JP2011114894A - Power generation device - Google Patents

Power generation device Download PDF

Info

Publication number
JP2011114894A
JP2011114894A JP2009267127A JP2009267127A JP2011114894A JP 2011114894 A JP2011114894 A JP 2011114894A JP 2009267127 A JP2009267127 A JP 2009267127A JP 2009267127 A JP2009267127 A JP 2009267127A JP 2011114894 A JP2011114894 A JP 2011114894A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
induction motor
torque
inverter circuit
power generation
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.)
Granted
Application number
JP2009267127A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5440124B2 (en
Inventor
Kazuhiko Asada
和彦 麻田
Akishi Kameda
晃史 亀田
Taketoshi Sato
武年 佐藤
Tomohiro Fujii
友弘 藤井
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.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic 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 Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2009267127A priority Critical patent/JP5440124B2/en
Publication of JP2011114894A publication Critical patent/JP2011114894A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5440124B2 publication Critical patent/JP5440124B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a highly-efficient operation by reducing a peak current and by increasing a magnetic flux when a torque is changed. <P>SOLUTION: A power generation device includes an induction motor 30 and an inverter circuit 31 for supplying a current into the induction motor 30. The inverter circuit 31 is the power generator for making a slip frequency of the induction motor 30 almost zero before increasing an absolute value of a torque, and having a period to increase an input current. Then, the inverter circuit 31 preferentially and automatically obtains increase of a required magnetic flux, thereby preventing an overcurrent and enhancing efficiency even with a simple configuration. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば電気洗濯機の動力源など、一般家庭、および業務用として使用される各種の動力発生装置に関するものである。   The present invention relates to various power generation devices used for general households and business use, such as a power source of an electric washing machine.

従来、この種の誘導モータ制御装置は、目標トルク変化検出部、遮断周波数設定部、目標トルク演算部、ベクトル制御演算部、モータ駆動部を設け、トルクの立ち上がり時にピーク電流を最小限に抑え、トルクの立ち下がり時には速やかに電流を減少させる(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, this type of induction motor control device is provided with a target torque change detection unit, a cut-off frequency setting unit, a target torque calculation unit, a vector control calculation unit, and a motor drive unit, minimizing the peak current when the torque rises, When the torque falls, the current is quickly reduced (see, for example, Patent Document 1).

図9は、特許文献1に記載された従来の誘導モータ制御装置のブロック図を示すものである。図9に示すように、励磁電流演算部13、トルク電流演算部15、スベリ周波数演算部16、積分演算部17で構成される一般的なベクトル制御演算部に加えて、定常損失最小磁束演算部11,目標磁束演算部12、目標トルク演算部14、目標トルク変化検出部18,遮断周波数設定部19を設け、トルク応答性と磁束応答性とを独立に可変できる制御系構成とし、かつ目標トルク伝達関数の遮断周波数ωTと目標磁束伝達関数の遮断周波数ωφとを目標トルクの変化方向に応じた最適値に設定するようにし、常に過渡時の損失を最小とするように制御できると共に、トルクの立ち上がり時にはピーク電流を最小値に押さえ、かつトルクの立ち下がり時には速やかにトルク電流や励磁電流を減少させるように構成されている。   FIG. 9 shows a block diagram of a conventional induction motor control device described in Patent Document 1. In FIG. As shown in FIG. 9, in addition to a general vector control calculation unit including an excitation current calculation unit 13, a torque current calculation unit 15, a slip frequency calculation unit 16, and an integration calculation unit 17, a steady loss minimum magnetic flux calculation unit. 11, a target magnetic flux calculation unit 12, a target torque calculation unit 14, a target torque change detection unit 18, and a cut-off frequency setting unit 19, which has a control system configuration in which torque response and magnetic flux response can be varied independently, and target torque The cut-off frequency ωT of the transfer function and the cut-off frequency ωφ of the target magnetic flux transfer function are set to optimum values according to the direction of change of the target torque, and can be controlled to always minimize the loss at the transient time. The peak current is suppressed to the minimum value at the rising time, and the torque current and the excitation current are rapidly reduced at the falling time of the torque.

