发明名称 同步马达之群运转控制方法及其系统
摘要 [目的]提供一种同步马达的群运转控制方法及系统,其系可满足系统的可靠性利经济性者。[构成]以调速控制运转多台的同步马达51~5n。将多个同步马达51~5n之中的一部分(51)作为引示(Pilot)马达,并以磁极位置检测器6检测该引示马达51的转子磁极位置。控制供电装置3的输出电压及输出频率,以使所测出的引示马达51之磁极位置与其定子绕组所作成的旋转磁场之间的相位角可在所定范围内。又,将供电装置3的输出电力作为共同电源,供应于多个同步骤马达51~5n,由此调速控制使多台同步马达51~5n可在同一速度运转者。[选择图]第1图
申请公布号 TW504892 申请公布日期 2002.10.01
申请号 TW088120262 申请日期 1999.11.19
申请人 东普雷股份有限公司;秋山勇治 发明人 秋山勇治;堀之内丰;内野德弘
分类号 H02P5/46;H02P7/74 主分类号 H02P5/46
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种同步马达的群运转控制方法,其系在于以电 力转换手段对多台同步马达的运转执行调速控制 之同步马达的群运转控制方法中,其特征为: 将上述多数的同步马达中的一部分作为引示(pilot) 马达,并直接或间接的检测该引示马达的转子磁极 位置; 控制上述电力转换手段的输出电压及输出频率,以 使由上述所检测的引示马达之磁极位置与其定子 绕组所成成的周期性变化磁场之间的相位角可在 所定范围内;并 将上述电力转换手段的输出电力作为共同电源而 供应于上述多数的同步马达;由此, 以将上述多数的同步马达控制在同一速度且安定 的运转者。2.如申请专利范围第1项之同步马达的 群运转控制方法,其系包含: 在上述多数的同步马达中如有任一马达发生运转 异常时,停止对该发生异常运转之同步马达的电力 供应,并使其他的同步马达继续运转者。3.一种同 步马达的群运转控制方法,包含: 以电力转换手段起动多台同步马达,使其转速慢慢 增加;而, 当上述同步马达的转速上升到工业电源频率附近 后,将供应于上述同步马达的电源从上述电力转换 手段转换到工业电源,以使其转移到以工业电源同 步运转之状态者。4.如申请专利范围第3项之同步 马达的群运转控制方法,其系包含: 将上述多数的同步马达中之一部分作为引示马达, 并直接或间接的检测该引示马达的转子磁极位置; 控制上述电力转换手段的输出电压及输出频率,以 使由上述所测出的引示马达之转子磁极位置与其 定子所作成的周期性变化磁场之间的相位角可在 所定范围内;并, 将上述电力转换手段的输出电力作为共同电源而 供应于上述多数同步马达;由此以, 控制上述多数的同步马达之起动,使这些马达可在 同一速度运转者。5.如申请专利范围第1至4项中任 一项之同步马达的群运转控制方法,其中, 上述多数的同步马达是会被加上大致同样的负载, 而且是同一种类之同步马达者。6.一种同步马达 的群运转控制系统,其系在于具多台的同步马达; 和可输出此同步马达的调速控制运转所需之电力, 并将其供应于上述多数的同步马达之电力转换手 段之同步马达的群运转控制系统中,其特征为; 将上述多数的同步马达中的一部同步马达作为引 示马达;并且, 可直接或间接的控测该引示马达的转子磁极位置 之磁极位置检测手段;而 上述电力转换手段系须控制其输出电压和输出频 率,使由上述磁极位置检测手段所检测的引示马达 之转子磁极位置与其定子绕组所作成的周期性变 化磁场之间的相位角在所定范围内,并,将其输出 电力作为共同电源而供应于上述多数的同步马达 者。7.如申请专利范围第6项之同步马达的群运转 控制系统,其系包含: 在上述多数的同步马达之各供电线路上;分别设置 可检测同步马达所发生的运转异常,而当测出运转 异常时,可停止对该同步马达的电力供应之异常检 测保护手段者。