JPS6333393B2 - - Google Patents
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- JPS6333393B2 JPS6333393B2 JP56175711A JP17571181A JPS6333393B2 JP S6333393 B2 JPS6333393 B2 JP S6333393B2 JP 56175711 A JP56175711 A JP 56175711A JP 17571181 A JP17571181 A JP 17571181A JP S6333393 B2 JPS6333393 B2 JP S6333393B2
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- JP
- Japan
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- motor
- phase
- electromotive force
- voltage
- speed
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 29
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
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
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、直接的な位置検出器を持たない無
整流子電動機、特に複数組の固定子巻線が所定の
位相差をもつて配設された多相無整流子電動機の
制御装置に関するものである。 〔従来の技術〕 かかる制御装置において、直接的な位置検出器
にかわるものとして電動機電圧を検出し、これか
ら磁束演算器を用いて磁束波形を求め、この磁束
波形から電動機側変換器（逆変換器）の位相制御
パルスを切り出す方法がある。この場合、磁束波
形の演算が正確に行なわれることが要求され、こ
のため、一般に磁束波形は転流歪をもつ電動機電
圧をそのまま積分することなく、一旦電動機電圧
から速度起電力を演算し、この速度起電力から積
分演算して求めるようにしている。したがつて、
この場合は電動機電圧からいかに正確な速度起電
力を演算するかが、正確な磁束波形を求める上で
重要なポイントとなる。 第１図はかかる磁束演算波形による無整流子電
動機の位置検出器なし制御方式の従来例を示す構
成図であり、第２図は第１図の速度起電力演算器
を詳細に示すブロツク図であり、第３図は第２図
の演算器の入出力信号を示す波形図である。 第１図において、１は速度調節器、２は電流調
節器、３は点弧角調整器、４はサイリスタ変換装
置、５は速度起電力演算器、６は積分器、７はパ
ルス分配器、８はタコジエネレータ（速度検出
器）、９は無整流子電動機、SEは速度設定器、
DCLは直流平滑用リアクトルである。 交流電源は電源側変換器（順変換器）４１を介
して直流に変換された後、適宜平滑リアクトル
DCLを介し、さらに電動機側変換器（逆変換器）
４２で交流に再変換され、該交流電力により同期
電動機９が駆動される。以上のように構成される
無整流子電動機９における速度制御は、速度設定
器SEからの速度設定信号n*と、電動機に直結し
た速度検出用発電機８からの速度検出信号ｎとを
比較して速度調節器１に入力し、次いで速度調節
器１の出力信号、すなわち電流設定信号i*と電源
側変換器４１の交流側入力電流検出信号ｉとを比
較して電流調節器２に入力し、得られた出力信号
で点弧角調整器３を介して電源側変換器４１の位
相制御を行なうことにより達成される。 一方、このときの電動機側変換器４２の位相制
御は、電動機電圧VMおよび電動機電流IMから電
動機速度起電力Ｅを求め、これを積分器６により
積分演算して得られる磁束Φの波形を位相制御の
基準信号（同期信号）としてパルス分配器７に入
力し、その出力により行なわれる。この場合、パ
ルス分配器７内で制御進み角の設定値を適宜決め
てやることにより、任意の制御（例えば、定余裕
角制御）を行なうことができる。 ここで、速度超電力Euv、Evw、Ewuは、電動機
電圧VMの線間成分Vuv、Vvw、Vwuと、電動機電
流IMの各相成分Iu、Iv、Iwとから次のような演算
を行なうことにより求められる。 なお、(1)式において、ｒは各相電機子巻線抵
抗、ｌは各相電機子もれリアクタンスであり、抵
抗ｒおよびリアクタンスｌは簡単のためすべて等
しいものとして考えている。 したがつて、速度起電力演算器５は第２図に示