特開平8−149900号公報JP-A-8-149900

しかしながら、前記従来の構成では、トルクの立ち上がり時のピーク電流値の低減は可能となるが、構成要素が非常に多く、また個々ブロック内での計算も非常に複雑であるため、装置を実現するために必要となるマイクロコンピュータなどの処理装置(プロセッサ)の能力として非常に高いものが必要となり、コストが非常に高くなるという課題を有していた。   However, in the conventional configuration, it is possible to reduce the peak current value at the time of the torque rise, but since the number of components is very large and the calculation within each block is very complicated, the apparatus is realized. Therefore, a very high capability of a processing device (processor) such as a microcomputer is required, and the cost is extremely high.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、より簡単な構成でありながら、トルク変化のピーク電流の低減を、より簡単・低コストの構成で実現する動力発生装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a power generation device that can reduce the peak current of torque change with a simpler and lower cost configuration while having a simpler configuration. And

前記従来の課題を解決するために、本発明の動力発生装置は、誘導電動機に電流を供給するインバータ回路は、トルクの絶対値を増加させる前に、前記誘導電動機のスベリ周波数をほぼ零として入力電流を増加させる期間を有するものである。   In order to solve the above-described conventional problem, the power generation device of the present invention is configured such that the inverter circuit that supplies current to the induction motor inputs the slip frequency of the induction motor as substantially zero before increasing the absolute value of the torque. It has a period for increasing the current.

これによって、非常に簡単で低コストの構成でありながら、トルクが増加した場合に必要となる磁束の増加を優先的かつ自動的に得ることができ、過大な電流も防ぎながら、高トルク期間での効率も高く保つことができるものとなる。   This makes it possible to preferentially and automatically obtain an increase in the magnetic flux required when the torque increases, while maintaining a very simple and low-cost configuration, while preventing excessive current and high torque periods. The efficiency can be kept high.

また、本発明の動力発生装置は、誘導電動機に電流を供給するインバータ回路は、トル
クの絶対値を増加させる際に、前記誘導電動機のスベリ周波数をほぼ一定に保ちつつ入力電流を増加させる期間を有するものである。
In the power generator of the present invention, the inverter circuit that supplies current to the induction motor has a period during which the input current is increased while keeping the slip frequency of the induction motor substantially constant when increasing the absolute value of the torque. It is what you have.

これによって、比較的簡単・低コストの構成でありながら、トルクの増加に対応した磁束の増加と発生トルクのスムーズな増加が得られ、かつ電流のピーク値が過大に跳ね上がることも防ぐことができ、高トルクに移った際の高効率運転に備えることができるものとなる。   This makes it possible to increase the magnetic flux corresponding to the increase in torque and to smoothly increase the generated torque, and to prevent the current peak value from jumping excessively, while having a relatively simple and low-cost configuration. Thus, it is possible to prepare for high-efficiency operation when shifting to high torque.

また、本発明の動力発生装置は、誘導電動機に電流を供給するインバータ回路は、トルクの絶対値を増加させる際に、前記誘導電動機のスベリ周波数を減少させながら入力電流を増加させる期間を有するものである。   In the power generator of the present invention, the inverter circuit for supplying current to the induction motor has a period for increasing the input current while decreasing the slip frequency of the induction motor when increasing the absolute value of the torque. It is.

これによって、スベリ周波数と電流値の調整という比較的簡単・低コストの構成でありながら、過渡的な発生トルク脈動を抑えつつ、磁束の増加を優先的に進めていくことができ、電流のピーク値が過大に跳ね上がることも防ぎながら、高トルクに移った際の高効率運転に備えることができるものとなる。   This makes it possible to preferentially increase the magnetic flux while suppressing transient torque pulsation while maintaining a relatively simple and low-cost configuration of adjusting the slip frequency and current value. While preventing the value from jumping excessively, it is possible to prepare for high-efficiency operation when shifting to high torque.

本発明の動力発生装置は、簡単な構成でありながら、トルクを増加させる際の電流を抑え、効率を確保した誘導電動機の駆動ができる。   The power generation device of the present invention can drive an induction motor that secures efficiency by suppressing current when torque is increased while having a simple configuration.