8.如申请专利范围第7项之同步马 达的群运转控制系统,其系还包含: 当上述异常检测保护手段测出运转异常时,可将该 发生异常运转的同步马达,以特定方式显示手段者 。9.如申请专利范围第6至8项中任一项之同步马达 的群运转控制系统,其中, 上述多数的同步马达是会被加上大致同样的负载, 而且是同一种类之同步马达者。10.如申请专利范 围第6至8项中任一项之同步马达的群运转控制系 统,其中, 上述的各同步马达是由上述定子绕组来作成旋转 磁场者。11.如申请专利范围第9项之同步马达的群 运转控制系统,其中, 上述的各同步马达是由上述定子绕组来作成旋转 磁场者。12.如申请专利范围第10项之同步马达的 群运转控制系统,其中, 上述各同步马达的转子是具备: 可同步于由定子绕组所作成的旋转磁场而由旋转 之永久磁铁所激磁之磁极部者。13.如申请专利范 围第10项之同步马达的群运转控制系统,其中, 上述各同步马达的转子是具备: 可同步于由定子绕组所作成的旋转磁场而旋转,而 由直流电流所激磁之磁极部者。14.如申请专利范 围第10项之同步马达的群运转控制系统,其中, 上述各同步马达的转子并再具备; 和上述磁极部构成为一体,而由其与上述旋转磁场 之间的相互作用,可当作感应马达的转矩产生手段 及吸收振动的缓冲器功用之鼠笼型转子者。15.如 申请专利范围第10项之同步马达的群运转控制系 统,其中, 上述各同步马达是一种其上述定子绕线是集中的 卷绕在各磁极上之磁极集中绕线型马达者。16.如 申请专利范围第11项之同步马达的群运转控制系 统,其中 上述各同步马达是一种其上述定子绕线是集中的 卷绕在各磁极上之磁极集中绕线型马达者。17.如 申请专利范围第6项之同步马达的群运转控制系统 ,其中, 上述各同步马达系具备当作磁极位置检测手段的, 可将随着上述转子的旋转所产生之电枢绕组感应 电压作为磁极位置信号输出之手段者。18.一种同 步马达的群运转控制系统,包含: 多台的同步马达; 以调速控制这些同步马达的起动,使其转速慢慢增 加之电力转换手段;和, 当上述同步马达的转速上升到工业电源频率附近 后,将供应于上述同步马达的电源从上述电力转换 手段转换到工业电源之转换控制手段者。19.如申 请专利范围第18项之同步马达的群运转控制系统, 其中, 将上述多台同步马达中的一部分作为引示马达; 该引示马达系具备;检测该马达的转子磁极位置之 磁极位置检测手段和可控制上述电力转换手段的 输出电压及输出频率,以使上述磁极位置检测手段 所测出的马达转子磁极位置与定子绕线所作成的 周期性变化磁场之间的相位角可在所定范围内之 控制手段;而 上述电力转换手段系将其输出电力作为共同电源, 供应于上述多数的同步马达者。20.如申请专利范 围第19项之同步马达的群运转控制系统,其中还包 含: 多数的同步马达群,其各群中包含上述之引示马达 在内的多台同步马达,和上述电力转换手段,及上 述磁极位置检测手段;而 这些各群的上述同步马达的电源是会被逐步的从 电力转换手段转接到工业电源者。21.如申请专利 范围第18至20项中任一项之同步马达的群运转控制 系统,其中再包含: 设置在上述工业电源到多数的同步马达之供电线 路上之阻抗元件;而 该阻抗元件是将上述同步马达的电源从电力转换 手段转接到工业电源当时的过大电流抑制后,其输 入、出端会被短路者。22.如申请专利范围第18至20 项中任一项之同步马达的群运转控制系统,其中: 上述转换控制手段是在于上述多台同步马达经过 起动,并加速到工业电源电压及工业电源频率附近 的状态时,对于工业电源电压与由同步马达的旋转 所产生的感应电压加以比较,当其差异电压及/或 其变化的速度在所定范围内时,将同步马达转接到 工业电源运转者。