JPH08322251A - Frequency converter for ac power - Google Patents
Frequency converter for ac powerInfo
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- JPH08322251A JPH08322251A JP7129921A JP12992195A JPH08322251A JP H08322251 A JPH08322251 A JP H08322251A JP 7129921 A JP7129921 A JP 7129921A JP 12992195 A JP12992195 A JP 12992195A JP H08322251 A JPH08322251 A JP H08322251A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は,交流電力を異なる周波
数の交流電力に変換する交流電力周波数変換装置に係
り,特に,回転速度が交流電力の周波数に依存する誘導
電動機の速度制御を簡易に実施することのできる交流電
力周波数変換装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC power frequency converter for converting AC power into AC power of different frequencies, and particularly to simplify speed control of an induction motor whose rotation speed depends on the frequency of the AC power. The present invention relates to an AC power frequency converter that can be implemented.
【0002】[0002]
【従来の技術】上記誘導電動機は元来定速度特性を有し
ており,この一定速度は供給される交流電力周波数に比
例して変化する。従って,誘導電動機の速度を制御する
ためには,交流電力の周波数を制御することが適してお
り,その周波数制御手段としてインバータが連続的且つ
広範囲の周波数変化ができる点で優れている。しかし,
インバータは周知の通り交流電力を順変換器で一旦直流
変換した後,逆変換器で要求される交流電力周波数に変
換する間接方式であるため,装置が複雑化することは否
めない。特に,誘導電動機をバタフライバルブを駆動す
る電動アクチュエータなどの用に供する場合などでは,
より簡易に交流電力の周波数を変換できる手段が望まれ
ている。上記電動アクチュエータとして誘導電動機を利
用した一例として,バタフライバルブのサーボ機構に誘
導電動機を用いた場合の速度制御の有効性について以下
に述べる。2. Description of the Related Art The induction motor originally has a constant speed characteristic, and the constant speed changes in proportion to the frequency of the supplied AC power. Therefore, in order to control the speed of the induction motor, it is suitable to control the frequency of the AC power, and the inverter as the frequency control means is excellent in that the frequency can be changed continuously and in a wide range. However,
As is well known, the inverter is an indirect system in which AC power is once converted to DC by a forward converter and then converted to the AC power frequency required by an inverse converter, so the device cannot be complicated. Especially when the induction motor is used as an electric actuator for driving a butterfly valve,
A means that can more easily convert the frequency of AC power is desired. As an example of using an induction motor as the electric actuator, the effectiveness of speed control when an induction motor is used for a butterfly valve servo mechanism will be described below.
【0003】上記サーボ機構による制御を実施するため
に,電動機のオン・オフ制御を行った場合,電動機やギ
ア等の慣性により電動機をオフに操作した後にもバルブ
が駆動される量を考慮して,電動機をオフに制御する点
を目標点より手前に設定する必要がある。この電動機の
オフ制御点と目標点との差である動作すきまは,制御速
度,即ち電動機の速度が速いほど大きく設定する必要が
あり,位置の制御精度が低下することになる。電動機の
速度を遅くすれば制御精度は向上するが,制御速度を低
下させてしまうことになる。又,動作すきまの設定量が
小さすぎて目標位置を超えて停止すると,再度目標位置
へたどり着こうとして電動機が逆転し,目標点を中心と
した正転/逆転の切り換えの動作によるサイクリングを
生じてしまうことになる。そこで,電動機の速度を定格
速度とこれより遅い速度に切り換え可能に構成し,目標
点に接近したときに速度を下げることにより,制御速度
の低下を抑えて制御精度を向上させることができる。例
えば,定格速度の1/2の速度に切り換えが可能である
とするならば,電動機やギア等の慣性は1/4になり,
動作すきまも約1/4にすることができる。定格速度の
場合に必要な動作すきま(バルブ開度)が±1.5°で
あるとすると,1/2速度での動作すきまは±0.38
°でよいことになり,実用上充分な位置精度が得られ
る。特にバタフライバルブの制御においては,バルブの
全閉時の停止位置精度が極めて重要である。これは,バ
ルブ全閉時には,バルブが完全に閉まり,流体の流出が
完全に止められていることが必要である反面,バルブを
あまりきつく絞めすぎるきとパッキンが損傷したり,駆
