JP2010213557A - Device for controlling of three-phase synchronous motor with miswiring detecting function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力線の誤配線を検出できる機能を備えた三相同期電動機の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a three-phase synchronous motor having a function capable of detecting erroneous wiring of power lines.
特許第２７９７８８２号公報（特許文献１）に示された誤配線検出機能では、電動機を駆動する電力変換器のパワートランジスタの任意の二つを順次オンさせる手段を発生するオン・オフパターンから想定される電流フィードバック信号とサーボモータの制御装置の三相または多相出力の出力電流とを比較する手段によりサーボモータとサーボモータの制御装置とが接続しているかどうかを判断する。また従来の三相同期電動機の動力線誤配線時の保護方法としては、電流指令を与えてｑ軸電流フィードバックと速度の振動を見て誤配線を検出する方式がある。また、直流励磁を行い、モータが停止する位置が正しい位置でない場合には、誤配線として検出するものもある。さらに、ダイナミックブレーキ動作時の相電流を検出し、その相電流の順番が違うと誤配線として検出するものなどがある。 In the erroneous wiring detection function disclosed in Japanese Patent No. 2797882 (Patent Document 1), it is assumed from an on / off pattern that generates means for sequentially turning on any two of the power transistors of a power converter that drives an electric motor. It is determined whether the servo motor and the servo motor control device are connected by means for comparing the current feedback signal to the output current of the three-phase or multi-phase output of the servo motor control device. In addition, as a protection method when the power line of the conventional three-phase synchronous motor is miswired, there is a method of detecting a miswiring by giving a current command and looking at q-axis current feedback and speed vibration. In addition, there is a case in which DC excitation is performed and an incorrect wiring is detected when the position where the motor stops is not the correct position. In addition, there is one that detects a phase current during dynamic brake operation, and detects it as an incorrect wiring if the order of the phase current is different.
図５〜図７は、一般的な同期電動機制御装置にて三相同期電動機の動力線を正常に配線したとき、二相誤配線にしたとき及び三相誤配線にしたときの各指令の波形である。図５〜図７から、二相が誤配線した場合はしばらくの間、ｑ軸電流フィードバックに振動を生ずるが、三相が誤配線した場合はｑ軸電流フィードバックに振動はないことがわかる。このことから、ｑ軸電流フィードバックと速度の振動を見て誤配線を検出する方法で、誤配線の状況によっては、誤配線を検出できないことがわかる。また、直流励磁を用いる方法では、特別に誤配線検出モードを設けて、直流励磁を行って誤配線を検出する必要があり、モータは直流励磁により動いてしまう。機械によっては、移動距離をあまり取れない機械もあり、余分な動きを生じないことが要求される。また、ダイナミックブレーキを用いる方法では、モータを回転させてからダイナミックブレーキを動作させる必要があり、誤配線でモータがうまく動かないのに、モータの回転を前提とするのは難しい。また、三相のダイナミックブレーキが必要であり、単相のダイナミックブレーキを用いる装置の場合には、適用できないという問題がある。このように、従来の誤配線検出技術では、三相誤配線を正しく検出できなかったり、専用の検出モードを設けないと検出できない場合や、回路条件により適用できない場合など、いくつかの問題があった。またモータの動力線に誤配線があると、モータが指令と逆方向に回転したり、振動したりして、本来の指令通りに正しく動いてくれないため、早急に配線を直す必要がある。しかし、従来の誤配線検出技術では、正しく検出できなかったりしたため、原因の特定が遅れ、システムの立ち上げに時間がかかるといった問題があった。 5 to 7 show waveforms of respective commands when the power line of the three-phase synchronous motor is normally wired in the general synchronous motor control device, when the two-phase miswiring is performed, and when the three-phase miswiring is performed. It is. From FIG. 5 to FIG. 7, it can be seen that when two phases are miswired, vibration occurs in the q-axis current feedback for a while, but when three phases are miswired, there is no vibration in the q-axis current feedback. From this, it can be seen that the miswiring cannot be detected depending on the miswiring situation by the method of detecting the miswiring by looking at the q-axis current feedback and the vibration of the speed. Further, in the method using DC excitation, it is necessary to provide a special miswiring detection mode to detect DC wiring and detect miswiring, and the motor moves due to DC excitation. Depending on the machine, there is a machine that cannot take a long moving distance, and it is required that extra movement does not occur. Further, in the method using the dynamic brake, it is necessary to operate the dynamic brake after rotating the motor, and it is difficult to assume the rotation of the motor even though the motor does not move well due to incorrect wiring. In addition, since a three-phase dynamic brake is required, there is a problem that it cannot be applied to a device using a single-phase dynamic brake. In this way, the conventional miswiring detection technology has several problems, such as when three-phase miswiring cannot be detected correctly, when it cannot be detected without a dedicated detection mode, or when it cannot be applied depending on circuit conditions. It was. In addition, if there is an incorrect wiring in the motor power line, the motor will rotate or vibrate in the opposite direction to the command and will not move correctly as the original command, so it is necessary to correct the wiring as soon as possible. However, the conventional miswiring detection technique cannot be detected correctly, so that there is a problem that the identification of the cause is delayed and it takes time to start up the system.