23.一种同步马达的群运转控制 方法,其系对多台同步马达在工业电源频率下,实 施同步运转控制之同步马达群运转控制之方法,其 特征为: 将多数的同步马达中的一部作为引示马达,并直接 或间接的检测该引示马达的转子磁极位置;而, 在以上述工业电源频率同步运转之状态下,依据由 上述所检测之引示马达的转子磁极位置与其定子 绕组所作成的周期性变化磁场之间的相位角,以控 制上述多数的同步马达之电压,改善其功率因数及 转矩角,而由此电压控制,以使上述的同步马达可 在工业电源频率下安定的运转者。24.如申请专利 范围第23项之同步马达的群控制方法,其中, 上述同步马达的电压控制是由对于半导体开关元 件的激发角之控制所执行者。25.一种同步马达的 群运转控制系统,其系在于具多台的同步马达;可 起动这些马达,使其转速增加到工业电源频率所用 之起动手段;及将这些同步马达从上述起动手段的 起动运转转接到工业电源运转所用的手段之同步 马达的群运转控制系统中,其特征为: 将上述多数的同步马达之中的一部作为引示马达; 而且有; 以直接或间接的方式检测该引示马达的转子磁极 位置之磁极位置检测手段;和, 在以上述工业电源频率的同步运转状态下,依据由 上述所检测之引示马达的转子磁极位置与其定子 绕组所作成的周期性变化磁场之间的相位角,以控 制上述多数的同步马达之电压,以使其在工业电源 频率下,改善其功率因数及转矩角之电压控制电路 者。26.如申请专利范围第25项之同步马达的群运 转控制系统,其中, 上述多台的同步马达系被分割为多数的同步马达 群,以使每一群中各含有与上述起动手段的起动能 力相称之多数同步马达; 上述起动手段是逐步的起动上述各同步马达群;而 上述转接到工业电源运转所用的手段是将已被起 动的各同步马达群逐步的转接到工业电源运转者 。27.如申请专利范围第25或26项之同步马达的群运 转控制系统,其中, 上述电压控制电路是利用对于半导体开关控制元 件的激发角之控制,以执行电压控制之电路者。28. 如申请专利范围第25或26项之同步马达的群运转控 制系统,其中 上述起动手段是一种将可使转速从起动开始慢慢 增加到工业电源频率之调速方式所需的输出电力, 供应于上述同步马达之电力转换手段者。29.如申 请专利范围第25或26项之同步马达的群运转控制系 统,其中, 上述起动手段是一种由工业电源所起动,且,将其 由于速度的变化而其电压及频率也会变化的输出 电力,供应于上述同步马达之旋转电机者。图式简 单说明: 第1图:本发明实施例1之同步马达群运转控制系统 构成图。 第2图:同上系统中的引示马达一例之断面图。 第3图:同上系统中的同步马达转子之一例图。 第4图:同上系统中的引示马达和供电装置之电路 方块图。 第5图:本发明实施例2之同步马达群运转控制系统 构成图。 第6图:同上系统中的引示马达和供电装置之电路 方块图。 第7图:本发明中的同步马达另一例之断面图。 第8图:适用于本发明的线槽内分布绕组及磁极集 中绕组之马达说明图。 第9图:同上磁极集中绕组马达的定子与转子之断 面图。 第10图:同步马达的代表性运转特性之V曲线图。 第11图:同步马达在各大小阶段的施加电压下之转 矩曲线图。 第12图:同步马达的等价电路图及向量图。 第13图:本发明实施例3之同步马达群运转控制系统 构成图。 第14图:本发明实施例4之同步马达群运转控制系统 构成图。 第15图:本发明实施例5之同步马达群运转控制系统 构成图。 第16图:本发明实施例6之同步马达群运转控制系统 构成图。 第17图:以往的BLDC马达群运转控制系统之构成方块 图。
地址 日本
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