JP2001016884A - Method for controlling prevention of overcurrent accident in motor - Google Patents

Method for controlling prevention of overcurrent accident in motor

Info

Publication number
JP2001016884A
JP2001016884A JP11184749A JP18474999A JP2001016884A JP 2001016884 A JP2001016884 A JP 2001016884A JP 11184749 A JP11184749 A JP 11184749A JP 18474999 A JP18474999 A JP 18474999A JP 2001016884 A JP2001016884 A JP 2001016884A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
motor
target
speed
torque
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11184749A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiro Hanada
敏博 花田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP11184749A priority Critical patent/JP2001016884A/en
Publication of JP2001016884A publication Critical patent/JP2001016884A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent tripping of a motor and continue its operation without causing damages to the motor or machines by, if it is predicted that the speed will be reduced abruptly, lowering the current target value given to the motor to prevent produced torque from exceeding an allowable value. SOLUTION: A current regulator 30 calculates a target voltage Vt to match an actual current Ia, detected through a current converter 28 with a target current It' outputted from a current limiter 26. The result of calculation is inputted to a power converter 34 via a gate pulse generator 32, and a motor terminal voltage V as a target is produced. Such a side guide drive device 20 is further provided with a load torque estimator 40, which estimates a load torque from the produced torque and speed of a motor 14 and a current target interrupter 42, which when the load torque estimated by the load torque estimator 40 exceeds a prescribed value, interrupts the target current It' inputted to the current regulator 30 and to set it to zero.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機の過電流事
故防止制御方法に係り、特に、材料への衝突等により負
荷トルクが急増したときに、電動機電源のトリップを防
止することが可能な、電動機の過電流事故防止制御方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an overcurrent accident prevention control method for a motor, and more particularly to a method for preventing a motor power supply from tripping when a load torque suddenly increases due to a collision with a material or the like. The present invention relates to an overcurrent accident prevention control method for a motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】加熱炉のエキストラクタや圧延機のガイ
ド等の機械を電動機で駆動する際には、これらを所望の
速度で駆動させるために電動機の速度制御を行ってい
る。
2. Description of the Related Art When a machine such as an extractor of a heating furnace or a guide of a rolling mill is driven by an electric motor, the speed of the electric motor is controlled in order to drive these at a desired speed.

【0003】通常の速度制御では、電動機の速度目標と
実速度を比較し、差がある場合に電動機の発生トルク目
標を調整する速度制御系と、電動機の発生トルク目標と
実績値を比較して、両者が等しくなるように電源の発生
電圧等を調整するトルク(電流)制御系を備えている。
そして、負荷トルクが増加したときは速度実績が低下す
るため、トルク目標を増加させて速度を目標と一致させ
る。又、許容トルク以上の負荷トルクが発生した場合
は、電動機や機械装置を保護するために、必要以上のト
ルク(電流)を出さないよう、リミッタを設けている。
In normal speed control, the target speed of the motor is compared with the actual speed, and if there is a difference, the target speed of the motor is adjusted and the target value of the generated torque of the motor is compared with the actual value. And a torque (current) control system that adjusts the generated voltage of the power supply and the like so that both become equal.
When the load torque increases, the actual speed decreases. Therefore, the torque target is increased to match the speed with the target. When a load torque exceeding the allowable torque is generated, a limiter is provided to protect the electric motor and the mechanical device so as not to generate an excessive torque (current).

【0004】ところが、材料への衝突等により負荷トル
クが急増すると、リミッタでは抑えきれずに、電動機の
発生トルクが許容値を超えて上昇する、いわゆる過電流
事故が発生する。このような事態が発生したときは、電
動機や機械を保護するために、強制的に電動機電源を停
電させている(トリップと称する)。
However, if the load torque increases suddenly due to a collision with a material or the like, a so-called overcurrent accident occurs, in which the limiter cannot completely suppress the load torque and the generated torque of the electric motor exceeds an allowable value. When such a situation occurs, the motor power supply is forcibly shut down (called a trip) to protect the motor and the machine.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そのため、原因を調査
して再度運転を再開するまでに時間を要する。又、最悪
の場合、トリップによる急激な停止によって、電動機や
機械が損傷する可能性がある等の問題点を有していた。
Therefore, it takes time to investigate the cause and restart the operation again. Further, in the worst case, there is a problem that the electric motor or the machine may be damaged by a sudden stop due to a trip.