動系の疲労が促進され寿命の低下を招くからである。When the on / off control of the electric motor is carried out in order to carry out the control by the above-mentioned servo mechanism, the amount of driving the valve is taken into consideration even after the electric motor is turned off by the inertia of the electric motor and gears. , It is necessary to set the point to control the motor off before the target point. The operating clearance, which is the difference between the off-control point of the electric motor and the target point, needs to be set larger as the control speed, that is, the speed of the electric motor, becomes larger, and the position control accuracy decreases. If the speed of the motor is slowed down, the control accuracy will be improved, but the control speed will be reduced. Also, if the operating clearance is set too small to stop beyond the target position, the motor reverses in an attempt to reach the target position again, causing cycling due to the forward / reverse switching operation around the target point. Will be lost. Therefore, the speed of the electric motor can be switched between the rated speed and a speed lower than the rated speed, and the speed is reduced when the target point is approached, whereby the control speed can be suppressed from being lowered and the control accuracy can be improved. For example, if it is possible to switch the speed to 1/2 of the rated speed, the inertia of the motor and gear will be 1/4,
The operating clearance can be reduced to about 1/4. If the required operating clearance (valve opening) for rated speed is ± 1.5 °, the operating clearance for 1/2 speed is ± 0.38.
This is all that is required, and practically sufficient position accuracy can be obtained. Particularly in butterfly valve control, the accuracy of the stop position when the valve is fully closed is extremely important. This means that when the valve is fully closed, the valve must be completely closed and the outflow of fluid must be completely stopped. This is because it is promoted and the life is shortened.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のごとく誘導電動
機を電動アクチュエータとして用いた場合に,回転速度
の切り換えにより制御位置精度を向上させることができ
る。しかし,この速度切り換えのためにインバータを用
いるには装置規模が大がかりになり過ぎる。上記バルブ
のサーボ機構だけでなく,サーボモータよりも少しラフ
な精度でもよい電動アクチュエータの制御に,交流電力
の周波数切り換えが有効に利用できる場合が多く,イン
バータより簡易に交流電力周波数を変換できる装置の実
現が待たれている。本発明の目的とするところは,交流
電力の周波数を簡易に直接的に変換することを可能にす
る交流電力周波数変換装置を提供することにある。When the induction motor is used as an electric actuator as described above, the control position accuracy can be improved by switching the rotation speed. However, the scale of the device would be too large to use an inverter for this speed switching. In addition to the valve servo mechanism described above, AC power frequency switching can often be effectively used for controlling electric actuators that may be slightly rougher than a servo motor, and a device that can easily convert AC power frequency from an inverter Realization of is awaited. It is an object of the present invention to provide an AC power frequency conversion device that can easily and directly convert the frequency of AC power.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用する手段は,交流負荷に供給する交流電
力の周波数を,上記交流負荷を動作させる状態に応じて
切り替える交流電力周波数変換装置において,交流電源
の各出力端と,交流負荷の各入力端との間を,それぞれ
に接続するスイッチング素子と,上記各スイッチング素
子を,上記交流負荷を動作させる状態に応じて交流電力
の任意周期の半波成分を上記交流負荷に交番方向で供給
するように点弧制御する制御手段とを具備してなること
を特徴とする交流電力周波数変換装置として構成されて
いる。In order to achieve the above object, the means adopted by the present invention is an AC power frequency converter for switching the frequency of the AC power supplied to the AC load according to the operating state of the AC load. In the device, a switching element connected between each output end of the AC power supply and each input end of the AC load, and each of the switching elements is connected to an arbitrary AC power depending on a state of operating the AC load. It is configured as an AC power frequency converter comprising: a control means for controlling ignition so as to supply a half-wave component of a cycle to the AC load in an alternating direction.