本発明の目的は、三相誤配線を誤配線として検出し、また、直流励磁のような特別な動作や、三相のダイナミックブレーキのような特別な回路を用いることなく、三相同期電動機の誤配線を正しく検出できる誤配線検出機能を備えた三相同期電動機の制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to detect a three-phase miswiring as a miswiring, and without using a special operation such as direct current excitation or a special circuit such as a three-phase dynamic brake. It is an object of the present invention to provide a control device for a three-phase synchronous motor having a miswiring detection function capable of correctly detecting miswiring.
本発明の誤配線検出機能を備えた三相同期電動機は、位置検出部と、フィードバック速度信号発生部と、トルク指令発生部と、電流指令発生部と、電流検出器と、直交二軸変換部と、電機子電流供給装置と、誤配線検出部とを備えている。 A three-phase synchronous motor having an erroneous wiring detection function of the present invention includes a position detection unit, a feedback speed signal generation unit, a torque command generation unit, a current command generation unit, a current detector, and an orthogonal biaxial conversion unit. And an armature current supply device and a miswiring detector.
位置検出部は、三相同期電動機の固定子に対する回転子の回転子位置θｍを検出して回転子位置を示す回転子位置検出信号を出力する。フィードバック速度信号発生部は、三相同期電動機の速度を示すフィードバック速度信号を発生する。トルク指令発生部は、速度指令とフィードバック速度信号とに基づいてトルク指令を発生する。電流指令発生部は、トルク指令に基づいてｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令を出力する。電流検出器は、電機子巻線を流れる少なくとも二相分の電流を検出して該二相分の電流を示す電流信号を出力する。直交二軸変換部は、電流検出器から出力される電流信号および回転子位置信号に基づいて、直交二軸変換によりｄ軸電流フィードバック信号及びｑ軸電流フィードバック信号を演算して出力する。電機子電流供給装置は、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令とｄ軸電流フィードバック信号及びｑ軸電流フィードバック信号とに基づいて、電機子巻線に電機子電流を供給する。また電機子電流供給装置は、位置検出部が検出する回転子位置θｍに基づいて、電機子電流の位相を決定するように構成されている。 The position detection unit detects the rotor position θm of the rotor with respect to the stator of the three-phase synchronous motor, and outputs a rotor position detection signal indicating the rotor position. The feedback speed signal generator generates a feedback speed signal indicating the speed of the three-phase synchronous motor. The torque command generation unit generates a torque command based on the speed command and the feedback speed signal. The current command generation unit outputs a d-axis current command and a q-axis current command based on the torque command. The current detector detects a current of at least two phases flowing through the armature winding and outputs a current signal indicating the current of the two phases. The orthogonal biaxial converter calculates and outputs a d-axis current feedback signal and a q-axis current feedback signal by orthogonal biaxial conversion based on the current signal and the rotor position signal output from the current detector. The armature current supply device supplies an armature current to the armature winding based on the d-axis current command, the q-axis current command, the d-axis current feedback signal, and the q-axis current feedback signal. The armature current supply device is configured to determine the phase of the armature current based on the rotor position θm detected by the position detector.
誤配線検出部は、ｑ軸電流フィードバック信号、フィードバック速度信号及びｑ軸電流指令に基づいて、三相動力線の誤配線があると、ｑ軸電流指令が飽和状態になること、ｑ軸電流フィードバック信号が所定の値以上になること、ｑ軸電流フィードバック信号及びフィードバック速度信号が逆極性になる状況が発生することを利用して、電機子電流供給装置と三相同期電動機との間の三相動力線の誤配線を検出すると、アラーム信号を出力する。すなわち誤配線検出部は、二相誤配線及び三相誤配線が発生したときに、ｑ軸電流フィードバック信号、フィードバック速度信号及びｑ軸電流指令に特有の現象が現れることに着目して、これらの現象に基づいて三相動力線の誤配線を検出する。その結果、本発明によれば、従来のように、直流励磁のような特別な動作や、三相のダイナミックブレーキのような特別な回路を用いることなく、三相同期電動機の誤配線を正しく検出できる。 The miswiring detector detects that the q-axis current command is saturated when there is an incorrect wiring of the three-phase power line based on the q-axis current feedback signal, the feedback speed signal, and the q-axis current command. The three-phase between the armature current supply device and the three-phase synchronous motor by utilizing the situation that the signal becomes a predetermined value or more and the situation where the q-axis current feedback signal and the feedback speed signal are reversed in polarity occurs. When an incorrect wiring of the power line is detected, an alarm signal is output. That is, the miswiring detection unit pays attention to the fact that when two-phase miswiring and three-phase miswiring occur, phenomena peculiar to the q-axis current feedback signal, the feedback speed signal, and the q-axis current command appear. Detects miswiring of three-phase power lines based on the phenomenon. As a result, according to the present invention, it is possible to correctly detect miswiring of a three-phase synchronous motor without using a special operation such as direct current excitation or a special circuit such as a three-phase dynamic brake as in the prior art. it can.
