JPH11150977A - 直列接続電動機の速度制御装置 - Google Patents
直列接続電動機の速度制御装置Info
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- JPH11150977A JPH11150977A JP9336488A JP33648897A JPH11150977A JP H11150977 A JPH11150977 A JP H11150977A JP 9336488 A JP9336488 A JP 9336488A JP 33648897 A JP33648897 A JP 33648897A JP H11150977 A JPH11150977 A JP H11150977A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】直列に接続された複数の交流電動機による駆動
装置で、接続部のねじりなどによる電動機間の速度不一
致が生じる場合でも、安定な可変速制御性能を持つ制御
装置を提供する。 【解決手段】 負荷１側に配置された第１の電動機２の
駆動を制御するベクトル制御部１３に対して速度推定部
８を設け、推定された速度を用いてベクトル制御を行う
ことで接続部５のねじりとは関係なく安定なベクトル制
御を行うと共に、第１の電動機２と第２の電動機３のト
ルク偏差を除去するために、速度センサ７と直接接続さ
れた電動機３をマスタとする負荷調節手段１７を設け、
電動機２、３の負荷調節がなされることで、安定な可変
速制御特性が得られる。
装置で、接続部のねじりなどによる電動機間の速度不一
致が生じる場合でも、安定な可変速制御性能を持つ制御
装置を提供する。 【解決手段】 負荷１側に配置された第１の電動機２の
駆動を制御するベクトル制御部１３に対して速度推定部
８を設け、推定された速度を用いてベクトル制御を行う
ことで接続部５のねじりとは関係なく安定なベクトル制
御を行うと共に、第１の電動機２と第２の電動機３のト
ルク偏差を除去するために、速度センサ７と直接接続さ
れた電動機３をマスタとする負荷調節手段１７を設け、
電動機２、３の負荷調節がなされることで、安定な可変
速制御特性が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動軸で機械的に
直列接続された複数の交流電動機を駆動するベクトル制
御インバータ装置における直列接続電動機の速度制御装
置に関する。
直列接続された複数の交流電動機を駆動するベクトル制
御インバータ装置における直列接続電動機の速度制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、直流電動機を用いた駆動装置で
は、複数の電動機を駆動軸で機械的に直列接続する場
合、図２に示すような駆動装置を構成していた。従来例
の図２において、負荷１は接続部４，５を介して接続さ
れた直流電動機２，３に駆動されている。速度制御を行
う場合、速度センサ７が反負荷側に接続部６を介して接
続され、その速度検出値を用いて電動機２，３に共通の
速度調節器（ＡＳＲ）１６により作られた電流指令が電
流調節器（ＡＣＲ）１９，２０に与えられている。直流
電動機２，３間の接続部５でねじりが生じ、電動機２，
３の速度に偏差が生じるような場合でも、直流電動機で
は界磁と電機子電流の積で電動機の出力トルクが定まる
ため、安定した速度制御が可能であった。
は、複数の電動機を駆動軸で機械的に直列接続する場
合、図２に示すような駆動装置を構成していた。従来例
の図２において、負荷１は接続部４，５を介して接続さ
れた直流電動機２，３に駆動されている。速度制御を行
う場合、速度センサ７が反負荷側に接続部６を介して接
続され、その速度検出値を用いて電動機２，３に共通の
速度調節器（ＡＳＲ）１６により作られた電流指令が電
流調節器（ＡＣＲ）１９，２０に与えられている。直流
電動機２，３間の接続部５でねじりが生じ、電動機２，
３の速度に偏差が生じるような場合でも、直流電動機で
は界磁と電機子電流の積で電動機の出力トルクが定まる
ため、安定した速度制御が可能であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような直流電動機が直列接続される構成の駆動装置にお
いて直流電動機の代わりに交流電動機を適用する場合に
は、電動機の配置上の理由から、速度センサは複数台の
電動機に対して反負荷側に１台のみ取り付けられること
が一般的であるため、電動機と電動機を接続する継手と
駆動軸の部分にねじれが発生するような場合には、負荷
側の速度と速度センサの検出速度に瞬時的なずれ分が生
じてしまう。交流電動機のベクトル制御方式では回転子
の回転速度と負荷に応じた電流・電圧ベクトルを電動機
に発生させることで所定の電動機トルクを発生しようと
するため、負荷側の電動機はトルク制御を正確に行え
