JPH0332313B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0332313B2 JPH0332313B2 JP57048878A JP4887882A JPH0332313B2 JP H0332313 B2 JPH0332313 B2 JP H0332313B2 JP 57048878 A JP57048878 A JP 57048878A JP 4887882 A JP4887882 A JP 4887882A JP H0332313 B2 JPH0332313 B2 JP H0332313B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- synchronous motor
- current
- phase
- value
- cycloconverter
- 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 - Lifetime
Links
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
- 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
- H02P25/03—Synchronous motors with brushless excitation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 技術分野の説明
本発明は電源側から見た有効電力及び無効電力
を任意の値に制御できるようにした同期電動機の
駆動制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Description of the Technical Field The present invention relates to a drive control device for a synchronous motor that is capable of controlling active power and reactive power to arbitrary values as seen from the power source side.
(b) 従来技術の説明
第1図は従来の同期電動機の駆動制御装置の構
成図である。図中、BUSは3相交流電源の電線
路、CAPは進相コンデンサ、SSLは無効電力補
償装置、Lは直流リアクトル、TRは電源トラン
ス、CCはサイクロコンバータ、SMは同期電動機
本体、Loadは機械負荷である。また、PSは回転
子位置検出器、PGは回転パルス発生器、PTGは
3相正弦波発生器、VR〓は速度設定器、HN(s)
は制御補償回路、MLU,MLV,MLWは乗算器、
CN,CU,CV,CWは比較器、KU,KV,KWは演算
増幅器、PHU,PHV,PHWは位相制御回路、
CTMは電動機入力電流検出器である。(b) Description of Prior Art FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional drive control device for a synchronous motor. In the figure, BUS is the electrical line of the 3-phase AC power supply, CAP is the phase advance capacitor, SSL is the reactive power compensator, L is the DC reactor, TR is the power transformer, CC is the cycloconverter, SM is the synchronous motor body, and Load is the machine. It's a load. Also, PS is the rotor position detector, PG is the rotation pulse generator, PTG is the three-phase sine wave generator, VR〓 is the speed setting device, H N (s)
is a control compensation circuit, ML U , ML V , ML W are multipliers,
C N , C U , C V , CW are comparators, K U , K V , K W are operational amplifiers, PH U , PH V , PH W are phase control circuits,
CT M is a motor input current detector.
サイクロコンバータCCは定電圧定周波数の交
流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換す
るもので、同期電動機SMの3相電機子巻線に、
当該電動機に誘起される逆起電力に同期した正弦
波電流を供給するように制御される。 The cycloconverter CC converts constant voltage, constant frequency AC power into variable voltage, variable frequency AC power, and connects the 3-phase armature winding of the synchronous motor SM to
It is controlled to supply a sinusoidal current synchronized with the back electromotive force induced in the motor.
以下、その動作説明を簡単に述べる。 The operation will be briefly explained below.
PSは回転子(界磁)位置検出器で、電動機SM
の電機子巻線に誘起される逆起電力(速度起電
力)に同期した矩形波信号を発生する。電気角で
120゜ずつずれた当該3相矩形波信号を3相正弦波
発生器PTGに入力し、3相単位正弦波に変換す
る。 PS is the rotor (field) position detector, and the motor SM
generates a rectangular wave signal synchronized with the back electromotive force (speed electromotive force) induced in the armature winding. in electrical angle
The three-phase rectangular wave signal shifted by 120 degrees is input to the three-phase sine wave generator PTG and converted into a three-phase unit sine wave.
一方、回転パルス発生器PGによつて電動機
SMの回転速度ωを検出し、速度設定器VRωから
の指令値ω*と比較する。比較器CNの出力εN=ω*
−ωに応じて、電動機SMに供給する電機子電流
の振幅値を制御する。HN(s)は速度制御系の制
御補償回路で、上記偏差εNの定常値が零になるよ
うに積分要素が使われることが多い。HN(s)の
出力は電流指令値の振幅値I* Oを与える。 On the other hand, the electric motor is controlled by the rotating pulse generator PG.
The rotational speed ω of the SM is detected and compared with the command value ω * from the speed setting device VRω. Output of comparator C N ε N = ω *
-ω, the amplitude value of the armature current supplied to the motor SM is controlled. H N (s) is a control compensation circuit for a speed control system, and an integral element is often used so that the steady-state value of the deviation ε N becomes zero. The output of H N (s) gives the amplitude value I * O of the current command value.
乗算器MLUによつて、上記振幅値I* Oと、前記3
相正弦波発生器PTGの出力のU相分を乗ずる。
この結果、U相電機子巻線に供給すべき電流IUの
指令値として、I* UI=I* O・sinωtが得られる。同
様にV相電流指令値I* V及びW相電流指令値I* Wは
各々次のように与えられる。 The multiplier ML U multiplies the above amplitude value I * O and the above 3
Multiply the output of the phase sine wave generator PTG by the U phase component.
As a result, I * U I=I * O ·sinωt is obtained as the command value of the current IU to be supplied to the U-phase armature winding. Similarly, the V-phase current command value I * V and the W-phase current command value I * W are each given as follows.
I* V=I* O・sin(ωt−2π/3)
I* W=I* O・sin(ωt+2π/3)
ただし、ωは電動機SMの回転角周波数である。
CTMは電機子電流IU,IV,IWを検出するための変
流器で、その検出値を比較器CU,CV,CWに入力
し、上記指令値I* U,I* V,I* Wと比較する。各々の偏
差εU=I* U−IU,εV=I* V−IV,εW=I* W−IWを演算増
幅器KU,KV,KWで増幅し、位相制御回路PHU,
PHV,PHWに入力する。 I * V = I * O・sin (ωt−2π/3) I * W = I * O・sin (ωt + 2π/3) where ω is the rotational angular frequency of the electric motor SM.
CT M is a current transformer for detecting armature currents I U , I V , I W , and the detected values are input to comparators C U , C V , CW , and the above command values I * U , I Compare with * V and I * W . Each deviation ε U = I * U − I U , ε V = I * V − I V , ε W = I * W − I W is amplified by operational amplifiers K U , K V , K W and phase control circuit PHU ,
Input to PH V and PH W.
第2図は3相出力サイクロコンバータの代表的
な構成図を示すもので、破線で囲まれた部分が第
1図のCCに相当する。CC−UはU相サイクロコ
ンバータで、正群コンバータSSPと負群コンバー
タSSNからなり、U相電機子電流iUを供給してい
る。いわゆる非循環電流式のサイクロコンバータ
で、SSPから正方向電流i+ Uを供給しているとき、
SSNはゲートブロツクされており、逆にSSNか
ら負方向電流i- Uを供給しているとき、SSPはゲー
トブロツクされる。SSPからSSNに、あるいは
SSNからSSPに動作が変るとき電流を一旦零に
して切換えて電源短絡を防いでいる。 FIG. 2 shows a typical configuration diagram of a three-phase output cycloconverter, and the portion surrounded by a broken line corresponds to CC in FIG. 1. CC-U is a U-phase cycloconverter, which consists of a positive group converter SSP and a negative group converter SSN, and supplies a U-phase armature current iU . When a forward current i + U is supplied from SSP in a so-called non-circulating current type cycloconverter,
SSN is gate-blocked, and conversely, when SSN supplies negative current i - U , SSP is gate-blocked. from SSP to SSN, or
When the operation changes from SSN to SSP, the current is temporarily reduced to zero and the switch is made to prevent a short circuit in the power supply.
