JPH0824432B2 - 同期電動機の界磁制御装置 - Google Patents
同期電動機の界磁制御装置Info
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- JPH0824432B2 JPH0824432B2 JP62033619A JP3361987A JPH0824432B2 JP H0824432 B2 JPH0824432 B2 JP H0824432B2 JP 62033619 A JP62033619 A JP 62033619A JP 3361987 A JP3361987 A JP 3361987A JP H0824432 B2 JPH0824432 B2 JP H0824432B2
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- synchronous motor
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- 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
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
- H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
- H02P29/025—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being a power interruption
-
- 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
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
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、同期電動機の界磁磁束を磁束基準に従って
フィードバック制御する磁束制御手段を備えた同期電動
機の界磁制御装置に関する。
フィードバック制御する磁束制御手段を備えた同期電動
機の界磁制御装置に関する。
(従来の技術) 可変速制御される同期電動機の界磁制御装置として第
4図に示す構成のものが知られている。第4図の装置に
おいては、整流器10、直流リアクトル11、及びインバー
タ12を介して、界磁巻線14を有する同期電動機13に可変
周波数・可変電圧の交流電圧が供給される。界磁巻線14
には、周波数変換装置15、交流励磁機16、および回転整
流器17を介して介磁電流が供給される。周波数変換装置
15、交流励磁機16、および回転整流器17はブラシレス励
磁機を構成している。同期電動機13の電圧Vおよび速度
Nはそれぞれ電圧検出器18および速度検出器19によって
検出されて制御回路に導かれる。
4図に示す構成のものが知られている。第4図の装置に
おいては、整流器10、直流リアクトル11、及びインバー
タ12を介して、界磁巻線14を有する同期電動機13に可変
周波数・可変電圧の交流電圧が供給される。界磁巻線14
には、周波数変換装置15、交流励磁機16、および回転整
流器17を介して介磁電流が供給される。周波数変換装置
15、交流励磁機16、および回転整流器17はブラシレス励
磁機を構成している。同期電動機13の電圧Vおよび速度
Nはそれぞれ電圧検出器18および速度検出器19によって
検出されて制御回路に導かれる。
電圧検出器18によって検出された電圧Vと速度検出器
19によって検出された速度Nとに基づき演算器20により
φ=f(V/N)として界磁磁束φのフィードバック値が
得られる。一方、磁束基準φ*が磁束設定器21によって
設定され、この磁束基準φ*と界磁磁束φとの偏差を零
とするための界磁電流基準If*が磁束制御回路22によっ
て形成される。界磁巻線14に流れる界磁電流Ifは周波数
変換装置15の一次側で電流検出器23によって検出され、
界磁電流基準If*に一致するように界磁電流制御回路24
および周波数変換装置15を介してフィードバック制御さ
れる。このような界磁電流制御により同期電動機13の電
圧が制御される。
19によって検出された速度Nとに基づき演算器20により
φ=f(V/N)として界磁磁束φのフィードバック値が
得られる。一方、磁束基準φ*が磁束設定器21によって
設定され、この磁束基準φ*と界磁磁束φとの偏差を零
とするための界磁電流基準If*が磁束制御回路22によっ
て形成される。界磁巻線14に流れる界磁電流Ifは周波数
変換装置15の一次側で電流検出器23によって検出され、
界磁電流基準If*に一致するように界磁電流制御回路24
および周波数変換装置15を介してフィードバック制御さ
れる。このような界磁電流制御により同期電動機13の電
圧が制御される。
