JPS6343594A - Ac motor driving apparatus - Google Patents

Ac motor driving apparatus

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JPS6343594A
JPS6343594A JP61185622A JP18562286A JPS6343594A JP S6343594 A JPS6343594 A JP S6343594A JP 61185622 A JP61185622 A JP 61185622A JP 18562286 A JP18562286 A JP 18562286A JP S6343594 A JPS6343594 A JP S6343594A
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voltage
converter
motor
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茂 田中
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To vary a large capacity Ac motor from low to high speed without pulsation of the torque by using a double converter, a phase advancing capacitor and a cycloconverter. CONSTITUTION:In a double converter CONV, the DC sides of double converter SSP, SSN connected in anti-parallel with one another are connected through a reactor Ld with a DC power source. A phase advancing capacitor CAP is connected to the AC side terminal of the converter CONV. The input side of a circulation current type cycloconverter CC is connected to the capacitor CAP, and the output side is connected to an AC motor M. The converter CONV is so controlled that the peak value of the voltage applied to the capacitor CAP becomes substantially constant. The converter CC is so controlled as to supply a variable frequency sine current to the motor M.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は直流電源から電力の供給を受けて交流°七fa
J別を駆動する交流電動は駆動装置に関する。
[Detailed description of the invention] [Object of the invention] (Industrial application field) The present invention provides an AC
The AC electric power that drives the J-type is related to a drive device.

(従来の技術) 一般に交流電動機としては誘導電動機、開明゛逝動機、
リラクタンスモーフ等がある。直流電源から電力の供給
を受けてこれらの交流ff1iFII機を駆動する従来
の装置として例えば電圧形自動インバータがある。
(Prior art) In general, AC motors include induction motors, kaimei motors,
There are reluctance morphs, etc. For example, a voltage source automatic inverter is a conventional device that receives power from a DC power source to drive these AC ff1iFII machines.

この電圧形自励インバータはトランジスタやG’rO(
ゲートターンオフサイリスク)等の自己消弧素子で構成
され、交流電動機に可変電圧可変周波数の交流電力を供
給することができる。
This voltage type self-excited inverter uses transistors and G'rO (
It consists of a self-extinguishing element such as a gate turn-off switch (gate turn-off switch), and can supply alternating current power with variable voltage and variable frequency to an alternating current motor.

この場合、パルス幅変調(P W M )11陣を行な
うことにより、上記’ilf 1FII□への供給゛1
゛放流を正弦波に近似した波形にIt、It御しトルク
脈動の低減を図っているしのしある。
In this case, by performing 11 pulse width modulations (PWM), the supply to the above 'ilf 1FII□'1
``There is evidence that the waveform of the discharge is approximated to a sine wave by controlling It and It to reduce torque pulsation.

(発明が解決しようとする問題点) このような自励インバータによる従来の交流電動機駆動
装置は、トランジスタWGTO等の自己消弧素子を必要
とするため装置のコストが高くなり、また、過電流等か
ら素子を保護することが難しく、信頼性の点で問題があ
った。
(Problems to be Solved by the Invention) A conventional AC motor drive device using such a self-excited inverter requires a self-extinguishing element such as a transistor WGTO, which increases the cost of the device. It was difficult to protect the device from the oxidation, and there was a problem in terms of reliability.

また、GTO等の大容量の自己消弧素子のスイッチング
周波数は500〜1,000111程度が限度となって
おり、パルス幅変調制御の変調周波数し上記周波数範囲
に限定される。したがって、交流電動機の回転速度を高
くした状態では電流脈動に伴うトルク脈動が発生する。
Further, the switching frequency of a large capacity self-extinguishing element such as a GTO is limited to about 500 to 1,000111, and the modulation frequency of pulse width modulation control is limited to the above frequency range. Therefore, when the rotational speed of the AC motor is increased, torque pulsations occur due to current pulsations.

かくして、自動インバータによる従来の交流電動機駆動
装置は、中小容伍の装置に適するが、大容量でしかも高
速の交流電動機には適用し難いという問題点があった。
Thus, conventional AC motor drive devices using automatic inverters are suitable for small to medium sized devices, but have the problem of being difficult to apply to large capacity and high speed AC motors.

本発明は上記の問題点を解決するためになされもので、
大容量の交流電動機に対してトルクの脈動を伴うことが
なく低速から高速までの変速を可能にし、且つ、信頼性
を格段に向上させることのて・さ″る交流電動(;1駆
動芸首の提供を目的とする。
The present invention was made to solve the above problems, and
AC electric motors (1-drive performance) enable shifting from low to high speeds without torque pulsation compared to large-capacity AC motors, and significantly improve reliability. The purpose is to provide.

〔発明の11′4成) く問題点を解決するための手段) 本発明tよ、逆並列接続された2個のコンバータのム゛
1流側がリアクトルを介して直流型K(に接続された2
重コンバークと、この2重コンバークの交流側端子間に
接続された)V相コンデンサと、入力側が前記進相コン
デンサに接続され、出力側が交流°電動機に接続された
循環電流式サイクロコンバークと、前記進相コンデンサ
の電圧の波高1直が略一定になるにうに前記2重コンバ
ータを制御すると共に、+iFj記2重コンバータおよ
びサイクロコンバータの遅れ無効電力と前記進相コンデ
ンサの進み無効電力とが等しい可変周波数の°電流を1
)a記交流雷!JJ ’43に供給するように前記サイ
クロコンバータをa、II tllづ″る制御手段とを
漏えたことを特徴とするしのである。
[11'4 of the invention] Means for solving the problems) According to the present invention, two converters connected in anti-parallel are connected on the first stream side to a DC type K via a reactor. 2
a double converter, a V-phase capacitor (connected between the AC side terminals of the double converter), a circulating current type cycloconverter whose input side is connected to the phase advancing capacitor, and whose output side is connected to the AC motor; The double converter is controlled so that the wave height of the voltage of the phase advance capacitor is substantially constant, and the lagging reactive power of the double converter and the cycloconverter described by +iFj is equal to the leading reactive power of the phase advance capacitor. Variable frequency ° current 1
) A diary thunder! The invention is characterized in that it includes a control means for controlling the cycloconverter so as to supply the cycloconverter to the JJ '43.

(作 用) この発明においては、制御手段が、進相コンデンサ°に
印加される電圧の波高値が略一定になるように2重コン
バータを制御すると共に、可変周波数の正弦波電流が交
流電動機に供給されるように循環電流式サイクロコンバ
ータを制御している。
(Function) In the present invention, the control means controls the double converter so that the peak value of the voltage applied to the phase advance capacitor is substantially constant, and the variable frequency sine wave current is applied to the AC motor. A circulating current type cycloconverter is controlled so that the current is supplied.

このとき、進相コンデンサは2重コンバータと循環電流
式量サイクロコンバータに対して、進み無効電力源とな
るもので、その周波数(数百11z)は2重コンバータ
及びサイクロコンバータがとる遅れ無効電力と進相コン
デンサの進み無効電力とが等しくなるように決定される
。苫い換えると、外部の正弦波発振器により2重コンバ
ータ及びサイクロコンバータの位相制御基準信号を与え
ることにより、この発振器の周波数及び位相に進相コン
デンサの電圧の周波数及び位相が一致するようにサイク
ロコンバータの循環電流が流れる。
At this time, the phase advance capacitor becomes a leading reactive power source for the double converter and the circulating current type quantity cycloconverter, and its frequency (several hundred 11z) is equal to the lagging reactive power generated by the double converter and the cycloconverter. It is determined so that the leading reactive power of the phase leading capacitor is equal to the leading reactive power. In other words, by providing a phase control reference signal for the double converter and the cycloconverter using an external sine wave oscillator, the cycloconverter is controlled so that the frequency and phase of the voltage of the phase advance capacitor match the frequency and phase of this oscillator. A circulating current of .

このようにして確立した進相コンデンサ電圧により2重
コンバータ及びサイクロコンバータは自然転流だけで電
力変換を行なうことができ、高速で大容量の交流電動機
駆動装置を提供することができる。
The phase advance capacitor voltage established in this way allows the double converter and the cycloconverter to perform power conversion with only natural commutation, and it is possible to provide a high-speed, large-capacity AC motor drive device.

〈実/1色例) 第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
(Real/One Color Example) FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

同図において、直流電源vdには直流リアク1−ルし、
を介して2重コンバータC0NVの直流側が接続されて
いる。この2重コンバータC0NVは正群コンバータS
 S l)と<11!1コンバータSSNとが逆並列接
続されCおり、その交流側端子間に進相コンデンサCA
I)(端子間のコンデンサを1つの6のとして表わして
いる)が接続されている。
In the same figure, a DC reactor is connected to the DC power supply vd,
The DC side of the double converter C0NV is connected via the. This double converter C0NV is a positive group converter S
S l) and <11!1 converter SSN are connected in antiparallel, and a phase advance capacitor CA is connected between their AC side terminals.
I) (the capacitor between the terminals is represented as one 6) is connected.