されるように、相電流の差（Iw−Iu）を微分する
微分要素５１と、所定のゲインを有するゲイン要
素または係数器５２とから構成され、式(1)の演算
を行なう。なお、第２図には起電力Ewuを演算す
る演算器のみが例示されている。 すなわち、電動機電圧の線間成分、例えば電圧
Vwuの波形は第３図イに示されるように、転流に
よる電圧陥没が生じているため、そのまま積分演
算して磁束波形を求めるには不適当である。した
がつて、例えば電動機線間電圧Vwuについては、
該電圧に対応した２つの相電流Iw、Iuにより転流
リアクタンス降下分（ｌｄ／dt（Iw−Iu））と、巻線 抵抗による降下分（ｒ（Iw−Iu））とを補償して速
度起電力Ewuを求めるものである。このようにす
ることによつて、速度起電力は第３図ニに示され
る如く正確な正弦波となり、磁束を求めるのに最
適の波形となる。なお、第３図ロおよびハはそれ
ぞれ相電流IwおよびIuの波形を示すものである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記は電動機の固定子巻線が、例えば３相巻線
１組の場合であつたが、これが複数組設けられて
いるような多相の無整流子電動機の場合について
考える。 第４図は３相巻線を２組有する無整流子電動機
を用いた場合の構成図であり、第５図は電動機電
圧の線間成分、速度起電力および相電流の関係を
示す波形図である。 第４図において、巻線U1、V1、W1と、U2、
V2、W2とは互いに30゜el（電気角）だけ位相がず
らされて配設され、それぞれ変換装置および
によつて独立に給電されるが、磁気的には結合さ
れている。このように構成される多相無整流子電
動機においては、巻線組（U1、V1、W1）と巻
線組（U2、V2、W2）との間の転流干渉によつ
て、上述の如き巻線１組の場合の電圧陥没のほか
に、他の巻線組（に対しては、に対しては
の巻線組）からの電圧陥没が加わることが認め
られている。 第５図はこのような場合を例示した波形図で、
例えば電動機のW1、U1間の線間電圧Vwu1は同図
イの矢印で示されるように、巻線組の影響によ
つて電圧陥没が生じる。この電圧陥没現象は上述
の(1)式の如き演算または第２図で示される如き速
度起電力演算器のみによつては第５図ロのように
依然として補償されないという問題が残る。 この発明は上記に鑑みなされたもので、多相無
整流子電動機においても正確な速度起電力を求め
得るようにして、高精度な位置検出器なし制御を
行なうことを目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 上記の目的は、この発明によれば、逆変換器を
介して給電され、複数組の固定子巻線が互いに所
定の位相差をもつて配設されてなる多相無整流子
電動機と、少なくとも逆変換器を有し該各巻線組
にそれぞれ給電する複数の電力変換装置とを備
え、電動機の速度起電力演算値を積分して得られ
る磁束成分波形を基準とする所定の制御進み角を
もつて前記各逆変換器をそれぞれ位相制御する制
御装置に対し、電動機の線間電圧から該線間電圧
に関係する２つの相電流による転流リアクタンス
降下分および巻線抵抗分ならびに他の巻線組みか
らの転流干渉分を減算して速度起電力を演算する
演算回路を設ける。 〔作用〕 前記演算回路により、各電動機線間電圧に対す
る他の巻線組からの転流干渉による電圧陥没を補
償した正確な速度起電力が得られるようにする。 〔実施例〕 ここで、この発明の実施例を説明する前に、前
述の電動機電圧Vwu1に現われる巻線組からの
転流干渉について考案する。 第６図は巻線組の各線間電動機電圧Vuv1、
Vvw1、Vwu1と巻線組の各相電流による起磁力
I′u2、I′v2、I′w2との位相関係を示すベクトル図で
ある。 同図からも明らかなように、例えば電動機線間
電圧Vwu1に影響を及ぼす合成起磁力は I′w2−１／２（I′u2−I′v2）＝I′w2−１／２（−I
′w2） ＝３／２I′w2 となり、相電流Iw2による起磁力I′w2のみに影響を
受けることがわかる。したがつて、第５図ハは相
電流Iw2の波形図であり、この相電流Iw2によつて
電圧陥没が生じている様子を示すものである。同
様にして、電動機線間電圧Vuv1、Vvw1、Vwu2、
Vuv2およびVvw2について影響を及ぼす相電流は
Iu2、Iv2、−Iu1、−Iv1および−Iw1ということなる。
これを表にまとめると、次表の如くなる。
整流子電動機、特に複数組の固定子巻線が所定の
位相差をもつて配設された多相無整流子電動機の
制御装置に関するものである。 〔従来の技術〕 かかる制御装置において、直接的な位置検出器