(発明が解決しようとする問題点) 第4図に示す従来装置は、同期電動機13が停止してい
る状態から制御回路が動作開始することを前提としてい
るため、同期電動器13が回転している状態で制御回路が
動作開始する場合に次のような問題がある。これを、第
5図を参照して説明する。a点で磁束基準φ*の立上が
りにより界磁電流基準If*が立上がり始めると、界磁磁
束φもこれに追従して立上がり始める。b点において界
磁磁束φは磁束基準φ*に達するが、比例積分動作を行
う制御系においてはオーバーシュートを生ずる。このオ
ーバーシュートの大きさは電動機電圧が零から立上がる
ステップ応答になっているため、かなり大きなものとな
り、同期電動機13が過電圧となる危険性がある。とくに
上述のようにブラシレス励磁機を使用している場合に
は、界磁巻線14に流れる界磁電流Ifは、急速に零に絞ろ
うとしても、回転整流器17によって還流モードで流れて
しまうため、交流励磁機16の一次電圧制御では制御不能
になってしまう。このため、同期電動機13の過電圧をま
すます増大させてしまうおそれがある。
る状態から制御回路が動作開始することを前提としてい
るため、同期電動器13が回転している状態で制御回路が
動作開始する場合に次のような問題がある。これを、第
5図を参照して説明する。a点で磁束基準φ*の立上が
りにより界磁電流基準If*が立上がり始めると、界磁磁
束φもこれに追従して立上がり始める。b点において界
磁磁束φは磁束基準φ*に達するが、比例積分動作を行
う制御系においてはオーバーシュートを生ずる。このオ
ーバーシュートの大きさは電動機電圧が零から立上がる
ステップ応答になっているため、かなり大きなものとな
り、同期電動機13が過電圧となる危険性がある。とくに
上述のようにブラシレス励磁機を使用している場合に
は、界磁巻線14に流れる界磁電流Ifは、急速に零に絞ろ
うとしても、回転整流器17によって還流モードで流れて
しまうため、交流励磁機16の一次電圧制御では制御不能
になってしまう。このため、同期電動機13の過電圧をま
すます増大させてしまうおそれがある。
そこで制御回路の動作開始時に磁束基準φ*を徐々に
増加させる方式が考えられるが、この方式では瞬時停電
が発生した場合に問題が生ずる。いま、第6図におい
て、c点で瞬時停電が発生し、d点でそれが回復したと
する。このとき、c点で界磁制御が停止され、d点で界
磁制御が再開されたとすると、磁束基準φ*はd点で零
から徐々に立上がる。一方、実際の界磁磁束φはc点か
ら電動機磁定数に従って徐々に減少するが、d点ではま
だ零になっていない。したがって、電磁電流基準If*と
なる磁束制御回路22の出力は下限値の零のままである。
磁束基準φ*が徐々に増加し、一方、界磁磁束φが徐々
に減少し、e点になって初めて界磁電流基準If*が正
(プラス)となって出力される。このように瞬時停電は
d点で終わっているにもかかわらず、界磁制御が実際に
動作し始めるのはe点であって、d点からe点に至る間
の長い時間にわたって制御の無駄時間が生ずることにな
る。
増加させる方式が考えられるが、この方式では瞬時停電
が発生した場合に問題が生ずる。いま、第6図におい
て、c点で瞬時停電が発生し、d点でそれが回復したと
する。このとき、c点で界磁制御が停止され、d点で界
磁制御が再開されたとすると、磁束基準φ*はd点で零
から徐々に立上がる。一方、実際の界磁磁束φはc点か
ら電動機磁定数に従って徐々に減少するが、d点ではま
だ零になっていない。したがって、電磁電流基準If*と
なる磁束制御回路22の出力は下限値の零のままである。
磁束基準φ*が徐々に増加し、一方、界磁磁束φが徐々
に減少し、e点になって初めて界磁電流基準If*が正
(プラス)となって出力される。このように瞬時停電は
d点で終わっているにもかかわらず、界磁制御が実際に
動作し始めるのはe点であって、d点からe点に至る間
の長い時間にわたって制御の無駄時間が生ずることにな
る。
プラント設備などに用いられる可変速駆動装置におい
ては、瞬時停電発生後、短時間で定常状態に復帰させる
ことを要求されることが多いので、上記のような制御状
態は都合が悪い。
ては、瞬時停電発生後、短時間で定常状態に復帰させる
ことを要求されることが多いので、上記のような制御状
態は都合が悪い。
したがって本発明の目的は、界磁制御系がオフからオ
ンに変わったときに、同期電動機が過電圧を生ずるこな
く短時間で電圧の立上がりを達成し、安全で効率的な運
転を行いうる同期電動機の界磁制御装置を提供すること
にある。
ンに変わったときに、同期電動機が過電圧を生ずるこな
く短時間で電圧の立上がりを達成し、安全で効率的な運
転を行いうる同期電動機の界磁制御装置を提供すること
にある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、同期電動機の界磁磁束を磁束基準に従って