【0006】このような問題点を解決するべく、実用新
案登録第2522769号では、ストリップ巻取用電動
機を制御する際に、電動機電流値をフィードバックし
て、現在の過負荷の度合を演算し、ストリップが電動機
の最大過負荷耐量以内で巻き取り得るかどうかを判定
し、可能である場合には、現在の設定張力と速度でスト
リップを巻き取り、一方、ストリップを最大過負荷耐量
以内で巻き取るのが不可能と判断された場合には、スト
リップの巻取終了時点で最大過負荷耐量となる張力を演
算して、設定張力を自動的に修正し、これにより、電動
機をトリップさせることなく、電動機性能を最大限に引
き出すことが記載されているが、ストリップ巻き取り時
の張力制御以外には適用できなかった。
In order to solve such a problem, Japanese Utility Model Registration No. 2522769 discloses that when controlling a strip winding motor, the motor current value is fed back to calculate the current degree of overload. Determines whether the strip can be wound within the motor's maximum overload capacity and, if possible, winds the strip at the current set tension and speed, while winding the strip within the maximum overload capacity If it is determined that it is not possible, the tension at which the maximum overload capacity is calculated at the end of the winding of the strip is calculated, and the set tension is automatically corrected, so that the motor is not tripped. It is described that the performance of the motor is maximized, but it could not be applied to anything other than tension control during strip winding.

【0007】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、電動機のトリップを未然に防止し
て、電動機や機械の損傷を起こすことなく、運転を継続
可能とすることを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is an object of the present invention to prevent a trip of an electric motor and to continue the operation without damaging the electric motor or the machine. And

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、電動機の発生
トルクと速度から負荷トルクを推定し、該推定した負荷
トルクが急増し、速度が急激に低下すると予測される場
合には、電動機に与える電流目標値を低下させることに
より、発生トルクが許容値を超えて上昇するのを防止す
るようにして、前記課題を解決したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a load torque is estimated from a generated torque and a speed of an electric motor, and when the estimated load torque is expected to increase rapidly and the speed is suddenly decreased, the motor is connected to the motor. The object of the present invention is to solve the above problem by lowering the target current value to prevent the generated torque from increasing beyond an allowable value.

【0009】又、前記負荷トルクを、電動機と負荷の合
計慣性モーメント、速度変化率、及び、電流実績から推
定するようにしたものである。
The load torque is estimated from the total moment of inertia of the motor and the load, the rate of change in speed, and the actual current.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0011】本実施形態は、図1に示す如く、スラブ1
0の横方向位置をガイドするためのサイドガイド12を
直流電動機14により駆動するサイドガイド駆動装置2
0に本発明を適用したものである。
In this embodiment, as shown in FIG.
Side guide driving device 2 for driving a side guide 12 for guiding a horizontal position of the motor 0 by a DC motor 14.
0 applies the present invention.

【0012】このサイドガイド駆動装置20において
は、速度目標Stと、速度センサ22で検出される速度
実績Saを一致させるために必要なトルク(電流)目標
Itを速度調整器24で演算し、その結果を電流目標It
として出力する。この電流目標Itは、駆動系や負荷
(サイドガイド12)の特性によって定まる制限値以上
のトルクを発生させないように電流リミッタ26を介し
て電流調整器30に入力される。この電流調整器30で
は、電流変換器(CT)28で検出される電流実績Ia
を、電流リミッタ26から出力される電流目標It′と
一致させるための電圧目標Vtを演算する。その結果
は、ゲートパルス発生器32を介して電力変換器34に
入力され、目標とする電動機端子電圧Vが発生される。
In the side guide driving device 20, a torque (current) target It necessary for matching the speed target St with the actual speed Sa detected by the speed sensor 22 is calculated by the speed adjuster 24. The result is the current target It
Output as This current target It is input to the current regulator 30 via the current limiter 26 so as not to generate a torque exceeding a limit value determined by the characteristics of the drive system and the load (side guide 12). In the current regulator 30, the current record Ia detected by the current converter (CT) 28
To the current target It 'output from the current limiter 26 to calculate the voltage target Vt. The result is input to the power converter 34 via the gate pulse generator 32, and the target motor terminal voltage V is generated.

【0013】このようなサイドガイド駆動装置20に対
して、本発明においては、更に、電動機14の発生トル
クと速度から負荷トルクを推定する負荷トルク推定器4
0と、該負荷トルク推定器40によって推定した負荷ト
ルクが所定値を超えたときに前記電流調整器30に入力
される電流目標It′を遮断して零とするための電流目
標遮断器42とを備えている。
In the present invention, a load torque estimator 4 for estimating the load torque from the generated torque and speed of the electric motor 14 is provided for the side guide drive device 20 in the present invention.
0, a current target breaker 42 for interrupting the current target It 'input to the current regulator 30 to zero when the load torque estimated by the load torque estimator 40 exceeds a predetermined value; It has.