より具体的には、誤配線検出部を、飽和状態判定部と、ｑ軸電流フィードバック信号判定部と、積算部と、判定部とから構成することができる。飽和状態判定部は、ｑ軸電流指令が飽和している状態にあるか否かを判定する。ｑ軸電流フィードバック信号判定部は、ｑ軸電流フィードバック信号の大きさが所定の値以上あるか否かを判定する。積算部は、フィードバック速度信号の極性とｑ軸電流フィードバック信号の極性とが逆の状態にある時間を積算して積算値を出力する。判定部は、積算値が予め定めた累積時間以上になると誤配線と判定してアラーム信号を出力する。ｑ軸電流指令は、二相誤配線及び三相誤配線のいずれの場合でも飽和状態になる。しかし飽和状態だけでは、誤配線が原因で飽和状態になっているのか否かを断定できない。またｑ軸電流フィードバック信号は、二相誤配線及び三相誤配線のいずれの場合でも所定値より小さくなることがない。すなわちｑ軸電流フィードバック信号は、極性が変動するような大きな変動を示すことがない。二相誤配線が発生すると、フィードバック速度信号は、一方の極性から他方の極性へと変化する。また三相誤配線が発生すると、フィードバック速度信号の極性は、一方の極性と他方の極性とを交互に繰り返す。フィードバック速度信号の極性が変化することを一つの条件として誤配線を判定すると、ノイズの発生等を考えると、誤った判断をする。そこで積算部は、フィードバック速度信号の極性とｑ軸電流フィードバック信号の極性とが逆の状態にある時間を積算して積算値を出力する。ここで「時間を積算する」とは、ある期間ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・の間逆極性の関係が成立しているとした場合には、ｔ１＋ｔ２＋ｔ３・・のように各期間を加算することを意味する。常に極性が逆の状態にある場合には、積算を介してしてからの経過時間が、そのまま積算値となる。このようにすると極性が変化しないフィードバック速度信号を判断基準として、ｑ軸電流フィードバック信号の極性の変化を見るため、確実に極性が変化している区間を判定することができる。 More specifically, the miswiring detection unit can be composed of a saturation state determination unit, a q-axis current feedback signal determination unit, an integration unit, and a determination unit. The saturation state determination unit determines whether or not the q-axis current command is in a saturated state. The q-axis current feedback signal determination unit determines whether the magnitude of the q-axis current feedback signal is equal to or greater than a predetermined value. The integrating unit integrates the time during which the polarity of the feedback speed signal and the polarity of the q-axis current feedback signal are opposite to output an integrated value. The determination unit determines that the wiring is incorrect and outputs an alarm signal when the integrated value exceeds a predetermined accumulated time. The q-axis current command is saturated in both cases of two-phase miswiring and three-phase miswiring. However, it is not possible to determine whether or not the saturation is caused only by the saturation state because of the incorrect wiring. In addition, the q-axis current feedback signal does not become smaller than a predetermined value in any of the two-phase miswiring and the three-phase miswiring. That is, the q-axis current feedback signal does not show such a large fluctuation that the polarity fluctuates. When two-phase miswiring occurs, the feedback speed signal changes from one polarity to the other. When three-phase miswiring occurs, the polarity of the feedback speed signal alternately repeats one polarity and the other polarity. If erroneous wiring is determined on the condition that the polarity of the feedback speed signal changes, it is erroneously determined in consideration of noise generation. Therefore, the integration unit integrates the time during which the polarity of the feedback speed signal and the polarity of the q-axis current feedback signal are opposite to output an integrated value. Here, “accumulating time” means adding each period as t1 + t2 + t3... When a reverse polarity relationship is established between certain periods t1, t2, t3. Means. When the polarity is always reversed, the elapsed time from the integration is directly used as the integrated value. In this way, since the change in the polarity of the q-axis current feedback signal is seen using the feedback speed signal whose polarity does not change as a criterion, it is possible to reliably determine the interval in which the polarity changes.
