JPS6355293B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6355293B2 JPS6355293B2 JP56052456A JP5245681A JPS6355293B2 JP S6355293 B2 JPS6355293 B2 JP S6355293B2 JP 56052456 A JP56052456 A JP 56052456A JP 5245681 A JP5245681 A JP 5245681A JP S6355293 B2 JPS6355293 B2 JP S6355293B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- transformer
- commutator
- converter
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は可変周波数の交流電力を発生できる
電力変換装置の制御方式に係り、特にこの電力変
換装置と駆動される無整流子電動機の間に変圧器
及びしや断器を設けた構成において、この変圧器
の残留磁束により生じるシステムの不具合を防止
するための改良された無整流子電動機駆動用変換
装置に関するものである。
電力変換装置の制御方式に係り、特にこの電力変
換装置と駆動される無整流子電動機の間に変圧器
及びしや断器を設けた構成において、この変圧器
の残留磁束により生じるシステムの不具合を防止
するための改良された無整流子電動機駆動用変換
装置に関するものである。
従来商用電源により一定の速度で運転されてた
無整流子電動機を、その時々の状況にあわせて速
度を可変するため可変周波数可能な電力変換装置
を用いたり、或いは大形無整流子電動機をスムー
ズに起動、加速するために電力変換装置を用いる
場合には種々のシステムが考えられている。
無整流子電動機を、その時々の状況にあわせて速
度を可変するため可変周波数可能な電力変換装置
を用いたり、或いは大形無整流子電動機をスムー
ズに起動、加速するために電力変換装置を用いる
場合には種々のシステムが考えられている。
第１図に示す単線系統図は従来より用いられて
いる一般的な構成例を示す図であり、交流電源１
１よりしや断器１２、変圧器１３を介して電力変
換装置１４に商用周波数の交流電力を供給する。
電力変換装置１４は交流を直流に変換する整流回
路１５、直流を平滑化する直流リアクトル１６、
直流を任意の周波数の交流に変換するインバータ
回路１７より成る。電力変換装置１４の出力は変
圧器１８を介してしや断器１９で無整流子電動機
２０に接続される。他方、交流電源１１からはバ
イパス回路としてしや断器２１を介して無整流子
電動機２０に接続され、しや断器１９及び２１の
切換により電源を選択できる。電力変換装置１４
は、速度基準設定器２２、運転・停止指令２３、
無整流子電動機２０に直結された速度検出器２４
からの信号を制御回路２５が受けて、整流回路１
５、インバータ回路１７を構成するスイツチング
素子を制御する信号を発生することにより動作し
ている。整流回路１５、インバータ回路１７を構
成する主スイツチング素子にサイリスタを用いた
詳細回路を第２図に示す。さて、この構成では、
電力変換装置１４の出力が周波数が変化する交流
であるため変圧器１８を介して伝達できる交流電
力が問題となる。すなわち低周波数から高周波数
まで変圧器１８を飽和させることなく使用するこ
とが必要であるが、変圧器１８の残留磁束により
システムに不具合を生じる場合がある。第３図は
変圧器１８を構成する１相の鉄心のＢ―Ｈ特性を
描いたものであるが、定格の電圧／周波数比（以
後ｖ／ｆと呼ぶ）であれば、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａ
の各点を通つて運転され飽和することはない。し
かし、ある状態で無整流子電動機の駆動が停止し
た場合、残留磁束がどの位置にあるかは停止直前
の状態により決まり、制御することは難しい。た
とえばD′の位置に残留磁束があつた場合D′→Ａ
に変化する際電力の伝達が充分に行なわれ、第４
図の電流波形において電力変換器側のＲ相電流
IR1に対し、無整流子電動機側のＲ相電流IR2′にな
つたとする。しかし、残留磁束がB′の位置にあ
つたとすれば、B′→Ａの変化では電力の伝達が
少なくなり、同じIR1に対し無整流子電動機側の
Ｒ相電流IR2″になることがある。この場合時刻t11
に起動指令がはいつたとしても、最初のパルス電
流にて無整流子電動機が回転しなければ起動渋帯
としてシステムに不具合が生じる。これらの欠点
を改良する技術として、しや断器１９を投入した
まま変圧器１８に励磁電流を流すことが提案され