第1図の位相制御回路PHUは第2図のU相サイ
クロコンバータCC−Uの点弧位相を制御するも
ので、前述の偏差εU=I* U−IUに比例した電圧が正
群コンバータSSPあるいは負群コンバータSSN
から発生するように点弧位相角αUを制御してい
る。 The phase control circuit PH U shown in Fig. 1 controls the firing phase of the U-phase cycloconverter CC-U shown in Fig. 2, and the voltage proportional to the aforementioned deviation ε U = I * U − I U is in the positive group. Converter SSP or negative group converter SSN
The ignition phase angle α U is controlled so that it occurs from .
CC−V,CC−Wも同様に制御される。 CC-V and CC-W are similarly controlled.
このようにして、電動機SMの電機子巻線に流
れる電流IU,IV,IWは当該電流の指令値I* U,I* V,
I* Wに等しくなるように制御される。 In this way, the currents I U , I V , I W flowing through the armature windings of the motor SM are set to the command values of the currents I * U , I * V ,
Controlled to be equal to I * W.
また速度制御は次のように行われる。 Further, speed control is performed as follows.
すなわち、ω*>ωの場合、εN=ω*−ωは正の
値となり、電流振幅値I* Oを増加させ、電動機SM
の発生トルクを大きくし、加速を行う。逆にω*
<ωの場合、εN<0となり、I* Oを減少させて、
SMの発生トルクを小さくして減速を行う。結果
的にω*≒ωとなつて落ち着く。 In other words, when ω * > ω, ε N = ω * −ω becomes a positive value, increasing the current amplitude value I * O and increasing the motor SM
Increases the generated torque and accelerates. On the contrary ω *
<ω, then ε N <0, reducing I * O ,
Deceleration is performed by reducing the torque generated by the SM. As a result, it settles down to ω * ≒ ω.
以上のような従来の同期電動機の駆動制御装置
では、当該電動機の速度制御に伴ない、サイクロ
コンバータの受電端の無効電力が大きく変動する
欠点があつた。当該無効電力変動は、電源系統の
電圧変動をきたし、フリツカ障害等の悪影響を他
の電気機器にもたらす。 The conventional drive control device for a synchronous motor as described above has a drawback that the reactive power at the power receiving end of the cycloconverter fluctuates greatly as the speed of the motor is controlled. The reactive power fluctuations cause voltage fluctuations in the power supply system, causing adverse effects such as flicker failure on other electrical equipment.
そこで最近では第1図にも示したように、受電
端に無効電力補償装置SSLを設置することが提案
されている。これはまず、進相コンデンサCAP
により一定の進み無効電流Icapをとり、サイクロ
コンバータの遅れ無効電流分Icc(REACT)と、
補償装置SSLの遅れ無効電流IQの和が、上記Icap
とちようど等しくなるように、補償装置SSLの電
流IQを制御するものである。すなわち、
Icap=Icc(REACT)+IQ
を満足する場合、電源電流ISには無効分は含まな
くなり、受電端の基本波力率を1に制御するのが
できるものである。 Therefore, recently it has been proposed to install a reactive power compensator SSL at the power receiving end, as shown in FIG. First of all, this is the phase advance capacitor CAP
Taking a constant leading reactive current Icap, the lagging reactive current of the cycloconverter Icc(REACT),
The sum of the delayed reactive currents IQ of the compensator SSL is the above Icap
The current IQ of the compensator SSL is controlled so that the current IQ becomes equal. That is, when Icap=Icc(REACT)+ IQ is satisfied, the power supply current IS does not include a reactive component, and the fundamental wave power factor at the receiving end can be controlled to 1.
しかし、サイクロコンバータCCの遅れ無効電
流分Icc(REACT)は零から最大値まで大きく変
動するため、前記補償装置SSLの容量は当該サイ
クロコンバータの容量に匹敵する程のものが必要
となる。そのため、SSLを構成する半導体素子の
容量も大きくなり、非常に高価なシステムになる
欠点があつた。 However, since the delayed reactive current Icc (REACT) of the cycloconverter CC varies greatly from zero to the maximum value, the capacity of the compensator SSL needs to be comparable to the capacity of the cycloconverter. As a result, the capacity of the semiconductor elements that make up SSL also increases, resulting in a very expensive system.
(c) 発明の目的
本発明は以上に鑑みてなされたもので、従来必
要とされた高価な無効電力補償装置を設けること
なく、サイクロコンバータの受電端の基本波力率
を1にできるようにした同期電動機の駆動制御装
置を提供することを目的とする。また、交流電源
と同期電動機の間で授受される有効電力の値を任
意の値に制御できるようにした同期電動機の駆動
制御装置を提供することを目的とする。(c) Purpose of the Invention The present invention has been made in view of the above, and has an object to make it possible to make the fundamental wave power factor at the receiving end of a cycloconverter 1 without providing an expensive reactive power compensator that is conventionally required. The object of the present invention is to provide a drive control device for a synchronous motor. Another object of the present invention is to provide a synchronous motor drive control device that can control the value of active power exchanged between an AC power supply and a synchronous motor to an arbitrary value.
(d) 発明の構成
第3図は本発明の同期電動機の駆動制御装置の
一実施例を示す構成図である。図中、BUSは3
相交流電源の電線路、CAPは進相コンデンサ、
TRは電源トランス、CCはサイクロコンバータ、
SMは同期電動機本体、Loadは機械負荷である。(d) Configuration of the Invention FIG. 3 is a configuration diagram showing an embodiment of the synchronous motor drive control device of the present invention. In the diagram, BUS is 3
Electrical line of phase AC power supply, CAP is phase advancing capacitor,
TR is a power transformer, CC is a cycloconverter,
SM is the synchronous motor body, and Load is the mechanical load.
また、PSは回転子位置検出器、PGは回転パル
ス発生器、F/Vは周波数−電圧変換器、PTG
は3相正弦波発生器、CTS,CTMは電流検出器、
PTSは電圧検出器、PQCは有効電力無効電力演算
回路、VRQは無効電力設定器、VR〓は回転速度
設定器、C1,C2,CUは比較器、HQ(s),HP
(s),HN(s)は制御補償回路、ML,MLUは乗
算器、DVMは割算器、LIM1,LIM2はリミツタ
回路、KUは演算増幅器、PHUは位相制御回路で
ある。 Also, PS is rotor position detector, PG is rotation pulse generator, F/V is frequency-voltage converter, PTG
is a three-phase sine wave generator, CT S and CT M are current detectors,
PT S is a voltage detector, PQC is an active/reactive power calculation circuit, VR Q is a reactive power setter, VR is a rotation speed setter, C 1 , C 2 , C U are comparators, H Q (s), H P
(s), H N (s) are control compensation circuits, ML and ML U are multipliers, DVM is a divider, LIM 1 and LIM 2 are limiter circuits, K U is an operational amplifier, and PH U is a phase control circuit. be.
破線で囲まれた電流制御回路CONT−Uは、
サイクロコンバータCCのU相分の電流制御回路
を示すもので、図示しなかつたが、V相及びW相
の電流制御回路も同様に構成されている。 The current control circuit CONT-U surrounded by the broken line is
This shows a current control circuit for the U phase of the cycloconverter CC, and although not shown, the current control circuits for the V and W phases are similarly configured.
サイクロコンバータCCは、例えば第2図で示
した構成をとるものとして以下の説明を行う。 The following explanation will be given assuming that the cycloconverter CC has the configuration shown in FIG. 2, for example.
まず、3相正弦波発生器PTGについて説明を
行う。 First, the three-phase sine wave generator PTG will be explained.