【0006】[0006]
【作用】本発明によれば,交流電源の各出力端と交流負
荷の各入力端との間をそれぞれにスイッチング素子によ
り接続し,制御回路により交流負荷を動作させる状態に
応じて各スイッチング素子を点弧制御する。この点弧制
御は,交流電力の任意周期の半波成分を取り出し,これ
を交番方向で交流負荷に供給するように各スイッチング
素子を点弧制御する。例えば,上記交流負荷が誘導電動
機であり,これに供給する交流電力の周波数を切り換え
て回転速度を制御するような場合に,交流電力の全ての
半波成分をそのまま通過させるように所要のスイッチン
グ素子を点弧制御すると、誘導電動機は交流電力の周波
数に対応する速度,即ち全速で回転する。この誘導電動
機を例えば全速の1/2の速度が回転させたい場合に
は,交流電力の一方側半波成分のみを交番方向で誘導電
動機に供給するようにスイッチング素子を点弧制御する
と,誘導電動機は全速時の1/2の周波数の交流電力で
運転された状態と同等の速度が得られる。本構成によれ
ば,交流電力を直接的に異なる周波数に変換して交流負
荷に供給することができるので,インバータによる間接
的な構成に比して,より簡易に交流電力の周波数を変換
することができ,電動アクチュエータ等の速度制御に有
効である。According to the present invention, each output terminal of the AC power source and each input terminal of the AC load are connected by a switching element, and each switching element is connected in accordance with the state in which the AC load is operated by the control circuit. Control ignition. In this ignition control, each switching element is ignition-controlled so as to take out a half-wave component of AC power in an arbitrary cycle and supply it to an AC load in an alternating direction. For example, when the AC load is an induction motor and the frequency of the AC power supplied to the AC motor is switched to control the rotation speed, a switching element required to pass all half-wave components of the AC power as they are. When the ignition control is performed, the induction motor rotates at a speed corresponding to the frequency of the AC power, that is, full speed. When it is desired to rotate the induction motor at a speed of 1/2 of the full speed, for example, if the switching element is ignition-controlled so that only one half-wave component of the AC power is supplied to the induction motor in the alternating direction, Can obtain a speed equivalent to that of a state in which it is operated with AC power having a frequency half that of full speed. According to this configuration, since the AC power can be directly converted to a different frequency and supplied to the AC load, the frequency of the AC power can be converted more easily than the indirect configuration by the inverter. This is effective for speed control of electric actuators.
【0007】[0007]
【実施例】以下,添付図面を参照して本発明を具体化し
た実施例につき説明し,本発明の理解に供する。尚,以
下の実施例は本発明を具体化した一例であって,本発明
の技術的範囲を限定するものではない。ここに,図1は
本発明の第1実施例に係る交流電力周波数変換装置の構
成を示す回路図(a)と,これを単相誘導電動機の速度
制御に適用した構成を示す回路図(b),図2及び図3
は第1実施例構成におけるサイリスタの点弧制御を説明
する点弧制御タイミングチャート,図4は第2実施例に
係る交流電力周波数変換装置を三相誘導電動機の速度制
御に適用した構成を示す回路図,図5は第2実施例構成
におけるサイリスタの点弧制御を説明する点弧制御タイ
ミングチャートである。図1(a)において,交流電力
周波数変換装置1aは,単相交流電源3と交流負荷10
との間を接続するサイリスタ(スイッチング素子)A1
〜D2 と,該サイリスタA1 〜D2 それぞれを点弧制御
する制御回路4aとを具備して構成されている。上記サ
イリスタA1 〜D2 は,交流電源3の各出力端u1 ,v
1 と,交流負荷10の各入力端u2 ,v2 との間を,そ
れぞれに接続できるように配設されている。尚,上記サ
イリスタはこれに限定されるものでなく,パワートラン
ジスタ,GTO,IGBT等を用いることもできる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings for the understanding of the present invention. The following embodiments are examples embodying the present invention and do not limit the technical scope of the present invention. Here, FIG. 1 is a circuit diagram (a) showing a configuration of an AC power frequency converter according to a first embodiment of the present invention, and a circuit diagram (b) showing a configuration in which it is applied to speed control of a single-phase induction motor. ), FIG. 2 and FIG.
FIG. 4 is a timing chart of ignition control for explaining ignition control of the thyristor in the configuration of the first embodiment, and FIG. 4 is a circuit showing a configuration in which the AC power frequency converter according to the second embodiment is applied to speed control of a three-phase induction motor. 5 and 5 are ignition control timing charts for explaining the ignition control of the thyristor in the configuration of the second embodiment. In FIG. 1A, the AC power frequency conversion device 1a includes a single-phase AC power supply 3 and an AC load 10.