ているが、０よりD′側に残留磁束がある場合、
既にリセツトされた状態に近くなつているので、
D′までリセツトするためには大きな電流が必要
となる。また、０よりB′側に残留磁束がある場
合リセツトするために不必要な電力が伝達される
ことがあり、無整流子電動機２０の状態によつて
は、逆転する恐れがあつた。
いる一般的な構成例を示す図であり、交流電源１
１よりしや断器１２、変圧器１３を介して電力変
換装置１４に商用周波数の交流電力を供給する。
電力変換装置１４は交流を直流に変換する整流回
路１５、直流を平滑化する直流リアクトル１６、
直流を任意の周波数の交流に変換するインバータ
回路１７より成る。電力変換装置１４の出力は変
圧器１８を介してしや断器１９で無整流子電動機
２０に接続される。他方、交流電源１１からはバ
イパス回路としてしや断器２１を介して無整流子
電動機２０に接続され、しや断器１９及び２１の
切換により電源を選択できる。電力変換装置１４
は、速度基準設定器２２、運転・停止指令２３、
無整流子電動機２０に直結された速度検出器２４
からの信号を制御回路２５が受けて、整流回路１
５、インバータ回路１７を構成するスイツチング
素子を制御する信号を発生することにより動作し
ている。整流回路１５、インバータ回路１７を構
成する主スイツチング素子にサイリスタを用いた
詳細回路を第２図に示す。さて、この構成では、
電力変換装置１４の出力が周波数が変化する交流
であるため変圧器１８を介して伝達できる交流電
力が問題となる。すなわち低周波数から高周波数
まで変圧器１８を飽和させることなく使用するこ
とが必要であるが、変圧器１８の残留磁束により
システムに不具合を生じる場合がある。第３図は
変圧器１８を構成する１相の鉄心のＢ―Ｈ特性を
描いたものであるが、定格の電圧／周波数比（以
後ｖ／ｆと呼ぶ）であれば、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａ
の各点を通つて運転され飽和することはない。し
かし、ある状態で無整流子電動機の駆動が停止し
た場合、残留磁束がどの位置にあるかは停止直前
の状態により決まり、制御することは難しい。た
とえばD′の位置に残留磁束があつた場合D′→Ａ
に変化する際電力の伝達が充分に行なわれ、第４
図の電流波形において電力変換器側のＲ相電流
IR1に対し、無整流子電動機側のＲ相電流IR2′にな
つたとする。しかし、残留磁束がB′の位置にあ
つたとすれば、B′→Ａの変化では電力の伝達が
少なくなり、同じIR1に対し無整流子電動機側の
Ｒ相電流IR2″になることがある。この場合時刻t11
に起動指令がはいつたとしても、最初のパルス電
流にて無整流子電動機が回転しなければ起動渋帯
としてシステムに不具合が生じる。これらの欠点
を改良する技術として、しや断器１９を投入した
まま変圧器１８に励磁電流を流すことが提案され
ているが、０よりD′側に残留磁束がある場合、
既にリセツトされた状態に近くなつているので、
D′までリセツトするためには大きな電流が必要
となる。また、０よりB′側に残留磁束がある場
合リセツトするために不必要な電力が伝達される
ことがあり、無整流子電動機２０の状態によつて
は、逆転する恐れがあつた。
この発明の目的は、以上の欠点に対してなされ
たものであり、しや断器を開くかあるいはインピ
ーダンスを挿入して変圧器に励磁電流を流し、極
く少ない電流で残留磁束をリセツトすることによ
り、大容量の機器を追加することなく経済的でし
かも確実に起動できる信頼性の高い無整流子電動
機駆動用変換装置を提供しようとするものであ
る。
たものであり、しや断器を開くかあるいはインピ
ーダンスを挿入して変圧器に励磁電流を流し、極
く少ない電流で残留磁束をリセツトすることによ
り、大容量の機器を追加することなく経済的でし
かも確実に起動できる信頼性の高い無整流子電動
機駆動用変換装置を提供しようとするものであ
る。
第５図にはこの発明の一実施例を示す。同図が
第１図と異なるのは、運転・停止指令２３からの
信号S1を受けて、しや断器１９の投入を指令する
S2、電力変換装置１４の整流回路１５、インバー
タ回路１７にゲートパルスを与えて励磁電流を流
すことを指令する信号S3及び制御回路２５に通常
の運転を指令する信号S4を発生する制御回路２６
を設けた点である。信号S1〜S4のタイムチヤート
を第６図に示す。同図において、時刻t21から運
転指令がはいり時刻t22まではしや断器１９は開
いて励磁電流を流す期間、時刻t22にて励磁電流
を零にして、時刻t23にてしや断器１９を投入し、
時刻t24以降起動運転にはいる。第７図には励磁
電流を流すべき位相を示している。同図におい
て、時刻t21から時刻t22までの期間に微少の励磁