にかわるものとして電動機電圧を検出し、これか
ら磁束演算器を用いて磁束波形を求め、この磁束
波形から電動機側変換器（逆変換器）の位相制御
パルスを切り出す方法がある。この場合、磁束波
形の演算が正確に行なわれることが要求され、こ
のため、一般に磁束波形は転流歪をもつ電動機電
圧をそのまま積分することなく、一旦電動機電圧
から速度起電力を演算し、この速度起電力から積
分演算して求めるようにしている。したがつて、
この場合は電動機電圧からいかに正確な速度起電
力を演算するかが、正確な磁束波形を求める上で
重要なポイントとなる。 第１図はかかる磁束演算波形による無整流子電
動機の位置検出器なし制御方式の従来例を示す構
成図であり、第２図は第１図の速度起電力演算器
を詳細に示すブロツク図であり、第３図は第２図
の演算器の入出力信号を示す波形図である。 第１図において、１は速度調節器、２は電流調
節器、３は点弧角調整器、４はサイリスタ変換装
置、５は速度起電力演算器、６は積分器、７はパ
ルス分配器、８はタコジエネレータ（速度検出
器）、９は無整流子電動機、SEは速度設定器、
DCLは直流平滑用リアクトルである。 交流電源は電源側変換器（順変換器）４１を介
して直流に変換された後、適宜平滑リアクトル
DCLを介し、さらに電動機側変換器（逆変換器）
４２で交流に再変換され、該交流電力により同期
電動機９が駆動される。以上のように構成される
無整流子電動機９における速度制御は、速度設定
器SEからの速度設定信号n*と、電動機に直結し
た速度検出用発電機８からの速度検出信号ｎとを
比較して速度調節器１に入力し、次いで速度調節
器１の出力信号、すなわち電流設定信号i*と電源
側変換器４１の交流側入力電流検出信号ｉとを比
較して電流調節器２に入力し、得られた出力信号
で点弧角調整器３を介して電源側変換器４１の位
相制御を行なうことにより達成される。 一方、このときの電動機側変換器４２の位相制
御は、電動機電圧VMおよび電動機電流IMから電
動機速度起電力Ｅを求め、これを積分器６により
積分演算して得られる磁束Φの波形を位相制御の
基準信号（同期信号）としてパルス分配器７に入
力し、その出力により行なわれる。この場合、パ
ルス分配器７内で制御進み角の設定値を適宜決め
てやることにより、任意の制御（例えば、定余裕
角制御）を行なうことができる。 ここで、速度超電力Euv、Evw、Ewuは、電動機
電圧VMの線間成分Vuv、Vvw、Vwuと、電動機電
流IMの各相成分Iu、Iv、Iwとから次のような演算
を行なうことにより求められる。 なお、(1)式において、ｒは各相電機子巻線抵
抗、ｌは各相電機子もれリアクタンスであり、抵
抗ｒおよびリアクタンスｌは簡単のためすべて等
しいものとして考えている。 したがつて、速度起電力演算器５は第２図に示
されるように、相電流の差（Iw−Iu）を微分する
微分要素５１と、所定のゲインを有するゲイン要
素または係数器５２とから構成され、式(1)の演算
を行なう。なお、第２図には起電力Ewuを演算す
る演算器のみが例示されている。 すなわち、電動機電圧の線間成分、例えば電圧
Vwuの波形は第３図イに示されるように、転流に
よる電圧陥没が生じているため、そのまま積分演
算して磁束波形を求めるには不適当である。した
がつて、例えば電動機線間電圧Vwuについては、
該電圧に対応した２つの相電流Iw、Iuにより転流
リアクタンス降下分（ｌｄ／dt（Iw−Iu））と、巻線 抵抗による降下分（ｒ（Iw−Iu））とを補償して速
度起電力Ewuを求めるものである。このようにす
ることによつて、速度起電力は第３図ニに示され
る如く正確な正弦波となり、磁束を求めるのに最
適の波形となる。なお、第３図ロおよびハはそれ
ぞれ相電流IwおよびIuの波形を示すものである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記は電動機の固定子巻線が、例えば３相巻線
１組の場合であつたが、これが複数組設けられて
いるような多相の無整流子電動機の場合について
考える。 第４図は３相巻線を２組有する無整流子電動機
を用いた場合の構成図であり、第５図は電動機電
圧の線間成分、速度起電力および相電流の関係を
示す波形図である。 第４図において、巻線U1、V1、W1と、U2、
V2、W2とは互いに30゜el（電気角）だけ位相がず
らされて配設され、それぞれ変換装置および
によつて独立に給電されるが、磁気的には結合さ
れている。このように構成される多相無整流子電
動機においては、巻線組（U1、V1、W1）と巻
線組（U2、V2、W2）との間の転流干渉によつ
