(57)【要約】【課題】低圧方式のサイリスタ始動装置の大容量化に伴い、回路に変圧器を接続し同期電動機の始動時、変圧器をバイパスして電力を供給し、逆変換回路として負荷転流形、強制転流形の２種類を用いている。しかしその出力電流は矩形波のため電動機のトルクリップルが大きく、また電源高調波電流が大きいという問題点を解消するため、高調波電流の少ない電力変換器制御回路とし電動機のトルクリップルを低減する。【解決手段】第１、第２の電力変換器を並列に設け、変圧器を接続しない第１の回路で起動し、第２の回路で昇圧した電力を供給し、第１、第２の逆変換器のキャリア周波数の位相を互いにずらせる。【選択図】        図１
2004173340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換装置とその制御装置とを備えた同期電動機の制御システムであって、前記電力変換装置には、並列に設けられた第１、第２の電力変換器を有しているとともに、
前記第１、第２の電力変換器の出力につながる出力変圧器と第２の遮断器とを有する第２の回路と、前記第１の電力変換器の出力につながる第１の遮断器を有する第１の回路とを備え、前記第１、第２の回路を介して前記同期電動機が設けられており、前記制御装置には、制御演算器と前記第１、第２の電力変換器の逆変換回路を制御する第１、第２のゲート信号発生器と、前記第１、第２のゲート信号発生器にキャリア周波数の位相信号を出力する第１、第２の位相設定値発生器が設けられており、前記制御装置に設けられた運転指令接点が外部信号によりＯＮすると、前記第１の回路の第１の遮断器がＯＮして前記制御演算器の出力するＰＷＭ電圧指令値が、前記第１のゲート信号発生器を介し前記第１の電力変換器の逆変換回路を制御し、その出力が前記第１の回路を経て前記同期電動機を起動し、所定時間経過後外部信号により前記第１の回路の第１の遮断器がＯＦＦすると、前記第２の回路の第２の遮断器がＯＮするとともに、前記第１、第２のゲート信号発生器には、前記制御演算器のＰＷＭ電圧指令値に加え前記第１、第２の位相設定値発生器の出力信号および前記第２の回路に接続して設けられた電圧検出器の出力信号を受けて前記同期電動機の電圧位相を検出するＰＬＬ回路の出力信号がそれぞれ入力されて前記第１、第２の電力変換器の逆変換回路を制御し、その出力が前記第２の回路を経て前記同期電動機に電力を供給するものであり、さらに前記第１、第２の位相設定値発生器の出力するキャリア周波数の位相が互いに異なっていることを特徴とする同期電動機の制御システム。
【請求項２】
電力変換装置とその制御装置とを備えた同期電動機の制御システムであって、前記電力変換装置の入力側には入力変圧器が設けられ、前記入力変圧器につながり並列に設けられた第１、第２の電力変換器を有しているとともに、前記第１、第２の電力変換器の出力につながる出力変圧器と第２の遮断器とを有する第２の回路と、前記第１の電力変換器の出力につながる第１の遮断器を有する第１の回路とを備え、前記第１、第２の回路を介して前記同期電動機が設けられており、前記制御装置には、制御演算器と前記第１、第２の電力変換器の逆変換回路を制御する第１、第２のゲート信号発生器と、前記第１、第２の電力変換器の順変換回路を制御する第３、第４のゲート信号発生器と、前記第１〜第４のゲート信号発生器にキャリア周波数の位相信号を出力する第１〜第４の位相設定値発生器がそれぞれ設けられており、前記制御装置に設けられた運転指令接点が外部信号によりＯＮすると、前記第１の回路の第１の遮断器がＯＮし、前記第１、第２の電力変換器の入力側に設けられた電流検出器の出力信号を受けた制御回路の出力信号が前記第３のゲート信号発生器に入力され、前記第１の電力変換器の順変換回路を制御するとともに、前記制御演算器の出力するＰＷＭ電圧指令値が、前記第１のゲート信号発生器を介し前記第１の電力変換器の逆変換回路を制御し、その出力が前記第１の回路を経て前記同期電動機を起動し、所定時間経過後外部信号により前記第１の回路の第１の遮断器がＯＦＦすると、前記第２の回路の第２の遮断器がＯＮするとともに、前記第３、第４のゲート信号発生器には、前記第３、第４の位相設定値発生器の出力信号および前記入力変圧器の一次電圧位相を検出する第２のＰＬＬ回路の出力信号および制御回路の出力信号がそれぞれ入力されて前記第１、第２の電力変換器の順変換回路を制御するものであり、