フィードバック制御する磁束制御手段を備えた同期電動
機の界磁制御装置において、前記磁束制御手段の磁束基
準入力段に前置された一次遅れフィルタと、前記磁束基
準として定常運転中は磁束設定手段によって設定された
設定置を、また磁束制御機能停止の際は前記界磁磁束の
フィードバック値を前記一次遅れフィルタの入力側に導
くように切換える切換手段とを具備したことを特徴とす
る。
フィードバック制御する磁束制御手段を備えた同期電動
機の界磁制御装置において、前記磁束制御手段の磁束基
準入力段に前置された一次遅れフィルタと、前記磁束基
準として定常運転中は磁束設定手段によって設定された
設定置を、また磁束制御機能停止の際は前記界磁磁束の
フィードバック値を前記一次遅れフィルタの入力側に導
くように切換える切換手段とを具備したことを特徴とす
る。
(作 用) 上記構成によれば、一次遅れフィルタは電圧制御すな
わち磁束制御における磁束基準に対して、立上がりのと
きのみ有効に作用し、定常運転中は実質的に無効となる
ように作用するので、界磁制御系がオフからオンに変わ
ったときに、同期電動機が過電圧を生ずることなく短時
間で電圧の立上がりを達成し、安全で効率的な運転を行
うことができる。
わち磁束制御における磁束基準に対して、立上がりのと
きのみ有効に作用し、定常運転中は実質的に無効となる
ように作用するので、界磁制御系がオフからオンに変わ
ったときに、同期電動機が過電圧を生ずることなく短時
間で電圧の立上がりを達成し、安全で効率的な運転を行
うことができる。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例を示すものである。この装
置は、第4図の装置の回路構成を基本とし、それに一次
遅れフィルタ30と切換回路31とを追加したものに相当す
る。一次遅れフィルタ30は電動機時定数に対応した時定
数を有し、磁束制御回路22の磁束基準入力段に設けられ
ている。切換回路31は、磁束制御回路22への磁束基準と
して、界磁制御系の正常運転中は磁束設定器21からの磁
束基準を、また界磁制御系の停止中は演算器20からの界
磁磁束φのフィードバック値をそれぞれ一次遅れフィル
タ30を介して導くように切換動作する。
置は、第4図の装置の回路構成を基本とし、それに一次
遅れフィルタ30と切換回路31とを追加したものに相当す
る。一次遅れフィルタ30は電動機時定数に対応した時定
数を有し、磁束制御回路22の磁束基準入力段に設けられ
ている。切換回路31は、磁束制御回路22への磁束基準と
して、界磁制御系の正常運転中は磁束設定器21からの磁
束基準を、また界磁制御系の停止中は演算器20からの界
磁磁束φのフィードバック値をそれぞれ一次遅れフィル
タ30を介して導くように切換動作する。
第1図の回路装置の動作を、第2図を参照して説明す
る。第2図はc点で瞬時停電が発生し、f点で回復した
場合のタイムチャートを示すものである。界磁磁束φの
フィードバック値はc点から徐々に減少しているが、瞬
時停電中は磁束制御機能が停止しているので、切換回路
31により磁束基準φ*も界磁磁束φのフィードバック値
と同じ値を保っている。f点において磁束制御機能が回
復すると、切換回路31が磁束設定器21側に切換わること
により磁束基準φ*は磁束設定器21の設定基準に従い一
次遅れフィルタ30の特性によって決定される立上がりで
徐々に増加し、最終的に磁束設定器21の設定値となる。
すなわち、磁束基準φ*は磁束制御を開始するf点から
ステップ状に変化させるのではなく徐々に変化させるた
め、界磁磁束φのフィードバック値を追従させるのに過
大な磁束基準φ*の必要がなく、オーバーシュートの危
険性もない。
る。第2図はc点で瞬時停電が発生し、f点で回復した
場合のタイムチャートを示すものである。界磁磁束φの
フィードバック値はc点から徐々に減少しているが、瞬
時停電中は磁束制御機能が停止しているので、切換回路
31により磁束基準φ*も界磁磁束φのフィードバック値
と同じ値を保っている。f点において磁束制御機能が回
復すると、切換回路31が磁束設定器21側に切換わること
により磁束基準φ*は磁束設定器21の設定基準に従い一
次遅れフィルタ30の特性によって決定される立上がりで
徐々に増加し、最終的に磁束設定器21の設定値となる。
すなわち、磁束基準φ*は磁束制御を開始するf点から
ステップ状に変化させるのではなく徐々に変化させるた
め、界磁磁束φのフィードバック値を追従させるのに過
大な磁束基準φ*の必要がなく、オーバーシュートの危
険性もない。
このようにして磁束基準φ*を急速に減少させること
ができないことによる不都合が磁束制御が開始されてか
ら磁束基準φ*が発生するのに時間がかかるといった問
題点を解決し、過電圧を生じたりすることなく短時間で
電圧を立上げ、安全で効率的な電動機運転を行うことが
できる。