そして判定部は、積算値が予め定めた累積時間以上になると誤配線と判定してアラーム信号を出力するので、予め定めた累積時間を適宜の長さに定めることにより、ノイズの影響を受けることなく、確実に誤配線を判定できる。 When the integrated value exceeds a predetermined cumulative time, the determination unit determines that the wiring is incorrect and outputs an alarm signal, so that the predetermined cumulative time is set to an appropriate length and thus is affected by noise. Incorrect wiring can be reliably determined.
前述のｑ軸電流フィードバック信号の「所定の値」は、定格電流の１０％以上の値が好ましい。この値以上あれば、誤検出を防止できる。 The “predetermined value” of the q-axis current feedback signal is preferably 10% or more of the rated current. If this value is exceeded, false detection can be prevented.
三相誤配線の場合と二相誤配線の場合とでは、三相誤配線の方が二相誤配線の場合よりも、積算動作が早くから行われ且つ積算値の増加率が一定で早く積算値が予め定めた累積時間に達するというという傾向がある。そこで前述の予め定めた累積時間は、二相誤配線の場合における積算値の変化状況を考慮して定めるのが好ましい。ちなみに、予め定めた累積時間を、３０msecとすれば、二相誤配線及び三相誤配線の両方を検出できる。 In the case of three-phase miswiring and two-phase miswiring, three-phase miswiring is performed earlier than the case of two-phase miswiring, and the accumulated value increases at a constant rate and the accumulated value is faster. Tends to reach a predetermined cumulative time. Therefore, it is preferable that the above-mentioned predetermined accumulated time is determined in consideration of the change state of the integrated value in the case of two-phase erroneous wiring. Incidentally, if the predetermined cumulative time is 30 msec, both two-phase miswiring and three-phase miswiring can be detected.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の誤配線検出機能を備えた三相同期電動機の制御装置の実施の形態の一例の構成を示すブロック図である。この誤配線検出機能を備えた三相同期電動機の制御装置は、トルク指令発生部１と、電流指令発生部２と、電機子電流供給装置３と、電流検出器４と、直交二軸変換部５と、位置検出部６と、フィードバック速度信号発生部７と、誤配線検出部８とを備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an example of an embodiment of a control device for a three-phase synchronous motor having an erroneous wiring detection function according to the present invention. A control device for a three-phase synchronous motor having this erroneous wiring detection function includes a torque command generator 1, a current command generator 2, an armature current supply device 3, a current detector 4, and an orthogonal biaxial converter. 5, a position detection unit 6, a feedback speed signal generation unit 7, and an erroneous wiring detection unit 8.
トルク指令発生部は、速度指令Ｖc とフィードバック速度信号ＶcFとに基づいてトルク指令TCMDを発生する。電流指令発生部２は、トルク指令TCMDに基づいてｄ軸電流指令ＩdC及びｑ軸電流指令ＩqCを出力する。電機子電流供給装置３は、ｄ軸電流指令ＩdC及びｑ軸電流指令ＩqCと後述するｄ軸電流フィードバック信号ＩdF及びｑ軸電流フィードバック信号ＩqFとに基づいて、三相同期電動機Ｍの電機子巻線に電機子電流を供給する。電機子電流供給装置３は、２つの電流制御器３１及び３２と、座標変換器３３と、PWM制御器３４と、電力変換器３５とを備えている。２つの電流制御器３１及び３２は、ｄ軸電流指令ＩdC及びｑ軸電流指令ＩqCとｄ軸電流フィードバック信号ＩdF及びｑ軸電流フィードバック信号ＩqFとの電流偏差をｄ軸電圧指令VdC及びｑ軸電圧指令VｑCに変換する。座標変換器３３は、位置検出器６を構成するエンコーダの回転子位置（θｍ）に応じたsin信号及びcos信号を発生する信号発生手段OSCからの信号に基づいて、ｄ軸電圧指令VdC及びｑ軸電圧指令VｑCを直交座標変換及び二相三相変換して、三相電圧指令VUC,VVC及びVWCを出力する。ＰＷＭ制御器３４は、ＰＷＭ制御指令VUC,VVC及びVWCに基づいて、三相インバータ回路を含む電力変換器３５をＰＷＭ制御する。電力変換器３５は、直流電力を三相交流電力に変換し、三相電機子電流を三相同期電動機Ｍに供給する。なお電機子電流供給装置３は、位置検出部６を構成するエンコーダが検出する回転子位置信号θmに基づいて、電機子電流の位相を決定する。 The torque command generator generates a torque command TCMD based on the speed command Vc and the feedback speed signal VcF. The current command generator 2 outputs a d-axis current command IdC and a q-axis current command IqC based on the torque command TCMD. The armature current supply device 3 includes an armature winding of the three-phase synchronous motor M based on a d-axis current command IdC and a q-axis current command IqC and a d-axis current feedback signal IdF and a q-axis current feedback signal IqF described later. To supply armature current. The armature current supply device 3 includes two current controllers 31 and 32, a coordinate converter 33, a PWM controller 34, and a power converter 35. The two current controllers 31 and 32 are configured to determine a current deviation between the d-axis current command IdC, the q-axis current command IqC, the d-axis current