さらに、前記第１、第２のゲート信号発生器には、前記制御演算器のＰＷＭ電圧値に加え前記第１、第２の位相設定値発生器の出力信号および前記同期電動機の電圧位相を検出する第１のＰＬＬ回路の出力信号がそれぞれ入力されて前記第１、第２の電力変換器の逆変換回路を制御し、その出力が前記第２の回路を経て前記同期電動機に電力を供給するものであり、かつ前記第１、第３の位相設定値発生器の出力するキャリア周波数の位相と、前記第２、第４の位相設定値発生器の出力するキャリア周波数の位相とが互いに異なっていることを特徴とする同期電動機の制御システム。
【請求項３】
電力変換装置とその制御装置とを備えた同期電動機の制御システムであって、前記電力変換装置には、並列に設けられた第１、第２の電力変換器を有しているとともに、
前記第１、第２の電力変換器の出力につながる出力変圧器と第２の遮断器とを有する第２の回路と、前記第１の電力変換器の出力につながる第１の遮断器を有する第１の回路とを備え、前記第１、第２の回路を介して前記同期電動機が設けられており、前記制御装置には、制御演算器と前記第１、第２の電力変換器の逆変換回路を制御する第１、第２のゲート信号発生器と、前記第１、第２のゲート信号発生器にキャリア周波数の位相信号を出力する第１、第２の位相設定値発生器が設けられており、前記制御装置に設けられた運転指令接点が外部信号によりＯＮすると、前記同期電動機の位置検出器の出力信号を入力した電機子位置検出回路の出力信号が位相検出器、速度検出器を経由して速度制御器に入力され、前記速度制御器は外部に設けた速度指令発生器の出力する速度基準信号と前記速度検出器が出力する速度帰還信号とを比較し、電機子電流基準指令値を前記制御演算器に出力し、前記制御演算器は前記電機子電流基準指令値と前記電力変換器の出力電流検出器の出力の電流帰還値とを比較してＰＷＭ電圧指令値を演算し、前記第１のゲート信号発生器には、前記制御演算器のＰＷＭ電圧指令値に加え、前記第１の位相設定値発生器の出力信号および前記同期電動機の電圧位相を検出するＰＬＬ回路の出力信号が入力されて前記第１の電力変換器の逆変換回路を制御し、その出力が前記第１の回路を経て前記同期電動機を起動し、所定時間経過後外部信号により前記第１の回路の第１の遮断器がＯＦＦすると、前記第２の回路の第２の遮断器がＯＮするとともに、前記第２のゲート信号発生器にも前記ＰＷＭ電圧指令値、第２の位相設定値発生器の出力信号、ＰＬＬ回路の出力信号が入力されて、前記第１、第２の電力変換器の逆変換回路を制御し、その出力が前記第２の回路を経て前記同期電動機に電力を供給するものであり、かつ前記同期電動機が所定の高速回転数以上に達すると、前記制御演算器には前記位置検出器の出力信号を入力した電機子位置検出回路の出力信号が前記速度検出器、速度制御器を経て入力されてＰＷＭ電圧指令が演算され、前記第１、第２の電力変換器の逆変換回路を制御するものであり、かつ前記第１，第２の位相設定値発生器の出力するキャリア周波数の位相が互いに異なっていることを特徴とする同期電動機の制御システム。
【請求項４】
前記第１、第２の位相設定値発生器の出力するキャリア周波数の位相が１８０°異なることを特徴とする請求項１に記載の同期電動機の制御システム。
【請求項５】
前記第１、第３の位相設定値発生器の出力するキャリア周波数の位相と、前記第２、第４の位相設定値発生器の出力するキャリア周波数の位相が１８０°異なることを特徴とする請求項２に記載の同期電動機の制御システム。
【請求項６】
前記制御演算器は、前記同期電動機の電機子位置検出器回路の出力信号を位相検出器が入力して位相検出し、その位相信号を入力した速度検出器が速度を演算して速度制御器に出力し、前記速度制御器は外部に設けた速度指定基準発生器の出力する速度基準信号と、前記速度検出器の出力する速度帰還信号とを比較して電機子電流基準値を出力し、前記電機子電流基準指令値と、前記電力変換器の出力電流を検出する検出器の電流帰還値とを比較してＰＷＭ電圧指令値を演算することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の同期電動機の制御システム。
【請求項７】