て、上述の如き巻線１組の場合の電圧陥没のほか
に、他の巻線組（に対しては、に対しては
の巻線組）からの電圧陥没が加わることが認め
られている。 第５図はこのような場合を例示した波形図で、
例えば電動機のW1、U1間の線間電圧Vwu1は同図
イの矢印で示されるように、巻線組の影響によ
つて電圧陥没が生じる。この電圧陥没現象は上述
の(1)式の如き演算または第２図で示される如き速
度起電力演算器のみによつては第５図ロのように
依然として補償されないという問題が残る。 この発明は上記に鑑みなされたもので、多相無
整流子電動機においても正確な速度起電力を求め
得るようにして、高精度な位置検出器なし制御を
行なうことを目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 上記の目的は、この発明によれば、逆変換器を
介して給電され、複数組の固定子巻線が互いに所
定の位相差をもつて配設されてなる多相無整流子
電動機と、少なくとも逆変換器を有し該各巻線組
にそれぞれ給電する複数の電力変換装置とを備
え、電動機の速度起電力演算値を積分して得られ
る磁束成分波形を基準とする所定の制御進み角を
もつて前記各逆変換器をそれぞれ位相制御する制
御装置に対し、電動機の線間電圧から該線間電圧
に関係する２つの相電流による転流リアクタンス
降下分および巻線抵抗分ならびに他の巻線組みか
らの転流干渉分を減算して速度起電力を演算する
演算回路を設ける。 〔作用〕 前記演算回路により、各電動機線間電圧に対す
る他の巻線組からの転流干渉による電圧陥没を補
償した正確な速度起電力が得られるようにする。 〔実施例〕 ここで、この発明の実施例を説明する前に、前
述の電動機電圧Vwu1に現われる巻線組からの
転流干渉について考案する。 第６図は巻線組の各線間電動機電圧Vuv1、
Vvw1、Vwu1と巻線組の各相電流による起磁力
I′u2、I′v2、I′w2との位相関係を示すベクトル図で
ある。 同図からも明らかなように、例えば電動機線間
電圧Vwu1に影響を及ぼす合成起磁力は I′w2−１／２（I′u2−I′v2）＝I′w2−１／２（−I
′w2） ＝３／２I′w2 となり、相電流Iw2による起磁力I′w2のみに影響を
受けることがわかる。したがつて、第５図ハは相
電流Iw2の波形図であり、この相電流Iw2によつて
電圧陥没が生じている様子を示すものである。同
様にして、電動機線間電圧Vuv1、Vvw1、Vwu2、
Vuv2およびVvw2について影響を及ぼす相電流は
Iu2、Iv2、−Iu1、−Iv1および−Iw1ということなる。
これを表にまとめると、次表の如くなる。
【表】
以上のように、この発明によれば、多相巻線を
有する無整流子電動機においても転流干渉による
電圧陥没が補償され、正確な速度起電力を得るこ
とができるので、高精度な多相無整流子電動機の
位置検出器なし制御を実現することができる。 なお、この発明は直流式だけでなく交流式の多
相無整流子電動機制御システムにも適用すること
ができるものである。
有する無整流子電動機においても転流干渉による
電圧陥没が補償され、正確な速度起電力を得るこ
とができるので、高精度な多相無整流子電動機の
位置検出器なし制御を実現することができる。 なお、この発明は直流式だけでなく交流式の多
相無整流子電動機制御システムにも適用すること
ができるものである。
第１図は無整流子電動機の位置検出器なし制御
方式の従来例を示す構成図、第２図は第１図の速
度起電力演算器の構成を示すブロツク図、第３図
は第２図の演算器の入出力信号を示す波形図、第
４図は３相巻線を２組有する無整流子電動機を用
いた場合の構成図、第５図は第４図における電動
機線間電圧、速度起電力および相電流の関係を示
す波形図、第６図は第４図における一方の巻線組
の各電動機線間電圧と他方の巻線組の各相電流に
よる起磁力との関係を示すベクトル図、第７図は
この発明の実施例を示すブロツク図、第８図はこ
の発明の他の実施例を示すブロツク図である。 符号説明、１……速度調節器、２……電流調節
器、３……点弧角調整器、４……サイリスタ変換
装置、５，５′，５″……速度起電力演算器、６…
…積分器、７……パルス分配器、８……速度検出
用発電機、９……無整流子電動機、５１，５３…
…微分要素、５２，５４……ゲイン要素。
方式の従来例を示す構成図、第２図は第１図の速
度起電力演算器の構成を示すブロツク図、第３図
は第２図の演算器の入出力信号を示す波形図、第
４図は３相巻線を２組有する無整流子電動機を用
いた場合の構成図、第５図は第４図における電動
機線間電圧、速度起電力および相電流の関係を示
す波形図、第６図は第４図における一方の巻線組
