無効電力制御による誘導電動機の可変速駆動方式

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は誘導電動機の磁束が励磁無効電力と一定の関係にあることに着目し、この無効電力を電動機の電圧、電流、周波数、及び漏れインダクタンスから演算によって求め、これを制御して磁束を一定に保つ電動機制御方式を提案、検討したもので、結果を要約すれば次のようになる。1.まず、供試電動機として1.5kW、200V及び7.5kW200Vの2台を選定して、本研究の制御システムを設計、試作した。この場合、励磁無効電力制御部は比較のため比例、積分又は比例積分器とした。また、無効電力の演算に必要なもれインダクタンスと励磁インダクタンスの値は試験により決定し、その値の前後で調整可能とした。2.試作システムにより供試電動機を駆動、各部の定数を調整し、システムの正常な動作を確認するとともに、主として定常動作時のトルク-すべり周波数特性を実測して通常のV/f一定制御時の特性と比較した。その結果、本システムでは10Hz程度の低周波運転時にも50Hz運転時に匹敵するトルクが得られ、V/f制御に比べて、トルク特性が格段に改善されることがわかった。3.電動機電圧、電流に含まれる高調波が系の動作に及ぼす影響をシミュレーションと実験の両面から調べた結果、高調波が存在すると磁束演算値に定常誤差が生じること、この誤差を除くには電流の自乗演算の前に十分な高調波除去用フィルタが必要になることなどがわかった。4.試作システムの過渡特性の解明と改善のため、負荷急変時と周波数急変時を対象にしたシミュレーションと実験による検討を行ない、励磁無効電力の制御部に比例積分器を用いれば、比較的良好な制御性能が得られることがわかった。5.以上により、ほぼ良好な特性が得られたと伝える。今後の課題として、高調波のより効果的な低減法及びシステムの簡略化が望まれる。