本発明の実施の形態1における動力発生装置のブロック図1 is a block diagram of a power generation device according to Embodiment 1 of the present invention. 同動力発生装置の電流検知手段の回路図Circuit diagram of current detection means of the power generator (a)同動力発生装置の電流検知手段の三相各相の線電流の波形図(b)同動力発生装置の電流検知手段の出力電圧Voutの波形図(A) Waveform diagram of the line current of each of the three phases of the current detection means of the power generation device (b) Waveform diagram of the output voltage Vout of the current detection means of the power generation device (a)同動力発生装置のスベリ周波数の波形図(b)同動力発生装置の電流の波形図(c)同動力発生装置の二次磁束の波形図(d)同動力発生装置のトルクの波形図(A) Waveform diagram of slip frequency of the power generation device (b) Waveform diagram of current of the power generation device (c) Waveform diagram of secondary magnetic flux of the power generation device (d) Waveform of torque of the power generation device Figure (a)本発明の実施の形態2における動力発生装置のスベリ周波数の波形図(b)同動力発生装置の電流の波形図(c)同動力発生装置の二次磁束の波形図(d)同動力発生装置のトルクの波形図(A) Waveform diagram of slip frequency of power generation device according to embodiment 2 of the present invention (b) Waveform diagram of current of power generation device (c) Waveform diagram of secondary magnetic flux of power generation device (d) Waveform diagram of torque of power generator (a)本発明の実施の形態3における動力発生装置のスベリ周波数の波形図(b)同動力発生装置の電流の波形図(c)同動力発生装置の二次磁束の波形図(d)同動力発生装置のトルクの波形図(A) Waveform diagram of slip frequency of power generator according to Embodiment 3 of the present invention (b) Waveform diagram of current of power generator (c) Waveform diagram of secondary magnetic flux of power generator (d) Waveform diagram of torque of power generator 本発明の実施の形態4における動力発生装置のブロック図Block diagram of a power generation device according to Embodiment 4 of the present invention 従来のモータ制御装置のブロック図Block diagram of a conventional motor control device

第1の発明は、誘導電動機と、前記誘導電動機に電流を供給するインバータ回路を有し、前記インバータ回路はトルクの絶対値を増加させる前に、前記誘導電動機のスベリ周波数をほぼ零として入力電流を増加させる期間を有する動力発生装置とすることにより、非常に簡単で低コストの構成でありながら、トルクが増加した場合に必要となる磁束の増加を優先的かつ自動的に得ることができ、過大な電流も防ぎながら、高トルク期間での効率も高く保つことができる。   A first invention includes an induction motor and an inverter circuit that supplies current to the induction motor, and the inverter circuit sets the slip frequency of the induction motor to almost zero before increasing the absolute value of the torque. By using a power generation device having a period for increasing the power, it is possible to preferentially and automatically obtain an increase in magnetic flux required when the torque is increased while having a very simple and low-cost configuration. While preventing excessive current, the efficiency during the high torque period can be kept high.

第2の発明は、誘導電動機と、前記誘導電動機に電流を供給するインバータ回路を有し、前記インバータ回路は、トルクの絶対値を増加させる際に、前記誘導電動機のスベリ周波数をほぼ一定に保ちつつ入力電流を増加させる期間を有する動力発生装置とすることにより、比較的簡単・低コストの構成でありながら、トルクの増加に対応した磁束の増加と
発生トルクのスムーズな増加が得られ、かつ電流のピーク値が過大に跳ね上がることも防ぐことができ、高トルクに移った際の高効率運転に備えることができる。
A second invention includes an induction motor and an inverter circuit that supplies current to the induction motor, and the inverter circuit keeps the slip frequency of the induction motor substantially constant when increasing the absolute value of the torque. However, by using a power generation device having a period for increasing the input current, it is possible to obtain an increase in magnetic flux corresponding to the increase in torque and a smooth increase in generated torque, while having a relatively simple and low-cost configuration, and It is also possible to prevent the current peak value from jumping excessively, and to prepare for high-efficiency operation when shifting to high torque.

第3の発明は、誘導電動機と、前記誘導電動機に電流を供給するインバータ回路を有し、前記インバータ回路は、トルクの絶対値を増加させる際に、前記誘導電動機のスベリ周波数を減少させながら入力電流を増加させる期間を有する動力発生装置とすることにより、スベリ周波数と電流値の調整という比較的簡単・低コストの構成でありながら、過渡的な発生トルク脈動を抑えつつ、磁束の増加を優先的に進めていくことができ、電流のピーク値が過大に跳ね上がることも防ぎながら、高トルクに移った際の高効率運転に備えることができる。   A third invention has an induction motor and an inverter circuit for supplying current to the induction motor, and the inverter circuit is input while decreasing the slip frequency of the induction motor when increasing the absolute value of the torque. By adopting a power generation device with a period to increase current, it is a relatively simple and low-cost configuration that adjusts the slip frequency and current value, while giving priority to increasing magnetic flux while suppressing transient generated torque pulsation. Thus, it is possible to prepare for high-efficiency operation when shifting to high torque while preventing the peak value of current from jumping excessively.