の各電動機線間電圧と他方の巻線組の各相電流に
よる起磁力との関係を示すベクトル図、第７図は
この発明の実施例を示すブロツク図、第８図はこ
の発明の他の実施例を示すブロツク図である。 符号説明、１……速度調節器、２……電流調節
器、３……点弧角調整器、４……サイリスタ変換
装置、５，５′，５″……速度起電力演算器、６…
…積分器、７……パルス分配器、８……速度検出
用発電機、９……無整流子電動機、５１，５３…
…微分要素、５２，５４……ゲイン要素。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数組の固定子巻線が互いに所定の位相差を
もつて配設されてなる多相無整流子電動機と、少
なくとも逆変換器を有し該各巻線組にそれぞれ給
電する複数の電力変換装置とを備え、電動機の速
度起電力演算値を積分して得られる磁束成分波形
を基準とする所定の制御進み角をもつて前記各逆
変換器をそれぞれ位相制御する多相無整流子電動
機の制御装置において、 前記電動機の線間電圧から該線間電圧に関係す
る２つの相電流による転流リアクタンス降下分お
よび巻線抵抗分ならびに他の巻線組からの転流干
渉分を減算して速度起電力を演算する演算回路を
設けたことを特徴とする多相無整流子電動機の制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56175711A JPS5879492A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 多相無整流子電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56175711A JPS5879492A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 多相無整流子電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5879492A JPS5879492A (ja) | 1983-05-13 |
| JPS6333393B2 true JPS6333393B2 (ja) | 1988-07-05 |
Family
ID=16000897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56175711A Granted JPS5879492A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 多相無整流子電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5879492A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05236795A (ja) * | 1992-02-19 | 1993-09-10 | Hi Tech Lab Inc | 誘導電動機制御装置および制御方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6043088A (ja) * | 1983-08-16 | 1985-03-07 | Toshiba Corp | 複数台駆動サイリスタモ−タ装置 |
| JPH0272662U (ja) * | 1988-11-15 | 1990-06-04 | ||
| US5616994A (en) * | 1994-01-12 | 1997-04-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Drive circuit for brushless motor |
| JP5350034B2 (ja) * | 2009-03-25 | 2013-11-27 | 日本ムーグ株式会社 | 電動機システム |
-
1981
- 1981-11-04 JP JP56175711A patent/JPS5879492A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05236795A (ja) * | 1992-02-19 | 1993-09-10 | Hi Tech Lab Inc | 誘導電動機制御装置および制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5879492A (ja) | 1983-05-13 |
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