前記出力変圧器の２次電圧が前記電力変換装置の出力電圧より高いものであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の同期電動機の制御システム。
【請求項８】
前記位置検出器は前記同期電動機の軸に設けられた回転円盤と、近接スイッチとを有する構成であることを特徴とする請求項３に記載の同期電動機の制御システム。
【請求項９】
前記出力変圧器は、多巻線変圧器または２巻線変圧器あるいは単巻変圧器のいずれか１つの変圧器とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の同期電動機の制御システム。
【請求項１０】
前記入力変圧器は、多巻線変圧器または２巻線変圧器あるいは単巻変圧器のいずれか１つの変圧器とすることを特徴とする請求項２に記載の同期電動機の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、同期電動機の速度制御に用いられる電力変換装置を備えた制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
低圧方式のサイリスタ始動装置の大容量化によって、逆変換装置に変圧器を接続し、同期電動機を始動しようとする際の始動初期時に変圧器をバイパスして電力を供給し、その期間は専用の逆変換用変換器を用いることが示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
公開実用昭５８−３４５９７号公報（第４頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献に示された従来技術では起動するための逆変換回路として、負荷転流形の逆変換回路と、強制転流形の逆変換回路の２種類を必要とし、その時逆変換回路の発生する交流出力電流は、矩形波であるため電動機のトルクリップルが大きくなる。すなわち、逆変換回路での運転は６相となりトルクリップルは過大となるが、変圧器有りの回路の場合には１２相となるので、少しは低減されることになるがそれでも７％程度のトルクリップルは含まれるという問題点がある。また電源については電源高調波電流が大きいという問題点もある。
この発明は以上のような課題を解決するためになされたもので、電力変換装置に第１、第２の電力変換器を並列に設け、その出力側に設けられた第１、第２の回路を介して同期電動機を接続し、第１の変圧器のない回路で起動し、第２の回路の変圧器で供給電圧を昇圧して電動機を高圧化して大型化を防ぎ、さらに逆変換器のキャリア周波数の位相をずらせ、高調波に起因するトルクリップルを低減した制御システムを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
電力変換装置とその制御装置とを備えた同期電動機の制御システムであって、電力変換装置には、並列に設けられた第１、第２の電力変換器を有しているとともに、
第１、第２の電力変換器の出力につながる出力変圧器と第２の遮断器とを有する第２の回路と、第１の電力変換器の出力につながる第１の遮断器を有する第１の回路とを備え、第１、第２の回路を介して同期電動機が設けられており、制御装置には、制御演算器と第１、第２の電力変換器の逆変換回路を制御する第１、第２のゲート信号発生器と、第１、第２のゲート信号発生器にキャリア周波数の位相信号を出力する第１、第２の位相設定値発生器が設けられており、制御装置に設けられた運転指令接点が外部信号によりＯＮすると、第１の回路の第１の遮断器がＯＮして制御演算器の出力するＰＷＭ電圧指令値が、第１のゲート信号発生器を介し第１の電力変換器の逆変換回路を制御し、その出力が第１の回路を経て同期電動機を起動し、所定時間経過後外部信号により第１の回路の第１の遮断器がＯＦＦすると、第２の回路の第２の遮断器がＯＮするとともに、第１、第２のゲート信号発生器には、制御演算器のＰＷＭ電圧指令値に加え第１、第２の位相設定値発生器の出力信号および第２の回路に接続して設けられた電圧検出器の出力信号を受けて同期電動機の電圧位相を検出するＰＬＬ回路の出力信号がそれぞれ入力されて第１、第２の電力変換器の逆変換回路を制御し、その出力が第２の回路を経て同期電動機に電力を供給するものであり、さらに第１、第２の位相設定値発生器の出力するキャリア周波数の位相が互いに異なっているものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。