ができないことによる不都合が磁束制御が開始されてか
ら磁束基準φ*が発生するのに時間がかかるといった問
題点を解決し、過電圧を生じたりすることなく短時間で
電圧を立上げ、安全で効率的な電動機運転を行うことが
できる。
なお第1図における周波数変換装置15、交流励磁器1
6、および回転整流器17の代わりに、第3図に示すよう
に、可制御整流器25を用いるようにしてもよい。この構
成によっても第1図のものと同様の作用効果を達成する
ことができる。
6、および回転整流器17の代わりに、第3図に示すよう
に、可制御整流器25を用いるようにしてもよい。この構
成によっても第1図のものと同様の作用効果を達成する
ことができる。
なお、上記実施例における演算制御回路部分はコンピ
ュータのソフトウェアによって実現することもできる。
ュータのソフトウェアによって実現することもできる。
本発明によれば、一次遅れフィルタと切換回路を付加
し、磁束制御回路への入力磁束基準として磁束設定器か
らの磁束基準と界磁磁束のフィードバック値とを一次遅
れフィルタを介して選択的に用いることにより、電動機
回転中に磁束制御を開始した場合や、瞬時停電後の電源
回復時に過電圧を生ずることなく短時間で電圧を立上
げ、安全で効率的な電動機運転を行うことができる。
し、磁束制御回路への入力磁束基準として磁束設定器か
らの磁束基準と界磁磁束のフィードバック値とを一次遅
れフィルタを介して選択的に用いることにより、電動機
回転中に磁束制御を開始した場合や、瞬時停電後の電源
回復時に過電圧を生ずることなく短時間で電圧を立上
げ、安全で効率的な電動機運転を行うことができる。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
第1図の装置における瞬時停電時の作用を説明するため
のタイムチャート、第3図は本発明の変形例を示すブロ
ック図、第4図は従来の同期電動機の界磁制御装置のブ
ロック図、第5図および第6図は第4図の装置の作用を
説明するためのタイムチャートである。 12……インバータ、13……同期電動機、14……界磁巻
線、15……周波数変換装置、16……交流励磁機、17……
整流器、18……電圧検出器、19……速度検出器、20……
演算器、21……磁束設定器、22……磁束制御回路、24…
…界磁電流制御回路、25……可制御整流器、30……一次
遅れフィルタ、31……切換回路。
第1図の装置における瞬時停電時の作用を説明するため
のタイムチャート、第3図は本発明の変形例を示すブロ
ック図、第4図は従来の同期電動機の界磁制御装置のブ
ロック図、第5図および第6図は第4図の装置の作用を
説明するためのタイムチャートである。 12……インバータ、13……同期電動機、14……界磁巻
線、15……周波数変換装置、16……交流励磁機、17……
整流器、18……電圧検出器、19……速度検出器、20……
演算器、21……磁束設定器、22……磁束制御回路、24…
…界磁電流制御回路、25……可制御整流器、30……一次
遅れフィルタ、31……切換回路。
Claims (2)
- 【請求項1】同期電動機の界磁磁束を磁束基準に従って
フィードバック制御する磁束制御手段を備えた同期電動
機の界磁制御装置において、 前記磁束制御手段の磁束基準入力段に前置された一次遅
れフィルタと、前記磁束基準として定常運転中は磁束設
定手段によって設定された設定値を、また磁束制御機能
停止の際は前記界磁磁束のフィードバック値を前記一次
遅れフィルタの入力側に導くように切換える切換手段と
を具備したことを特徴とする同期電動機の界磁制御装
置。 - 【請求項2】一次遅れフィルタは電動機時定数に対応す
る時定数を有することを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の同期電動機の界磁制御装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62033619A JPH0824432B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 同期電動機の界磁制御装置 |
CN88100823A CN1023530C (zh) | 1987-02-17 | 1988-02-15 | 同步电动机的控制系统 |
AU11741/88A AU590147B2 (en) | 1987-02-17 | 1988-02-16 | Electric motor control system |
EP88102298A EP0279428B1 (en) | 1987-02-17 | 1988-02-17 | Electric motor control system |