また、進相コンデンサCAPにはサイクロコンバータC
Cの入力側が接続され、このサイクロコンバータCCの
出力側に交流電!l1JJ改M /fi接続されている
。ここで、サイクロコンバータCCは主にコンバータS
S −8S3と直流リアクトルL1〜L3とで構成され
、各コンバータS81〜S83は高周波トランスTRに
にって相互に絶縁されている。
In addition, a cycloconverter C is used as a phase advancing capacitor CAP.
The input side of C is connected, and the output side of this cycloconverter CC receives AC power! l1JJ Kai M /fi is connected. Here, cycloconverter CC is mainly converter S
The converter S-8S3 is composed of a converter S-8S3 and DC reactors L1 to L3, and each converter S81 to S83 is insulated from each other by a high frequency transformer TR.

また、2屯コンバータC0NVを制御するために、ここ
に流れる11i流を検出する電流検出器CTd、進相コ
ンデンサCAPの印加電圧を検出する電圧検出器2丁 
 、この電圧検出器AP 1〕”CAPの出力を整流する整流回路D1この整流回
路りから出力される進相コンデンサCAPの電圧波高値
V  に阜づいて直流電流指令値■、をCAP 出力ず゛る電圧制御回路AVR,この直流電流指令値I
dと電流検出器CT、の電流検出値I、との偏差に基づ
いてコンバータの電流1IIJ御信号を作る電流制御回
路ACR1、および外部発掘器oSCの出力と電流制御
回路ACR,の出力とに基づいて2市コンバータC0N
Vを制御する位相制御回路P H01を備えている。
In addition, in order to control the 2-ton converter C0NV, a current detector CTd detects the 11i current flowing here, and two voltage detectors detect the voltage applied to the phase advance capacitor CAP.
, a rectifier circuit D1 that rectifies the output of this voltage detector AP1] CAP outputs a DC current command value based on the voltage peak value V of the phase advance capacitor CAP output from this rectifier circuit. voltage control circuit AVR, this DC current command value I
A current control circuit ACR1 generates a control signal for the converter current 1IIJ based on the deviation between d and the current detection value I of the current detector CT, and based on the output of the external excavator oSC and the output of the current control circuit ACR. Te2 city converter C0N
A phase control circuit P H01 for controlling V is provided.

さらに、循環電流式サイクロコンバータCCを制御する
ために、交流電動IMの回転速度を検出する回転パルス
発生器PG、交流電動IMの各相電流を検出する電流検
出器CT  、CT、。
Further, in order to control the circulating current type cycloconverter CC, a rotational pulse generator PG detects the rotation speed of the AC electric motor IM, and current detectors CT, CT, detect each phase current of the AC electric motor IM.

CT、、回転パルス発生器PGの回転速度検出値める速
度制御回路5PC1これらの電流指令値CI−の検出ば
+I、I、IHを相ごとに比較W          
 IJ     ’Jして偏I’s分を積分若しくは比
例増幅して出力ザる電流制御回路ACR2、この電流制
御回路A C+< 、、の出力と外部発振Z OS C
の出力とにJ、(づいてコンバータss  −5s3を
ゐII 1it−U’る位相制御回路1” l−I C
2を応えている。
CT, Speed control circuit 5PC1 that calculates the rotational speed detection value of the rotational pulse generator PG When these current command values CI- are detected, +I, I, IH are compared for each phase W
A current control circuit ACR2 that integrates or proportionally amplifies the partial I's component and outputs it, the output of this current control circuit A C+< , and the external oscillation Z
A phase control circuit 1''l-I C with the output of
2 is answered.

」−記のようにMh成された本実施例の概略動作を51
明した後で訂しい動作を説明する。
”-51 shows the general operation of this embodiment made by Mh as described below.
After that, I will explain the corrected operation.

先ず、2小コンバータC0NVは直流電源vdと進相コ
ンデン+′jcAPとの間で電力変換を行なうもので、
直流電流1dが図示矢印の向きに流れているとき1ユ正
群]ンバータSSPが動作し、直流゛、七流Idが矢印
とは反対方向に流れているとき、づなわら、電力を回生
しているとぎ44丁コンバータSSNが動作するJ:う
に制御され、さらに、進相:1ンデンtすCAPの印加
電圧が略一定になるように直流電流rdが制(2Ilさ
れる。
First, the 2-small converter C0NV performs power conversion between the DC power supply vd and the phase advance capacitor +'jcAP,
When the DC current 1d is flowing in the direction of the arrow shown in the figure, the 1 unit positive group inverter SSP operates, and when the DC current 1d is flowing in the opposite direction to the arrow, the power is regenerated. The DC current rd is controlled so that the voltage applied to the phase advance CAP becomes approximately constant, and the DC current rd is controlled so that the voltage applied to the phase advance CAP becomes approximately constant.

次に、サイクロコンバータCCはΔ結線された循環電流
式のもので進相コンデンサCAPを3相711i源とし
て交流電動機Mに可変電圧可変周波数の3相交流電力を
供給するように制wJされる。
Next, the cycloconverter CC is of a delta-connected circulating current type and is controlled wJ to supply variable voltage variable frequency three-phase AC power to the AC motor M using the phase advance capacitor CAP as a three-phase 711i source.

また、2重コンバータC0NV及びサイクロコンバータ
CCの位相制御には外部発掘器O8Cからの3相阜準電
圧e  、 e 1. 、 e cの信号を用いており
、進相コンデンサCAPの電圧V、Vb。
In addition, for phase control of the double converter C0NV and the cycloconverter CC, three-phase quasi-voltages e, e1. from the external excavator O8C are used. , e c signals are used, and the voltages V and Vb of the phase advancing capacitor CAP are used.

■ の周波数と位相は基準電圧e  、 el、 、 
e。
■ The frequency and phase of are the reference voltages e, el, ,
e.

a の周波数と位相に制御されることになる。a It will be controlled by the frequency and phase of

以下、これらの詳細な動作説明を行な1゜まず、進相コ
ンデンサCAPの電圧V、Vb。
A detailed explanation of these operations will be given below.1 First, the voltages V and Vb of the phase advancing capacitor CAP.

VCを確立させるための起動動作を説明する。The startup operation for establishing VC will be explained.

第2図は起動時の正群コンバータSSPと進相コンデン
サCAPの等両回路を表わすもので、SSPは1ノイリ
スタS 〜S6で構成される。まま た進相コンデンサCAPはC35,Cbo、Coaから
なる。
FIG. 2 shows the circuits of the positive group converter SSP and the phase advance capacitor CAP at startup, and the SSP is composed of one Noristor S to S6. Furthermore, the phase advance capacitor CAP is composed of C35, Cbo, and Coa.

いま、仮にサイリスタS4と$2に点弧パルスが入った
場合、直流電流I、が電源Vd→リアクトルLd→サイ
リスタS4→コンデン)J−C,b→サアクトルLd→
サイリスタS4→コンデンtZCca→コンデンサC→
サイリスタS →電源Vdのbc          
   2 経路に流れる。この結果、コンデンサCabには直流布
It V dが充゛市され、コンデンサCbo、CCa
には=(d/2)の電圧が印加される。
Now, if an ignition pulse is applied to thyristors S4 and $2, the DC current I will be as follows: power supply Vd → reactor Ld → thyristor S4 → capacitor) J-C,b → reactor Ld →
Thyristor S4 → Capacitor tZCca → Capacitor C →
Thyristor S → bc of power supply Vd
2. Flows into the path. As a result, capacitor Cab is filled with DC distribution It V d, and capacitors Cbo and CCa
A voltage of =(d/2) is applied to.

第3図は正群コンバータSSPのサイリスタS1〜S6
の点弧モードとそれに対応して変化する進相コンデン→
)Cの印加電圧vab及び相電圧b ■、の各波形を示す。
Figure 3 shows thyristors S1 to S6 of the positive group converter SSP.
The ignition mode and the phase-advanced condenser that changes accordingly→
) The waveforms of the applied voltage vab of C and the phase voltage b2 are shown.

第2図のモードの後は、サイリスタS3に点弧パルスが
与えられる。するとコンデンサCboに充゛市された電
圧ににってサイリスタS2に逆バイアス電圧が印加され
、82はオフする。すなわち起動時には進相コンデンサ
CAPは転流コンデンサの役目をはだJ0サイリスタS
4とS3がオンすると前記進相コンデンサCab、Cb
c、Coaに印加される11丁圧も変化する。
After the mode of FIG. 2, a firing pulse is applied to thyristor S3. Then, a reverse bias voltage is applied to the thyristor S2 by the voltage charged in the capacitor Cbo, and the thyristor 82 is turned off. In other words, at startup, the phase advance capacitor CAP plays the role of a commutating capacitor and the J0 thyristor S
4 and S3 are turned on, the phase advance capacitors Cab and Cb
The 11-ton pressure applied to c and Coa also changes.