【0014】該トルク負荷推定器40は、負荷トルクT
loadと回転数N及び電動機発生トルクTmotの間の次式
(1)又は(2)の関係を用いて、オブザーバや微分フ
ィルタ等によりトルク実績推定値T〜loadを求める。
The torque load estimator 40 calculates a load torque T
Using the relationship of the following equation (1) or (2) between load, the rotation speed N, and the motor generated torque Tmot, the estimated torque actual value T to load is obtained by an observer, a differential filter, or the like.

【0015】 J・(dN/dt)=Tmot−Tload =K1・I−Tload …(1) Tload=J・(dN/dt)+K1・I …(2)J · (dN / dt) = Tmot−Tload = K1 · I−Tload (1) Tload = J · (dN / dt) + K1 · I (2)

【0016】ここで、Jは、電動機と負荷の合計慣性モ
ーメント、K1は定数である。
Here, J is the total moment of inertia of the motor and the load, and K1 is a constant.

【0017】ここで、オブザーバや微分フィルタ等を用
いているのは、(1)又は(2)式では速度Nの微分項
があるため、このままではノイズ等により使えないため
である。
The reason why the observer and the differential filter are used is that the equation (1) or (2) has a differential term of the speed N, and cannot be used as it is due to noise or the like.

【0018】そして、次式の関係が成立したときに、前
記電流目標遮断器42により電流目標Itを零とする。
When the following relationship is established, the current target breaker 42 sets the current target It to zero.

【0019】 T〜load>K2・T〜mot …(3)T〜load> K 2 · T〜mot (3)

【0020】ここで、K2は、T〜loadの推定精度によ
り決定する定数、T〜motは、電動機のトルク上限であ
る。
Here, K2 is a constant determined by the estimation accuracy of T to load, and T to mot is the upper limit of the torque of the motor.

【0021】以下、図2を参照して動作を説明する。The operation will be described below with reference to FIG.

【0022】図2(A)は、サイドガイド12の開度を
閉方向に変更中に、スラブ10が衝突したときの速度と
電流の時間変化を示す。時刻t1にスラブ10と衝突
し、電動機回転速度は急激に低下する。
FIG. 2A shows a time change of the speed and the current when the slab 10 collides while the opening degree of the side guide 12 is changed in the closing direction. At time t1, it collides with the slab 10, and the rotational speed of the motor rapidly decreases.

【0023】図2(B)は、本発明を用いない場合の電
流変化を示す。スラブ10の衝突により速度が低下する
が、電流調整器30の応答遅れのために、直ぐに電流目
標Itは変化しない。しかし、電流実績Iaは、次式の関
係により上昇する。
FIG. 2B shows a current change when the present invention is not used. Although the speed is reduced by the collision of the slab 10, the current target It does not change immediately due to the response delay of the current regulator 30. However, the current result Ia increases according to the following equation.

【0024】 N=K3・(V−I・R) …(4)N = K 3 · (VIR) (4)

【0025】ここで、K3は定数、Rは電動機回路の電
気抵抗である。
Here, K3 is a constant, and R is the electric resistance of the motor circuit.

【0026】具体的には、時刻t2から電流目標Itが上
昇し始め、時刻t3に電流リミット値Imに到達し、一定
となる。一方、電流実績Iaは、(4)式で端子電圧V
が上昇し、回転数Nが零となっているため、上昇し続け
る。電流調整器30は、電流実績を低下させるために、
端子電圧Vを低下させるが、通常応答が間に合わず、遂
に時刻t4に過電流値Inに到達し、保護のため、強制的
に電源が遮断され、トリップ状態となる。
More specifically, the current target It starts to rise from time t2, reaches the current limit value Im at time t3, and becomes constant. On the other hand, the actual current Ia is expressed by the terminal voltage V
Rise, and the rotation speed N is zero, so that it keeps rising. The current regulator 30 is used to reduce the current performance.
Although the terminal voltage V is lowered, the normal response cannot be made in time, and finally reaches the overcurrent value In at the time t4. For protection, the power supply is forcibly shut off and a trip state occurs.