図に示すように本実施の形態１による同期電動機の制御システム１００は、電力変換装置２００とその制御装置３００とで構成されている。そして、前記電力変換装置２００は主回路用交流電源１を入力遮断器３および入力変圧器２９を介して入力する。前記電力変換装置２００は、並列に設けられた第１、第２の電力変換器２００ａ、２００ｂを有しており、それぞれに順変換回路３０、３１、逆変換回路３２、３３が設けられている。電力変換後の出力側には第１の回路８０と第２の回路８１が並列に設けられている。前記第１の回路８０には前記第１の電力変換器２００ａの出力につながる第１の遮断器１１が設けられ、前記第２の回路８１には前記第１、第２の電力変換器２００ａ，２００ｂの出力につながる出力変圧器３６と第２の遮断器１０が設けられている。さらに並列の第１、第２の回路８０，８１には同期電動機１２が接続され、付属した位置検出器１３によって電機子の位置信号を発する。
一方、制御装置３００は、外部からの運転指令信号で動作ＯＮとなる運転指令接点１８を有し、外部には速度指定基準発生器１７が設けられている。前記同期電動機１２の位置検出器１３の出力信号を受けて位相を検出する位相検出器２０は、速度検出器２１および演算制御器３８に位相信号を出力する。速度制御器２２は、前記速度指定基準発生器１７からの速度基準信号と前記速度検出器２１の出力する速度帰還信号とを比較し電機子電流基準指令値を出力する。制御演算器３８は、前記電機子電流基準指令値と前記電力変換器２００ａ，２００ｂの出力電流検出器３５の出力する帰還電流値とを比較してＰＷＭ電圧指令値を演算するとともに、界磁電流指令値を界磁制御器２６に出力する。順変換主回路制御器３７は電流センサ３４の信号を受け順変換主回路３０、３１を制御する。
第１、第２のゲート信号発生器４４、４３には、前記制御演算器の出力するＰＷＭ電圧指令値と、第１、第２の位相設定値発生器４２、４１の出力するキャリア周波数の位相信号と、前記第２の回路に接続して設けられた電圧検出器３９の出力信号を受けて前記同期電動機１２の電圧位相を検出するＰＬＬ回路４０の出力信号とが入力され、前記第１、第２の電力変換器２００ａ、２００ｂの逆変換回路３３、３２のゲート制御を行う。なお、前記第１、第２の位相設定値発生器４２、４１の出力するキャリア周波数の位相は、互いに異なるものでありこの実施の形態では１８０°ずらしている。
【０００７】
次に、この実施の形態１による動作の主要部分を説明する。制御装置３００によって同期電動機１２を起動する際、制御装置３００に設けられた運転指令接点１８が図示しない外部からの指令でＯＮすると、第１の回路８０の第１の遮断器１１をＯＮし、出力変圧器３６を介しない第１の回路８０経路で同期電動機１２に電力を供給し起動する。この時制御演算器３８は速度制御器２２の出力する電機子電流基準指令値と第１の電力変換器２００ａの出力電流を検出する検出器３５の電流値とを比較してＰＷＭ電圧指令を演算し、第１のゲート信号発生器４４を介して第１の電力変換器２００ａの逆変換回路３３のゲートを制御する。
なお、速度制御器２２には、位置検出器１３の出力信号を受けて位相を検出する位相検出器２０の出力信号を受けた速度検出器２１の出力する速度帰還信号が入力される。そして前記速度制御器２２は外部の前記速度指定基準発生器１７からの速度基準信号と前記速度帰還信号とを比較して前記電機子電流基準指令値を前記制御演算器に出力する。所定の時間経過後、外部信号により前記第１の回路８０の第１の遮断器１１がＯＦＦすると、第２の回路の第２の遮断器１０がＯＮし、出力変圧器３６を介する第２の回路８１経路で電力変換装置２００の出力電圧を昇圧して同期電動機１２に電力を供給する。この時、第１、第２のゲート信号発生器４４、４３には、制御演算器３８の出力するＰＷＭ電圧指令値に加えて、第１、第２の位相設定値発生器４２、４１の出力信号および第２の回路８１に設けられた電圧検出器３９の出力する信号を受けたＰＬＬ回路４０によって同期電動機の電圧位相を検出した信号とが入力され、前記第１、第２のゲート信号発生器４４，４３はゲート信号を発して前記第１、第２の電力変換器２００ａ，２００ｂの第１、第２の逆変換回路３３、３２のゲートを制御する。この時、前記第１、第２の位相設定値発生器の出力するキャリア周波数は１８０°ずれているものである。