feedback signal IdF, and the q-axis current feedback signal IqF as a d-axis voltage command VdC and a q-axis voltage command. Convert to VqC. The coordinate converter 33 generates a d-axis voltage command VdC and q based on a signal from the signal generation means OSC that generates a sin signal and a cos signal corresponding to the rotor position (θm) of the encoder constituting the position detector 6. The shaft voltage command VqC is subjected to orthogonal coordinate transformation and two-phase three-phase transformation to output three-phase voltage commands VUC, VVC, and VWC. The PWM controller 34 performs PWM control on the power converter 35 including the three-phase inverter circuit based on the PWM control commands VUC, VVC, and VWC. The power converter 35 converts DC power into three-phase AC power and supplies a three-phase armature current to the three-phase synchronous motor M. The armature current supply device 3 determines the phase of the armature current based on the rotor position signal θm detected by the encoder constituting the position detector 6.
電流検出器４は、三相同期電動機Ｍの電機子巻線を流れる少なくとも二相分の電流を検出して該二相分の電流を示す電流信号IU及びIVを出力する。座標変換部からなる直交二軸変換部５は、電流検出器４から出力される電流信号IU及びIVを、回転子位置信号θmに基づいて信号発生手段OSCが発生したsin信号及びcos信号に基づいて座標変換して、ｄ軸電流フィードバック信号ＩdF及びｑ軸電流フィードバック信号ＩqFを出力する。 The current detector 4 detects a current for at least two phases flowing through the armature winding of the three-phase synchronous motor M, and outputs current signals IU and IV indicating the current for the two phases. The orthogonal biaxial conversion unit 5 including a coordinate conversion unit uses the current signals IU and IV output from the current detector 4 based on sin and cos signals generated by the signal generation means OSC based on the rotor position signal θm. The coordinates are converted to output a d-axis current feedback signal IdF and a q-axis current feedback signal IqF.
エンコーダからなる位置検出部６は、固定子に対する回転子の回転子位置θｍを検出して回転子位置を示す回転子位置検出信号θmを出力する。フィードバック速度信号発生部７は、回転子位置検出信号θmに基づいて、三相同期電動機Ｍの移動子の速度を示すフィードバック速度信号ＶcFを発生する。 The position detector 6 comprising an encoder detects the rotor position θm of the rotor relative to the stator and outputs a rotor position detection signal θm indicating the rotor position. The feedback speed signal generator 7 generates a feedback speed signal VcF indicating the speed of the moving element of the three-phase synchronous motor M based on the rotor position detection signal θm.
誤配線検出部８は、ｑ軸電流フィードバック信号ＩqF、フィードバック速度信号ＶcF及びｑ軸電流指令ＩqCに基づいて、電力変換器３５と三相同期電動機Ｍとの間を電気的に接続する三相動力線の誤配線を検出する。誤配線検出部８は、二相誤配線または三相誤配線があると、（１）ｑ軸電流指令ＩqCが飽和状態になること、（２）ｑ軸電流フィードバック信号ＩqFが所定の値以上になること、（３）ｑ軸電流フィードバック信号ＩqF及びフィードバック速度信号ＶcFが逆極性になる状況が発生することを利用して、電機子電流供給装置３と三相同期電動機Ｍとの間の三相動力線の誤配線を検出して、アラーム信号ＡＳを出力する。アラーム信号ＡＳをどのように活用するかは任意である。例えば、アラーム信号ＡＳで警報を発生してもよいし、電力変換器の動作を遮断してモータへの電力の供給を停止するようにしてもよい。 The erroneous wiring detection unit 8 is a three-phase power that electrically connects the power converter 35 and the three-phase synchronous motor M based on the q-axis current feedback signal IqF, the feedback speed signal VcF, and the q-axis current command IqC. Detects miswiring of wires. When there is a two-phase miswiring or a three-phase miswiring, the miswiring detection unit 8 (1) the q-axis current command IqC becomes saturated, and (2) the q-axis current feedback signal IqF exceeds a predetermined value. (3) Utilizing the fact that the q-axis current feedback signal IqF and the feedback speed signal VcF have opposite polarities, the three-phase between the armature current supply device 3 and the three-phase synchronous motor M An erroneous wiring of the power line is detected and an alarm signal AS is output. How to use the alarm signal AS is arbitrary. For example, an alarm may be generated by the alarm signal AS, or power supply to the motor may be stopped by interrupting the operation of the power converter.
