に寄与する成分の一−I tin ffiを低減する
補正手段とを備えた誘導°上動機駆動v装置を提供する
ものである。
また本発明は、誘導雷lJ機の1次電流を磁束発生に寄
与する成分と1〜シルク生に寄与する成分とに分離Hi
ll tillする周波数変換器と、この周波数変換器
の出力電力を電圧変換して誘導電動機に供給する1〜ラ
ンスと、誘′4電動機の始動時または低速時にずべり周
波数が所定の値より小さくならないように補正する手段
とを備えた誘導電動開駆動装置を提供するものである。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る誘導雷!vJ機駆動装
置の概略構成図(・ある。同図構成の第4図構成と異な
る点は、誘導電動114がトランス20を介してインバ
ータ3に接続されていることと、磁束基準Φ8をある速
度範囲において弱めるべく速度フィードバック信号ω 
と速1[3t¥ω、を入力とする磁束基準補正回路17
を設けたことである。
かかる構成において、次にその作用を第2図の速度対磁
束の特性図に従って説明する。
磁束基準Φ1は通常の場合、速度ω、にかかわりなく一
定(特性A)かあるいは高速領域においで低減される(
特性B)のが、一般的である。この高速領域において磁
束基準Φ8を低減するのは界磁弱めあるいは磁束弱め制
御として広く用いられている。これに対して、磁束基準
補正回路17は所定の速度ωr1以下の速度の時通常の
磁束基準*1 な磁束補正信号Φ 〈ただし、Φ くΦ1)を出カする
機能を右する。誘7eJ電動[4の始動時に磁ンス20
の飽和を防止することができる。速度ω、は必ずしも速
度レンザ5の出力である必要はなく、速度基準ω、を用
いてもよい。
上述のように、トランス20の飽和が問題となる誘導電
動機4の始動時のみ誘導電動機4の磁束とが可能となる
第3図は本発明の他の実施例に係る誘導電動機駆動装置
の概略構成図である。同図構成の第1図構成と異なる点
は磁束基準補正回路17に代えて1べり補正回路18を
設置したことである。
かかる構成において、次のその作用を説明する。
通常、誘導゛電動機4のすべり周波数f、は下式の関係
で表わされる。
ただし、T2は誘導電動機4の2次間定数である。
ところで、すべり補正回路18は誘導電動機4の始動時
に寸べり周波数が過小となることによってトランス20
が飽和するのを防ぐ機能を右ザる。
つまり、始動時のみ誘導雷1III1機4の2次時定数
T2を修正し小さくするか、あるいはトルク電流33準
11qを始動時のみ修正し大きくすることによって始動
時にずべり周波数f8が過小になることを防止し、結果
としてトランス20の飽和を防止している。
上述のように、トランス20の飽和が問題となる誘導電
動機4の始動時のみ誘導電動機のすべり周波数が過小と
なることを防止ザベく、寸べり補正回路18を作用させ
ることにより、トランス20の飽和を防止し、誘導電動
機4に効果的にベタ1〜ルll陣を適用することが可能
となる。
なお、上記各実施例においては、周波数変換器として電
流形インバータを適用した場合を例示したが、本発明の
実施はこれに限定されるもので<1く、ベクトル制御が
可能なあらゆる周波数変換器が適用可能であることはも
ちろんである。
(発明の効果) 以上述べたように、本発明によれば、ベクトル制御によ
り高い制御性能を維持しながら、周波数変換器と誘導電
動機の間にトランスを介在させ、このトランスを飽和さ
せることなく運転を継続することを可能とした誘導電動
機駆動装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る誘導電動機駆動装置の
概略構成図、 第2図は第1図の装置の動作を説明するための特性図、
 第3図は本発明の他の実施例に係る誘導電動機駆動装
この概略構成図、 第4図は従来の誘3tJ電動機駆動装置の概略構成図で
ある。 1・・・整流器、3・・・インバータ、4・・・誘導電
動機、5・・・速成センサ、10・・・電流検出器、1
7・・・磁束基準補正回路、18・・・サベリ補正回路
、2o・・・トランス。 出願人代理人  佐  藤  −維 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、誘導電動機の1次電流を磁束発生に寄与する成分と
    トルク発生に寄与する成分とに分離制御する周波数変換
    器と、この周波数変換器の出力電力を電圧変換して誘導
    電動機に供給するトランスと、誘導電動機の始動時また
    は低速時に磁束発生に寄与する成分の制御量を低減する
    補正手段とを備えたことを特徴とする誘導電動機駆動装
    置。 2、誘導電動機の1次電流を磁束発生に寄与する成分と
    トルク発生に寄与する成分とに分離制御する周波数変換
    器と、この周波数変換器の出力電力を電圧変換して誘導
    電動機に供給するトランスと、誘導電動機の始動時また
    は低速時にすベり周波数が所定の値より小さくならない
    ように補正する手段とを備えたことを特徴とする誘導電
    動機駆動装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0261355A (ja) * 1988-08-24 1990-03-01 Honda Motor Co Ltd 水冷エンジンのオープンデッキ型シリンダブロックにおけるウォータジャケット構造
WO2022259459A1 (ja) * 2021-06-10 2022-12-15 東芝三菱電機産業システム株式会社 ドライブ装置及び制御方法

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