なお、制御演算器３８には、前記第１、第２の電力変換器２００ａ，２００ｂの出力電流検出器３５の電流値も入力され電機子電流基準指令値と比較して演算される。
【０００８】
このように実施の形態１では、出力変圧器３６を介しない第１の回路８０で同期電動機を起動し、所定時間経過後に出力変圧器３６を介して電力変換装置２００の出力電圧を昇圧するので、出力変圧器３６は磁気飽和を配慮したものを採用する必要なく一般の変圧器を用いることができる。また、電力変換装置２００の最大定格出力電圧以上の電圧で同期電動機１２を駆動可能となり、電動機の小型化、標準化に寄与する。さらに、電力変換器２００ａ，２００ｂの逆変換回路３２、３３がＰＷＭのキャリア周波数の位相を１８０°ずらして制御されているので、その合成電流である出力変圧器３６の２次電流は、互いの高調波電流が逆方向となり減算されることになる。従って電源高調波電流に起因する同期電動機１２のトルクリップルが低減できて滑らかな同期電動機の駆動が可能となり、信頼性の高い同期電動機およびその制御装置が得られる。
なお、第１、第２の位相設定値発生器４２、４１の出力するキャリア周波数の位相は必ずしも１８０°に固定してずらせることはなく、装置上、最適な値を設定してもよい。
【０００９】
実施の形態２．
この実施の形態２は、前記実施の形態１の構成に以下を構成要素を追加し、電源高調波電流をさらに低減しようとするものである。すなわち、図２に示すように入力変圧器２９の一次側の電圧を検出するための第２の電圧検出器４８と前記第２の電圧検出器４８の出力信号を入力し、一次電圧の位相を検出する第２のＰＬＬ回路４９を設けている。そしてさらに前記第１、第２の電力変換器２００ａ，２００ｂの第１、第２の順変換回路３１、３０のゲートを制御する第３、第４のゲート信号発生器５３、５２と第３、第４の位相設定値発生器５１、５０が設けられている。
そして第２のＰＬＬ回路４９の出力信号、第３、第４の位相設定値発生器５１、５０の出力するキャリア周波数の位相信号、および入力電流検出器３４の出力信号につながる順変換回路制御回路３７の出力が前記第３、第４のゲート信号発生器５３、５２に入力されて、前記第１、第２の電力変換器２００ａ，２００ｂの第１、第２の順変換回路３１、３０のゲートを制御する。この時、逆変換回路３３のゲート制御する第１の位相設定値発生器４２の出力するキャリア周波数の位相と、順変換回路３１のゲートを制御する前記第３の位相設定値発生器５１の出力するキャリア周波数の位相とは一致しており、また同様に、第２、第４の位相設定値発生器４１、５０の出力するキャリア周波数の位相は一致し、前記第１、第３の位相設定値発生器４２、５１の出力するキャリア周波数の位相と、前記第２、第４の位相設定値発生器４１、５０の出力するキャリア周波数位相とは１８０°ずれいている。しかし、必ずしも１８０°に固定することなく、装置上、最適な値を設定してもよい。
なお、この実施の形態２の図２に示す構成要素は、前記した構成要素以外は実施の形態１の図１に示したものと同一であるので、図中符号の記入を省略している。
【００１０】
次にこの実施の形態２による動作のうち、前記実施の形態１と異なる主要部分について説明する。
運転指令接点１８が外部信号によりＯＮすると、第１の回路の第１の遮断器１１がＯＮし、第１、第２の電力変換器２００ａ，２００ｂの入力側に設けられた入力変圧器２９の電流検出器３４の出力を受けた制御回路３７の出力する信号を入力した第３のゲート信号発生器５３が、第１の電力変換器２００ａの順変換回路３１のゲートを制御するとともに、制御演算器３８の出力するＰＷＭ電圧指令値が第１のゲート信号発生器４４を介して、前記第１の電力変換器２００ａの逆変換回路３３のゲートを制御する。そして前記第１の電力変換器２００ａの出力が第１の回路８０を経て同期電動機１２を起動する。所定時間経過後、外部信号により第１の回路８０の第１の遮断器１１がＯＦＦすると、第２の回路８１の第２の遮断器１０がＯＮする。