第4の発明は、特に、第1〜3のいずれか1つの発明のインバータ回路を、誘導電動機の入力電流を検知する電流検知手段を有する動力発生装置とすることにより、誘導電動機の入力電流を高い精度で、設定値に制御することが可能となり、定常状態におけるトルクの安定性確保、トルクを変化させる場合の電流の跳ね上がりなどを確実に防ぐことも可能となり、安定性が高く、効率も高い動力発生装置を実現することができる。   In the fourth invention, in particular, by using the inverter circuit of any one of the first to third inventions as a power generation device having a current detecting means for detecting the input current of the induction motor, the input current of the induction motor is reduced. It is possible to control to the set value with high accuracy, ensuring the stability of torque in the steady state, and reliably preventing the jumping of current when changing the torque, etc., high stability and high efficiency A power generation device can be realized.

第5の発明は、特に、第4の発明のインバータ回路を、所定キャリア周期のパルス幅変調を行い、電流検知手段は誘導電動機の入力電流のピークホールド回路を有し、前記ピークホールド回路のピーク保持時定数は、前記キャリア周期より長い動力発生装置とすることにより、簡単な構成で誘導電動機の入力電流の検知が可能となり、かつPWMを行っている場合でも出力信号にはキャリア周波数成分は含まれないため、後段に接続されるAD変換器(アナログデジタル変換器)の変換速度が遅いものが使用できるなど低価格のものが使用できるものとなる。   According to a fifth aspect of the invention, in particular, the inverter circuit of the fourth aspect of the invention performs pulse width modulation of a predetermined carrier period, the current detection means has a peak hold circuit of the input current of the induction motor, and the peak of the peak hold circuit The holding time constant is a power generator longer than the carrier cycle, so that the input current of the induction motor can be detected with a simple configuration, and the output signal includes a carrier frequency component even when PWM is performed. Therefore, an inexpensive AD converter (analog / digital converter) connected at a later stage can be used, for example, an AD converter having a low conversion speed can be used.

第6の発明は、特に、第4の発明のインバータ回路を、電流検知手段の出力を磁束成分とそれに直交する成分に分けて制御する電流制御手段を有する動力発生装置とすることにより、過渡的なトルク変動への応答性にもより迅速な対応ができる動力発生装置を実現することができる。   In the sixth aspect of the invention, in particular, the inverter circuit of the fourth aspect of the invention is made transient by using a power generation device having current control means for controlling the output of the current detection means by dividing it into a magnetic flux component and a component orthogonal thereto. It is possible to realize a power generation device that can respond more quickly to responsiveness to various torque fluctuations.

第7の発明は、特に、第1〜6のいずれか1つの発明のインバータ回路を、定常時に、トルクと速度の条件下の誘導電動機の効率が最大となるスベリ周波数付近で電流を出力する動力発生装置とすることにより、トルク増加時の磁束の増大を適切に行える上に、定常時についても、やはりスベリ周波数という簡単な要素の規定のみで、効率の高い動作条件に保つことができることから、構成が簡単であって、高効率の定常動作が可能となる。   In the seventh aspect of the invention, in particular, the inverter circuit according to any one of the first to sixth aspects of the present invention is a power that outputs a current in the vicinity of the slip frequency at which the efficiency of the induction motor is maximized under steady torque and speed conditions. By making it a generator, it is possible to appropriately increase the magnetic flux at the time of torque increase, and also in the steady state, it is possible to keep high operating conditions with only a simple element definition of the slip frequency. The configuration is simple and high-efficiency steady operation is possible.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における動力発生装置のブロック図を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a block diagram of a power generation device according to Embodiment 1 of the present invention.

図1において、誘導電動機30、誘導電動機30に電流を供給するインバータ回路31を有しており、インバータ回路31は、スベリ周波数設定手段32、電流設定手段33を有しており、トルクの絶対値を増加させる前に、スベリ周波数設定手段32は一旦零を出力するとともに、電流設定手段33は出力値を増していくことにより、誘導電動機30のスベリ周波数をほぼ零とし、誘導電動機30の入力電流を増加させる期間を有するものとなっている。   In FIG. 1, an induction motor 30 and an inverter circuit 31 for supplying current to the induction motor 30 are provided. The inverter circuit 31 includes a slip frequency setting means 32 and a current setting means 33, and the absolute value of the torque. Before increasing the output frequency, the frequency setting means 32 once outputs zero, and the current setting means 33 increases the output value, so that the frequency of the induction motor 30 is substantially zero, and the input current of the induction motor 30 is increased. It has a period to increase.