図２には、誤配線検出部８の具体的な構成の一例を示してある。また図３（Ａ）乃至（Ｄ）には、三相誤配線（ＵＶＷ→ＷＵＶ）が発生しているときの、速度指令Ｖcと速度（フィードバック速度信号ＶcF）との関係；ｑ軸電流指令ＩqCと、ｄ軸電流指令ＩdCと、ｑ軸電流フィードバック信号ＩqFと、ｄ軸電流フィードバック信号ＩdFとの関係；積算部８３が積算する積算値ＩＶ；及びアラーム信号ＡＳを示してある。また図４（Ａ）乃至（Ｄ）には、二相誤配線（ＵＶＷ→ＵＷＶ）が発生しているときの、速度指令Ｖcと速度（フィードバック速度信号ＶcF）との関係；ｑ軸電流指令ＩqCと、ｄ軸電流指令ＩdCと、ｑ軸電流フィードバック信号ＩqFと、ｄ軸電流フィードバック信号ＩdFとの関係；積算部８３が積算する積算値ＩＶ；及びアラーム信号ＡＳを示してある。 FIG. 2 shows an example of a specific configuration of the erroneous wiring detection unit 8. 3A to 3D show the relationship between the speed command Vc and the speed (feedback speed signal VcF) when three-phase miswiring (UVW → WUV) occurs; q-axis current command IqC , The relationship between the d-axis current command IdC, the q-axis current feedback signal IqF, and the d-axis current feedback signal IdF; the integrated value IV integrated by the integrating unit 83; and the alarm signal AS. 4A to 4D show the relationship between the speed command Vc and the speed (feedback speed signal VcF) when the two-phase miswiring (UVW → UWV) occurs; q-axis current command IqC , The relationship between the d-axis current command IdC, the q-axis current feedback signal IqF, and the d-axis current feedback signal IdF; the integrated value IV integrated by the integrating unit 83; and the alarm signal AS.
図２の誤配線検出部８は、飽和状態判定部８１と、ｑ軸電流フィードバック信号判定部８２と、積算部８３と、判定部８４とから構成される。飽和状態判定部８１は、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示されるように、ｑ軸電流指令ＩqCが飽和している状態にあるか否かを判定する。誤配線が無い状態（図５参照）では、ｑ軸電流指令ＩqCが飽和することはないからである。またｑ軸電流フィードバック信号判定部８２は、ｑ軸電流フィードバック信号ＩqFの大きさが所定の値以上あるか否かを判定する。これはｑ軸電流フィードバック信号ＩqFの極性を正しく判断するためである。そのため、判定誤動作を防止する目的で、このような条件を付加している。なお好ましくは、ｑ軸電流フィードバック信号の大きさが定格電流の１０％以上であれば、判定誤差を防止することができる。 2 includes a saturation state determination unit 81, a q-axis current feedback signal determination unit 82, an integration unit 83, and a determination unit 84. As shown in FIGS. 3B and 4B, the saturation state determination unit 81 determines whether or not the q-axis current command IqC is saturated. This is because the q-axis current command IqC does not saturate when there is no erroneous wiring (see FIG. 5). The q-axis current feedback signal determination unit 82 determines whether the magnitude of the q-axis current feedback signal IqF is greater than or equal to a predetermined value. This is to correctly determine the polarity of the q-axis current feedback signal IqF. Therefore, such a condition is added for the purpose of preventing a determination malfunction. Preferably, if the magnitude of the q-axis current feedback signal is 10% or more of the rated current, a determination error can be prevented.