この時第３、第４のゲート信号発生器５３、５２には、第３、第４の位相設定値発生器５１、５０の出力するキャリア周波数の位相信号が入力されるとともに、入力変圧器２９の一次電圧値を検出する電圧検出器４８の出力信号を入力した第２のＰＬＬ回路４９が一次電圧位相を検出して、その出力信号と、前記制御回路３７の出力信号とがそれぞれ入力され、第１、第２の電力変換器２００ａ，２００ｂの順変換回路３０、３１のゲートを制御する。また、第１、第２のゲート信号発生器４４、４３には制御演算器のＰＷＭ電圧指令値と、第１、第２の位相設定値発生器４２、４１の出力信号と、同期電動機１２の電圧位相を検出する第１のＰＬＬ回路４０ａの出力とがそれぞれ入力され、第１、第２の電力変換器２００ａ，２００ｂの逆変換回路３２、３３のゲートを制御する。前記したようにこの時の前記第１、第３の位相設定値発生器４２、５１の出力するキャリア周波数の位相は一致し、前記第２、第４の位相設定値発生器４１、５０の出力するキャリア周波数の位相は一致しているが、前記第１、第３の位相設定値発生器の位相と第２、第４のそれとは１８０°異なるものである。
【００１１】
このように実施の形態２では、入力変圧器２９の一次側電圧を検出する電圧検出器４８を設け、これにつながる第２のＰＬＬ回路４９で電圧位相を検出し、順変換回路３０、３１のＰＭＷキャリア周波数の位相を１８０°ずらして、これに合わせて逆変換回路３２、３３のＰＭＷキャリア周波数の位相を１８０°ずらし、ゲートを制御するようにしたので、より電源高調波電流の少ない電力変換装置を得ることができる。
【００１２】
実施の形態３．
この実施の形態３は、前記実施の形態１の構成に以下の構成要素を追加し、同期電動機の高速回転時における電機子位置の検出遅れをなくそうとするものである。
なお、この実施の形態３の図３に示す構成要素は以下の追加構成要素以外は実施の形態１の図１と同一であるので、図中符号の記入を省略した。すなわち図３に示すように、同期電動機１２の電圧検出器３９の出力を電機子位置検出回路５６に入力する構成とし、また位相検出器２０の出力側であって、演算制御器３８側と、速度検出器２１側にそれぞれ切換接点５７、５９を設けている。
またさらに、前記電機子位置検出回路５６の出力側であって、前記演算制御器３８側でかつ前記切換接点５８の手前に切換接点５８を設けるとともに、前記速度検出器２１側にも切換接点６０を設けた構成としている。なお、位置検出器１３はこの実施の形態３では同期電動機１２に設けられた回転円板と、光学的近接スイッチを有する構成のものを採用している。
このような構成の同期電動機の制御システム１００の動作は、所定の回転数までは前記した実施の形態１と全く同一である。つまり、同期電動機１２の起動時には第１の回路８０を介して電力を供給し、所定時間経過後には第２の回路８１を介して同期電動機１２に電力を供給する。この時制御装置３００の動作は前記した実施の形態１と全く同一である。
次に、同期電動機１２が所定の回転数以上の高速回転領域で用いられる場合、図３に示した切換スイッチ５７、５９が図示省略した信号によってＯＦＦするとともに切換スイッチ５８、６０がＯＮされる。このような回路構成において、同期電動機１２の電圧を検出する電圧検出器３９の出力を入力した電機子位置検出回路５６が同期電動機１２の電機子位置を検出し、その出力信号は速度検出器２１に入力され、速度制御器２２経由制御演算器３８に入力される。また前記電機子位置検出回路５６の出力信号は前記制御演算器３８にも入力される。
前記制御演算器３８は前記入力を演算しＰＷＭ電圧指令値を第１、第２のゲート信号発生器に出力して、第１、第２の電力変換器２００ａ、２００ｂの逆変換回路３２、３３を制御する。
このようにこの実施の形態３では同期電動機１２の電機子位置の検出を高速回転領域で光学的近接スイッチ方式からキャリア周波数の位相制御のために設けた電圧検出器３９の出力を利用して電機子位置検出回路５６によるものとしたので、高速回転において検出遅れのない安定した制御が可能となる。
【００１３】
実施の形態４．
前記実施の形態１〜３では、２組のＰＷＭ制御の逆変換回路の位相を１８０°ずらせる例を示したが、３組以上の場合もその位相を変えれば同様に高調波電流の少ない電力変換装置が得られる。その位相は電気角３６０°／逆変換回路数で規定すると、例えば図４に示すように３台の第１〜第３の電力変換器２００ａ，２００ｂ，２００ｃを有する電力変換装置２００の場合、１２０°となる。このように、位相は電力変換回路数によって異なるように設定すれば、高調波電流対策に有効である。また、前記１２０°は固定されるものではない。