進相コンデンサCabに印加される電圧Va−bは第3
図のJ:うにサイリスタS −86の点弧モードによっ
て階段状に変化する。しかし実際には電+■V、−,は
りアクドルし、を介して充電されるため破線の如く徐々
に立上る。その時間を2δとした場合、va−bの基本
波成分はδだけ遅れる。また相電圧■ は線間電圧va
−bに対して(π/6)ラジアンだけ位相が遅れる。
The voltage Va-b applied to the phase advancing capacitor Cab is the third
J in the figure: Changes stepwise depending on the firing mode of the uni thyristor S-86. However, in reality, the voltage +V, -, and voltage are accelerating and are charged through the voltage, so the voltage gradually rises as shown by the broken line. If the time is 2δ, the fundamental wave component of va-b is delayed by δ. Also, the phase voltage ■ is the line voltage va
The phase is delayed by (π/6) radians with respect to −b.

サイリスタS −86の点弧モードと上記相電圧Vaを
比較するとわかるように起動時の位相制御角α、は α =π−δ(ラジアン)  ・・・・・・・・・(1
)となっている。δはあまり大きくないので、近似的に
Cよα 初180°で運転されていることになる。
As can be seen by comparing the ignition mode of thyristor S-86 and the above phase voltage Va, the phase control angle α at startup is α = π - δ (radian) ...... (1
). Since δ is not very large, approximately C and α are operated at 180°.

このときのコンバータSSPの出力電圧V は第2図の
矢印の方向を正の値とすると V=に−V   −cosα   ・・・・・・・・・
(2)p         cap         
pとなっている。ただし、kは比例定数、Vcapはコ
ンデンサの相電圧波高値となる。
At this time, if the output voltage V of the converter SSP is taken as a positive value in the direction of the arrow in Fig. 2, then V=-V-cosα...
(2) p cap
p. However, k is a proportionality constant, and Vcap is the phase voltage peak value of the capacitor.

この出力゛電圧■ の反転値−V が直流電圧p Vdとつり合っている。しかしこのままでは進相コンデ
ンサCA Pに直流−り圧Vd以上の電圧には充′市さ
れない。
The inverted value -V of this output voltage (2) is balanced with the DC voltage pVd. However, if this continues, the phase advancing capacitor CAP will not be charged to a voltage higher than the DC voltage Vd.

そこで、点弧位相角α、を90°の方向に少しずらして
やる。すると出力゛i旨圧■、の反転値−■ が減少し
、Vd>−V、となり、直流電流fdが矢印の方向に流
れる。この結果イ1効電力)’)=V  ・1dがa流
電源vdから進相コンデ(1d ンサCAPに供給されエネルギーP ・1−(12。
Therefore, the firing phase angle α is slightly shifted in the direction of 90°. Then, the inverted value -■ of the output ゛i pressure ■ decreases, Vd>-V, and the DC current fd flows in the direction of the arrow. As a result, the energy P ・1-(12

/2)CV   か進相コンデンサに蓄積されcap 
   cap る。これにより電圧V  が増大し、■、暢ap −■ となって落ち着く。このとき、電流1.は零とな
っている。
/2) CV is accumulated in the phase advance capacitor and cap
Cap Ru. As a result, the voltage V increases and settles down to ■, ap -■. At this time, the current 1. is zero.

さらにvcapを増大させたいとさは、点弧位相角a、
をさらに90’の方向にずらし、出力電圧の反転値−■
。を減少させることにより達成できる。α、=90’で
(ま−■、−〇 となり、理論的に(よ゛市源電圧■d
がごくわずかな値でちコンデンサ電圧V。8.を大ぎな
値に充電することができる。しかし、実際には回路損失
があるためその分の電力供給は必要不可欠の6のとなる
If you want to further increase vcap, the firing phase angle a,
is further shifted in the direction of 90', and the inverted value of the output voltage -■
. This can be achieved by reducing the At α, = 90', it becomes (ma-■, -〇, and theoretically (the city supply voltage d
is a very small value and the capacitor voltage V. 8. can be charged to a great value. However, in reality, since there is circuit loss, it is essential to supply power for that amount.

このようにして進相コンデンサCAPの電圧Vcapを
任意の値に充電することができる。
In this way, the voltage Vcap of the phase advancing capacitor CAP can be charged to an arbitrary value.

次に、このようにして確立された進相コンデンサCAP
の電圧■ 、b、voが第1図の位相制911回路P)
−ICi 、PI−IC2に与えられる3相塁準電圧0
.eb、eoの周波数と位相に一致することを税引する
Next, the phase advance capacitor CAP established in this way
The voltages ■, b, vo are phase-based 911 circuit P in Figure 1)
-ICi, 3-phase base quasi-voltage given to PI-IC2 0
.. The fact that the frequencies and phases of eb and eo match is taxed.

第4図は第1図の外部発振器O8Cから出力される位相
制御基準電圧e、e、、e  と循環用a      
       C 流式サイクロコンバータCCを構成するコンバータss
  −5s3の点弧パルスモードを示ずものである。
Figure 4 shows the phase control reference voltages e, e, , e output from the external oscillator O8C in Figure 1 and the circulation a.
C Converter ss that constitutes the flow type cycloconverter CC
-5s3 ignition pulse mode is not shown.

位1fl 1III ′gfJl準電圧e、e、、eC
は次式ノヨうに表わされる。
1fl 1III 'gfJl quasi-voltage e, e, , eC
is expressed as the following equation.

e  = E  −5in(ω。−t )      
−・・・・−(3)m e  −E−sin(ω−t−27r/3)−(4)b
m     c e   =E−sin(ω・t+2π/3)=15)C
m          に こで、[は・単位電圧波高値、ω。= 2πf  lJ高周波の角周波数で、例えばf。=50
011z稈1qに選ばれる。
e = E −5in(ω.−t)
−・・・・−(3)m e −E−sin(ω−t−27r/3)−(4)b
m c e =E-sin(ω・t+2π/3)=15)C
m Nicode, [is unit voltage peak value, ω. = 2πf lJ High frequency angular frequency, for example f. =50
Selected as 011z culm 1q.

進相コンデンサCAPの相゛I七圧V、、Vb。Phase I7 voltages V, , Vb of the phase advancing capacitor CAP.

■ が上記阜準゛市圧e、el)、e  の周波数とC
a             C 位相に一致している1易合、コンバータSS1〜S83
の各出力電圧は、次のようになる。
■ is the above standard (city pressure e, el), the frequency of e and C
a C Phase matching, converter SS1 to S83
Each output voltage of is as follows.

V、=k・y、、 −cosα1  ・・・・・・(6
)v2−に−vo、p−CO3α2  ・・・・・・(
7)V3=k −V、p−cosα3  ・・・・・・
(8)起動時は、各コンバータの出力電圧V、V2゜■
 は零に設定されるので、制御位相角α1゜α2.α 
は、α =α2−α3=90’ となつている。ららろ
/νV +V2+v3=Oとなり、す゛イクO:Jンバ
ータCCの循環電流の増誠tまない。
V,=k・y,, -cosα1 ・・・・・・(6
) v2-ni-vo, p-CO3α2 ・・・・・・(
7) V3=k-V, p-cosα3...
(8) At startup, the output voltage of each converter is V, V2゜■
are set to zero, so the control phase angles α1°α2 . α
is α=α2−α3=90′. Ralaro/νV +V2+v3=O, and the circulating current of the J inverter CC does not increase.

この状態から仮に、コンデンサ:’Ij; lT=の周
波数が低くなり、第4図の破線のようにv’、v、’。
From this state, if the frequency of the capacitor: 'Ij; lT= becomes low, v', v, ' as shown by the broken line in FIG.

■o′となった場合を考える。■Consider the case where o' occurs.

この場合、コンバータSS1の点弧位相角はα からα
1′に、またS82の点弧位相角はα からα ′に、
さらにS83の点弧位相角はα からα ′に変化する
。したがって、v1→−V2+V3〉0となり、サイク
ロコンバータCCの循環電流を増大させる。この循環電
流は進相コンデンサCAP側から見たサイクロコンバー
タCCの入力側の遅れ無効電力となる。
In this case, the firing phase angle of converter SS1 is from α to α
1', and the firing phase angle of S82 changes from α to α',
Further, the firing phase angle of S83 changes from α to α'. Therefore, v1→-V2+V3>0, which increases the circulating current of the cycloconverter CC. This circulating current becomes delayed reactive power on the input side of the cycloconverter CC as viewed from the phase advancing capacitor CAP side.