ず、軸のねじれなどの諸条件によっては電動機間の速度
の協調がとれず、可変速制御が不安定になる場合がある
という問題があった。ここにおいて本発明の目的は、複
数電動機間の可変速制御を安定に行える直列接続電動機
の速度制御装置を提供することにある。
ような直流電動機が直列接続される構成の駆動装置にお
いて直流電動機の代わりに交流電動機を適用する場合に
は、電動機の配置上の理由から、速度センサは複数台の
電動機に対して反負荷側に１台のみ取り付けられること
が一般的であるため、電動機と電動機を接続する継手と
駆動軸の部分にねじれが発生するような場合には、負荷
側の速度と速度センサの検出速度に瞬時的なずれ分が生
じてしまう。交流電動機のベクトル制御方式では回転子
の回転速度と負荷に応じた電流・電圧ベクトルを電動機
に発生させることで所定の電動機トルクを発生しようと
するため、負荷側の電動機はトルク制御を正確に行え
ず、軸のねじれなどの諸条件によっては電動機間の速度
の協調がとれず、可変速制御が不安定になる場合がある
という問題があった。ここにおいて本発明の目的は、複
数電動機間の可変速制御を安定に行える直列接続電動機
の速度制御装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、負荷と、接続部を介して該負荷と接続された
第１の交流電動機と、接続部を介して該第１の交流電動
機と接続された第２の交流電動機と、接続部を介して該
第２の交流電動機と接続された速度センサと、速度指令
に応じて前記２台の交流電動機の速度を制御する制御装
置とからなる直列接続電動機の速度制御系において、速
度指令器と、前記第１の交流電動機の回転速度を推定す
る速度推定部と、前記第１の交流電動機のトルクを検出
する第１のトルク検出手段と、前記第２の交流電動機の
トルクを検出する第２のトルク検出手段と、該２つのト
ルク検出手段の信号の差を受け負荷調整信号を出力する
負荷調整部と、前記速度指令器の信号と前記速度推定部
の信号の差を受けて信号を調節する第１の速度調節器
と、前記負荷調節器の信号で補正された該第１の速度調
節器の信号と、前記速度推定部の信号を受け、第１の変
換器を通じて前記第１の交流電動機をベクトル制御する
第１のベクトル制御部と、前記速度指令器の信号と前記
速度センサの信号の差の信号を調整する第２の速度調節
器と、該第２の速度調節器と前記速度センサの信号を受
け、第２の変換器を通じて前記第２の交流電動機をベク
トル制御する第２のベクトル制御部と、からなることを
特徴とする直列接続電動機の速度制御装置である。
本発明は、負荷と、接続部を介して該負荷と接続された
第１の交流電動機と、接続部を介して該第１の交流電動
機と接続された第２の交流電動機と、接続部を介して該
第２の交流電動機と接続された速度センサと、速度指令
に応じて前記２台の交流電動機の速度を制御する制御装
置とからなる直列接続電動機の速度制御系において、速
度指令器と、前記第１の交流電動機の回転速度を推定す
る速度推定部と、前記第１の交流電動機のトルクを検出
する第１のトルク検出手段と、前記第２の交流電動機の
トルクを検出する第２のトルク検出手段と、該２つのト
ルク検出手段の信号の差を受け負荷調整信号を出力する
負荷調整部と、前記速度指令器の信号と前記速度推定部
の信号の差を受けて信号を調節する第１の速度調節器
と、前記負荷調節器の信号で補正された該第１の速度調
節器の信号と、前記速度推定部の信号を受け、第１の変
換器を通じて前記第１の交流電動機をベクトル制御する
第１のベクトル制御部と、前記速度指令器の信号と前記
速度センサの信号の差の信号を調整する第２の速度調節
器と、該第２の速度調節器と前記速度センサの信号を受
け、第２の変換器を通じて前記第２の交流電動機をベク
トル制御する第２のベクトル制御部と、からなることを
特徴とする直列接続電動機の速度制御装置である。
【０００５】すなわち、本発明は、負荷側の電動機を駆
動するインバータ装置に速度推定手段と、速度センサが
直接取り付けられた反負荷側電動機をマスタとする負荷
調整手段を設けることにより、複数の電動機の可変速制
御を行うものである。上記手段により、負荷側電動機の
ベクトル制御は反負荷側電動機との接続軸部のねじりの
影響がなくなり、電動機間の負荷が一様に調節されるた
め、安定な可変速駆動が可能となる。
動するインバータ装置に速度推定手段と、速度センサが
直接取り付けられた反負荷側電動機をマスタとする負荷
調整手段を設けることにより、複数の電動機の可変速制
御を行うものである。上記手段により、負荷側電動機の
ベクトル制御は反負荷側電動機との接続軸部のねじりの
影響がなくなり、電動機間の負荷が一様に調節されるた
め、安定な可変速駆動が可能となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の構成