電流を流していることを示しているが、時刻t24
以降の起動運転にはいる際の最初の電流位相に対
して180゜位相を進めて励磁電流を流している。
第１図と異なるのは、運転・停止指令２３からの
信号S1を受けて、しや断器１９の投入を指令する
S2、電力変換装置１４の整流回路１５、インバー
タ回路１７にゲートパルスを与えて励磁電流を流
すことを指令する信号S3及び制御回路２５に通常
の運転を指令する信号S4を発生する制御回路２６
を設けた点である。信号S1〜S4のタイムチヤート
を第６図に示す。同図において、時刻t21から運
転指令がはいり時刻t22まではしや断器１９は開
いて励磁電流を流す期間、時刻t22にて励磁電流
を零にして、時刻t23にてしや断器１９を投入し、
時刻t24以降起動運転にはいる。第７図には励磁
電流を流すべき位相を示している。同図におい
て、時刻t21から時刻t22までの期間に微少の励磁
電流を流していることを示しているが、時刻t24
以降の起動運転にはいる際の最初の電流位相に対
して180゜位相を進めて励磁電流を流している。
ここで、起動運転にはいる際の最初の電流位相
は周知のように速度検出器２０の信号から知るこ
とができる。即ち、無整流子電動機の場合は、位
置検出器が速度検出器２０として兼用されること
が良く知られていることからして、速度検出器２
０と兼用される位置検出器の信号から、起動運転
にはいる際の最初の電流位相及び相を知ることが
出来る。変圧器の鉄心の構成によりこの励磁電流
の位相をどの位相にすればリセツトが最も効果的
に行なわれるかが決まり、単相変圧器にて構成す
る場合には180゜進み、３相変圧器にて構成する場
合には60゜〜80゜進みが効果的である。第８図はこ
の励磁電流によつて残留磁束がリセツトされる経
路を示したものであり、残留磁束がB′，０，
D′のどの位置にあつても、B′（０，D′）→C′→
D′でリセツトされる。このリセツトが微少の励
磁電流によつて行なわれるのは、しや断器１９を
開いて負荷に流れる電流を除くためであり、電力
変換器より変圧器に流れ込む電流が全て励磁電流
となるため、定格のｖ／ｆを得る励磁電流に相当
する電流を流すことにより、残留磁束が完全にリ
セツトされ得る。
は周知のように速度検出器２０の信号から知るこ
とができる。即ち、無整流子電動機の場合は、位
置検出器が速度検出器２０として兼用されること
が良く知られていることからして、速度検出器２
０と兼用される位置検出器の信号から、起動運転
にはいる際の最初の電流位相及び相を知ることが
出来る。変圧器の鉄心の構成によりこの励磁電流
の位相をどの位相にすればリセツトが最も効果的
に行なわれるかが決まり、単相変圧器にて構成す
る場合には180゜進み、３相変圧器にて構成する場
合には60゜〜80゜進みが効果的である。第８図はこ
の励磁電流によつて残留磁束がリセツトされる経
路を示したものであり、残留磁束がB′，０，
D′のどの位置にあつても、B′（０，D′）→C′→
D′でリセツトされる。このリセツトが微少の励
磁電流によつて行なわれるのは、しや断器１９を
開いて負荷に流れる電流を除くためであり、電力
変換器より変圧器に流れ込む電流が全て励磁電流
となるため、定格のｖ／ｆを得る励磁電流に相当
する電流を流すことにより、残留磁束が完全にリ
セツトされ得る。
第９図にはこの発明の他の実施例を示す。同図
が第５図と異なる点は信号S2を運転中は反転する
制御回路２７を設けて、この信号S2′によりしや
断器１９が開いた時にしや断器２８及びインピー
ダンス２９によるバイパス回路を設ける点にあ
る。この実施例によれば多少の負荷電流が変圧器
１８及びインピーダンス２９を介して無整流子電
動機に流れることがあるが、インピーダンスを充
分に大きくとれば第５図の実施例と同様の効果を
得ることができる。
が第５図と異なる点は信号S2を運転中は反転する
制御回路２７を設けて、この信号S2′によりしや
断器１９が開いた時にしや断器２８及びインピー
ダンス２９によるバイパス回路を設ける点にあ
る。この実施例によれば多少の負荷電流が変圧器
１８及びインピーダンス２９を介して無整流子電
動機に流れることがあるが、インピーダンスを充
分に大きくとれば第５図の実施例と同様の効果を
得ることができる。
以上の説明から、可変周波数の電力変換装置と
無整流子電動機の間に変圧器としや断器を設けた
構成において、しや断器をしや断して、或いはそ
の時にインピーダンスを挿入してしや断器をバイ
パスしたとしてもそのインピーダンスを充分に高
くして、変圧器の残留磁束をリセツトさせる励磁
電流を流すことにより、以下の特徴を持つた無整
流子電動機駆動用変換装置を提供することができ
る。
無整流子電動機の間に変圧器としや断器を設けた
構成において、しや断器をしや断して、或いはそ