DE3886561T DE3886561T2 (de) | 1987-02-17 | 1988-02-17 | Regelsystem für einen elektrischen Motor. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62033619A JPH0824432B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 同期電動機の界磁制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63202289A JPS63202289A (ja) | 1988-08-22 |
JPH0824432B2 true JPH0824432B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=12391465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62033619A Expired - Lifetime JPH0824432B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 同期電動機の界磁制御装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0279428B1 (ja) |
JP (1) | JPH0824432B2 (ja) |
CN (1) | CN1023530C (ja) |
AU (1) | AU590147B2 (ja) |
DE (1) | DE3886561T2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5421434B2 (ja) * | 2012-06-25 | 2014-02-19 | ファナック株式会社 | 停電時に消費電力を低減するモータ制御装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3150396C2 (de) * | 1981-12-16 | 1987-02-05 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Steuerungsverfahren zum Abbremsen eines Drehstommotors |
US4427934A (en) * | 1982-01-29 | 1984-01-24 | General Electric Company | Current limiter for a load commutated inverter |
JPH0612954B2 (ja) * | 1984-11-27 | 1994-02-16 | 株式会社東芝 | 同期電動機の制御方法 |
EP0308974B1 (en) * | 1987-09-24 | 1994-01-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Induction motor control system |
-
1987
- 1987-02-17 JP JP62033619A patent/JPH0824432B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-02-15 CN CN88100823A patent/CN1023530C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1988-02-16 AU AU11741/88A patent/AU590147B2/en not_active Expired
- 1988-02-17 EP EP88102298A patent/EP0279428B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-02-17 DE DE3886561T patent/DE3886561T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0279428A2 (en) | 1988-08-24 |
JPS63202289A (ja) | 1988-08-22 |
CN1023530C (zh) | 1994-01-12 |
DE3886561T2 (de) | 1994-05-26 |
CN88100823A (zh) | 1988-08-31 |
EP0279428B1 (en) | 1993-12-29 |
DE3886561D1 (de) | 1994-02-10 |
EP0279428A3 (en) | 1989-11-23 |
AU590147B2 (en) | 1989-10-26 |
AU1174188A (en) | 1988-08-18 |
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