Thyristor (switching element) A 1 connecting between
And to D 2, and is configured by including a control circuit 4a for ignition controlling each said thyristor A 1 to D 2. The thyristors A 1 to D 2 are output terminals u 1 and v of the AC power supply 3.
1 and the input ends u 2 and v 2 of the AC load 10 are arranged so that they can be connected to each other. The thyristor is not limited to this, and a power transistor, GTO, IGBT or the like may be used.
【0008】上記構成において,双方向に逆並列接続さ
れたサイリスタA1 ,A2 及びサイリスタD1 ,D
2 を,図2(a)に示す交流電力の各半波成分に同期さ
せて,それぞれ点弧制御すると,交流電源3からの交流
電力周波数fはそのままで交流負荷10に供給される。
次いで,交流電源3からの交流電力周波数fをf/2相
当の周波数に変換して交流負荷10に供給する場合の制
御回路4aによる点弧制御のタイミングは,図2(b)
(c)に示すようになる。図2(b)に示すようなタイ
ミングでサイリスタA1 及びD2 と,図2(c)に示す
ようなタイミングでサイリスタB1 及びC1 とを,交流
電力の一方側半波成分(斜線部)の周期に同期して交互
にオンとなるように点弧制御すると,交流負荷10には
交流電力の半波成分が交番方向で供給されることにな
り,図2(d)に示すように交流電源3の周波数fはf
/2相当の周波数の交流電力に変換された状態が得られ
る。In the above structure, the thyristors A 1 and A 2 and the thyristors D 1 and D, which are bidirectionally connected in antiparallel, are connected.
When 2 is synchronized with each half-wave component of the AC power shown in FIG. 2A and the ignition is controlled, the AC power frequency f from the AC power supply 3 is supplied to the AC load 10 as it is.
Next, the timing of the ignition control by the control circuit 4a when the AC power frequency f from the AC power supply 3 is converted to a frequency corresponding to f / 2 and supplied to the AC load 10 is shown in FIG.
As shown in (c). The thyristors A 1 and D 2 at the timing shown in FIG. 2B and the thyristors B 1 and C 1 at the timing shown in FIG. When the ignition control is performed so as to be alternately turned on in synchronism with the cycle of 1), the half-wave component of the AC power is supplied to the AC load 10 in the alternating direction, and as shown in FIG. The frequency f of the AC power supply 3 is f
A state in which the AC power is converted into AC power having a frequency equivalent to / 2 is obtained.
【0009】図1(a)に示す構成を誘導電動機の速度
制御に適用する場合には,その構成を図1(b)に示す
ように変更する。同図に示すように,誘導電動機2を交
流負荷とする場合の交流電力周波数変換装置1bは,各
接続ラインの全てについて,逆並列に接続したサイリス
タA1 〜D2 が配設される。周波数変換のための基本的
な構成は図1(a)に示した構成でよいが,交流負荷が
電動機である場合には,周波数変換により回転速度が全
速から低い速度に切り換えられたとき,電動機が所定速
度に減速するまでの間は慣性による回転エネルギーで発
電機として動作し,電流を電源側に送り返す回生制動の
動作がなされるため,各接続ラインにおいて双方向接続
が必要となる。図1(b)に示す構成により,誘導電動
機2を交流電源3の周波数fに比例した全速で運転する
状態と,交流電源3の周波数fをf/2相当の周波数に
変換して全速の1/2の速度で運転する状態とに切り換
える制御動作について,図2を参照して以下に説明す
る。図2(a)は交流電源3の出力波形を示し,単相正
弦波として出力されている。誘導電動機2を全速で運転
させる場合には,制御回路4bによりサイリスタA 1 ,
A2 ,D1 ,D2 それぞれを交流電力周波数の各半波の
周期に同期させて点弧制御することにより,交流電源3
からの交流電力周波数fはそのままに誘導電動機2に供
給され,誘導電動機2は交流電力周波数fに比例した全
速で運転される。The configuration shown in FIG. 1 (a) is applied to the speed of the induction motor.
When applied to control, its configuration is shown in Fig. 1 (b).