第4図に3相正弦波発生器PTGの具体的な実
施例を示す。図中、SQは2乗演算回路、SQRは
平方根演算回路、V/Fは電圧−周波数変換器、
PCは計数器、ROMは記憶回路、D/Aはデイジ
タルアナログ変換器、PLLは位相同期化回路、
M1〜M4は乗算器、A1〜A6は加算器、K1,K2は
演算増幅器である。 FIG. 4 shows a specific embodiment of the three-phase sine wave generator PTG. In the figure, SQ is a square calculation circuit, SQR is a square root calculation circuit, V/F is a voltage-frequency converter,
PC is a counter, ROM is a memory circuit, D/A is a digital to analog converter, PLL is a phase synchronization circuit,
M1 to M4 are multipliers, A1 to A6 are adders, and K1 and K2 are operational amplifiers.
入力は、回転子位置検出器PSからの3相矩形
波信号γO、回転パルス発生器PGからの回転速度
ω及び電動機の逆起電力に対する電機子電流位相
角γの余弦値cosγで、出力は3相単位正弦波φU,
φV,φWである。 The inputs are the three-phase rectangular wave signal γ O from the rotor position detector PS, the rotational speed ω from the rotary pulse generator PG, and the cosine value cosγ of the armature current phase angle γ with respect to the back electromotive force of the motor, and the output is 3-phase unit sine wave φ U ,
φ V and φ W.
まず、PGの出力信号(パルス列)をF/V変
換器を介して電圧量ω(回転速度検出値)に変換
する。当該回転速度検出値ωを加算器A2を介し
てV/F変換器に入力する。また位相同期化回路
PLLから出力される補正量Δωも加算器A2を介し
てV/F変換器に入力する。故にV/F変換器か
らは入力ω+Δωに比例した周波数のパルス列を
発生し、計数器PCをカウントする。次に、PCの
計数値を記憶回路ROMのアドレス(番地)に対
応させ、その内容を出力させる。当該記憶回路に
は、正弦関数sinθと余弦関数cosθ及び3相矩形波
関数が記憶されており、上記計数器PCの計数値
に応じてデジタル量を発生する。当該デジタル量
sinθ及びcosθはD/A変換器によつてアナログ量
φa及びφbに変換される。 First, the output signal (pulse train) of the PG is converted into a voltage amount ω (rotational speed detection value) via an F/V converter. The detected rotational speed value ω is input to the V/F converter via the adder A2 . Also phase synchronization circuit
The correction amount Δω output from the PLL is also input to the V/F converter via the adder A2 . Therefore, the V/F converter generates a pulse train with a frequency proportional to the input ω+Δω, and counts the counter PC. Next, the PC's count value is made to correspond to the address of the memory circuit ROM, and its contents are output. The storage circuit stores a sine function sin θ, a cosine function cos θ, and a three-phase rectangular wave function, and generates a digital quantity according to the count value of the counter PC. The digital amount
sin θ and cos θ are converted into analog quantities φ a and φ b by a D/A converter.
上記補正量Δωは回転子位置検出器PSからの3
相矩形波信号γOと、上記記憶回路ROMから出力
される3相矩形波信号γO′の位相同期を図るもの
で、位相同期化回路PLLによつて求められる。 The above correction amount Δω is 3 from the rotor position detector PS.
This is intended to achieve phase synchronization between the phase rectangular wave signal γ O and the three-phase rectangular wave signal γ O ' output from the storage circuit ROM, and is determined by the phase synchronization circuit PLL.
第5図は位相同期化回路PLLの動作を説明す
るためのタイムチヤート図である。回転子位置検
出器PSからはPSU,PSV,PSWなる3相矩形波信
号が出力される。またPSU′,PSV′,PSW′は記憶
回路ROMから発生する3相矩形波信号である。
図は定常状態を示しており、PSU′はPSUより90゜
遅れて安定する。PSV′,PSW′も各々PSV,PSW
より90゜遅れている。EXUはPSUとPSU′の排他的
論理和をとつたもので、同様にPSVとPSV′の排他
的論理和をEXV,PSWとPSW′の排他的論理和を
EXWとして表わしている。これらEXU,EXV及び
EXWの信号をアナログ的に加算するとSUMで示
したようになる。それを平均値1.5だけ負のパイ
アス電圧を加え、積分することによりが得
られる。ここで、PSU′が破線で示した如く、PSU
よりδだけ遅れた場合を考える。SUMの“2”
の期間がδだけ長くなり、その結果、積分値は
SUM′のようにΔωだけ増加する。従つて、第4
図の計数器PCは当該補正量Δωだけ速く計数さ
れ、PSU′,PSV′,PSW′等の位相を進ませる。最
終的にδ=0になるように制御される。逆に
PSU′がPSUより進んだ場合にはΔωは負の値とな
つて、計数器PCを補正量Δωの分だけゆつくり計
数しPSU′の位相を遅らせて、最終的にδ=0に
なるように制御する。 FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of the phase synchronization circuit PLL. The rotor position detector PS outputs three-phase rectangular wave signals PSU , PSV , and PSW . Moreover, PS U ′, PS V ′, and PS W ′ are three-phase rectangular wave signals generated from the storage circuit ROM.
The figure shows a steady state, where PS U ′ stabilizes 90° behind PS U. PS V ′ and PS W ′ are also PS V , PS W
90° behind. EX U is the exclusive OR of PS U and PS U ′. Similarly, EX V is the exclusive OR of PS V and PS V ′, and EX V is the exclusive OR of PS W and PS W ′.
Expressed as EX W. These EX U , EX V and
When EX W signals are added in an analog manner, the result is as shown by SUM. This can be obtained by adding a negative bias voltage by an average value of 1.5 and integrating it. Here, as shown by the broken line , PS U
Consider the case where the delay is δ. “2” of SUM
The period of becomes longer by δ, and as a result, the integral value becomes
It increases by Δω like SUM′. Therefore, the fourth
The counter PC in the figure counts faster by the correction amount Δω, advancing the phases of PS U ′, PS V ′, PS W ′, etc. It is controlled so that δ=0 finally. vice versa
When PS U ′ leads PS U , Δω becomes a negative value, and the counter PC is slowly counted by the correction amount Δω, delaying the phase of PS U ′, and finally δ=0. control so that
第5図のφa,φbは定常状態におけるD/A変
換器の出力信号を示すもので、φaはPSU′より90゜
だけ位相が進んで出力され、φbはPSU′と同相で
出力される。位置検出値PSからの信号と位相同
期がとられている定常状態では、φaはPSUと同相
となる。 φ a and φ b in Fig. 5 indicate the output signals of the D / A converter in a steady state . Output in phase. In a steady state where phase synchronization is achieved with the signal from the position detection value PS, φ a is in phase with PS U.
このようにして求められた2相単位正弦波φa,
φbは第4図の乗算器M1〜M4に入力される。 The two-phase unit sine wave φ a obtained in this way,
φ b is input to multipliers M 1 to M 4 in FIG. 4.