を示すブロック図である。図１において、負荷１と、交
流電動機２，３の駆動軸は接続部４，５を介して機械的
に直列接続されており、反負荷側の電動機３の反負荷側
駆動軸には速度センサ７が接続部６を介して接続されて
いる。機械構成上の理由で、速度センサを直接取り付け
ることのできない負荷側の電動機２に対しては、速度推
定部８を設けることにより、速度制御を行う。この速度
推定部８は、速度センサレスベクトルインバータに装備
される速度推定機構などを適用することにより、既存の
技術で実施が可能なものである。そして、２台の電動機
は電力変換器９，１０により駆動されており、ベクトル
制御器１３，１４および速度制御器１５，１６によりト
ルク・速度の制御が行われている。また、これら２台の
可変速駆動装置は同一の速度指令器１８により速度管理
がなされている。
を示すブロック図である。図１において、負荷１と、交
流電動機２，３の駆動軸は接続部４，５を介して機械的
に直列接続されており、反負荷側の電動機３の反負荷側
駆動軸には速度センサ７が接続部６を介して接続されて
いる。機械構成上の理由で、速度センサを直接取り付け
ることのできない負荷側の電動機２に対しては、速度推
定部８を設けることにより、速度制御を行う。この速度
推定部８は、速度センサレスベクトルインバータに装備
される速度推定機構などを適用することにより、既存の
技術で実施が可能なものである。そして、２台の電動機
は電力変換器９，１０により駆動されており、ベクトル
制御器１３，１４および速度制御器１５，１６によりト
ルク・速度の制御が行われている。また、これら２台の
可変速駆動装置は同一の速度指令器１８により速度管理
がなされている。
【０００７】このような可変速制御装置では、電動機
２，３が負荷１を駆動しようとする際に、駆動トルクと
電動機２，３相互の速度応答の差により、接続部５にね
じりが発生し、電動機２，３の速度に偏差を生じる。こ
れは速度偏差で接続部５のねじり剛性に応じた一定量の
軸ねじりが発生するが、そのねじりの発生により偏差は
解消する。然し、負荷１と電動機２，３の相互の慣性量
と接続部４，５のねじり剛性の条件により、負荷１と電
動機２，３の間で慣性エネルギーのやりとりが起こり、
電動機２，３の速度は共振的になる。この場合、接続部
５，６および電動機３を介して速度センサ７と接続され
た電動機２の速度は、速度センサ７による速度検出値と
の周期的な偏差を生じる。
２，３が負荷１を駆動しようとする際に、駆動トルクと
電動機２，３相互の速度応答の差により、接続部５にね
じりが発生し、電動機２，３の速度に偏差を生じる。こ
れは速度偏差で接続部５のねじり剛性に応じた一定量の
軸ねじりが発生するが、そのねじりの発生により偏差は
解消する。然し、負荷１と電動機２，３の相互の慣性量
と接続部４，５のねじり剛性の条件により、負荷１と電
動機２，３の間で慣性エネルギーのやりとりが起こり、
電動機２，３の速度は共振的になる。この場合、接続部
５，６および電動機３を介して速度センサ７と接続され
た電動機２の速度は、速度センサ７による速度検出値と
の周期的な偏差を生じる。
【０００８】交流電動機のベクトル制御方式では負荷と
回転子の速度に応じた電流・電圧ベクトルを電動機に発
生させることで所定の電動機トルクを発生しようとする
ため、負荷側の電動機はトルク制御を正確に行えず、著
しくはトルクあるいは速度制御の安定性が損なわれてし
まう場合がある。そこで本発明では、電動機２の駆動を
速度推定部８を備えた速度センサレスベクトル制御装置
を適用し、推定された速度を用いてベクトル制御を行う
こととしている。速度推定部８は接続部５のねじりとは
関係なく速度を推定演算するため、ベクトル制御部はね
じりの影響を受けないことになる。ところで、速度推定
部８は例えばパルス発生器を持たないＰＧレス・ベクト
ルインバータの検出手段をそのまま適用しており、汎用
品の構成一部材でよい。
回転子の速度に応じた電流・電圧ベクトルを電動機に発
生させることで所定の電動機トルクを発生しようとする
ため、負荷側の電動機はトルク制御を正確に行えず、著
しくはトルクあるいは速度制御の安定性が損なわれてし
まう場合がある。そこで本発明では、電動機２の駆動を
速度推定部８を備えた速度センサレスベクトル制御装置
を適用し、推定された速度を用いてベクトル制御を行う
こととしている。速度推定部８は接続部５のねじりとは
関係なく速度を推定演算するため、ベクトル制御部はね
じりの影響を受けないことになる。ところで、速度推定
部８は例えばパルス発生器を持たないＰＧレス・ベクト
ルインバータの検出手段をそのまま適用しており、汎用
品の構成一部材でよい。
【０００９】速度センサ７による直接の速度検出が可能
な電動機３は、速度センサ７の速度検出値を用いたベク
トル制御を行うこととする。負荷調節手段１７は、電動
機間の負荷のアンバランスを打ち消すと共に、電動機