積算部８３は、フィードバック速度信号ＶcFの極性とｑ軸電流フィードバック信号ＩqFの極性とが逆の状態にある時間を積算して積算値ＩＶを出力する。積算部８３は、時間の積算のために、内部時計またはタイマを備えている。三相誤配線の場合には、図３（Ｂ）に示すように、フィードバック速度信号ＶcFは、当初よりマイナスの極性を示しており、ｑ軸電流フィードバック信号ＩqFの極性は常時プラスの極性を示している。したがってｑ軸電流フィードバック信号判定部８２が、ｑ軸電流フィードバック信号ＩqFの大きさが所定の値以上あることを判定した後から、積算部８は逆極性になっている時間を積算して積算値を出力する。この場合には、逆極性の関係が連続して続くため、積算値はｑ軸電流フィードバック信号ＩqFの大きさが所定の値以上あることを判定した後からの経過時間と一致する。二相誤配線の場合には、図４（Ｂ）に示すように、フィードバック速度信号ＶcFは、ゼロ値を中心にして振動するため、マイナスの極性とプラスの極性を繰り返している。これに対して、ｑ軸電流フィードバック信号ＩqFの極性はプラスの極性を常時示している。したがってｑ軸電流フィードバック信号判定部８２が、ｑ軸電流フィードバック信号ＩqFの大きさが所定の値以上あることを判定した後から、積算部８はフィードバック速度信号ＶcFがマイナスの極性にある期間の時間を積算する。 The integrating unit 83 integrates the time during which the polarity of the feedback speed signal VcF and the polarity of the q-axis current feedback signal IqF are opposite to output an integrated value IV. The accumulating unit 83 includes an internal clock or a timer for accumulating time. In the case of three-phase miswiring, as shown in FIG. 3B, the feedback speed signal VcF has a negative polarity from the beginning, and the q-axis current feedback signal IqF always has a positive polarity. ing. Therefore, after the q-axis current feedback signal determination unit 82 determines that the magnitude of the q-axis current feedback signal IqF is equal to or greater than a predetermined value, the integration unit 8 integrates the time of reverse polarity and integrates the integrated value. Is output. In this case, since the reverse polarity relationship continues continuously, the integrated value coincides with the elapsed time after determining that the magnitude of the q-axis current feedback signal IqF is equal to or greater than a predetermined value. In the case of two-phase miswiring, as shown in FIG. 4B, the feedback speed signal VcF oscillates around a zero value, and thus has a negative polarity and a positive polarity. On the other hand, the polarity of the q-axis current feedback signal IqF always shows a positive polarity. Therefore, after the q-axis current feedback signal determination unit 82 determines that the magnitude of the q-axis current feedback signal IqF is equal to or greater than a predetermined value, the integration unit 8 determines the time during which the feedback speed signal VcF has a negative polarity. Is accumulated.
判定部は、積算値が予め定めた累積時間ＲＴ以上になると誤配線と判定してアラーム信号を出力する。ｑ軸電流指令は、二相誤配線及び三相誤配線のいずれの場合でも飽和状態になる。予め定めた累積時間を適宜の長さに定めることにより、ノイズの影響を受けることなく、確実に誤配線を判定できる。なお三相誤配線の場合と二相誤配線の場合とでは、三相誤配線の方が二相誤配線の場合よりも、積算動作が早くから行われ且つ積算値の増加率が一定で早く積算値が予め定めた累積時間ＲＴに達するというという傾向がある。そこで前述の予め定めた累積時間ＲＴは、二相誤配線の場合における積算値の変化状況を考慮して定めるのが好ましい。ちなみに、予め定めた累積時間ＲＴを、３０msecとすれば、二相誤配線及び三相誤配線の両方を検出できる。 When the integrated value is equal to or greater than a predetermined cumulative time RT, the determination unit determines that the wiring is incorrect and outputs an alarm signal. The q-axis current command is saturated in both cases of two-phase miswiring and three-phase miswiring. By setting the predetermined accumulated time to an appropriate length, it is possible to reliably determine erroneous wiring without being affected by noise. In the case of three-phase miswiring and two-phase miswiring, the three-phase miswiring is performed earlier than the case of two-phase miswiring, and the integration rate increases at a constant rate. There is a tendency for the value to reach a predetermined cumulative time RT. Therefore, it is preferable that the above-mentioned predetermined accumulated time RT is determined in consideration of the change state of the integrated value in the case of two-phase erroneous wiring. Incidentally, if the predetermined cumulative time RT is 30 msec, both two-phase miswiring and three-phase miswiring can be detected.
本発明によれば、本発明によれば、従来のように、直流励磁のような特別な動作や、三相のダイナミックブレーキのような特別な回路を用いることなく、三相同期電動機の誤配線を正しく検出できる。 According to the present invention, according to the present invention, a conventional three-phase synchronous motor miswiring can be performed without using a special operation such as direct current excitation or a special circuit such as a three-phase dynamic brake. Can be detected correctly.
