CN1329768A

CN1329768A - 控制装置

Info

Publication number: CN1329768A
Application number: CN99814053A
Authority: CN
Inventors: 白石康裕; 大村和也
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2002-01-02
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: US7057629B1; EP1150406B1; DE69942673D1; TW476186B; KR20010107996A; JP3783625B2; EP1150406A1; KR100579768B1; CN1214503C; EP1150406A4; WO2001029946A1

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够容易并且迅速地设定输出频率的控制装置,使用以手动旋转手柄而产生指令脉冲的手动脉冲发生器,根据操作人员进行手柄操作的旋转速度而来改变频率设定值的变化幅度。

Description

控制装置

背景技术

本发明涉及调速驱动电动机的逆变器装置、伺服驱动装置等的控制装置。

图5是表示以往的逆变器装置的构造框图。在该图中，10是逆变器主电路，11是将交流电压变换成直流电压的整流器，12是对直流电压进行滤波的电容，13是由晶体管与二极管构成的将直流电压变换为交流电压的逆变器，逆变器主电路10由整流器11、电容12及逆变器13构成。14是利用逆变器13的输出进行调速驱动的电动机。又，20是具有与外部的接口并且控制逆变器13的逆变器控制电路，21是非易失性存储器，22是进行频率及参数等的设定及显示的操作面板，30是分别与非易失性存储器21及操作面板22连接并且根据从操作面板22输入的信息以及存储在非易失性存储器21中的信息进行各种运算的微型计算机(以下，记作CPU)。

又，操作面板22是由显示数据用的显示部分23、进行显示数据的选择、改变、确认、逆变器的运行及停止等操作的键盘24以及可变电阻25构成，该可变电阻根据旋转角度，将电压从0V到5V之间变化并输出。

又，在CPU30中，31是读取由操作面板22上的键盘24提供的ON/OFF信号的键输入手段，32是检测由操作面板22上的可变电阻25输入的模拟数值并且进行数字化的可变电阻输入手段，33是分析从键输入手段31与可变电阻输入手段32获得的输入信号并且输出与外部输入对应的数据的控制面板控制手段，34是控制操作面板22上的显示部分23的显示手段。

35是逆变器控制手段，所述逆变器控制手段35根据从控制面板控制手段33获得信息对逆变器13的晶体管进行ON/OFF控制，通过这样控制逆变器装置的启动、停止、改变输出频率等，生成输出频率、输出电流等向显示部分23输出的数据并且将这些数据传送到控制面板控制手段33。

又，36是读出非易失性存储器21的数据并且进行写入的存储器信息交换手段，控制面板控制手段33根据需要向存储器信息交换手段36要求读出或写入非易失性存储器21的数据。

CPU30其内部预先由软件构成的键输入手段31、可变电阻输入手段32、控制面板控制手段33、显示手段34、逆变器控制手段35以及存储器信息交换手段36构成。

下面，对于以往装置的动作进行说明。

当由电源向逆变器供给电压时，CPU30利用存储器信息交换手段36读出非易失性存储器21的数据，并且根据该参数的信息由控制面板控制手段33将适当的数据输出到显示部分23。在显示部分23通常显示逆变器的输出频率，由此可知当前逆变器装置的状态(运行状态、停止状态)或运行状态下是以多少Hz进行运行。

在改变输出频率时有两种方式，一种是由可变电阻25以模拟数值进行改变，另一种是通过按下键盘24中的“△”以及“”(没有图示)键以数字数值进行改变。可以通过键盘中的“运行模式切换”键(没有图示)来选择上述两种运行模式。

由可变电阻25来改变输出频率的情况下，首先通过“运行模式切换”选择模拟运行模式。从键输入手段31接收操作面板22发出的该信息并且根据逆变器控制手段35的内部状态来改变运行模式。然后，当操作可变电阻25时(频率设定时，若顺时针方向旋转，则频率设定值增加)，可变电阻值输入手段32检测出由可变电阻25输入的电压，并且在内部变换为数字量。数字化后的数据被传送到控制面板控制手段33，并且根据预先存储在非易失性存储器21中的校正值数据来将该数据变换成为设定频率值。

在通过可变电阻的设定来改变输出频率的情况下，在通过可变电阻设定输出频率之后，为了在一定的加速减速时间中达到设定值，常会出现这样的现象，即有时会超过目标值，或者为了再次调整则会低于目标值，经常很难达到目标值。又，通过可变电阻的设定来改变频率时，很难精确地固定在60.0Hz这样的无小数数值上。