の時にインピーダンスを挿入してしや断器をバイ
パスしたとしてもそのインピーダンスを充分に高
くして、変圧器の残留磁束をリセツトさせる励磁
電流を流すことにより、以下の特徴を持つた無整
流子電動機駆動用変換装置を提供することができ
る。
(1) 特別な機器を追加することなく、或いは追加
したとしても主回路の容量に比べて充分小さな
容量の機器を追加するだけで、極く少ない励磁
電流で残留磁束がリセツトできるので経済的な
電力変換装置である。
したとしても主回路の容量に比べて充分小さな
容量の機器を追加するだけで、極く少ない励磁
電流で残留磁束がリセツトできるので経済的な
電力変換装置である。
(2) 極く少ない電流でも、そのほとんどが励磁電
流となるため確実に磁束のリセツトができる信
頼性の高い電力変換装置である。
流となるため確実に磁束のリセツトができる信
頼性の高い電力変換装置である。
第１図は従来装置の構成図、第２図は第１図の
一部詳細図、第３図、第４図は従来装置の動作を
説明するための図、第５図はこの発明の一実施例
を示す構成図、第６図、第７図、第８図は本発明
の動作を説明するための図、第９図は本発明の他
の実施例を示す構成図である。 １１…交流電源、１２，１９，２１，２８…し
や断器、１３，１８…変圧器、１４…電力変換装
置、１５…整流回路、１６…直流リアクトル、１
７…インバータ回路、２０…無整流子電動機、２
２…速度基準設定器、２３…運転・停止指令、２
４…速度検出器、２５，２６，２７…制御回路、
２９…インピーダンス。
一部詳細図、第３図、第４図は従来装置の動作を
説明するための図、第５図はこの発明の一実施例
を示す構成図、第６図、第７図、第８図は本発明
の動作を説明するための図、第９図は本発明の他
の実施例を示す構成図である。 １１…交流電源、１２，１９，２１，２８…し
や断器、１３，１８…変圧器、１４…電力変換装
置、１５…整流回路、１６…直流リアクトル、１
７…インバータ回路、２０…無整流子電動機、２
２…速度基準設定器、２３…運転・停止指令、２
４…速度検出器、２５，２６，２７…制御回路、
２９…インピーダンス。
Claims (1)
- １ 変圧器及びしや断器を介して無整流子電動機
を駆動する無整流子電動機駆動用変換装置におい
て、前記無整流子電動機の起動に先立つて前記無
整流子電動機の起動開始時に最初に流れる相電流
の位相より60゜〜180゜進んだ励磁電流を所定時間
供給するために前記変換装置を制御する手段と、
前記所定時間経過後に前記しや断器を投入し前記
変換装置を起動運転する手段と、起動完了後前記
無整流子電動機を商用電源側に切換えて運転する
ためのバイパス回路を具備して成る無整流子電動
機駆動用変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56052456A JPS57170034A (en) | 1981-04-09 | 1981-04-09 | Power converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56052456A JPS57170034A (en) | 1981-04-09 | 1981-04-09 | Power converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57170034A JPS57170034A (en) | 1982-10-20 |
| JPS6355293B2 true JPS6355293B2 (ja) | 1988-11-01 |
Family
ID=12915215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56052456A Granted JPS57170034A (en) | 1981-04-09 | 1981-04-09 | Power converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57170034A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5634550Y2 (ja) * | 1976-09-02 | 1981-08-14 |
-
1981
- 1981-04-09 JP JP56052456A patent/JPS57170034A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57170034A (en) | 1982-10-20 |
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