【0027】図2(C)に、本発明を適用したときの電
流変化を示す。時刻t2で電流目標Itは若干増加する
が、時刻t3で電流目標Itが遮断され、電流実績Iaも
低下する。これにより、衝突が発生した場合にも、過電
流事故を起こすことがなくなり、トリップも無くなる。
FIG. 2C shows a current change when the present invention is applied. At time t2, the current target It slightly increases, but at time t3, the current target It is cut off, and the current result Ia also decreases. As a result, even when a collision occurs, an overcurrent accident does not occur and a trip is eliminated.

【0028】本実施形態においては、負荷トルクが急増
したときに、電流目標遮断器42により電流目標値を零
としているので、構成が簡略である。なお、電流目標を
零でなく、他の小さな値に低下させることも可能であ
る。又、電流目標遮断器42の代わりに、電流調整器3
0の出力を遮断したり、ゲートパルス発生器32のパル
スを停止してもよい。
In this embodiment, when the load torque suddenly increases, the current target value is set to zero by the current target circuit breaker 42, so that the configuration is simple. In addition, it is also possible to reduce the current target to a small value other than zero. Further, instead of the current target circuit breaker 42, the current regulator 3
The output of 0 may be cut off, or the pulse of the gate pulse generator 32 may be stopped.

【0029】本実施形態においては、直流電動機を用い
ていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、交流
電動機を用いた可変速装置にも同様に適用可能である。
又、サイドガイド駆動装置以外にも、加熱炉のエクスト
ラクタ等、他の機械の駆動装置にも同様に適用できるこ
とは明らかである。
In the present embodiment, a DC motor is used. However, the application of the present invention is not limited to this, and the present invention can be similarly applied to a variable speed device using an AC motor.
It is apparent that the present invention can be similarly applied to a drive device of another machine other than the side guide drive device, such as an extractor of a heating furnace.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、負荷トルクが急増して
電動機のトルクリミッタ等では抑制不可能と予想される
場合でも、過電流事故を防止することができ、電動機や
機械系の損傷を起こすことなく、運転を継続することが
可能になる。
According to the present invention, an overcurrent accident can be prevented and damage to the motor and mechanical system can be prevented even when the load torque suddenly increases and cannot be suppressed by a torque limiter of the motor. It is possible to continue the operation without causing any trouble.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明が適用されたサイドガイド駆動装置の実
施形態を示すブロック線図
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a side guide driving device to which the present invention is applied.

【図2】従来例及び本発明の実施形態における、サイド
ガイドの開度を閉方向に変更中にスラブが衝突したとき
の速度及び電流の時間変化を比較して示す線図
FIG. 2 is a diagram showing a comparison of a time change of a speed and a current when a slab collides while the opening degree of a side guide is changed to a closing direction in a conventional example and an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…スラブ 12…サイドガイド 14…直流電動機 20…サイドガイド駆動装置 22…速度センサ 24…速度調整器 26…電流リミッタ 28…電流変換器(CT) 30…電流調整器 32…ゲートパルス発生器 34…電力変換器 40…負荷トルク推定器 42…電流目標遮断器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Slab 12 ... Side guide 14 ... DC motor 20 ... Side guide drive device 22 ... Speed sensor 24 ... Speed adjuster 26 ... Current limiter 28 ... Current converter (CT) 30 ... Current adjuster 32 ... Gate pulse generator 34 ... power converter 40 ... load torque estimator 42 ... current target breaker

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02P 5/00 H02P 5/00 U X P Fターム(参考) 5G004 AA05 AB02 BA04 DA01 EA01 5G044 AA01 AA07 AC02 AE01 CA01 CA07 CA11 CE08 5H550 AA03 AA20 BB08 DD01 GG03 GG05 JJ04 JJ11 JJ23 JJ26 LL01 LL22 LL32 MM02 MM04 5H571 AA05 AA20 BB07 GG02 GG04 HA11 HB01 HD03 JJ04 JJ23 JJ26 JJ28 LL01 LL22 LL29 MM02 MM04 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02P 5/00 H02P 5/00 UXP F term (Reference) 5G004 AA05 AB02 BA04 DA01 EA01 5G044 AA01 AA07 AC02 AE01 CA01 CA07 CA11 CE08 5H550 AA03 AA20 BB08 DD01 GG03 GG05 JJ04 JJ11 JJ23 JJ26 LL01 LL22 LL32 MM02 MM04 5H571 AA05 AA20 BB07 GG02 GG04 HA11 HB01 HD03 JJ04 JJ23 JJ26 JJ28 LL28