第5図は、サイクロコンバータCCの入力側の1相分の
等価回路を表わしたもので、サイクロコンバータCC及
び2重コンバータC0NVは遅れ電流をとる可変インダ
クタンスLccに置き換えられる。この回路の共成周波
数f  は cap となる。
FIG. 5 shows an equivalent circuit for one phase on the input side of the cycloconverter CC, in which the cycloconverter CC and the double converter C0NV are replaced by a variable inductance Lcc that takes a delayed current. The resonant frequency f of this circuit is cap.

サイクロコンバータCCの循環電流が増大することは等
価インダクタンスし。0が減少することに等しく、上記
周波数f  は増大し、■、′。
An increase in the circulating current of the cycloconverter CC results in an increase in the equivalent inductance. 0 is equivalent to decreasing, the above frequency f increases, and ■,'.

cap Vb’、V’(7)周波数f  はN準電圧ea。cap Vb', V' (7) frequency f is N quasi voltage ea.

CCap e、、、Oの周波数[。に近ずく。CCap The frequency of e, , O [. approach.

同様に「〉「。どなった場合には、循Iト市 it p 流が減少し、’ccB大ぎくなって、やはりf。a。Similarly, if you get angry, please call The current decreases and 'ccB becomes too large, and again f. a.

−1となって落ち着く。It settles down to -1.

進相二1ンデンリCA l)の電圧の位相が基準電圧の
位相より遅れた場合に1よ「〈「  となったcap 
     c ときと同様に循環電流が増加し、進相コンデンサ゛CΔ
1)の電圧位相を進める。逆に、進相コンデンサCA 
l)の′電圧(η相が基準電圧J:り進/υだ場合には
r   >f  となったときと同様に循1;電流がc
ap   c 減少し、)lU相コンデンサCΔPの電圧位相を遅らせ
る。このようにして進相コンデンサCΔPの電圧V、V
、、Voの周波数と位相が基*電圧e  、c  、e
  に一致するようにり゛イクL]コンbc バークCCの循環電流の大きさが自動的に調整されるも
のである。したがって、これらのコンデン→ノ雷圧V、
Vb、0は次式のように表わされる。
If the phase of the phase leading voltage is delayed from the phase of the reference voltage, the cap becomes 1.
As in the case of c, the circulating current increases and the phase advancing capacitor CΔ
1) Advance the voltage phase. Conversely, the phase advance capacitor CA
l)' voltage (if the η phase is the reference voltage J: advance/υ, the current is c
ap c decreases and delays the voltage phase of ) lU phase capacitor CΔP. In this way, the voltages V, V of the phase advancing capacitor CΔP
, , the frequency and phase of Vo are based on *voltage e , c , e
The magnitude of the circulating current of the converter CC is automatically adjusted so as to match . Therefore, these condensation→no lightning pressures V,
Vb,0 is expressed as in the following equation.

V  =V   −5in(ω−t)    −−−−
−−(10)a   cap     c ■b””vcap・5in(ω ・t−2π/3)・・
・・・・(11) V   =v    −5in(ω−t+27r/3)
c     cap         c・・・・・・
(12) ただし、vcapは相電圧波高値である。
V = V -5in (ω-t) -----
--(10)a cap c ■b””vcap・5in(ω・t−2π/3)・・
...(11) V = v -5in (ω-t+27r/3)
c cap c・・・・・・
(12) However, vcap is the phase voltage peak value.

交21!l−電動機〜1の回転速度が増加し、各コンバ
ータSS1〜SSoが出力゛電圧を発生している場合も
同様に動作する。すなわち定常状態(進相コンデンサC
AI)の電圧位相が基準電圧と一致している場合)では
V 4−■ +V3=Oを満足し、すイクロコンバータ
CCの循環電流は増減しない。
Cross 21! The same operation occurs when the rotational speed of l-motor ~1 increases and each converter SS1 ~ SSo generates an output voltage. In other words, steady state (phase advance capacitor C
When the voltage phase of AI) matches the reference voltage, V4-■+V3=O is satisfied, and the circulating current of the microconverter CC does not increase or decrease.

この状態からずれた場合にはCCの循環電流が自動的に
調整され、常に進相コンデンサCAPの周波数と位相は
り準電圧のそれと一致するように運転される。
If the circuit deviates from this state, the circulating current of CC is automatically adjusted so that the frequency and phase of the phase advancing capacitor CAP always match those of the standard voltage.

以上のようにして進相コンデンサCAPの電圧V、V、
、Voが確立するが、次にこれらの電圧が確立した後の
2重コンバータC0NV及びサイクロコンバータCCの
制御IJJ!作を説明する。
As described above, the voltages V, V, of the phase advancing capacitor CAP,
, Vo are established, but then the control of the double converter C0NV and the cycloconverter CC after these voltages are established IJJ! Explain the work.

第6図は2重コンバータC0NVの制御部を詳しく表わ
したしので、第1図の制御回路と対応させると次のJ、
うになる。
Figure 6 shows the control section of the double converter C0NV in detail, so if it corresponds to the control circuit in Figure 1, the following J,
I'm going to growl.

まず、第1図の電圧制御回路ΔVRは、第6図の電圧設
定器V R、比較器C及び電圧制御補償回路G。(s)
からなる。
First, the voltage control circuit ΔVR in FIG. 1 is the voltage setter VR, the comparator C, and the voltage control compensation circuit G in FIG. (s)
Consisting of

また、次の電流制御回路A CR1は第6図の比較器C
、電流制御211補t3回路G1(S)、加9冴A +
)、演lTh1![器に、 、反転m1NV、ヒステリ
シス回路IIs、モノマルチ回路MM、論理回路LCで
+1“4成される。
In addition, the next current control circuit A CR1 is the comparator C in FIG.
, current control 211 supplementary t3 circuit G1 (S), addition A +
), performance lTh1! [In the circuit, +1"4 is formed by inverting m1NV, hysteresis circuit IIs, mono multi-circuit MM, and logic circuit LC.

さらに、第1図の位相制御1[1回路P H01は第6
図の位相制御211回路P II I七P HN及びス
イッチ回路As   ΔS2で偶成される。
Furthermore, the phase control 1 [1 circuit P H01 in FIG.
The phase control circuit 211 shown in the figure is combined with the circuit P II I7 P HN and the switch circuit As ΔS2.

ここで、進相コンデンサCAPの電圧を電L〔検出嵩P
T   で検出し、l!1られた3相電1[を整流ap 器1〕によって整i−rる。これによって進相コンデン
サ゛CA Pの電圧波高jIQ V c a pが比較
器C1に入力される。
Here, the voltage of the phase advance capacitor CAP is set to L [detection volume P
Detected by T, l! The three-phase current 1 [rectified by the rectifier 1] is rectified by the rectifier 1. As a result, the voltage peak jIQ V cap of the phase advancing capacitor CA P is input to the comparator C1.

また、電圧設定器VRから電圧指令値■。apを出力し
、比較器C1によって上記検出値■。8.(比較する。
Also, the voltage command value ■ from the voltage setting device VR. ap is output, and the above detected value ■ is obtained by the comparator C1. 8. (compare.

これらの間の(1差ε。= Vcap〜vcapは次の
電圧制121I補償回路G。(S)に入力され、積分あ
るいは比例増幅される。この電圧制御補償回路G。(S
)の出力信号1dは、直流電流の指令1aとして比較器
C2に入力される。
The (1 difference ε.=Vcap~vcap) between these is input to the next voltage control 121I compensation circuit G (S), where it is integrated or proportionally amplified. This voltage control compensation circuit G (S
) is input to the comparator C2 as a direct current command 1a.

−万、直流変流器CT 、、によって直流電流I。-10,000 DC current I by DC current transformer CT.

を検出し、比較″BC2によって上記′;[流指令値l
、との偏差εI=Id   fdを求める。当該偏差ε
lは次の電流1.制御補償回路GI(s)によって、積
分あるいは比例増幅され、加算器ADを介して正8Tコ
ンバータSSPの位相Lll t211回路P回路IP
に入力される。また、加q器ADの1なで反転器INV
を介して負群コンバータSSNの位相制御回路P l−
I Nに入力される。
Detect and compare ``BC2 above''; [flow command value l
, the deviation εI=Id fd is calculated. The deviation ε
l is the following current 1. The control compensation circuit GI(s) integrates or proportionally amplifies the phase of the positive 8T converter SSP via the adder AD.
is input. In addition, 1 stroke inverter INV of adder q device AD
through the phase control circuit P l- of the negative group converter SSN
It is input to IN.

加算器ADは、前記電流制御補償回路G、(s)の出力
信号から直流電圧検出値vdを演算増幅器KVで定数倍
したものを差し引いて出力している。
The adder AD subtracts the DC voltage detection value vd multiplied by a constant by the operational amplifier KV from the output signal of the current control compensation circuit G, (s) and outputs the result.