一方、制御位相角γの余弦値cosγを2乗演算
回路SQ、加算器A1及び平方根演算回路SQRを介
して、次の演算を行つて正弦値sinγを求める。 On the other hand, the cosine value cosγ of the control phase angle γ is subjected to the following calculation via the square calculation circuit SQ, the adder A1 , and the square root calculation circuit SQR to obtain the sine value sinγ.
sinγ=√1−()2
当該余弦値cosγ及び正弦値sinγを前記乗算器M1
〜M4に入力する。M1の出力φa・cosγとM2の出
力φb・sinγを加算器A3に入力し、
φa′=φa・cosγ+φb・sinγ
を求める。また、M3の出力φb・cosγとM4の出力
φa・sinγを加算器A4に入力し、
φb′=−φa・sinγ+φb・cosγ
を求める。 sinγ=√1−() 2 The corresponding cosine value cosγ and sine value sinγ are applied to the multiplier M1
Enter ~ M4 . The output φ a · cos γ of M 1 and the output φ b · sin γ of M 2 are input to adder A 3 to obtain φ a ′ = φ a · cos γ + φ b · sin γ. Further, the output φ b ·cosγ of M 3 and the output φ a ·sinγ of M 4 are input to the adder A 4 to obtain φ b ′=−φ a ·sin γ + φ b ·cos γ.
次の演算増幅器K1(=1/2)及びK2(=√3/
2)と加算器A5,A6は2相→3相変換するため
のものである。すなわち、φU,φV,φWはφa′,
φb′から次式の演算を行なうことにより求められ
る。 The following operational amplifiers K 1 (=1/2) and K 2 (=√3/
2) and adders A 5 and A 6 are for converting from two phases to three phases. That is, φ U , φ V , φ W are φ a ′,
It is obtained from φ b ′ by performing the following calculation.
φU=φa′ φV=−(1/2)φa′−(√3/2)φb′ φW=−(1/2)φa′+(√3/2)φb′ これが3相正弦波発生器の出力信号である。 φ U =φ a ′ φ V =−(1/2)φ a ′−(√3/2)φ b ′φ W =−(1/2)φ a ′+(√3/2)φ b ′ This is the output signal of the three-phase sine wave generator.
第6図は、上記単位正弦波φa,φbとφa′,φb′
及びφU,φV,φWのベクトル図を示すものである。 Figure 6 shows the above unit sine waves φ a , φ b and φ a ′, φ b ′
, and a vector diagram of φ U , φ V , and φ W .
φa′,φb′は各々φa,φbより位相角γだけ遅れ
ており、φU,φV,φWは当該φa′,φb′より作られ
る。 φ a ′ and φ b ′ are delayed from φ a and φ b by a phase angle γ, respectively, and φ U , φ V , and φ W are created from the corresponding φ a ′ and φ b ′.
前にも述べたようにφaはPSUと同相になるよう
に制御されるから、φUはPSUより位相角γだけ遅
れた正弦波となる。同様にφV及びφWは各々PSV
及びPSWより位相角γだけ遅れた正弦波となる。
すなわち、入力cosγの値を変えることにより、
位置検出器PSの出力信号に対して位相角γを任
意の値に与えることができる。ちなみにcosγ=
1ではγ=0となり、φaとφa′は一致し、従来の
同期電動機駆動装置のγO=0゜で一定の運転とな
る。 As mentioned earlier, φ a is controlled to be in phase with PS U , so φ U becomes a sine wave that lags PS U by the phase angle γ. Similarly, φ V and φ W are each PS V
And PS becomes a sine wave delayed by phase angle γ from W.
That is, by changing the value of input cosγ,
The phase angle γ can be given an arbitrary value to the output signal of the position detector PS. By the way, cosγ=
1, γ=0, φ a and φ a ' match, and the conventional synchronous motor drive device operates at a constant value with γ O =0°.
第3図にもどつて、本発明装置の説明を続け
る。3相電源の受電端に設置された変成器PTS及
び変流器CTSによつて3相電源電圧及び3相電源
電流を検出する。PQCは当該電圧検出値及び電
流検出値から受電端の有効電力P及び無効電力Q
を求める演算器である。すなわち、有効電力Pは
電圧及び電流の瞬時値を乗じ、3相分加えて求
め、無効電力Qは電圧の位相を90゜ずらして同様
に求めている。 Returning to FIG. 3, the explanation of the device of the present invention will be continued. The three-phase power supply voltage and three-phase power supply current are detected by the transformer PTS and current transformer CTS installed at the receiving end of the three-phase power supply. PQC is the active power P and reactive power Q at the receiving end from the voltage detection value and current detection value.
This is a computing unit that calculates That is, active power P is obtained by multiplying the instantaneous values of voltage and current and adding the three phases, and reactive power Q is obtained in the same manner by shifting the voltage phase by 90 degrees.
比較器C1によつて、上記無効電力の検出値Q
とその指令値Q*を比較し、当該偏差εQ=Q*−Q
を制御補償回路HQ(ω)に入力している。HQ
(s)は、上記定常偏差εQを零にするため通常、
積分要素が使われる。HQ(s)の出力は、電動機
SMに供給される電機子電流IU,IV,IWの振幅値
I* Oとなる。 The detected value Q of the above reactive power is determined by the comparator C1 .
and its command value Q * , and calculate the deviation ε Q = Q * −Q
is input to the control compensation circuit H Q (ω). H Q
(s) is usually expressed as
Integral elements are used. The output of H Q (s) is the motor
Amplitude values of armature currents I U , I V , I W supplied to SM
It becomes I * O .
また、比較器C2によつて、電動機SMの速度検
出値ωとその指令値ω*を比較し、当該偏差εN=
ω*−ωを制御補償回路HN(ω)に入力している。
HN(s)の出力をリミツタ回路LIM2を介して、
電動機SMの発生トルク指令値T*としている。速
度検出値ωと上記トルク指令値T*を乗算器MLに
入力し、有効電力指令値P*=ω・T*を求める。 In addition, the comparator C2 compares the detected speed value ω of the motor SM with its command value ω * , and the deviation ε N =
ω * −ω is input to the control compensation circuit H N (ω).
The output of H N (s) is passed through the limiter circuit LIM 2 ,
It is assumed that the generated torque command value of the electric motor SM is T * . The detected speed value ω and the torque command value T * are input to the multiplier ML, and the active power command value P * =ω·T * is determined.
比較器C3によつて、前記有効電力検出値Pと
上記指令値P*を比較し、当該偏差εP=P*−Pを
次の制御補償回路HP(s)に入力する。HP(s)
は上記定常偏差εPを零にするため一般に積分要素
が使われる。HP(s)の出力vPを次の割算器
DVMに入力し、
cosγ=vP・(VS/Vm)
を求める。ここでVSは電源電圧、Vmは電動機端
子電圧である。次のリミツタ回路LIM1は当該位
相角γの余弦値cosγを
−1cosγ1
の範囲に限定するためのものである。 The comparator C3 compares the active power detection value P and the command value P * , and inputs the deviation ε P =P * -P to the next control compensation circuit H P (s). H P (s)
An integral element is generally used to make the steady-state deviation ε P zero. The output v P of H P (s) is divided by the following divider
Input to DVM and find cosγ=v P・(V S /Vm). Here, V S is the power supply voltage, and Vm is the motor terminal voltage. The next limiter circuit LIM 1 is for limiting the cosine value cosγ of the phase angle γ to a range of −1cosγ1.
当該余弦値cosγを次の3相正弦波発生器PTG
に入力することにより、位置検出器PSの出力信
号より位相角γだけずれた3相単位正弦波φU,
φV,φWが得られることは前に述べた通りである。 The corresponding cosine value cosγ is converted to the following three-phase sine wave generator PTG
By inputting to
As mentioned above, φ V and φ W can be obtained.
U相の単位正弦波φUと前記電流振幅値I* Oを乗算
器MLUに入力し、次式で示されるU相電機子電
流指令値I* Uを得る。 The U-phase unit sine wave φ U and the current amplitude value I * O are input to a multiplier M U to obtain a U-phase armature current command value I * U expressed by the following equation.