本実施の形態1において、インバータ回路31は、さらに三相の誘導電動機30に可変
周波数の電流を供給する3相6石型のインバータモジュール35、誘導電動機の実際の回転の速度を検知する速度検知手段36、速度検知手段36とスベリ周波数設定手段32の両出力を足し算して一次周波数を算出する加算手段37、加算手段37の出力を時間積分し、瞬時の位相θを求める積分手段38、位相θと電圧設定値を入力し三相(U、V、W)の各相に分配する回転分配手段40、およびその出力を66マイクロ秒(15kHz)という所定周期(所定周波数)の三角波のキャリア(搬送波)を用いてパルス幅変調を行うとともに同一相の上下(P側とN側)を同時にオフとするデッドタイム期間も挿入して6石分の信号を出力するPWM手段41が設けられている。
In the first embodiment, the inverter circuit 31 further includes a three-phase six-stone inverter module 35 that supplies a variable-frequency current to the three-phase induction motor 30, and a speed detection that detects the actual rotation speed of the induction motor. Means 36, adding means 37 for adding the outputs of speed detecting means 36 and slip frequency setting means 32 to calculate the primary frequency, integrating means 38 for time-integrating the output of the adding means 37 to obtain instantaneous phase θ, Rotation distribution means 40 that inputs θ and a voltage set value and distributes the three phases (U, V, W) to each phase, and outputs the triangular wave carrier (with a predetermined period (predetermined frequency) of 66 microseconds (15 kHz) ( PWM that outputs a signal of 6 stones by performing a pulse width modulation using a carrier wave and inserting a dead time period in which the upper and lower sides (P side and N side) of the same phase are simultaneously turned off. A step 41 is provided.

さらに、本実施の形態1においては、インバータ回路31は、誘導電動機30の入力電流を検知する電流検知手段45を有しており、インバータモジュール35の低電位側の入力に接続した1本の抵抗器46、および抵抗器46に発生する電圧のピーク値を保持するピークホールド回路47が設けられている。   Further, in the first embodiment, the inverter circuit 31 has current detection means 45 that detects the input current of the induction motor 30, and one resistor connected to the low potential side input of the inverter module 35. A peak hold circuit 47 that holds the peak value of the voltage generated in the resistor 46 and the resistor 46 is provided.

電流検知手段45と電流設定手段33の出力の差、すなわち電流誤差は、電流誤差増幅手段50に入力され、ここで、PI(比例と積分)を用いた増幅演算が行われ、結果が電圧設定値となって、回転分配手段40へと出力されるものとなっている。   The difference between the outputs of the current detection means 45 and the current setting means 33, that is, the current error is input to the current error amplifying means 50, where an amplification operation using PI (proportional and integral) is performed, and the result is a voltage setting. The value is output to the rotation distribution means 40.

図2は、本発明の実施の形態1における動力発生装置の電流検知手段の回路図を示すものである。   FIG. 2 shows a circuit diagram of the current detection means of the power generation device according to Embodiment 1 of the present invention.

図2において、インバータモジュール35は、高電位側(P側)のスイッチング素子55、56、57の3石を配し、低電位側(N側)のスイッチング素子58、59、60の3石を配した、3相6石構成のものとなっており、各スイッチング素子は、IGBTおよびそれに並列に接続した逆導通ダイオードから成り立っている。   In FIG. 2, the inverter module 35 has three stones of switching elements 55, 56, and 57 on the high potential side (P side) and three stones of switching elements 58, 59, and 60 on the low potential side (N side). Each switching element is composed of an IGBT and a reverse conducting diode connected in parallel to the IGBT.

なお、インバータモジュール35については、図示してはいないが、各IGBTのゲート駆動回路や保護回路などが、1つのパッケージに封入されているものを用いている。   In addition, although not shown in figure, about the inverter module 35, the gate drive circuit of each IGBT, a protection circuit, etc. are enclosed with one package.

抵抗器46は、低電位側スイッチング素子58、59、60のエミッタ端子が共通に接続され、GNDされる点(入力となる直流電圧VDCのマイナス側となる)挿入されたものとなっており、一般にワンシャントなどとよばれる抵抗器46に発生する電圧を、ピークホールド回路47に入力している。   In the resistor 46, the emitter terminals of the low-potential side switching elements 58, 59, 60 are connected in common, and are inserted into a GND point (to be on the negative side of the input DC voltage VDC). A voltage generated in a resistor 46 generally called a one shunt is input to a peak hold circuit 47.