To change. As shown in the figure, the induction motor 2
The AC power frequency conversion device 1b in the case of a current load is
Cyris connected in anti-parallel for all connection lines
Type A1~ D2Is provided. Basic for frequency conversion
The configuration shown in Fig. 1 (a) may be used, but if the AC load is
In the case of an electric motor, the frequency is converted so that
When switching from high speed to low speed,
Until it slows down,
It operates as an electric machine and sends current back to the power supply side for regenerative braking.
Bidirectional connection in each connection line because operation is performed
Is required. With the configuration shown in FIG.
Operate machine 2 at full speed proportional to frequency f of AC power supply 3
State and the frequency f of the AC power supply 3 to a frequency equivalent to f / 2
Convert and switch to the state of operating at half the full speed
The control operation to obtain will be described below with reference to FIG.
It Fig. 2 (a) shows the output waveform of the AC power supply 3, which is a single-phase positive
It is output as a chord wave. Driving the induction motor 2 at full speed
When the control circuit 4b is used, the thyristor A 1,
A2, D1, D2Each half of the AC power frequency
By controlling ignition in synchronization with the cycle, AC power supply 3
The AC power frequency f from is supplied to the induction motor 2 as it is.
The induction motor 2 is supplied with
Drive at high speed.
【0010】次に,誘導電動機2を全速の1/2の速度
で運転させる場合には,図2(b)に示すように逆並列
接続されたサイリスタA1 ,A2 及びD1 ,D2 と,図
2(c)に示すように逆並列接続されたサイリスタ
B1 ,B2 及びC1 ,C2 とが,交流電力の一方側半波
成分(斜線部)の周期に同期して交互にオンとなるよう
に点弧制御される。この結果,誘導電動機2には交流電
力の半波成分が交番方向で供給されることにより,図2
(d)に示すように交流電力周波数fの1/2に相当す
る周波数で誘導電動機2は運転され,回転速度は1/2
となる。上記のように制御回路4bによりサイリスタA
1 〜D2 それぞれを点弧制御することによって,誘導電
動機2の速度を全速と全速の1/2とに切り換え制御す
ることができる。尚,図2(d)に示す交流波形は高調
波を含み,主成分をf/2と(3/2)fとする波形と
なるが,f/2による駆動トルクの方が格段に大きいの
で,全速運転から半速運転に切り換えられたとき,誘導
電動機2はf/2による半速に切り換えられる。上記制
御は,全速と半速との切り換えであるが,半速以下の速
度となるように誘導電動機2に印加する交流電力周波数
を変換することもできる。例えば,図3(b)(c)に
示すように,サイリスタA1 ,A2 及びD1 ,D2 と,
サイリスタB1 ,B2 及びC1 ,C2 とを,交流電源3
の交流電力周波数fの一方側半波成分を1つおきの周期
で取り出すように交互に点弧制御すると,誘導電動機2
を全速の1/4の速度で運転することができる。即ち,
図3(a)に示す交流電源3からの交流電力周波数f
は,誘導電動機2に図3(d)に示すように交流電力周
波数fのf/4に相当する周波数に変換されて誘導電動
機2に印加されることになる。Next, when the induction motor 2 is operated at half the total speed, thyristors A 1 , A 2 and D 1 , D 2 connected in antiparallel as shown in FIG. 2B are used. , And thyristors B 1 , B 2 and C 1 , C 2 connected in anti-parallel as shown in FIG. 2 (c) alternate in synchronism with the cycle of one half-wave component of AC power (hatched portion). The ignition is controlled so that it is turned on. As a result, the induction motor 2 is supplied with the half-wave component of the alternating-current power in the alternating direction.
As shown in (d), the induction motor 2 is operated at a frequency corresponding to 1/2 of the AC power frequency f, and the rotation speed is 1/2.
Becomes As described above, the thyristor A is controlled by the control circuit 4b.