I* U=I* O・φU
=I* O・sin(ωt−γ)
一方、変流器CTMによつてU相電機子電流IUを
検出し、比較器CUによつて上記指令値I* Uと比較す
る。当該偏差εU=I* U−IUを演算増幅器KUで増幅
し、U相サイクロコンバータの位相制御回路PHU
に入力する。U相サイクロコンバータは、電機子
電流IUが当該指令値I* Uに等しくなるように出力電
圧を制御される。V相、W相のサイクロコンバー
タについても同様に制御される。このときV相及
びW相の電機子電流指令値は各々次式で表わされ
る。 I * U = I * O・φ U = I * O・sin (ωt−γ) On the other hand, the U-phase armature current I U is detected by the current transformer CT M , and the above Compare with command value I * U. The deviation ε U = I * U − I U is amplified by the operational amplifier K U , and the phase control circuit PH U of the U-phase cycloconverter is
Enter. The output voltage of the U-phase cycloconverter is controlled so that the armature current IU becomes equal to the command value I * U . The V-phase and W-phase cycloconverters are similarly controlled. At this time, the V-phase and W-phase armature current command values are each expressed by the following equations.
I* U=I* O・φV
I* O・sin(ωt−γ−2π/3)
I* W=I* O・φW
I* O・sin(ωt−γ+2π/3)
同期電動機SMの発生トルクTeは次式の如く表
わせる。 I * U = I * O・φ V I * O・sin (ωt−γ−2π/3) I * W = I * O・φ W I * O・sin (ωt−γ+2π/3) Synchronous motor SM The generated torque Te can be expressed as follows.
Te=ke・I・IO・cosγ
だだし、keは比例定数、Iは界磁電流
IOは電機子電流の波高値
また、電動機SMの出力POは回転角周波数ωと
上記発生トルクTeの積で表わされることは周知
の通りである。当該出力POに電機子抵抗による
銅損や鉄損等の各種損失を加えたものが、電源か
ら供給される有効電力Pである。ここでは説明の
便宜上上記各種損失は小さいものとして無視す
る。すなわち、P≒POとして考える。 Te=k e・I・I O・cosγ Where, k e is the proportionality constant, I is the field current I O is the peak value of the armature current, and the output P O of the motor SM is the rotational angular frequency ω and the above generation As is well known, it is expressed as the product of torque Te. The effective power P supplied from the power source is the output P O plus various losses such as copper loss and iron loss due to armature resistance. Here, for convenience of explanation, the various losses described above are ignored as being small. In other words, consider P≒P O.
受電端の有効電力Pがその指令値P*より小さ
い場合、εP=P*−Pは正の値となり、制御補償
回路HP(s)を介してvPを増加させる。故にcosγ
が増大し電動機SMの発生トルクTeをふやす。こ
の結果電動機SMの出力PO=ω・Teが増加し、受
電端の有効電力Pも増大する。最終的にP*≒P
となつて落ち着く。逆にP*<Pの場合には、εP
<0となりcosγを減らし、P≒POを減少させて、
やはりP*≒Pとなつて落ち着く。 When the active power P at the receiving end is smaller than its command value P * , ε P =P * -P becomes a positive value, and v P is increased via the control compensation circuit H P (s). Therefore cosγ
increases, increasing the generated torque Te of the electric motor SM. As a result, the output P O =ω·Te of the electric motor SM increases, and the effective power P at the receiving end also increases. Finally P * ≒ P
I feel calm. Conversely, if P * < P, ε P
< 0, reducing cosγ and P≒P O ,
After all, it settles down to P * ≒ P.
(e) 発明の作用
これを電動機SMの回転速度制御の立場からな
がめると次のようになる。(e) Effect of the invention Looking at this from the standpoint of controlling the rotational speed of the electric motor SM, it is as follows.
速度指令値ω*が速度検出値ωより大きい場合、
偏差εN=ω*−ωは正の値となり、制御補償回路
HN(s)及びリミツタ回路LIM2を介して得られ
たトルク指令T*を増加させる。その結果、有効
電力指令値P*=ω・T*が増加し、電動機SMの
発生トルクTeを増加させる。従つて電動機SMは
加速され、ω*≒ωになつて落ち着く。逆にω*<
ωの場合εN<0となり、T*を減少させP*をへら
す。その結果、電動機SMの発生トルクは減少
し、減速されてやはりω*≒ωになつて落ち着く。 If the speed command value ω * is larger than the speed detection value ω,
The deviation ε N = ω * −ω is a positive value, and the control compensation circuit
H N (s) and the torque command T * obtained via the limiter circuit LIM 2 are increased. As a result, the active power command value P * =ω·T * increases, causing the generated torque Te of the electric motor SM to increase. Therefore, the electric motor SM is accelerated and settles down to ω * ≒ ω. On the contrary, ω * <
In the case of ω, ε N <0, which reduces T * and lowers P * . As a result, the torque generated by the electric motor SM decreases and is decelerated, settling down to ω * ≒ ω.
一方、電源側から見たサイクロコンバータCC
の遅れ無効電力QCCは次式のように表わせる。 On the other hand, the cycloconverter CC seen from the power supply side
The delayed reactive power Q CC can be expressed as follows.
QCC=kS・VS・(|IU|・sinαU+|IV|・sinαV
+|IW|・sinαW)
ただし、kSは比例定数、VSは電源電圧、
|IU|,|IV|,|IW|は電機子電流絶対値、
αU,αV,αWは点弧位相角、
ここで、比例定数kS及び電源電圧VSは一定値で、
電機子電流IU,IV,IWはその指令値I* U,I* V,I* Wに
等しく制御されているものとすると、
IU=IO・sin(ωt−γ)
IV=IO・sin(ωt−γ−2π/3)
IW=IO・sin(ωt−γ+2π/3)
となる。従つてQccは
QCC=kS・VS・IO{|sin(ωt−γ)|・sinαU
+|sin(ωt−γ−2π/3)|・sinαV
+|sin(ωt−γ−2π/3)|・sinαW
となる。 Q CC =k S・V S・(|I U |・sinα U +|I V |・sinα V +|I W |・sinα W ) where k S is the proportionality constant, V S is the power supply voltage, |I U |, |I V |, |I W | are the absolute values of the armature currents, α U , α V , α W are the firing phase angles, where the proportionality constant k S and the power supply voltage V S are constant values,
Assuming that the armature currents I U , I V , I W are controlled equal to their command values I * U , I * V , I * W , I U = I O・sin(ωt−γ) I V =I O・sin(ωt−γ−2π/3) I W =I O・sin(ωt−γ+2π/3). Therefore, Qcc is Q CC =k S・V S・I O {|sin(ωt−γ)|・sinα U +|sin(ωt−γ−2π/3)|・sinα V +|sin(ωt−γ −2π/3) |・sinα W.
このとき、電動機SMの電機子巻線の各相端子
電圧をVU,VV,VWは次式の如く表わされる。 At this time, the terminal voltages of each phase of the armature winding of the motor SM, V U , V V , and V W , are expressed as in the following equations.
VU=Vm・sinωt=kV・cosαU VV=Vm・sin(ωt−2π/3)=kV・VS・cosαV VW=Vm・sin(ωt+2π/3)=kV・VS・cosαW 故に点弧位相角αU,αV,αWは、 αU=cos-1{Vm/kVVS・sinωt} αV=cos-1{Vm/kVVS・sin(ωt−2π/3)} αW=cos-1{Vm/kVVS・sin(ωt+2π/3)} となる。 V U =Vm・sinωt=k V・cosα U V V =Vm・sin(ωt−2π/3)=k V・V S・cosα V V W =Vm・sin(ωt+2π/3)=k V・V S・cosα W Therefore, the firing phase angles α U , α V , α W are α U = cos -1 {Vm/k V V S・sinωt} α V = cos -1 {Vm/k V V S・sin (ωt−2π/3)} α W =cos −1 {Vm/k V V S ·sin(ωt+2π/3)}.