２，３が異なった速度検出手段をもつことに起因するト
ルク偏差を除去するために設けたものである。すなわ
ち、負荷調節手段１７は第１の交流電動機２と第２の交
流電動機３の負荷を同一に調節するために設けられたも
のであり、ＰＩＤ補償器により構成されている。トルク
検出手段１２によって検出された第２の交流電動機３の
トルクとトルク検出手段１１によって検出された第１の
交流電動機２のトルクの偏差をＰＩＤ補償器に入力し、
その出力を第１の交流電動機２へトルク補償として与え
ることで負荷調節を行う。電動機２，３の電動機トルク
の検出手段１１，１２を設け、電動機２，３の出力トル
ク実績値の偏差をなくし負荷を一様にするように設けら
れた負荷調節手段１７により、ベクトル制御部１３へ負
荷補償が行われ、電動機２の負荷調節がなされる。な
お、電動機トルク検出手段１１，１２は、設置が可能で
あればトルク検出器などの機構を用いるかもしくは演算
により実現されるものとする。
な電動機３は、速度センサ７の速度検出値を用いたベク
トル制御を行うこととする。負荷調節手段１７は、電動
機間の負荷のアンバランスを打ち消すと共に、電動機
２，３が異なった速度検出手段をもつことに起因するト
ルク偏差を除去するために設けたものである。すなわ
ち、負荷調節手段１７は第１の交流電動機２と第２の交
流電動機３の負荷を同一に調節するために設けられたも
のであり、ＰＩＤ補償器により構成されている。トルク
検出手段１２によって検出された第２の交流電動機３の
トルクとトルク検出手段１１によって検出された第１の
交流電動機２のトルクの偏差をＰＩＤ補償器に入力し、
その出力を第１の交流電動機２へトルク補償として与え
ることで負荷調節を行う。電動機２，３の電動機トルク
の検出手段１１，１２を設け、電動機２，３の出力トル
ク実績値の偏差をなくし負荷を一様にするように設けら
れた負荷調節手段１７により、ベクトル制御部１３へ負
荷補償が行われ、電動機２の負荷調節がなされる。な
お、電動機トルク検出手段１１，１２は、設置が可能で
あればトルク検出器などの機構を用いるかもしくは演算
により実現されるものとする。
【００１０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、駆
動軸で機械的に直列接続された複数の交流電動機のベク
トル制御インバータ装置による可変速駆動を安定に行う
ことができる。
動軸で機械的に直列接続された複数の交流電動機のベク
トル制御インバータ装置による可変速駆動を安定に行う
ことができる。
【図１】本発明の実施の形態における回路構成を示すブ
ロック図
ロック図
【図２】従来例を示す回路構成ブロック図
１ 負荷 ２ 第１交流電動機 ３ 第２交流電動機 ４ 第１の交流電動機と負荷の接続部 ５ 第１の交流電動機と第２の交流電動機の接続部 ６ 第２の交流電動機と速度センサの接続部 ７ 速度センサ ８ 速度推定部 ９ 第１の電力変換器 １０ 第２の電力変換器 １１ 第１のトルク検出手段 １２ 第２のトルク検出手段 １３ 第１のベクトル制御部 １４ 第２のベクトル制御部 １５ 第１の速度調節器 １６ 第２の速度調節器 １７ 負荷調節部 １８ 速度指令器 １９，２０ 電流調節器［従来例］ ２１，２２ 界磁調節器［従来例］
Claims (1)
- 【請求項１】 負荷と、接続部を介して該負荷と接続さ
れた第１の交流電動機と、接続部を介して該第１の交流
電動機と接続された第２の交流電動機と、接続部を介し
て該第２の交流電動機と接続された速度センサと、速度
指令に応じて前記２台の交流電動機の速度を制御する制
御装置とからなる直列接続電動機の速度制御系におい
て、 速度指令器と、 前記第１の交流電動機の回転速度を推定する速度推定部
と、 前記第１の交流電動機のトルクを検出する第１のトルク
検出手段と、 前記第２の交流電動機のトルクを検出する第２のトルク
検出手段と、 該２つのトルク検出手段の信号の差を受け負荷調整信号
を出力する負荷調整部と、 前記速度指令器の信号と前記速度推定部の信号の差を受
けて信号を調節する第１の速度調節器と、 前記負荷調節器の信号で補正された該第１の速度調節器
の信号と、前記速度推定部の信号を受け、第１の変換器
を通じて前記第１の交流電動機をベクトル制御する第１
のベクトル制御部と、 前記速度指令器の信号と前記速度センサの信号の差の信
号を調整する第２の速度調節器と、 該第２の速度調節器と前記速度センサの信号を受け、第
２の変換器を通じて前記第２の交流電動機をベクトル制
御する第２のベクトル制御部と、からなることを特徴と