By controlling the ignition of each of 1 to D 2, the speed of the induction motor 2 can be controlled to be switched between the full speed and ½ of the full speed. The AC waveform shown in FIG. 2 (d) includes harmonics and has a main component of f / 2 and (3/2) f, but the drive torque due to f / 2 is significantly larger. When the full speed operation is switched to the half speed operation, the induction motor 2 is switched to the half speed by f / 2. The above control is switching between full speed and half speed, but it is also possible to convert the AC power frequency applied to the induction motor 2 so that the speed becomes half speed or less. For example, as shown in FIGS. 3B and 3C, thyristors A 1 and A 2 and D 1 and D 2 ,
The thyristors B 1 , B 2 and C 1 , C 2 are connected to the AC power supply 3
If alternating current ignition frequency is controlled so that the half-wave component on one side of the alternating-current power frequency f is taken out every other cycle, the induction motor 2
Can be operated at 1/4 speed of full speed. That is,
AC power frequency f from the AC power supply 3 shown in FIG.
Is converted into a frequency corresponding to f / 4 of the AC power frequency f and applied to the induction motor 2 as shown in FIG.
【0011】次に,本発明を三相交流電力の周波数変換
に適用した構成を第2実施例として以下に説明する。図
4において,第2実施例に係る交流電力周波数変換装置
5は,三相交流電源7の出力端u1 ,v1 ,w1 と,三
相誘導電動機(交流負荷)6の入力端u2 ,v2 ,w2
との間をそれぞれ双方向に接続するサイリスタA1 〜I
2 と,各サイリスタA1 〜I2 をそれぞれ点弧制御する
制御回路8とを具備して構成されている。上記構成によ
り,三相誘導電動機6を全速運転と,半速運転とに切り
換えるべく,三相誘導電動機6に印加する交流電力の周
波数fを全速運転時f,半速運転時f/2相当の周波数
となるように各サイリスタA1 〜I2 を制御回路8によ
り点弧制御する状態を図5を参照して説明する。全速運
転時には,サイリスタA1 ,A2 ,E1 ,E2 ,I1 ,
I2 が点弧制御される。この点弧制御の状態では,三相
交流電源7の出力端と三相誘導電動機6の入力端との間
のu1 −u2 ,v1 −v2 ,w1 −w2 間がそれぞれに
逆並列に接続されたサイリスタA1 ,A2 ,E1 ,
E2 ,I1 ,I2 により双方向に接続されるので,これ
を三相交流電力周波数の各半波の周期に同期させて点弧
制御すると,図5(a)に示す三相交流電源7からの三
相交流電力はそのまま三相誘導電動機6に供給され,三
相誘導電動機6は三相交流電力周波数fに比例した全速
で運転される。Next, a configuration in which the present invention is applied to frequency conversion of three-phase AC power will be described below as a second embodiment. In FIG. 4, the AC power frequency converter 5 according to the second embodiment has output terminals u 1 , v 1 , w 1 of a three-phase AC power supply 7 and an input terminal u 2 of a three-phase induction motor (AC load) 6. , V 2 , w 2
And thyristors A 1 to I for bidirectional connection between
2 and a control circuit 8 for controlling firing of each of the thyristors A 1 to I 2 . With the above configuration, in order to switch the three-phase induction motor 6 between full-speed operation and half-speed operation, the frequency f of the AC power applied to the three-phase induction motor 6 is equivalent to f during full-speed operation and f / 2 during half-speed operation. A state in which the thyristors A 1 to I 2 are ignited by the control circuit 8 so as to have a frequency will be described with reference to FIG. At full speed operation, thyristors A 1 , A 2 , E 1 , E 2 , I 1 ,
I 2 is ignition controlled. In this ignition control state, u 1 -u 2 , v 1 -v 2 , and w 1 -w 2 between the output end of the three-phase AC power supply 7 and the input end of the three-phase induction motor 6 are respectively connected. Thyristors A 1 , A 2 , E 1 , connected in anti-parallel,
E 2, I 1, because it is connected bidirectionally by I 2, when it was synchronized with the period of each half-wave of the three-phase AC power frequency controlling ignition, three-phase AC power source shown in FIG. 5 (a) The three-phase AC power from 7 is supplied to the three-phase induction motor 6 as it is, and the three-phase induction motor 6 is operated at a full speed proportional to the three-phase AC power frequency f.