上記電機子巻線の端子電圧波高値Vmは、電動
機SMの回転速度ω及び界磁電流Iの積に比例す
る。故にI=一定とすれば、電動機SMの始動低
速時には、Vmの値は小さく、αU≒αV≒αW≒90゜
となる。ωが増加するに従つて、αU,αV,αWは
90゜を中心にして0゜あるいは180゜の方向に変動する
ようになる。 The terminal voltage peak value Vm of the armature winding is proportional to the product of the rotational speed ω of the motor SM and the field current I. Therefore, if I=constant, when the motor SM starts at low speed, the value of Vm is small, and α U ≒ α V ≒ α W ≒ 90°. As ω increases, α U , α V , α W become
It begins to fluctuate in the direction of 0° or 180° with 90° as the center.
第7図はU相サイクロコンバータについて、上
記電機子電圧VU、電機子電流IUに対する点弧位
相角αUとその正弦値sinαUを表わしたものである。
始動時には前記波高値Vm≒0なので、点弧位相
角αUはのように90゜で一定値となる。故にsinαU
は′の如く1で一定値を示す。速度が高くなる
に従つて、Vmは大きくなりαUは→→のよ
うに変動が大きくなる。故にsinαUも′→′→
′となる。実際には、サイクロコンバータCCは
電源電圧によつて転流させるため(自然転流方
式)、点弧位相角αUはαlimit≦αU≦βlimitの範囲
内で制御される。通常αlimit≒20゜,βlimit≒150゜
程度に選ばれる。従つて、最高速度でも高々の
曲線で変動するものと考えて良い。 FIG. 7 shows the firing phase angle α U and its sine value sin α U with respect to the armature voltage V U and armature current I U for the U-phase cycloconverter.
At the time of starting, the peak value Vm≈0, so the ignition phase angle α U becomes a constant value of 90° as shown below. Therefore sinα U
indicates a constant value of 1 like ''. As the speed increases, Vm increases and α U fluctuates as →→. Therefore, sinα U also ′→′→
'. Actually, since the cycloconverter CC commutates depending on the power supply voltage (natural commutation method), the firing phase angle α U is controlled within the range of α limit ≦ α U ≦ β limit. Usually αlimit≒20° and βlimit≒150° are selected. Therefore, it can be considered that even at the maximum speed, the curve fluctuates at most.
U相サイクロコンバータの消費する無効電力
は、
QCC-U=kS・VS・|IU|・sinαU
=kS・VS・IO・|sin(ωt−γ)|・sinαU
となる。始動時にはαU≒90゜=一定となるため、
電圧VUと電流IUの位相差γには関係しないが、
速度が増加するに従つてαUすなわち、sinαUが変
動するのでγの影響を受けるようになる。第7図
からわかるようにγ=90゜のとき、QCC-Uは最大に
なる。又、γ=0゜のときQCC-Uは最小となる。 The reactive power consumed by the U-phase cycloconverter is Q CC-U =k S・V S・|I U |・sinα U =k S・V S・I O・|sin(ωt−γ)|・sinα U becomes. At startup, α U ≒90° = constant, so
Although it is not related to the phase difference γ between voltage V U and current I U ,
As the speed increases, α U , that is, sin α U changes, so it becomes influenced by γ. As can be seen from Figure 7, when γ = 90°, Q CC-U becomes maximum. Also, when γ=0°, Q CC-U becomes minimum.
V相、W相も同様である。 The same applies to the V phase and W phase.
これらはまとめると次のようになる。 These can be summarized as follows.
QCCは、電流波高値IOに比例する。また電動機
の回転速度ωが低い時に大きく、ωが高くなるに
従つてQCCは小さくなる。さらに、QCCはγ=0゜又
はγ=180゜のとき最小値となり、γ=90゜で最大
値となる。 Q CC is proportional to the current peak value I O. In addition, Q CC is large when the rotational speed ω of the motor is low, and becomes smaller as ω becomes higher. Furthermore, Q CC has a minimum value when γ=0° or γ=180°, and a maximum value when γ=90°.
受電端の無効電力Qは、当該サイクロコンバー
タCCの遅れ無効電力QCCと進相コンデンサCAP
の進み無効電力Qcapの和である。当該受電端の
無効電力検出値Q(遅れを正の値にする)が指令
値Q*=0より小さい場合(進みの場合)偏差εQ
=Q*−Qは正の値となつて、電流波高値IOを増
加させる。故にQCCが増加し、Q≒Q*=0になる
ように制御される。しかし、IOが増加すると、電
動機SMの発生トルクTeが増加し、受電端の有効
電力Pも増加する。その結果、P*<Pとなり、
εPが負となつてcosγを減少させ、P*≒Pになる
ように制御系が働く。故に今度はγが90゜の方向
に近づきQCCをさらに増加させる。従つて、Q>
Q*=0となつてIOを若干減少させる。この振動
現象を何回か繰返した後、最終的にQ*≒Q,P*
=Pとなるような新しい波高値IO及び位相角γに
落ち着く。Q>Q*となつた場合も同様である。 The reactive power Q at the receiving end is the delayed reactive power Q CC of the relevant cycloconverter CC and the phase advance capacitor CAP.
is the sum of the leading reactive power Qcap. If the reactive power detection value Q (makes the delay a positive value) at the relevant power receiving end is smaller than the command value Q * = 0 (in the case of lead), the deviation ε Q
=Q * -Q becomes a positive value and increases the current peak value IO . Therefore, Q CC increases and is controlled so that Q≈Q * =0. However, when I O increases, the generated torque Te of the electric motor SM increases, and the active power P at the receiving end also increases. As a result, P * < P, and
The control system works so that ε P becomes negative and cos γ decreases, so that P * ≒ P. Therefore, this time γ approaches 90°, further increasing Q CC . Therefore, Q>
Q * = 0 and I O decreases slightly. After repeating this vibration phenomenon several times, finally Q * ≒ Q, P *
It settles on a new peak value I O and phase angle γ such that =P. The same applies when Q>Q * .
また、上記振動現象は前記有効電力Pを制御す
る際にも発生する。この振動現象を小さく、しか
も落ち着かせるために、制御補償回路HQ(s)及
びHP(s)の補償定数が最適値に選ばれることは
いうまでもない。 Furthermore, the vibration phenomenon described above also occurs when controlling the effective power P. It goes without saying that the compensation constants of the control compensation circuits H Q (s) and H P (s) are selected to be optimal values in order to reduce and calm down this vibration phenomenon.
(f) 他の実施例
第8図は本発明装置の別の実施例を示す構成図
である。第3図と異なる箇所だけを説明する。
VARは無効電力演算回路、SQ1,SQ2は2乗演算
回路、A1は加算器、SQRは平方根演算回路、
DIVは割算器である。(f) Other Embodiments FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the apparatus of the present invention. Only the parts that differ from FIG. 3 will be explained.
VAR is a reactive power calculation circuit, SQ 1 and SQ 2 are square calculation circuits, A 1 is an adder, SQR is a square root calculation circuit,
DIV is a divider.