する直列接続電動機の速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33648897A JP3965658B2 (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 直列接続電動機の速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33648897A JP3965658B2 (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 直列接続電動機の速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11150977A true JPH11150977A (ja) | 1999-06-02 |
| JP3965658B2 JP3965658B2 (ja) | 2007-08-29 |
Family
ID=18299661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33648897A Expired - Lifetime JP3965658B2 (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 直列接続電動機の速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3965658B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007174799A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 舶用電気推進装置 |
| JP2008160979A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 誘導電動機駆動システムの制御方法 |
| JP2008283833A (ja) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Nippon Reliance Kk | ツイン・ドライブ制御装置及び捻り振動抑制方法 |
| WO2013105375A1 (ja) * | 2012-01-13 | 2013-07-18 | 株式会社明電舎 | ドライブトレインの試験システム |
| CN115306637A (zh) * | 2022-08-12 | 2022-11-08 | 深圳市汇川技术股份有限公司 | 变桨驱动系统、变桨驱动器及主从电机驱动方法 |
-
1997
- 1997-11-19 JP JP33648897A patent/JP3965658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007174799A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 舶用電気推進装置 |
| JP4733515B2 (ja) * | 2005-12-21 | 2011-07-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 舶用電気推進装置 |
| JP2008160979A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 誘導電動機駆動システムの制御方法 |
| JP2008283833A (ja) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Nippon Reliance Kk | ツイン・ドライブ制御装置及び捻り振動抑制方法 |
| WO2013105375A1 (ja) * | 2012-01-13 | 2013-07-18 | 株式会社明電舎 | ドライブトレインの試験システム |
| JP5561444B2 (ja) * | 2012-01-13 | 2014-07-30 | 株式会社明電舎 | ドライブトレインの試験システム |
| CN104081178A (zh) * | 2012-01-13 | 2014-10-01 | 株式会社明电舍 | 传动系统的试验系统 |
| US9207149B2 (en) | 2012-01-13 | 2015-12-08 | Meidensha Corporation | Drive-train testing system |
| CN104081178B (zh) * | 2012-01-13 | 2016-04-27 | 株式会社明电舍 | 传动系统的试验系统 |
| CN115306637A (zh) * | 2022-08-12 | 2022-11-08 | 深圳市汇川技术股份有限公司 | 变桨驱动系统、变桨驱动器及主从电机驱动方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3965658B2 (ja) | 2007-08-29 |
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