しかして、正/!Y及び負群コンバータの位相制御入力
電圧v   、v 。p  (INは次式のようになる。
However, Tadashi/! Phase control input voltages v , v of the Y and negative group converters. p (IN is as follows.

VaP=G、(S>・ε、−K  −Vd  −・・(
13)■ v  a  N  −G     (S)   ”  
ε    十 K     ・ V  dl     
    1v ・・・・・・(14) 一方、電圧制御油tパ1回路G、 (s)の出力化シュ
ldはヒスプリシス回路1−I Sを介して、“1″′
又はO′′のデジタル信号51g1に変換される。
VaP=G, (S>・ε, −K −Vd −・・(
13) ■ v a N -G (S)”
ε 10 K・V dl
1v...(14) On the other hand, the voltage control oil tp1 circuit G, (s) output switch ld is connected to "1"' through the hysteresis circuit 1-IS.
or O'' digital signal 51g1.

このj<: >3 s i (71は、1つ【よモノマ
ルチ回I′8〜IMを介してパルス信号51g2を作り
、また、bう1つはそのまま論理回路しCに入力される
This j<: >3 s i (71 generates a pulse signal 51g2 through one multi-circuit I'8 to IM, and the other one is input to C as it is as a logic circuit.

第7図はその動作を説明するためのクィムヂャ−1−で
、直流電流指令1.が(1から正に、又、正/)目ら負
に′り化した場合の各信号5191〜51g4を示覆。
FIG. 7 shows the Quimshawer 1- for explaining its operation, and the DC current command 1. Indicates each signal 5191 to 51g4 when (from 1 to positive and from positive/) to negative.

まず、直流電流指令値■(jが負からi[に変化しシス
回路+]Sの出力化す51g1は“1°′どなる。
First, the DC current command value 51g1 (j changes from negative to i[and becomes the output of the cis circuit +]S becomes "1°").

また、直流電流指令値rdが正から負に変化した場合、
1d≦−△1 になったところて“ヒステリシス回路H
Sの出力信号はO′′になる。
In addition, when the DC current command value rd changes from positive to negative,
When 1d≦−△1, “hysteresis circuit H”
The output signal of S becomes O''.

次のモノマルヂ回路M〜1はヒステリシス回路!−IS
の出力信号5io1の立上り及び立下り時にパルス幅6
丁のパルス信号51g2を発生する。
The next monomulti circuit M~1 is a hysteresis circuit! -IS
The pulse width is 6 at the rise and fall of the output signal 5io1.
A second pulse signal 51g2 is generated.

論理回路LCの出力信号51g3,51g4は、上記信
号51g1と51g2によって作られる。
The output signals 51g3 and 51g4 of the logic circuit LC are generated by the above-mentioned signals 51g1 and 51g2.

すなわら、51g3は51g1とsig2(sig2の
反転値)の論理積をとることによりて作られ、また、5
1g4は5iG1 (sigl)反[fiff) トs
 i g2 (s i Q2(1)反転11m)f7)
論理積をとることにJ:って求められる。
In other words, 51g3 is created by taking the AND of 51g1 and sig2 (the inverted value of sig2), and 5
1g4 is 5iG1 (sigl) anti[fiff) tos
i g2 (s i Q2 (1) inversion 11m) f7)
J: is required for logical product.

このようにして求められた論理回路LCの出力信号51
g3,51g4はそれぞれスイッチ回路AS  及σA
S2を開閉する。すなわち、Si93が”1パのときス
イッチAS1がオンし、正群コンバータSSPにゲート
信号を与える。また、51g4が“1″のとき、スイッ
チ、へS2がオンし負群コンバータSSNにゲー1へ信
号を与える。
The output signal 51 of the logic circuit LC obtained in this way
g3, 51g4 are switch circuits AS and σA, respectively.
Open and close S2. That is, when Si93 is "1", switch AS1 is turned on and gives a gate signal to positive group converter SSP. Also, when 51g4 is "1", switch S2 is turned on and gate signal is applied to negative group converter SSN. give a signal.

従って、直流電流指令値■、が負から正に変化ンバーク
SSNは運転を停止し、その後Δ−「の11,1間を経
て正群コンバータSSPが運転を始める。
Accordingly, the direct current command value ■ changes from negative to positive, and the converter SSN stops operating, and after that, the positive group converter SSP starts operating after passing between 11 and 1 of Δ-.

この■、1間Δ丁は正群及び負群コンバータが同時に運
転されないようにするもので、実際に流れる直流電流1
dが完全に零になる時間を前値して決定される。
This ∆d between 1 and 1 prevents the positive group and negative group converters from operating at the same time, and the DC current that actually flows is 1.
It is determined based on the prior value of the time when d becomes completely zero.

SSPは運転を停止し6丁の時間後ct r、yコンバ
ータSSNが運転を始める。このときはId <Oであ
るから直流電源Vdに電力を回生する七−ドである。
The SSP stops operating, and after 6 hours, the ct r, y converter SSN starts operating. At this time, since Id<O, it is a seventh mode that regenerates power to the DC power supply Vd.

実際の直流電流I、はぞの指令値I(1*に従って、1
d’l、1となるようにυ1111されるが、1,1が
正から(、)に、あるいは負から正に変化する切り換え
時点では、破線の指令値Idに対して実線で示したよう
なIdになる。すなわら、正←→(1の切り換え時に電
流が零になる休止+9]間を有する。
Actual DC current I, actual command value I (according to 1*, 1
υ1111 is performed so that d'l, 1, but at the time of switching when 1, 1 changes from positive to (,) or from negative to positive, the command value Id shown by the broken line is changed as shown by the solid line. Become an ID. That is, there is a period of positive←→(pause+9 where the current becomes zero when switching 1).

当該休止期間6丁は数千ミリ秒(msec)もあれば十
分であり、カ行、回生が頻繁に(1なわれても実用上問
題はない。
A few thousand milliseconds (msec) is sufficient for the rest period of the six guns, and there is no practical problem even if the power and regeneration occur frequently.

スイッチ回路へ81がオンで、As2がオフしている場
合、直流電流1dは正I!TコンバータSSPによって
次のように制御される。
When 81 to the switch circuit is on and As2 is off, the DC current 1d is positive I! It is controlled by the T converter SSP as follows.

[d>Idの場合、偏差εI=’d−Idは正の値とな
り、電流制御補償回路G、(S)を介して、正群コンバ
ータSSPの位相制御人力V。、を増加させる。正群コ
ンバータSSPの出力゛電圧■。
[If d>Id, the deviation εI='d-Id becomes a positive value, and the phase control V of the positive group converter SSP is controlled via the current control compensation circuit G, (S). , increases. Output voltage of positive group converter SSP.

(よこの位相制御人力vcrPに比例して増加し、その
結果、直流電流[dが増大し、I1吋I、となるように
制御される。
(It increases in proportion to the horizontal phase control human power vcrP, and as a result, the DC current [d increases and is controlled to become I1 x I.

逆に、IdゞくIdとなった場合、Q差εIは負の値と
なり、位相制御人力vaPを減少させる。
On the other hand, when Id becomes less than Id, the Q difference εI becomes a negative value and decreases the phase control human power vaP.

したがって、正群コンバータSSPの出力電圧V、が減
少し、直流電流I、を減少させる。やはり、I  =1
6となるように制御される。
Therefore, the output voltage V, of the positive group converter SSP decreases, causing the direct current I, to decrease. Again, I = 1
It is controlled so that it becomes 6.

このとき、加算器ADに入力される補償信号−kv−■
(1は、直流電源電圧Vdに対向ザる電J1を11−君
Y−1ンバークSSrンから発生させるもの(・、前、
−12電流制慴1 ?+Ii tご回路G、fS)から
の1Δ号が′劣の場合、v、−−v、とイじて、直流電
圧vdとiF凸する。につて、この状態での直流電流1
dのハ゛1減はない。
At this time, the compensation signal −kv−■ input to the adder AD
(1 is the one that generates the electric current J1 opposite to the DC power supply voltage Vd from the 11-kun Y-1 inverter SSrn (・, previous,
-12 current control 1? When the 1Δ signal from the +Iit circuit G, fS) is inferior, v, -v, and the DC voltage vd and iF convex. Regarding, the DC current 1 in this state
There is no increase in d by 1.

次に、スイッチ回路AS2がオンで、As1がオフして
いる場合の直流電流【dの制御動作/!:説明J−る。
Next, control operation of DC current [d/! when switch circuit AS2 is on and As1 is off. :Explanation J-ru.

この場合は、n群コンバータSSNが動作し、電力を直
流電源に回生づ゛ることになる。
In this case, the n-group converter SSN operates and regenerates power to the DC power supply.