無効電力演算回路VARは受電端の電圧、電流
検出値から無効電力Qを演算するものである。比
較器C1によつて無効電力検出値Qと指令値Q*を
比較し、当該偏差εQ=Q*−Qを制御補償回路HQ
(s)に入力する。HQ(s)の出力I* Qは無効電流
指令値となる。又、乗算器MLの出力I* Pは有効電
流指令値となる。各々を2乗演算回路SQ1及び
SQ2によつて2乗しそれを加算器に入力し、次の
平方根演算回路SQRを介して、電動機SMの電機
子電流波高値I* Oとする。すなわち、
I* O=√(* P)2+(* a)2
となる。また上記I* Oの結果と前記有効電流指令値
I* Pを割算器DIVに入力し、vP=I* P/I* Oを演算し次
の割算器DVM及びリミツタ回路LIM1を介して、
電機子電流の位相遅れ角γの余弦値cosγとして
いる。 The reactive power calculation circuit VAR calculates the reactive power Q from the voltage and current detection values at the receiving end. The reactive power detection value Q and the command value Q * are compared by the comparator C 1 , and the deviation ε Q = Q * −Q is calculated by the control compensation circuit H Q
(s). The output I * Q of H Q (s) becomes the reactive current command value. Furthermore, the output I * P of the multiplier ML becomes the effective current command value. square calculation circuit SQ 1 and
Square it by SQ 2 , input it to the adder, and use it as the armature current peak value I * O of the motor SM via the next square root calculation circuit SQR. That is, I * O = √ ( * P ) 2 + ( * a ) 2 . Also, the above I * O result and the above effective current command value
Input I * P to the divider DIV, calculate v P = I * P / I * O , and pass it through the next divider DVM and limiter circuit LIM 1 ,
It is taken as the cosine value cosγ of the phase delay angle γ of the armature current.
Q*>Qの場合、εQは正となつてI* Qを増加させ
る。故にI* O=√(* Q)2+(* P)2が増大し、サイ
クロ
コンバータCCの遅れ無効電力QCCをふやしてQ*
≒Qとなるように制御される。このとき、I* Oが増
加することによつてvP=I* P/I* Oは減少しcosγをへ
らす。電動機SMの出力POは前にも述べたよう
に、PO=ω・Te=ω・ke・I・IO・cosγである
から、IOが増加する分だけcosγを減少させればPO
=一定が保持される。故に、I* Qを増加させても有
効電力制御系には何ら影響はない。 When Q * > Q, ε Q becomes positive and increases I * Q. Therefore, I * O = √ ( * Q ) 2 + ( * P ) 2 increases, and the delayed reactive power Q CC of the cycloconverter CC increases and Q *
It is controlled so that ≒Q. At this time, as I * O increases, v P =I * P /I * O decreases, reducing cosγ. As mentioned before, the output P O of the electric motor SM is P O = ω・Te=ω・ke・I・I O・cosγ, so if we decrease cosγ by the amount that I O increases, we get P O
= held constant. Therefore, increasing I * Q has no effect on the active power control system.
次に、I* Pを増加させた場合を考える。この結果
I* O=√(* P)2+(* Q)2は増加し、cosγ=I* P/I
* Oも増
加する。故に電動機SMの出力POは
PO=ω・ke・I・IO・cosγ
=ω・ke・I・I* P
となつてI* Pに比例して増加する。このときサイク
ロコンバータCCの遅れ無効電力QCCはI* Oの増加に
伴なつて増大し、cosγの増加に伴なつて減少す
る。故にI* Pを変化させたことによつて、QCCの受
ける影響は小さい。また影響を受けるとしても無
効電力制御系から有効電力制御系に影響を与えな
いため、第3図の実施例で示した制御系より取扱
いが簡単である。すなわち相互干渉の少ない制御
系を得ることができる。 Next, consider the case where I * P is increased. As a result
I * O = √ ( * P ) 2 + ( * Q ) 2 increases, cosγ = I * P / I
* O also increases. Therefore, the output P O of the electric motor SM increases in proportion to I * P as P O = ω・ke・I・I O・cosγ = ω・ke・I・I * P. At this time, the delayed reactive power Q CC of the cycloconverter CC increases as I * O increases, and decreases as cosγ increases. Therefore, changing I * P has little effect on Q CC . Further, even if the reactive power control system is affected, the active power control system is not affected, so that it is easier to handle than the control system shown in the embodiment of FIG. In other words, a control system with less mutual interference can be obtained.
なお、サイクロコンバータCCは非循環電流式
サイクロコンバータに限られるものではなく、一
部循環式サイクロコンバータあるいは循環電流式
サイクロコンバータでも同様に達成できることは
いうまでもない。 Note that the cycloconverter CC is not limited to a non-circulating current type cycloconverter, and it goes without saying that it can be similarly achieved with a partially circulating type cycloconverter or a circulating current type cycloconverter.
(g) 発明の効果
以上の如く、本発明の同期電動機の駆動制御装
置は、従来必要とされた高価な無効電力補償装置
を設けることなく、サイクロコンバータの受電端
の無効電力変動をなくすことができ、さらには一
定の進み無効電力をとる進相コンデンサと組合せ
ることによつて、受電端の基本波力率を常に1に
制御することもできる特長がある。さらに、交流
電源と同期電動機の間で授受される有効電力の値
を直接的に制御しているため、力行、回生運転を
容易に行うことができ電力一定制御あるいはトル
ク一定制御の運転も従来装置より簡単にできる利
点がある。特に速度制御においては、当該電力指
令値P*を発生トルク指令値T*と回転速度ωの積
として与えることにより、回転速度ωに影響され
ることなく、電動機の発生トルクを制御できるよ
うになり、速度制御応答性が改善される特長があ
る。(g) Effects of the Invention As described above, the synchronous motor drive control device of the present invention can eliminate reactive power fluctuations at the receiving end of a cycloconverter without providing an expensive reactive power compensator that is conventionally required. Furthermore, by combining it with a phase advance capacitor that takes a constant amount of advance reactive power, it has the advantage that the fundamental wave power factor at the receiving end can always be controlled to 1. Furthermore, since the value of active power exchanged between the AC power source and the synchronous motor is directly controlled, power running and regenerative operation can be easily performed, and operation under constant power control or constant torque control can also be performed using conventional devices. It has the advantage of being easier. Especially in speed control, by giving the power command value P * as the product of the generated torque command value T * and the rotational speed ω, it becomes possible to control the generated torque of the electric motor without being affected by the rotational speed ω. , the speed control response is improved.