本実施の形態1において、ピークホールド回路47は、抵抗器46に発生する電圧の内の1マイクロ秒以下というような、非常に短いノイズ的な性質の成分を取り除くためのローパスフィルタ回路63が、抵抗64とコンデンサ65によって構成されており、ノイズが除去された状態で、オペアンプ66のプラス入力端子に接続されている。   In the first embodiment, the peak hold circuit 47 includes a low-pass filter circuit 63 for removing a very short noise component such as 1 microsecond or less of the voltage generated in the resistor 46. The resistor 64 and the capacitor 65 are configured to be connected to the positive input terminal of the operational amplifier 66 in a state where noise is removed.

オペアンプ66の出力には、ダイオード67と、コンデンサ68が接続されると共に、コンデンサ68の電圧を、抵抗69と抵抗70で分圧された電圧がオペアンプ66のマイナス入力端子に接続された状態となっており、ローパスフィルタ回路63の出力のピーク値を本実施の形態1においては、11倍とした所定倍率(抵抗器69、70の抵抗値の和を抵抗器70の抵抗値で除した値となる)した電圧がVoutとして得られるものとなり、増幅しながらピークホールドを行う構成となっている。   A diode 67 and a capacitor 68 are connected to the output of the operational amplifier 66, and a voltage obtained by dividing the voltage of the capacitor 68 by the resistor 69 and the resistor 70 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier 66. In the first embodiment, the peak value of the output of the low-pass filter circuit 63 is 11 times the predetermined magnification (the value obtained by dividing the sum of the resistance values of the resistors 69 and 70 by the resistance value of the resistor 70). Voltage) is obtained as Vout, and peak hold is performed while amplifying.

ここで、コンデンサ68の放電経路としては、Voutに接続される回路のインピーダンスが十分高いものとすると、抵抗器69、70の和(直列回路)が主なものとなり、よって、ピークホールド回路47のピーク保持時定数は、{(コンデンサ68の静電容量[F])×(抵抗器69、70の和[Ω])}となり、本実施の形態1においては、1ms
程度のものとしている。
Here, if the impedance of the circuit connected to Vout is sufficiently high as the discharge path of the capacitor 68, the sum of the resistors 69 and 70 (series circuit) is the main one. The peak holding time constant is {(capacitance [F] of capacitor 68) × (sum of resistors 69 and 70 [Ω])}. In the first embodiment, 1 ms
It's about something.

一方インバータ回路は、PWM手段41にて用いているキャリア周期が66μs(周波数15kHz)としてパルス幅変調を行っていることから、ピークホールド回路47のピーク保持時定数は、キャリア周期より長いものとなっている。   On the other hand, since the inverter circuit performs pulse width modulation with the carrier period used in the PWM means 41 being 66 μs (frequency 15 kHz), the peak holding time constant of the peak hold circuit 47 is longer than the carrier period. ing.

以上のように構成された動力発生装置について、以下その動作、作用を説明する。   About the motive power generator comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.

図3(a)は、本発明の実施の形態1における動力発生装置の電流検知手段の三相各相の線電流の波形図、図3(b)は、同動力発生装置の電流検知手段の出力電圧Voutの波形図を示すものである。   FIG. 3 (a) is a waveform diagram of the line current of each of the three phases of the current detection means of the power generation device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 3 (b) is the current detection means of the power generation device. The waveform diagram of the output voltage Vout is shown.

図3(a)において、U相電流Iu(太線)、V相Iv(細線)、W相Iw(破線)は、それぞれインバータ回路31から誘導電動機30に供給される電流であるが、ピークホールド回路47を用いた電流検知手段45を用いることにより、図3(b)の実線に示すようなアナログ電圧の出力信号Voutの波形が得られるものとなる。   In FIG. 3A, U-phase current Iu (thick line), V-phase Iv (thin line), and W-phase Iw (broken line) are currents supplied from the inverter circuit 31 to the induction motor 30, respectively. By using the current detection means 45 using 47, the waveform of the analog voltage output signal Vout as shown by the solid line in FIG. 3B can be obtained.

これは、丁度三相の全波整流をした波形、すなわち3相の電流の絶対値の最大値Ipに応じた値が得られるものとなり、言い換えるとPWM成分を除去した形で、抵抗器46に流れる電流Inの波形のエンベロープと同等となる。   This is a three-phase full-wave rectified waveform, that is, a value corresponding to the maximum value Ip of the absolute value of the three-phase current, in other words, in the form of removing the PWM component in the resistor 46. This is equivalent to the envelope of the waveform of the flowing current In.