又，在以数字值来设定频率的情况下，与上述相同，首先将运行模式切换为数字运行模式，然后，通过按下用于变换操作面板状态的“MODE”键(没有图示)等操作，将显示/操作模式由监控模式变换为频率设定模式。然后，通过键盘24中的“△”键以及“”键来改变数值。由于随时将变化中的数值显示在显示器24上，操作人员可以一面观察显示部分24的值，一面按下“△”键以及“”键来改变设定值，在设定任意值之后，通过按下用于确认更改后数值的“SET”键(没有图示)等的操作来确定该值。

控制面板控制手段33随时通过键输入手段31以及电位器输入手段32读出操作人员通过操作面板22输入的内容。例如，当控制面板控制手段33利用来自键输入手段31的信号检测出输入了逆变器的启动指令时，将信息传递到逆变器控制手段35，逆变器控制手段35开始计算输出频率以及输出电压。又，若电位器输入手段32检测出模拟值的输入变化时，控制面板控制手段33根据模拟信号改变设定频率，并且将信息传送到逆变器控制手段35，逆变器控制手段35根据设定频率改变输出频率以及输出电压。

对于通过键来设定输出频率，首先，键盘24具有用于转换输出频率监控模式、频率设定模式或参数设定模式等(没有图示)模式状态的“MODE”键，每当输入“MODE”键时，则键输入手段31将该信息传递到控制面板控制手段33。

在频率设定模式中，首先，在显示部分23中显示当前的设定频率，若输入“△”键以及“”键，则键输入手段31检测按键时间或者按键次数，并且将变化量传递到控制面板控制手段33。控制面板控制手段33计算相当于变化量的频率变化量△f并且与当前的设定频率相加，将数据传递到显示手段34，于是将变化后的文字数据输出到显示部分23。然后，当输入键盘中具有确认功能的“SET”键时，该信息通过键输入手段31传递到控制面板控制手段33，控制面板控制手段33将设定频率更新为当前的数据。将更新后的设定频率数据传送到逆变器控制手段35，对于每一软件处理的周期，计算出加速减速时间所对应的输出频率。然后，在逆变器控制手段35的内部将输出频率变换为对逆变器13的晶体管进行ON/OFF的信号，并且最后输出到逆变器13。

在上述以往的逆变器装置中，在通过可变电阻来设定输出频率的情况下，存在很难将频率确切灵敏地固定在频率设定值上这样的问题。又，在进行数字设定的情况下，一旦切换到频率设定模式之后，存在必须通过“△”键以及“”键来改变设定值的问题。

本发明为了解决上述问题，目的在于能够迅速容易地改变逆变器的输出频率并且不会因改变频率时超调而发生输出频率的摆动。

又，本发明的目的是使得以可变电阻改变设定值的操作变得容易并且灵敏。

发明内容

本发明的控制装置具有显示输出频率以及频率设定值的显示部分、选择显示运行状态的监控模式或设定各种数据的设定模式等操作模式的操作模式选择键、用于确定设定值的确认键或数字键等的键盘，还具备以手动旋转手来产生指令脉冲的手动脉冲发生器、检测从所述手动脉冲发生器输出的脉冲并且计算单位时间脉冲变化量的脉冲输入手段、根据从所述脉冲输入手段输出的单位时间的脉冲变化量来计算输出频率的控制面板控制手段，因此，能够容易地设定输出频率。

又，由于即使操作模式为设定模式以外模式的情况下，当从上述脉冲输入手段有数据输出时，上述控制面板控制手段也可以进行设定操作，因此，没有必要将操作模式切换为设定模式，并且能够容易地进行输出频率的设定操作。

又，由于上述控制面板控制手段根据单位时间的脉冲变化量能够改变脉冲变化量与频率设定值变化量之间的比例，因此，能够迅速地设定输出频率。

再者，由于在所述手动脉冲发生器停止操作之后可以在一定时间内维持此前的脉冲变化量与频率设定值变化量之间的比例，因此，在设定输出频率时超出设定值情况下，能够迅速地进行修正。