第1図は従来の同期電動機の駆動制御装置の構
成図、第2図は第1図のサイクロコンバータの代
表的な構成図、第3図は本発明の同期電動機の駆
動制御装置の一実施例を示す構成図、第4図は第
3図の3相正弦波発生器の具体的な実施例を示す
構成図、第5図は第4図の動作を説明するための
タイムチヤート図、第6図は第4図の動作を説明
するためのベクトル図、第7図は第3図の実施例
の動作を説明するための電圧電流及び位相角の波
形図、第8図は本発明装置の別の実施例を示す構
成図である。
CAP…進相コンデンサ、TR…電源トランス、
CC…サイクロコンバータ、SM…同期電動機、
Load…機械負荷、PS…回転子位置検出器、PG
…回転パルス発生器、CTS,CTM…変流器、PTS
…変成器、PQC…有効電力無効電力演算回路、
HQ(s),HP(s),HN(s)…制御補償回路、
ML,MLU…乗算器、DVM…割算器、LIM1,
LIM2…リミツタ回路、C1〜C3…比較器、VRQ…
無効電力設定器、VR〓…速度設定器、KU…演算
増幅器、PHU…位相制御回路、PTG…3相正弦
波発生器、CU…比較器、F/V…周波数−電圧
変換器、VAR…無効電力演算回路、SQ1,SQ2…
2乗演算回路、A1…加算器、SQR…平方根演算
回路、DIV…割算器。
FIG. 1 is a block diagram of a conventional synchronous motor drive control device, FIG. 2 is a typical block diagram of the cycloconverter shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an embodiment of the synchronous motor drive control device of the present invention. FIG. 4 is a configuration diagram showing a specific example of the three-phase sine wave generator shown in FIG. 3, FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of FIG. 4, and FIG. The figure is a vector diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 4, FIG. 7 is a waveform diagram of voltage current and phase angle for explaining the operation of the embodiment of FIG. 3, and FIG. FIG. CAP...phase advance capacitor, TR...power transformer,
CC...cycloconverter, SM...synchronous motor,
Load…mechanical load, PS…rotor position detector, PG
…Rotary pulse generator, CT S , CT M …Current transformer, PT S
...Transformer, PQC...Active power reactive power calculation circuit,
H Q (s), H P (s), H N (s)...control compensation circuit,
ML, ML U ...multiplier, DVM...divider, LIM 1 ,
LIM 2 …Limiter circuit, C 1 to C 3 …Comparator, VR Q …
Reactive power setting device, VR〓...Speed setting device, K U ...Operation amplifier, PH U ...Phase control circuit, PTG...3-phase sine wave generator, C U ...Comparator, F/V...Frequency-voltage converter, VAR...Reactive power calculation circuit, SQ 1 , SQ 2 ...
Square calculation circuit, A1 ...adder, SQR...square root calculation circuit, DIV...divider.
Claims (1)
間に介在し、前記同期電動機に可変電圧可変周波
数の電力を供給するサイクロコンバータと、前記
同期電動機に供給する電機子電流の波高値を制御
して前記サイクロコンバータの受電端の無効電力
を制御するため、前記受電端の無効電力検出値と
無効電力設定値との偏差信号から前記同期電動機
の電機子巻線電流の波高値指令I* Oを与える手段
と、前記同期電動機の発生トルクを制御するた
め、前記同期電動機の電機子巻線に誘起される速
度起電力又は回転磁極の位置に対する電機子電流
の位相角γを与える手段と、前記電流波高値指令
I* O及び電流位相角γに基づき前記同期電動機の電
機子巻線に供給すべき電流の指令値を求める手段
と、該電流指令値に従つて前記同期電動機の電機
子電流を制御する手段とを具備して成る同期電動
機の駆動制御装置。 2 同期電動機と、該同期電動機と交流電源との
間に介在し、前記同期電動機に可変電圧可変周波
数の電力を供給するサイクロコンバータと、該サ
イクロコンバータの受電端の無効電力を制御する
ため、無効電流指令I* Qを与える手段と、前記同期
電動機の発生トルクを制御するため有効電流指令
I* Pを与える手段と、前記無効電流指令I* Q及び有効
電流指令I* Pから前記同期電動機の電機子巻線に供
給する電流の波高値指令I* O及び前記同期電動機の
速度起電力又は回転磁極の位置に対する電機子電
流の位相角γを与える手段と、前記波高値指令I* O
及び電流位相角γに基づき前記同期電動機の電機
子巻線に供給すべき電流の指令値を求める手段
と、該電流指令値に従つて前記同期電動機の電機
子電流を制御する手段とを具備して成る同期電動
機の駆動制御装置。[Scope of Claims] 1. A synchronous motor, a cycloconverter that is interposed between the synchronous motor and an AC power source and supplies variable voltage and variable frequency power to the synchronous motor, and an armature current that is supplied to the synchronous motor. In order to control the reactive power at the receiving end of the cycloconverter by controlling the peak value of In order to control the generated torque of the synchronous motor, the phase angle γ of the armature current with respect to the speed electromotive force induced in the armature winding of the synchronous motor or the position of the rotating magnetic pole is provided . means for giving the current peak value command;
means for determining a current command value to be supplied to the armature winding of the synchronous motor based on I * O and current phase angle γ; and means for controlling the armature current of the synchronous motor in accordance with the current command value. A drive control device for a synchronous motor, comprising: 2. A synchronous motor, a cycloconverter that is interposed between the synchronous motor and the AC power source and supplies variable voltage and variable frequency power to the synchronous motor, and a cycloconverter that controls reactive power at the receiving end of the cycloconverter. Means for giving a current command I * Q and an effective current command for controlling the generated torque of the synchronous motor
I * P , a peak value command I * O of the current supplied to the armature winding of the synchronous motor from the reactive current command I * Q and the active current command I * P , and a speed electromotive force of the synchronous motor. or means for giving the phase angle γ of the armature current with respect to the position of the rotating magnetic pole, and the wave height command I * O
and means for determining a command value of the current to be supplied to the armature winding of the synchronous motor based on the current phase angle γ, and means for controlling the armature current of the synchronous motor in accordance with the current command value. A drive control device for a synchronous motor consisting of:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57048878A JPS58170389A (en) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | Drive controller for synchronous motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57048878A JPS58170389A (en) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | Drive controller for synchronous motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58170389A JPS58170389A (en) | 1983-10-06 |
| JPH0332313B2 true JPH0332313B2 (en) | 1991-05-10 |
Family
ID=12815537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57048878A Granted JPS58170389A (en) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | Drive controller for synchronous motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58170389A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113454904A (en) * | 2019-03-12 | 2021-09-28 | 阿莱戈微系统有限责任公司 | Motor controller with power feedback loop |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5850119B2 (en) * | 1976-07-30 | 1983-11-08 | 株式会社日立製作所 | Control device for commutatorless motor |
-
1982
- 1982-03-29 JP JP57048878A patent/JPS58170389A/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113454904A (en) * | 2019-03-12 | 2021-09-28 | 阿莱戈微系统有限责任公司 | Motor controller with power feedback loop |
| CN113454904B (en) * | 2019-03-12 | 2024-04-05 | 阿莱戈微系统有限责任公司 | Motor controller with power feedback loop |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58170389A (en) | 1983-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5206575A (en) | Device for controlling an AC motor | |
| JPS5850119B2 (en) | Control device for commutatorless motor | |
| JPH031917B2 (en) | ||
| US7187155B2 (en) | Leakage inductance saturation compensation for a slip control technique of a motor drive | |
| JPS6024676B2 (en) | Device that controls a permanent magnet synchronous motor | |
| JP3064671B2 (en) | Control circuit of power converter | |
| KR102133181B1 (en) | Apparatus for controlling inverter | |
| JPH0332313B2 (en) | ||
| JPS60219984A (en) | Controller for induction motor | |
| JPS591073B2 (en) | Magnetic flux calculator for synchronous motor | |
| JP2708649B2 (en) | Cyclo converter control device | |
| US20220014139A1 (en) | Inverter control device | |
| EP0427571B1 (en) | AC motor control | |
| JPH0570394B2 (en) | ||
| JPS60219983A (en) | Drive controller of induction motor | |
| JPS5926197B2 (en) | Induction motor control device | |
| JPS6330236Y2 (en) | ||
| JPH04281387A (en) | Controller for brushless dc motor | |
| JPH0480639B2 (en) | ||
| JPH033478B2 (en) | ||
| JPH0334315B2 (en) | ||
| JPH0521999Y2 (en) | ||
| JPS6295987A (en) | AC motor control device | |
| JPS583586A (en) | Torque controller for thyristor motor | |
| JPS5937894A (en) | Variable speed drive system of synchronous machine |