ただし、一般的に用いられる単一の三角波のキャリア波で三相のパルス幅変調を行った場合には、電圧に対する電流の位相(力率角)の絶対値が30度を超えると、図3(b)とは若干異なったVout波形となるが、その場合でも電気角60度期間毎に1回発生するピーク値を後段のAD変換処理ルーチンで行うなどすれば、同等のピーク値Vpは得られるものとなる。   However, in the case where three-phase pulse width modulation is performed using a single triangular carrier wave that is generally used, if the absolute value of the phase (power factor angle) of the current with respect to the voltage exceeds 30 degrees, FIG. Although the Vout waveform is slightly different from that in (b), the equivalent peak value Vp can be obtained even if the peak value that occurs once every 60 degrees electrical angle period is performed in the subsequent AD conversion processing routine. It will be.

なお、力率角の絶対値が60度を超えた場合には、電気角60期間毎のピーク値Vpも低下していく傾向が見られるので、各相のキャリア波として位相をずらせたものとするなどの工夫により、実際のピーク電流値(絶対値がIp)に対応したVoutのピーク値Vpが得られるものとなる。   In addition, when the absolute value of the power factor angle exceeds 60 degrees, the peak value Vp for every period of 60 electrical angles tends to decrease, so that the phase is shifted as the carrier wave of each phase. The peak value Vp of Vout corresponding to the actual peak current value (absolute value is Ip) can be obtained by devising such as.

Voutは、線電流の絶対値のピーク値Ipに応じた値であるので、電流ベクトル値Ia(定常状態で線電流の実効値のルート3倍に相当する)とは、ほぼ比例関係があるものとなるので、電流Iaを所定値に制御することができるものとなる。   Since Vout is a value corresponding to the peak value Ip of the absolute value of the line current, it has a substantially proportional relationship with the current vector value Ia (corresponding to the root three times the effective value of the line current in the steady state). Therefore, the current Ia can be controlled to a predetermined value.

なお、ピークホールド回路47の構成としては、このようなオペアンプ1個を用いた構成以外にも各種のものが存在し、適宜設計を行うことにより、さまざまな種類のものが使用できるものとなる。   There are various types of configurations of the peak hold circuit 47 other than the configuration using such an operational amplifier, and various types can be used by appropriately designing.

図4(a)は、本発明の実施の形態1における動力発生装置のスベリ周波数の波形図、図4(b)は、同動力発生装置の電流の波形図、図4(c)は、同動力発生装置の二次磁束の波形図、図4(d)は、同動力発生装置のトルクの波形図を示すものである。   4A is a waveform diagram of the slip frequency of the power generation device according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 4B is a waveform diagram of the current of the power generation device, and FIG. The waveform diagram of the secondary magnetic flux of the power generation device, FIG. 4D shows the waveform diagram of the torque of the power generation device.

図4において、t1までの期間は小トルク(0.36Nm)の第1の定常状態、t3以降はその4倍の大トルク(1.46Nm)の第2の定常状態である。   In FIG. 4, the period up to t1 is a first steady state with a small torque (0.36 Nm), and the period after t3 is a second steady state with a four times larger torque (1.46 Nm).

本実施の形態1においては、t1からt2の期間について、図4(a)に示すようにスベリ周波数をほぼ零としながら、図4(b)に示すように電流を3Aから6Aへと2倍に直線的に増加させており、これは、トルク値を第1の定常状態から4倍に増加させた第2
の定常状態に移る際に、トルクの倍率4の平方根である2を、電流の倍率とした場合の設定を示している。
In the first embodiment, in the period from t1 to t2, the current is doubled from 3A to 6A as shown in FIG. 4 (b) while the sliding frequency is substantially zero as shown in FIG. 4 (a). This increases the torque value by a factor of four from the first steady state.
This shows a setting when the current magnification is 2 which is the square root of the torque multiplication factor 4 when moving to the steady state.

なおt1からt2の期間は、300msとしているが、これは本実施の形態1で使用している誘導電動機30の二次側時定数である、L2/R2=100ms程度(ここで、L2は二次インダクタンス…0.1H、R2は二次抵抗…1.0オーム)よりも長く、3倍程度とすることにより、二次磁束φ2の変化の速度が、急激になりすぎるのを防止し、二次側のM軸電流による損失の増大などの過渡損失をある程度抑えることができるよう配慮している。   The period from t1 to t2 is 300 ms. This is a secondary time constant of the induction motor 30 used in the first embodiment, which is about L2 / R2 = 100 ms (where L2 is 2 The secondary inductance... 0.1H, R2 is longer than the secondary resistance... 1.0 ohm), and is about 3 times, thereby preventing the rate of change of the secondary magnetic flux φ2 from becoming too rapid. Consideration is given so that transient losses such as an increase in loss due to the M-axis current on the secondary side can be suppressed to some extent.