I、>[、の場合(例えば、[、=−90A、id=、
−100A)、偏差81は正の値となり、゛市流制■1
補償回路G、(s)を介して、負群コンバークSSNの
位相11(制御人力V   =−GI(S) −αN ε 十K ・■dを減少させる。したがって、[■ v >■ と’tKす、直流電流1dを矢印の方向にd
      N 増加さU゛、1d’=I、1となって落ち着く。
If I, > [, for example, [,=-90A, id=,
-100A), the deviation 81 is a positive value, and ``Municipal system■1
Through the compensation circuit G, (s), the phase 11 of the negative group convert SSN (control human power V = -GI(S) -αN ε 10K ・■d is reduced. Therefore, [■ v >■ and 'tK d, direct current 1d in the direction of the arrow
N increases and settles down to U', 1d' = I, 1.

逆にl  <I  となった場合(例えば、ld=d −100Δ、Id =−90A) 、漏差εIは負の値
となり、G、(S)を介して、位相υ制御入力■(xN
を増加させる。よって、■dくVNとなり、直流電流■
 を減少させ、やはり、Ia”?Iaとなるように制御
される。
Conversely, when l < I (for example, ld = d -100Δ, Id = -90A), the leakage εI becomes a negative value, and the phase υ control input ■ (xN
increase. Therefore, ■d decreases VN, and the DC current ■
is also controlled so that Ia''?Ia.

次に、高周波進相コンデンサCAPの電圧波高vCap
−VCaDは正の値となり、電圧制御補償回路G。(S
)を介して直流電流指令値1dを増加させる。実際の直
流電流1dは前述のように直流電流指令ItiI  に
従って、I  L:I、1となるようにd      
      d 制御される。この結束、直流電源■dから電力P =■
 ・I が供給され、エネルギーdd として、進相コンデンサCAPに蓄積し、電圧vcap
を増加させる。、最終的には、vcap ”V cao
となって落ち着く。
Next, the voltage wave height vCap of the high frequency phase advancing capacitor CAP
-VCaD becomes a positive value, and the voltage control compensation circuit G. (S
) to increase the DC current command value 1d. As mentioned above, the actual DC current 1d is adjusted according to the DC current command ItiI so that I L:I,1.
d controlled. This binding, the power P from the DC power supply ■d = ■
・I is supplied and stored as energy dd in the phase advancing capacitor CAP, and the voltage vcap
increase. , and finally, vcap “V cao
It calms down.

V  <V  となった」M合、G差ε。は負のcap
      cap 飴となりG。(S)を介して直流電流指令値I、を減少
ざU、さらには(1の値にする。’d’F〈Oとhると
進旧コンデンl+cAPのエネルギーが直流電%: V
 dに回生され、電圧Vcapが減少し、V’rV  
 となるJ:うに制御される。
"V <V", M match, G difference ε. is a negative cap
cap Ame Tonari G. Decrease the DC current command value I through (S), and then set it to a value of (1.'d'F〈O and h, the energy of the advanced condenser l + cAP becomes DC current %: V
d, the voltage Vcap decreases, and V'rV
J: Controlled by sea urchins.

cap      cap このようにして、進相コンデンサCΔPの電f「波高舶
V  は当該指令+IIIV、。に一致する、J:うc
ao に1.Id陣される。
cap cap In this way, the voltage f of the phase advance capacitor CΔP is equal to the corresponding command +IIIV, J:Uc
ao to 1. Id group will be formed.

次に、書ナイクUコンバータCCによって交流電動別M
に供給される電流[、I、[lAを1ill 1211
v づる動作を説明する。
Next, by writing Naik U converter CC, AC electric separate M
The current supplied to [,I,[lA 1ill 1211
v Explain the sliding action.

4【J3、ここでは電vJ機Mとして誘導電動−を用い
た場合について説明する。
4 [J3, here we will explain the case where an induction motor is used as the electric vJ machine M.

第8図は、循環電流式り°イクロコンバータCCの11
すυす部の詳細な構成を示すブ1」ツク図である。
Figure 8 shows 11 of the circulating current type microconverter CC.
FIG. 1 is a block diagram showing the detailed configuration of the step section.

第1図の制御回路と対応さヒると次のようになる。Corresponding to the control circuit shown in FIG. 1, the result is as follows.

まず、第1図の速庶制御回路SPCは第8図の比較部C
3、速度制御補(α回路0N(S)、励磁電流設定器E
X、演1回路CAL1〜CAL3.3引圧弦波パターン
発生器PTG及び乗口器MLU〜M L 、Iからなる
First, the speed control circuit SPC in FIG. 1 is connected to the comparison section C in FIG.
3. Speed control auxiliary (α circuit 0N(S), excitation current setting device E
X, Performance 1 circuit CAL1 to CAL3.3 consists of a suction sinusoidal pattern generator PTG and multipliers MLU to M L,I.

また・、電流制御回路A CR2は、第8図の比較1s
c−G6、電流制御ilI?l口償回路GU(S)。
In addition, the current control circuit A CR2 is the comparison 1s shown in FIG.
c-G6, current control ilI? l reimbursement circuit GU(S).

Gy (s) 、 G14(s)及び加の3A1〜A3
で構成される。
Gy (s), G14 (s) and Canada 3A1-A3
Consists of.

さらに、第1図の位相制御回路P H02は第8図の位
相制御回路P HC〜PHC23で構成され2す る。
Further, the phase control circuit PH02 in FIG. 1 is constituted by phase control circuits PHC to PHC23 in FIG. 8.

まず、誘導電動IlIMの速度制御II切動作説明する
First, the speed control II switching operation of the induction electric motor IlIM will be explained.

誘導電動機の2次電流Irと励磁電流■。をベク]ヘル
的に直交させ、各々を独立に制御できるようにしたもの
はベクトル制御Li l mとして知られている。ここ
では、その手法を用いて速度制御するものを例にとって
いる。
Secondary current Ir and excitation current ■ of the induction motor. A system in which the vectors are orthogonal to each other in a vector-like manner so that each can be controlled independently is known as vector control Li l m. Here, we take as an example the speed control using this method.

ベクトル制御の手法は文献が多く出ており、詳しい説明
は省略し、!R要を述べるにとどめる。
There are many literatures on vector control methods, so detailed explanations will be omitted. I will only state the essential points.

:Lず、電動機の回転子に直結された回転パルス発生器
1) Gから、回転速1σω、に比例したパルス列を取
り出す。
: L is a rotational pulse generator directly connected to the rotor of the motor 1) From G is a pulse train proportional to the rotational speed 1σω.

比較器C,はこの回転速度N(−ω、)とその指令値N
”を比較し、ぞの′鵠差ε、=N” −Nを速度制御t
+li憤回路G  (s)に入力する。G、 (S)は
比例要素あるいは積分要素等からイτす、出力として1
〜ルク電流指令Irを与える。
Comparator C, calculates this rotational speed N (-ω,) and its command value N
”, and the difference ε,=N” −N is the speed control t
Input to +li resent circuit G (s). G, (S) is derived from a proportional element or an integral element, etc., and the output is 1
~Gives the torque current command Ir.

また、1νI記回転速度検出値ω、は励磁電流設定器E
Xに人力され、励磁電流指令1゜を与える。
In addition, the detected rotational speed value ω in 1νI is the excitation current setting device E.
The excitation current command of 1° is given manually to X.

【31演惇回路CAL1〜CAL2に入力さ゛れ次の演
帥を行なう。
[31 Input to the execution circuits CAL1-CAL2 to perform the next operation.

リ−なわら、演亦回路CAL1では R*:2次抵抗 L“:2次インダクタンス 演けによって、すべり角周波数ω占を求める。However, in the operator circuit CAL1, R*: Secondary resistance L": Secondary inductance The slip angular frequency ω is determined by the equation.

また、演咋回路CAL2では、 の演算によって、励磁電流■ に対する1次電流I =
57ワT”   ・・・・・・・・・(18)Lm  
  c   τ の演算によって、1次電流指令値I、の波高値I、を求
める。
In addition, in the excitation circuit CAL2, by the calculation of the primary current I =
57W T” ・・・・・・・・・(18)Lm
By calculating c τ , the peak value I of the primary current command value I is determined.

第9図は、この銹導電1FJJRの電流ベクトル図を表
わすbので、励磁電流I。と2次電流(トルク°市流)
■7とは直交関係にあり、この電IJJ機の発生トルク
T。は次式で表わせる。
FIG. 9 shows a current vector diagram of this galvanic conductor 1FJJR, so the exciting current I. and secondary current (torque° market current)
■There is an orthogonal relationship with 7, which is the generated torque T of this electric IJJ machine. can be expressed by the following formula.

通常励…電流指令I。とじては一定値が与えられ、電動
機の発生トルクT。は2次電流指令([・ルク電流指令
)I5を変えることによって制御される。
Normal excitation...Current command I. At the end, a constant value is given, and the generated torque T of the electric motor. is controlled by changing the secondary current command ([-lux current command) I5.