【0012】次に,半速運転時には,三相交流電力の各
相の一方側半波成分(図では正側)が三相誘導電動機6
にそれぞれ交番方向で印加されるように,サイリスタA
1 〜I2 が図5(b)に示すタイミングで点弧制御され
る。図5(b)に示す点弧制御により,図5(a)に示
す三相交流電源7から出力される三相交流電力各相の半
波成分(斜線部)は,図5(c)に示すように三相誘導
電動機6の各相捲線に交番方向で供給されることにな
り,三相誘導電動機6はf/2相当の交流電力周波数で
駆動される。従って,三相誘導電動機6は全速の1/2
の回転速度で運転される。上記第1及び第2実施例構成
において,逆並列に接続された2つのサイリスタを,1
つのトライアック等の双方向スイッチング素子に置き換
えることも可能であるが,交流負荷が上記各実施例のよ
うに誘導負荷である場合には誤点弧が生じる可能性が高
いため,誘導負荷である場合には上記構成に示したよう
に,単方向スイッチング素子を逆並列に接続し,個別に
点弧制御することが望ましい。この発明を用いてバタフ
ライバルブの開度制御を行う場合,バルブが全閉に近い
所定の開度になるまでは全速運転を行い,上記所定の開
度になったことを検出する信号が入力された時点で,半
速制御又はそれ以下の速度制御に切り換えることによ
り,全閉時の停止精度を向上させることができる。Next, during half-speed operation, the one-side half-wave component (positive side in the figure) of each phase of the three-phase AC power is the three-phase induction motor 6
Thyristor A
1 ~I 2 is ignited controlled at the timing shown in Figure 5 (b). By the ignition control shown in FIG. 5 (b), the half-wave component (hatched portion) of each phase of the three-phase AC power output from the three-phase AC power supply 7 shown in FIG. 5 (a) is shown in FIG. 5 (c). As shown, each phase winding of the three-phase induction motor 6 is supplied in an alternating direction, and the three-phase induction motor 6 is driven at an AC power frequency corresponding to f / 2. Therefore, the three-phase induction motor 6 has half the full speed.
It is operated at the rotation speed of. In the first and second embodiment configurations, two thyristors connected in antiparallel are
It is possible to replace it with a bidirectional switching element such as two triacs, but when the AC load is an inductive load as in the above-mentioned embodiments, there is a high possibility that false ignition will occur. As shown in the above configuration, it is desirable to connect unidirectional switching elements in anti-parallel and individually control ignition. When controlling the opening of the butterfly valve using the present invention, full speed operation is performed until the valve reaches a predetermined opening close to full closure, and a signal for detecting that the predetermined opening is reached is input. At that time, the half-speed control or the speed control at a lower speed can be switched to improve the stop accuracy at the time of fully closing.
【0013】[0013]
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば,交流
電源の各出力端と交流負荷の各入力端との間をそれぞれ
にスイッチング素子により接続し,制御回路により交流
負荷を動作させる状態に応じて各スイッチング素子を点
弧制御する。この点弧制御は,交流電力の任意周期の半
波成分を取り出し,これを交番方向で交流負荷に供給す
るように各スイッチング素子を点弧制御する。例えば,
上記交流負荷が誘導電動機であり,これに供給する交流
電力の周波数を切り換えて回転速度を制御するような場
合に,交流電力の全ての半波成分をそのまま通過させる
ように所要のスイッチング素子を点弧制御すると、誘導
電動機は交流電力の周波数に対応する速度,即ち全速で
回転する。この誘導電動機を例えば全速の1/2の速度
が回転させたい場合には,交流電力の一方側半波成分の
みを交番方向で誘導電動機に供給するようにスイッチン
グ素子を点弧制御すると,誘導電動機は全速時の1/2
の周波数の交流電力で運転された状態と同等の速度が得
られる。本構成によれば,交流電力を直接的に異なる周
波数に変換して交流負荷に供給することができるので,
インバータによる間接的な構成に比して,より簡易に交
流電力の周波数を変換することができ,電動アクチュエ
ータ等の速度制御に有効である。As described above, according to the present invention, a state in which each output terminal of the AC power source and each input terminal of the AC load are connected by switching elements and the control circuit operates the AC load In accordance with the above, each switching element is controlled to fire. In this ignition control, each switching element is ignition-controlled so as to take out a half-wave component of AC power in an arbitrary cycle and supply it to an AC load in an alternating direction. For example,
When the AC load is an induction motor and the frequency of the AC power supplied to the AC motor is switched to control the rotation speed, a switching element is required to pass all half-wave components of the AC power as they are. When the arc control is performed, the induction motor rotates at a speed corresponding to the frequency of the AC power, that is, full speed. When it is desired to rotate the induction motor at a speed of 1/2 of the full speed, for example, if the switching element is ignition-controlled so that only one half-wave component of the AC power is supplied to the induction motor in the alternating direction, Is 1/2 of full speed
It is possible to obtain a speed equivalent to that when operated with AC power of the frequency. According to this configuration, AC power can be directly converted into different frequencies and supplied to the AC load.