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電動機の発生トルクと速度から負荷トルク
を推定し、 該推定した負荷トルクが急増し、速度が急激に低下する
と予測される場合には、電動機に与える電流目標値を低
下させることにより、発生トルクが許容値を超えて上昇
するのを防止することを特徴とする電動機の過電流事故
防止制御方法。
A load torque is estimated from a generated torque and a speed of a motor, and when the estimated load torque is expected to increase rapidly and the speed is suddenly reduced, a target current value to be applied to the motor is reduced. And preventing the generated torque from exceeding an allowable value, thereby preventing an overcurrent accident of the motor.
【請求項2】請求項1において、前記負荷トルクを、電
動機と負荷の合計慣性モーメント、速度変化率、及び、
電流実績から推定することを特徴とする電動機の過電流
事故防止制御方法。
2. The method according to claim 1, wherein the load torque is obtained by calculating a total moment of inertia of a motor and a load, a rate of change in speed, and
An overcurrent accident prevention control method for an electric motor, characterized by estimating from an actual current.
JP11184749A 1999-06-30 1999-06-30 Method for controlling prevention of overcurrent accident in motor Pending JP2001016884A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11184749A JP2001016884A (en) 1999-06-30 1999-06-30 Method for controlling prevention of overcurrent accident in motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11184749A JP2001016884A (en) 1999-06-30 1999-06-30 Method for controlling prevention of overcurrent accident in motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001016884A true JP2001016884A (en) 2001-01-19

Family

ID=16158680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11184749A Pending JP2001016884A (en) 1999-06-30 1999-06-30 Method for controlling prevention of overcurrent accident in motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001016884A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002354860A (en) * 2001-05-29 2002-12-06 Toyo Electric Mfg Co Ltd Motor controller provided with function of preventing damage to mechanical apparatus
KR100438620B1 (en) * 2002-02-22 2004-07-02 엘지전자 주식회사 Driving control apparatus for reciprocating compressor
US7140818B2 (en) 2001-10-16 2006-11-28 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Tool, tool holder, and machine tool
JP2009296678A (en) * 2008-06-02 2009-12-17 Panasonic Corp Output estimating device, motor controller using the same, and motor control system
JP2010004696A (en) * 2008-06-23 2010-01-07 Panasonic Corp Device for estimating output, motor controller using it and motor control system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002354860A (en) * 2001-05-29 2002-12-06 Toyo Electric Mfg Co Ltd Motor controller provided with function of preventing damage to mechanical apparatus
US7140818B2 (en) 2001-10-16 2006-11-28 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Tool, tool holder, and machine tool
US7367761B2 (en) 2001-10-16 2008-05-06 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Tool, tool holder and machine tool
KR100438620B1 (en) * 2002-02-22 2004-07-02 엘지전자 주식회사 Driving control apparatus for reciprocating compressor
JP2009296678A (en) * 2008-06-02 2009-12-17 Panasonic Corp Output estimating device, motor controller using the same, and motor control system
JP2010004696A (en) * 2008-06-23 2010-01-07 Panasonic Corp Device for estimating output, motor controller using it and motor control system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3087664B1 (en) Soft starter system and method of operating same
JP4131079B2 (en) Inverter device and current limiting method thereof
US8076896B2 (en) Inverter controller and method for operating the same
US4767976A (en) Control system for PWM inverter
EP1739823B1 (en) Current limiting strategy
US20020117992A1 (en) Control method of compressor motor and inverter equipped with the same method
JPH0965689A (en) Driver of induction motor
JP2005295614A (en) Deceleration method of ac motor and inverter
JPH11150998A (en) Inverter device
JP2001016884A (en) Method for controlling prevention of overcurrent accident in motor
JP2014143920A (en) Inverter device
JP4524855B2 (en) PWM control inverter
CN108242899B (en) Method for controlling an inverter
JP2008154335A (en) Inverter and method for suppressing overvoltage
JP7424109B2 (en) Power conversion device and its control method
JP3038225B2 (en) Reverse power flow prevention device for grid-connected power generator
JPH0270280A (en) Control method for electric motor
JP3322118B2 (en) Induction motor control device
JP3110233B2 (en) Electric vehicle control device
JP3175417B2 (en) AC servomotor overload protection device
JP2980452B2 (en) Inverter device
JP2005006421A (en) Generating set
JP4017933B2 (en) AC excitation type generator motor
JP5125587B2 (en) Motor control device and motor control method
JP2000217260A (en) Protector for system linkage of power generation facility