ただし、回転速度を定格以上で運転させるとさには、弱
め界磁制御が行なわれ励磁電流設定器EXににっで励磁
電流指令I。を回転速度ω、に応じて変化させることが
ある。
However, when the rotational speed is operated at a speed higher than the rated value, field weakening control is performed and the excitation current setting device EX outputs an excitation current command I. may be changed depending on the rotational speed ω.

このようにして求められたすへり角周波散出11i )
ω、を正弦波パターン発生B 111− Gに入力し次
の3相中位正弦波φ 、φヮ、φ、を求める。
The edge angular frequency dispersion 11i obtained in this way
ω is input to the sine wave pattern generator B 111-G to obtain the next three-phase intermediate sine waves φ, φヮ, and φ.

φ =sin((ω 十ω  )・t→−θ、)U  
        rs  ρ ・・・・・・(20) φy=s+n((ω +ω3.り・を十〇 −r 2π/3)           ・・・・・・(21
)2π/3)          ・・・・・・(22
)この単位正弦波φ 、φヮ、φ、は誘導電動b1Mに
供給される1数量流I、の周波数と位相を決定するもの
である。
φ = sin((ω 1ω)・t→−θ,)U
rs ρ ・・・・・・(20) φy=s+n((ω +ω3.ri・wo 〇 −r 2π/3) ・・・・・・(21
)2π/3) ・・・・・・(22
) These unit sine waves φ, φヮ, φ determine the frequency and phase of the single quantity flow I supplied to the induction motor b1M.

乗算器ML  −ML、によって3相中位正弦波φU、
φV、φ讐と前記波高値指令■Lmを掛は合わt!誘導
電動81Mに供給される3相電流(1数量・・・・・・
(23) 一2π/3)  ・・・・・・(24)=2π/3) 
 ・・・・・・(24)誘導電動機のベクトルaIl罪
は、励磁電流I と2次電流1.rを独立に制御できる
ことに特長かある。しかして、電動dの励磁1−ff流
1 を一定に保らながら、2数量流Iアの大きざを変え
ることにJ、す、発生トルクを制御2Ilηることがで
き、直流上4と同等の速麿制り11応答を達成すること
が可能どなる。
The multiplier ML −ML generates a three-phase medium-level sine wave φU,
Multiplying φV, φ and the wave height command ■Lm is the sum t! 3-phase current supplied to induction motor 81M (1 quantity...
(23) -2π/3) ・・・・・・(24)=2π/3)
(24) The vector aIl of the induction motor is the exciting current I and the secondary current 1. The advantage is that r can be controlled independently. Therefore, while keeping the excitation 1-ff flow 1 of the electric motor d constant, the generated torque can be controlled 2Ilη by changing the magnitude of the two quantity flows Ia, which is equivalent to DC 4. It is possible to achieve a rapid response time of 11 seconds.

次に、上記のように与えられた1次電流指令(1r]1
oを制υIJづる動作を説明する。
Next, the primary current command (1r]1 given as above
The operation of controlling υIJ will be explained.

第1図の変流zc−r、、c−rV、c−r、にょって
雷■子電流10.1V、I、を検出する。
The lightning current 10.1V, I, is detected by the transformers zc-r, , crV, cr, shown in FIG.

この電動機1次電流検出値1.IV、!、を各々比較器
04〜C6に入力し、前記指令値’U’1.1.と各々
比較する。
This motor primary current detection value 1. IV! , are input to the comparators 04 to C6, respectively, and the command values 'U' 1.1 . Compare each with.

U相電流を例にとって、ルリ御動作を説明する。The Luli control operation will be explained by taking the U-phase current as an example.

比較器C4によって実°七流1゜と指令値r。を比較し
、その偏差ε、=I。−[、を電流制till補(rj
回路GtI(s)に入力する。G、 (s)では積分あ
るいは比例増幅しその出力を、加q器△1を介して位相
制御回路pFic21へ入力する。また、G  (s>
の出力の反転値を、加口器A3を介して位相υ制御回路
PH023へ入力する。
Comparator C4 calculates the actual value of 1° and the command value r. and the deviation ε,=I. −[, current control till complement (rj
input to the circuit GtI(s). G, (s) performs integration or proportional amplification and inputs the output to the phase control circuit pFic21 via the q adder Δ1. Also, G (s>
The inverted value of the output is input to the phase υ control circuit PH023 via the adder A3.

各コンバータss  −5s3の出力電圧V1〜V3は
位相制御回路PHC21〜PHC23の入力電圧v  
〜■  に比例する。
The output voltages V1 to V3 of each converter ss-5s3 are the input voltages v of the phase control circuits PHC21 to PHC23.
~■ is proportional to.

α1  α3 よって、IU>Iuとなった場合、偏差εUは正の値と
なり制御補償回路Gu(s)を介して、位相制御回路P
HC21の入力電圧■。1を増加させ、コンバータS8
1の出力電圧■1を第1図の矢印の方向に増大させる。
α1 α3 Therefore, when IU>Iu, the deviation εU becomes a positive value and the phase control circuit P
HC21 input voltage■. Increase 1, converter S8
1's output voltage 1 is increased in the direction of the arrow in FIG.

また、同時に位相制y11回路P HCの入力電圧■。At the same time, the input voltage of the phase control y11 circuit P HC.

3を減少させ、コンバーりS83の出力電圧v3を第1
図の矢印と反対方向に発生させる。この結果、コンバー
タS81の出力電流■ が増大し、コンバータS83の
出力電流I3が減少する。
3, and the output voltage v3 of the converter S83 becomes the first
Generate in the opposite direction to the arrow in the figure. As a result, output current I3 of converter S81 increases and output current I3 of converter S83 decreases.

この結果、電動機のU相電流1 −1.−13がIf)
大し、IU”=IUとなるように制御される。
As a result, the U-phase current of the motor is 1 -1. -13 is If)
It is controlled so that IU''=IU.

逆にIu<Iuとなった場合、偏差εUは負の値となり
、出力電圧■ が減って■3が増加する。
Conversely, when Iu<Iu, the deviation εU becomes a negative value, and the output voltage (2) decreases and (3) increases.

従って、’ 11 ”” ’ 1−■3は減少し、やは
り10弦波状に′σ化させれば、それに従って実電流も
1 41、となり、正弦波電流が誘導電動機Mにj O(給されることになる。
Therefore, ' 11 ''''' 1-■3 decreases, and if it is converted to 'σ in a 10 sinusoidal waveform, the actual current will also become 1 41, and the sinusoidal current will be j O (supplied to the induction motor M). That will happen.

相及びW相の゛上流1.I14ら同様に制御ざれる。Upstream of phase and W phase 1. I14 and others are similarly controlled.

従って、誘導電動機Mの回転速度Nは、次の」;うにし
て制御される。
Therefore, the rotational speed N of the induction motor M is controlled in the following manner.

N” >Nとなった場合、偏差ε、は、正の始となり、
制御補償回路GN(S)を介して、I・ルク電流(2次
電流)指令I7を増加させる。
When N” > N, the deviation ε becomes positive, and
The I-lux current (secondary current) command I7 is increased via the control compensation circuit GN(S).

この結果、第9図に示される誘導?1f動機の1次と位
相角θ を増加させ、実電流1.IV、。
As a result, the induction shown in Figure 9? The first order and phase angle θ of the 1f motive are increased, and the actual current 1. IV.

r                    Ul、t
Jそれに従って追従制御される。
rUl,t
J Follow-up control is performed accordingly.

かくして、誘導電動nMの実際の2数量流■1が増大し
、発生トルクT。をふやし加速する。これによりNが増
加し、NL:N”になるように制御される。
Thus, the actual 2 quantity flow 1 of the induced electric current nM increases, and the generated torque T. Increase and accelerate. As a result, N increases and is controlled to become NL:N''.

逆に、N” <Nとなった場合、偏差ε8は負の値とな
り、トルク電流指令I4を減少させ、1次と位相角0.
を減少させる。よって、発生1−ルクT は減少し、回
転速度Nが減ってやはりN’yN*になるJ:うに制御
される。
Conversely, when N''<N, the deviation ε8 becomes a negative value, decreasing the torque current command I4 and changing the phase angle from the first order to 0.
decrease. Therefore, the generated 1-lux T is decreased, and the rotational speed N is also decreased to N'yN*.

なお、上記実施例では循1塁電流式サイクロコンバータ
として、Δ結線された循環電流式サイクロコンバータを
用いたが、通常の正、逆コンバータを3相分用意した循
環電流式サイクロコンバータで5同様に実施可能である
ことは言うまでもない。
In the above embodiment, a delta-connected circulating current cycloconverter was used as the circulating current cycloconverter, but a circulating current cycloconverter with normal positive and reverse converters for three phases can be used in the same manner as in 5. Needless to say, it is possible.