最后，由于在所述确认键输入之后使得操作所述手动脉冲发生器而设定的设定值为有效，因此，可以消除在目标设定值附近的调整而导致输出频率的摆动。

附图简述

图1是表示本发明一实施形态的逆变器的构造框图。

图2表示本发明一实施形态的逆变器其设定频率处理的流程图。

图3是表示本发明一实施形态的逆变器在以手动脉冲发生器进行频率设定中单位时间内获得的脉冲数与设定频率数值的变化量之间的关系表格。

图4是表示本发明一实施形态的逆变器的频率设定处理流程图。

图5是表示以往的逆变器的构造框图。

最佳实施形态

图1是表示本发明一实施形态的逆变器的构造框图。在该图中，10～14、21、23、24、31、34～36与图5所示的以往的装置相同，省略对它们的说明。

1是以手动旋转手柄来产生指令脉冲的手动脉冲发生器，2是操作面板，3是脉冲输入手段，4是控制面板控制手段，5是CPU，6是逆变器控制电路。

图1是将图5所示的以往装置中的可变电阻25替换为手动脉冲发生器1，并且对应地将可变电阻输入手段32替换为脉冲输入手段3。

手段脉冲发生器1具有根据旋转来产生脉冲的编码器功能，在频率的设定或者参数的设定中，使用该手动脉冲发生器1，通过顺时针方向的旋转来增加数据值，通过逆时针方向的旋转来减少数据值。

下面，对于动作进行说明。

当由电源向逆变器供给电压时，CPU5利用存储器信息交换手段36读出非易失性存储器21的数据，并且根据该参数的信息由控制面板控制手段4将适当的数据输出到显示部分23。在显示部分23中，通常显示逆变器输出频率，而当为了改变输出频率而旋转手动脉冲发生器1时，脉冲输入手段3获得脉冲的变化并且将信息传递到控制面板控制手段4。若当前操作模式为监控模式，则控制面板控制手段4接收来自手段脉冲发生器1的脉冲输入，并且将操作模式变换为频率设定模式。

又，脉冲输入手段3检测编码器脉冲，并且将变化量传递到控制面板控制手段4。控制面板控制手段4计算该变化量所相当的频率变化量△f并且与当前的设定频率相加，然后将数据传送到显示手段34，于是将变换后的文字数据输出到显示部分23。

操作人员一面观察显示部分23的值，一面利用手动脉冲发生器1来改变设定值，并且在改变后输入确认数值用的“SET”键。

然后，通过键输入手段31将“SET”键输入时的设定值信息传送到控制面板控制手段4，并且控制面板控制手段4将设定频率更新为当前的数据。同时，控制面板控制手段4在输入“SET”键后将操作模式回复到监控模式，并且将监控值数据传递到显示手段34。

将更新后的设定频率数据传递到逆变器控制手段35，在每一软件的周期中，计算出加速时间、减速时间所对应的输出频率。然后，在逆变器控制手段35的内部，将输出频率变换成用于对晶体管进行ON/OFF的信号，并且最终输出到逆变器13。

图2表示本发明一实施形态的逆变器装置的频率设定处理流程图。

在步骤S1中，确认当前的操作模式是否为监控模式，当为监控模式的情况下，接着在步骤S2确认手动脉冲发生器1是否正在旋转。当手动脉冲发生器1没有旋转时，在步骤S3中使得操作模式为监控模式。

又，在步骤S2中，当判定为手动脉冲发生器1在旋转时，则在步骤S4中，将操作模式变换为频率设定模式，接着在步骤S5根据脉冲变化量改变设定值数据。

当在步骤S1中判定当前的操作模式不为监控模式时，接着在步骤S6确认是否为频率设定模式，当不为频率设定模式时，在步骤S7中进行其他模式处理。另外，当在步骤S6中判定当前操作模式为频率设定模式时，在步骤S8中确认手动脉冲发生器是否停止工作，当手动脉冲发生器没有停止工作(手动脉冲发生器正在旋转)时，继续步骤S4，将操作模式变换为频率设定模式。当在步骤S8中判定手动脉冲发生器为停止时，接着在步骤S9确认手动脉冲发生器停止工作是否经过了5秒钟，当经过5秒钟时，继续步骤S3，将操作模式变换为监控模式。在步骤S9的判定中，当手动脉冲发生器的操作停止还没有经过5秒钟时，在步骤S10时钟计时。