Compared to an indirect configuration using an inverter, the frequency of AC power can be converted more easily, which is effective for speed control of electric actuators.
【図1】 本発明の第1実施例に係る交流電力周波数変
換装置の基本構成(a)と,これを誘導電動機の速度制
御に適用した構成を示す回路図(b)。FIG. 1 is a circuit diagram (b) showing a basic configuration (a) of an AC power frequency conversion device according to a first embodiment of the present invention and a configuration in which the basic configuration is applied to speed control of an induction motor.
【図2】 第1実施例構成の点弧制御を説明するタイミ
ングチャート。FIG. 2 is a timing chart illustrating ignition control of the configuration of the first embodiment.
【図3】 第1実施例構成の点弧制御を説明するタイミ
ングチャート。FIG. 3 is a timing chart illustrating firing control of the configuration of the first embodiment.
【図4】 第2実施例に係る交流電力周波数変換装置を
三相誘導電動機の速度制御に適用した構成を示す回路
図。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration in which an AC power frequency conversion device according to a second embodiment is applied to speed control of a three-phase induction motor.
【図5】 第2実施例構成の点弧制御を説明するタイミ
ングチャート。FIG. 5 is a timing chart illustrating ignition control of the configuration of the second embodiment.
1a,1b,5…交流電力周波数変換装置 2…誘導電動機(交流負荷) 3…交流電源 4a,4b,8…制御回路 6…三相誘導電動機(交流負荷) 7…三相交流電源 A1 〜I2 …サイリスタ(スイッチング素子)1a, 1b, 5 ... AC power frequency converter 2 ... induction motor (AC load) 3 ... AC power source 4a, 4b, 8 ... control circuit 6 ... three-phase induction motor (AC load) 7 ... three-phase AC power supply A 1 ~ I 2 thyristor (switching element)
Claims (1)
を,上記交流負荷を動作させる状態に応じて切り替える
交流電力周波数変換装置において,交流電源の各出力端
と,交流負荷の各入力間との間を,それぞれに接続する
スイッチング素子と,上記各スイッチング素子を,上記
交流負荷を動作させる状態に応じて交流電力の任意周期
の半波成分を上記交流負荷に交番方向で供給するように
点弧制御する制御手段とを具備してなることを特徴とす
る交流電力周波数変換装置。1. An AC power frequency converter for switching the frequency of AC power supplied to an AC load in accordance with the operating state of the AC load, between an output terminal of an AC power supply and an input of an AC load. The switching elements connected to each other and the switching elements are ignited so that a half-wave component of an arbitrary cycle of AC power is supplied to the AC load in an alternating direction according to the state of operating the AC load. An AC power frequency conversion device, comprising: a control unit for controlling.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7129921A JPH08322251A (en) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | Frequency converter for ac power |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7129921A JPH08322251A (en) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | Frequency converter for ac power |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08322251A true JPH08322251A (en) | 1996-12-03 |
Family
ID=15021703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7129921A Pending JPH08322251A (en) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | Frequency converter for ac power |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08322251A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109120204A (en) * | 2017-06-26 | 2019-01-01 | 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 | A kind of frequency converter synchronous switching-over control method |
CN110999061A (en) * | 2017-07-27 | 2020-04-10 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | AC switch, uninterruptible power supply device provided with same, and voltage sag compensation device |
-
1995
- 1995-05-29 JP JP7129921A patent/JPH08322251A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109120204A (en) * | 2017-06-26 | 2019-01-01 | 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 | A kind of frequency converter synchronous switching-over control method |
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CN110999061B (en) * | 2017-07-27 | 2023-06-20 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | AC switch, uninterruptible power supply device provided with same, and voltage sag compensation device |
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