また、上記実施例では、交流電動機として誘導電動機を
用いた場合を説明したが、同期電動機やリラクタンスモ
ータ、ヒステリシスモーフ等を駆動する場合も同様に適
用できる。
Further, in the above embodiment, the case where an induction motor is used as the AC motor has been described, but the present invention can be similarly applied to the case where a synchronous motor, a reluctance motor, a hysteresis morph, etc. are driven.

またさらに、上記実施例では2重コンバータとしていわ
ゆる非循環ff1i式の2重コンバータについて説明し
たが、循環電流式2重コンバータでも同様に実施可能で
あることは言うまでもない。その場合には、正・逆コン
バータの03作切換え時に出力電流(直流電流1d)を
−〇零にする必要はなくなり、スムーズなカ行、回生運
転ができるにうになる。
Further, in the above embodiment, a so-called non-circulating ff1i type double converter has been described as the double converter, but it goes without saying that a circulating current type double converter can be implemented in the same manner. In that case, there is no need to reduce the output current (DC current 1d) to -00 when switching the forward/reverse converter 03 operation, and smooth running and regenerative operation can be achieved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のIJ2明にJ:って明らかなように本発明によれ
ば次のJ:うな効果が1qられる。
As is clear from the above IJ2 and J:, according to the present invention, the following J: effect can be obtained by 1q.

直流電1[源から電力供給を受け、進相コンデンサ゛の
高周波無効電力源を確立させ、この高周波無効電力源の
電圧を利用して、2重コンバータ及び循環電流式サイク
ロコンバータを自然転流させている。このため、従来の
自動インバータに比較すると強制転流回路や自己消弧素
子(トランジスタ、G T O等)を用いることなく交
流電動纒を可変速度で駆動することができる。これによ
り、装置のイ1ゴ頼性が高まり、大容品化も可能となる
DC power 1 [Receives power from the source, establishes a high-frequency reactive power source for the phase advance capacitor, and uses the voltage of this high-frequency reactive power source to naturally commutate the double converter and circulating current type cycloconverter. . Therefore, compared to conventional automatic inverters, the AC electric coil can be driven at variable speed without using forced commutation circuits or self-extinguishing elements (transistors, G TOs, etc.). This increases the reliability of the device and allows for larger capacity products.

また、交流電動機を駆動する循環電流式サイクロコンバ
ータは入力周波数く進相コンデンサに印加される゛電圧
の周波数)と同等の出力周波数が得られ、当該交流電動
機を超高速度で回転させることができる。例えば、進相
コンデンサに印加される電圧の周波数r  を5001
−llとした場合、交ap 流電動線の電機子巻線にはO〜50011z程度の周波
数の正弦波電流IU、l、、IIAを供給することがで
きる。ずなわち2捲の電動機の場合、回転速度は°30
.0OOruにもなり、超高速運転が可能となる。しか
して、従来、ギア等で増速しなりればならなかったブロ
ア用モータはギアが不要となり運転効率が向上し、かつ
小形軽量化が図れるJ:うになる。
In addition, the circulating current type cycloconverter that drives the AC motor can obtain an output frequency that is equal to the input frequency (the frequency of the voltage applied to the phase advance capacitor), and can rotate the AC motor at an ultra-high speed. . For example, if the frequency r of the voltage applied to the phase advance capacitor is 5001
-ll, it is possible to supply sinusoidal currents IU, l, IIA with a frequency of about 0 to 50011z to the armature winding of the AC power line. In the case of a two-turn electric motor, the rotational speed is °30
.. It also becomes 0OOru, making ultra-high-speed operation possible. As a result, the blower motor, which conventionally had to be sped up using a gear, does not need a gear, which improves operating efficiency, and makes it possible to reduce the size and weight.

また、回転速度を3.OOOrpm程度とした場合、電
fIJRの極数を20極にすることができ、低速時のト
ルクリップルが小さくなるばかりでなく、速度制御の精
度を従来より1ケタも向上さUることが可能とる。
Also, increase the rotation speed to 3. When the speed is about OOOrpm, the number of poles of the electric fIJR can be reduced to 20, which not only reduces the torque ripple at low speeds, but also improves the accuracy of speed control by an order of magnitude compared to the conventional method. .

さらにまた、電動機に供給される電流IU。Furthermore, the current IU supplied to the motor.

Iv、1−は正弦波に制御00され、1−ルクリップル
のぎわめて小さい装置がjrJられる。同時に電14i
lJ音がなくなり、静かな回転機を提供することができ
る。
Iv, 1- is controlled to a sine wave 00, and a very small device with 1-leak ripple is jrJ. At the same time electric 14i
There is no lJ sound, and a quiet rotating machine can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
2図は同実施例の要部の動作を説明するための等価回路
図、第3図33よび第4図は同実施例の要部の動作を説
明するためのタイムチャート、第5図は同実施例の要部
の動作を説明り−るための等洒[1路図、第6図は同実
施例を構成する2(■コンバータの制御部の詳細を示ず
ブロック図、第7図はj−i11部品の動作を説明する
ためのタイムチャート、第8図は上記実施例を構成する
→ノイクロコンバークの制御部の詳細を示すブロック図
、第9図は同制御部の動作を説明するためのベクトル図
である。 ■ ・・・直流電源、Ld・・・直流リアク1−ル、C
0NV・・・2小コンバータ、CAP・・・進相コンデ
ンサ、CC・・・循環式サイクロコンバータ、M・・・
交流電動機、SSP、SSN・・・正群、n酊コンバー
タ、SS1〜SS3・・・他励コンバータ、TR・・・
高周波トランス、し1〜L3・・・直流リアク1−ル、
CT  、 CT  、 CT  、 CT、 ・=、
1ffi流検出器、tlV PToa、・・・電圧検出器、D・・・整流回路、△V
R・・・電圧制御回路、SPC・・・速度制御回路、Δ
CR1゜A CR2・・・’+tf流制御回路、PHC
l、PHC2・・・位相制御回路、O20・・・外部発
振器。 出願人代理人  佐  藤  −雄 ち 2 図 °  呈 も 3 z
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram for explaining the operation of the main parts of the embodiment, and FIGS. 33 and 4 are the same embodiment. 5 is a time chart for explaining the operation of the main part of the same embodiment, FIG. 5 is an isometric diagram for explaining the operation of the main part of the same embodiment, and FIG. (■Block diagram without showing details of the converter control section, Fig. 7 is a time chart for explaining the operation of the j-i11 parts, Fig. 8 is a diagram of the control section of the neucro converter that constitutes the above embodiment) A block diagram showing the details, and FIG. 9 is a vector diagram for explaining the operation of the control unit.■...DC power supply, Ld...DC reactor 1-C
0NV...2 small converter, CAP...phase advance capacitor, CC...circulating cycloconverter, M...
AC motor, SSP, SSN...positive group, n-type converter, SS1-SS3...separately excited converter, TR...
High frequency transformer, 1-L3...DC reactor 1-L,
CT, CT, CT, CT, ・=,
1ffi current detector, tlV PToa, ... voltage detector, D... rectifier circuit, △V
R...Voltage control circuit, SPC...Speed control circuit, Δ
CR1゜A CR2...'+tf flow control circuit, PHC
l, PHC2...phase control circuit, O20...external oscillator. Applicant's agent Mr. Sato - Yuchi 2 fig° Seimo 3 z

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 逆並列接続された2個のコンバータの直流側がリアクト
ルを介して直流電源に接続された2重コンバータと、こ
の2重コンバータの交流側端子間に接続された進相コン
デンサと、入力側が前記進相コンデンサに接続され、出
力側が交流電動機に接続された循環電流式サイクロコン
バータと、前記進相コンデンサの電圧の波高値が略一定
になるように前記2重コンバータを制御すると共に、前
記2重コンバータおよびサイクロコンバータの遅れ無効
電力と前記進相コンデンサの進み無効電力とが等しい可
変周波数の電流を前記交流電動機に供給するように前記
サイクロコンバータを制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とする交流電動機駆動装置。
A double converter in which the DC sides of two converters connected in antiparallel are connected to a DC power source via a reactor, a phase advance capacitor connected between the AC side terminals of this double converter, and a phase advance capacitor whose input side is connected to the phase advance capacitor. a circulating current type cycloconverter connected to a capacitor and whose output side is connected to an AC motor, and controlling the double converter so that the peak value of the voltage of the phase advance capacitor is approximately constant; An AC motor comprising: a control means for controlling the cycloconverter so as to supply the AC motor with a variable frequency current in which the lagging reactive power of the cycloconverter is equal to the leading reactive power of the phase advance capacitor. Drive device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH061787U (en) * 1992-06-10 1994-01-14 有限会社オプトしらいし Liquid dispenser

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