【００１４】
実施の形態５．
なお、前記実施の形態１〜４の図１〜図４では、入、出力変圧器に多巻線変圧器を用いる例を示したが、これに限らず通常の２巻線変圧器、単巻変圧器を使用してもよく、これらを採用することによって安価な装置を得ることができる。
【００１５】
【発明の効果】
この発明は、以上述べたような構成の同期電動機の制御システムであるので、以下のような効果がある。
電力変換装置とその制御装置とを備え、電力変換装置には、並列に設けられた第１、第２の電力変換器を有しているとともに、
第１、第２の電力変換器の出力につながる出力変圧器と第２の遮断器とを有する第２の回路と、第１の電力変換器の出力につながる第１の遮断器を有する第１の回路とを備え、第１、第２の回路を介して同期電動機が設けられており、制御装置には、制御演算器と第１、第２の電力変換器の逆変換回路を制御する第１、第２のゲート信号発生器と、第１、第２のゲート信号発生器にキャリア周波数の位相信号を出力する第１、第２の位相設定値発生器が設けられており、制御装置に設けられた運転指令接点が外部信号によりＯＮすると、第１の回路の第１の遮断器がＯＮして制御演算器の出力するＰＷＭ電圧指令値が、第１のゲート信号発生器を介し第１の電力変換器の逆変換回路を制御し、その出力が第１の回路を経て同期電動機を起動し、所定時間経過後外部信号により第１の回路の第１の遮断器がＯＦＦすると、第２の回路の第２の遮断器がＯＮするとともに、第１、第２のゲート信号発生器には、制御演算器のＰＷＭ電圧指令値に加え第１、第２の位相設定値発生器の出力信号、および第２の回路に接続して設けられた電圧検出器の出力信号を受けて同期電動機の電圧位相を検出するＰＬＬ回路の出力信号がそれぞれ入力されて、第１、第２の電力変換器の逆変換回路を制御し、その出力が第２の回路を経て同期電動機に電力を供給するものであり、さらに第１、第２の位相設定値発生器の出力するキャリア周波数の位相が互いに異なっているものであるので、電力変換装置の最大定格出力電圧以上の電圧で同期電動機を駆動可能となり同期電動機の高圧、小型化、標準化に寄与できる。また、出力変圧器は一般のものが使用できて安価となり、さらに、高調波電流を減少させることで、電源高調波電流に起因する同期電動機のトルクリップルを低減できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による同期電動機の制御システムを示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２による同期電動機の制御システムを示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態３による同期電動機の制御システムを示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態４による同期電動機の制御システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  第２の遮断器、１１  第１の遮断器、１２  同期電動機、
１３  検出器、１７  速度指定基準発生器、１８  運転指令接点、
２０  位相検出器、２１  速度検出器、２２  速度制御器、２９  入力変圧器、
３０，３１  順変換回路、３２，３３  逆変換回路、３４  入力電流検出器、
３５  出力電流検出器、３６  出力変圧器、３７  制御回路、
３８  制御演算器、３９，３９ａ  電圧検出器、
４０，４０ａ，４９  ＰＬＬ回路、
４１，４２  第２，第１の位相設定値発生器、
４３，４４  第２，第１のゲート信号発生器、
５０，５１  第４，第３の位相設定値発生器、
５２，５３  第４，第３のゲート信号発生器、８０，８１  第１，第２の回路、
１００  制御システム、２００  電力変換装置、
２００ａ，２００ｂ  第１，第２の電力変換器、３００  制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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