１ トルク指令発生部
２ 電流指令発生部
３ 電機子電流供給装置
４ 電流検出器
５ 直交二軸変換部
６ 位置検出部
７ フィードバック速度信号発生部
８ 誤配線検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Torque command generation part 2 Current command generation part 3 Armature current supply apparatus 4 Current detector 5 Orthogonal biaxial conversion part 6 Position detection part 7 Feedback speed signal generation part 8 Incorrect wiring detection part
Claims (3)
前記三相同期電動機の速度を示すフィードバック速度信号を発生するフィードバック速度信号発生部と、
速度指令と前記フィードバック速度信号とに基づいてトルク指令を発生するトルク指令発生部と、
前記トルク指令に基づいてｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令を出力する電流指令発生部と、
前記電機子巻線を流れる少なくとも二相分の電流を検出して該二相分の電流を示す電流信号を出力する電流検出器と、
前記電流検出器から出力される前記電流信号および前記回転子位置信号に基づいて、直交二軸変換によりｄ軸電流フィードバック信号及びｑ軸電流フィードバック信号を演算して出力する直交二軸変換部と、
前記ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令と前記ｄ軸電流フィードバック信号及びｑ軸電流フィードバック信号とに基づいて、前記電機子巻線に電機子電流を供給する電機子電流供給装置とを具備し、
前記電機子電流制御装置が、前記位置検出部が検出する前記回転子位置θｍに基づいて、前記電機子電流の位相を決定するように構成されている三相同期電動機の制御装置において、
前記ｑ軸フィードバック信号、前記フィードバック速度信号及び前記ｑ軸電流指令に基づいて、三相動力線の誤配線があると、前記ｑ軸電流指令が飽和状態になること、前記ｑ軸電流フィードバック信号が所定の値以上になること、前記ｑ軸電流フィードバック信号及びフィードバック速度信号が逆極性になる状況が発生することを利用して前記前記電機子電流供給装置と前記三相同期電動機との間の三相動力線の誤配線を検出すると、アラーム信号を出力する誤配線検出部を更に備えている誤配線検出機能を備えた三相同期電動機の制御装置。 A position detector that detects a rotor position θm of the rotor relative to the stator and outputs a rotor position detection signal;
A feedback speed signal generator for generating a feedback speed signal indicating the speed of the three-phase synchronous motor;
A torque command generator for generating a torque command based on the speed command and the feedback speed signal;
A current command generator that outputs a d-axis current command and a q-axis current command based on the torque command;
A current detector for detecting a current for at least two phases flowing through the armature winding and outputting a current signal indicating the current for the two phases;
An orthogonal biaxial converter that calculates and outputs a d-axis current feedback signal and a q-axis current feedback signal by orthogonal biaxial conversion based on the current signal output from the current detector and the rotor position signal;
An armature current supply device for supplying an armature current to the armature winding based on the d-axis current command, the q-axis current command, the d-axis current feedback signal, and the q-axis current feedback signal;
In the control device for a three-phase synchronous motor, wherein the armature current control device is configured to determine the phase of the armature current based on the rotor position θm detected by the position detector.
Based on the q-axis feedback signal, the feedback speed signal, and the q-axis current command, if there is an incorrect wiring of a three-phase power line, the q-axis current command is saturated, By using the fact that the q-axis current feedback signal and the feedback speed signal are reversed in polarity, the three-phase synchronous motor between the armature current supply device and the three-phase synchronous motor is utilized. A control device for a three-phase synchronous motor having an erroneous wiring detection function, further comprising an erroneous wiring detection unit that outputs an alarm signal when an erroneous wiring of a phase power line is detected.
前記ｑ軸電流指令が飽和している状態にあるか否かを判定する飽和状態判定部と、
前記ｑ軸電流フィードバック信号の大きさが所定の値以上あるか否かを判定するｑ軸電流フィードバック信号判定部と、
前記フィードバック速度信号の極性と前記ｑ軸電流フィードバック信号の極性とが逆の状態にある時間を積算して積算値を出力する積算部と、前記積算値が予め定めた累積時間以上になると誤配線と判定して前記アラーム信号を出力する判定部とを備えている請求項１に記載の誤配線検出機能を備えた三相同期電動機の制御装置。 The erroneous wiring detection unit is
A saturation state determination unit that determines whether or not the q-axis current command is saturated;
A q-axis current feedback signal determination unit that determines whether or not the magnitude of the q-axis current feedback signal is equal to or greater than a predetermined value;
An integration unit that integrates the time in which the polarity of the feedback speed signal and the polarity of the q-axis current feedback signal are opposite to each other, and outputs an integrated value, and miswiring when the integrated value exceeds a predetermined accumulated time The control device for a three-phase synchronous motor having a miswiring detection function according to claim 1, further comprising: a determination unit that determines that the alarm signal is output.
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