图3是表示本发明一实施形态的逆变器装置在以手动脉冲发生器进行频率设定中单位时间内获取的脉冲数与设定频率数值的变化量之间的关系表格。

根据单位时间中获取的脉冲数来改变频率设定值变化量，在该图中表示下述示例，单位时间中获得的脉冲数(脉冲数/100ms)为1～5个时，作为通常设定模式，

1～5个脉冲数/100ms时：频率设定值变化量为0.1～0.5，

又，单位时间中获取的脉冲数(脉冲数/100ms)为6～10个时，作为加速设定模式，

6个脉冲数/100ms时：频率设定值变化量为1.0，

7个脉冲数/100ms时：频率设定值变化量为2.0，

8个脉冲数/100ms时：频率设定值变化量为3.0，

9个脉冲数/100ms时：频率设定值变化量为4.0，

10个脉冲数/100ms时：频率设定值变化量为5.0。

在控制面板控制手段4中，使频率的变换量Δf与手动脉冲发生器的刻度盘的旋转速度即单位时间中获取的脉冲量成比例，若缓慢(例如，图3中1个脉冲数/100mS)旋转手动脉冲发生器1，则仅逐渐变化0.1Hz(通常设定模式)，而若快速(例如，图3中6～10个脉冲数/mS)旋转，则根据其速度增加变化量(加速设定模式)。

图4是表示本发明一实施形态的逆变器装置中频率设定处理的流程图。

在步骤S21中，确认从上次处理起是否经过100mS，若上次处理起还未满100mS时，则在步骤S22中时钟A计时。

当在步骤S21确认从上次处理起经过了100mS时，则在步骤S23中从手段脉冲发生器1读取脉冲，并且计算下式，

变化量＝本次脉冲数－上次脉冲数。

在步骤S24中确认有无变化量，当变化量不等于0时，在步骤S25中确认变化量绝对值是否大于等于6，当变化量绝对值＜6时，在步骤S26中使得设定模式为通常设定模式。

在步骤S25的判定中当变化量绝对值≥6时，在步骤S27中将设定频率f的最小位清零，并且在步骤S28中使得设定模式为加速设定模式。

对于实际逆变器装置的输出频率，与设定为60.3Hz等带有小数部分的数值的情况相比，经常设定为60.0Hz等不带小数部分的数值，因此，并非仅将参照表格的数值相加，而是先去除小数部分，然后变为加速设定模式，将没有小数部分的数值相加。

在步骤S29中参照表格中的设定值变化量。

当在步骤S24的判定中变化量＝0时，则接着在步骤S30中确认变化量＝0的状态是否持续了0.5秒以上，当变化量＝0的状态持续了0.5秒以上时，在步骤S31中使得设定模式为通常设定模式。

在步骤S30的判定中，当变化量＝0的状态未满0.5秒时，在步骤S32中时钟B计时，在步骤S33中将设定值变化量清零。

使用手动脉冲发生器1将目标值设定为较大数值(例如，60Hz)时，则采用刻度盘每一刻度所相当的变化量较大的加速设定模式。在步骤S30中，在进入加速设定模式之后，即使手动脉冲发生器1的刻度盘停止旋转，在变化量＝0的状态未满0.5秒的情况下，由于维持着加速设定模式，因此，即使通过手动脉冲发生器1的操作而超过目标值的情况下，从超过点起能够以加速设定模式的设定值变化量迅速地回到目标值60Hz。

以上，作为控制装置是以逆变器装置为例进行了说明，但对于伺服驱动装置也是同样的。

工业利用性

如上所述，本发明可以适用于调速驱动电动机的逆变器装置、伺服驱动装置等控制装置中输出频率等变化量的设定。

Claims

1.一种控制装置，其特征在于，

具有显示输出频率以及频率设定值的显示部分、选择显示运行状态的监控模式或设定各种数据的设定模式等操作模式的操作模式选择键、用于确定设定值的确认键等的键盘，

还具备以手动旋转手柄来产生指令脉冲的手动脉冲发生器、检测从所述手动脉冲发生器输出的脉冲并且计算单位时间脉冲变化量的脉冲输入手段、根据从所述脉冲输入手段输出的单位时间的脉冲变化量来计算输出频率的控制面板控制手段。

2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

即使操作模式为设定模式以外的模式情况下，当从所述脉冲输入手段有数据输出时，所述控制面板控制手段也可以进行设定操作。

3.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述控制面板控制手段根据单位时间的脉冲变化量能够改变脉冲变化量与频率设定值变化量之间的比例。

4.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，

在所述手动脉冲发生器停止操作之后，可以在一定时间内维持此前的脉冲变化量与频率设定值变化量之间的比例。

5.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

在所述确认键输入之后，使得操作所述手动脉冲发生器而设定的设定值为有效。