これによって、図4(c)に示す二次磁束(磁束)の増加を図り、t2時点でt1時点に対する二次磁束の増加が図られる。   As a result, the secondary magnetic flux (magnetic flux) shown in FIG. 4C is increased, and the secondary magnetic flux is increased from the time t1 at the time t2.

t2において、電流Ia値を一定値にするとともに、スベリ周波数を零から第2の定常状態で用いる値にまで引き上げることにより、t3以降の大トルクの期間に備えることができるものとなる。   At t2, the current Ia value is set to a constant value, and the slip frequency is increased from zero to a value used in the second steady state, thereby preparing for a period of large torque after t3.

本実施の形態1においては、t2における二次磁束値は、0.54Wbというかなり高い値となるため、t2においてスベリ周波数fsを1.6Hz、すなわちt1以前と同等の値に戻すことにより、発生トルクは1.46Nm以上を超えるものが得られ、その後前記二次側時定数の2倍程度経過したt3時点では、ほぼ二次側のM軸電流が無くなり、大トルク(第2の定常状態)に移るものとなる。   In the first embodiment, the secondary magnetic flux value at t2 is a considerably high value of 0.54 Wb. Therefore, by generating the sliding frequency fs at 1.6 at 1.6 Hz, that is, by returning it to the same value as before t1, it is generated. A torque exceeding 1.46 Nm is obtained, and at the time t3 when about twice the secondary time constant has passed, the secondary M-axis current almost disappears and a large torque (second steady state) It will move to.

t2以降のスベリ周波数は、1.6Hzというt1以前の小トルク(第1の定常状態)と同等としているが、誘導電動機30が大トルク側の条件でも磁気飽和の影響(L1値の非線形性)が問題にならない場合には、トルクに対する電流値として、ほぼ最小の値を維持することができるという効果がある。   The sliding frequency after t2 is equivalent to a small torque (first steady state) before t1 of 1.6 Hz, but the influence of magnetic saturation (non-linearity of L1 value) even when the induction motor 30 is on the large torque side. If this is not a problem, there is an effect that a substantially minimum value can be maintained as the current value with respect to the torque.

これに対して、誘導電動機30の磁気飽和の影響が出てくる場合には、二点鎖線で示すように、1.6Hzよりも高い値(例えば2.2Hz)にすることによって、トルクに対して供給する電流の最小の条件とすることができる。   On the other hand, when the influence of the magnetic saturation of the induction motor 30 comes out, as shown by a two-dot chain line, by setting the value higher than 1.6 Hz (for example, 2.2 Hz), It is possible to set the minimum condition of the supplied current.

誘導電動機30の効率に関しても、電流値が最小で済む条件では高いものが得られるが、効率最大となる条件とは、若干の差がある場合もあり、各定常トルクに応じた最大の誘導電動機30の効率を得たいのであれば、トルクに応じたスベリ周波数を決めるという方法を用いれば、良好な効果を上げることができるものとなる。   Regarding the efficiency of the induction motor 30, a high value can be obtained under the condition that the current value can be minimized, but there may be a slight difference from the condition that maximizes the efficiency, and the maximum induction motor according to each steady torque. If an efficiency of 30 is desired, a good effect can be obtained by using a method of determining the slip frequency according to the torque.

本実施の形態1においては、単にスベリ周波数をt1からt2の期間において、零にするという非常に簡単な制御を行うことにより、誘導電動機30に供給される電流がすべて励磁電流(磁化電流、M軸電流とも呼ばれる)となるので、その分二次磁束を増加させる速度を大きく得ることができ、短時間で効果的な二次磁束の増加が可能となる。   In the first embodiment, by performing very simple control of simply setting the slip frequency to zero in the period from t1 to t2, all of the current supplied to the induction motor 30 is excited current (magnetization current, M Therefore, it is possible to increase the speed of increasing the secondary magnetic flux, and to effectively increase the secondary magnetic flux in a short time.

そして、t2においてはt1からt2の期間中になされた磁束の増大による、過渡的な大トルクが発生し、誘導電動機30の二次時定数(L2/R2…ただし、L2は二次インダクタンス、R2は二次抵抗)で計算される時間のほぼ2〜3倍程度経た時点で、過渡現象がほぼ終了し、t3に達したと考えてよい状態となる。   Then, at t2, a large transient torque is generated due to the increase in magnetic flux generated during the period from t1 to t2, and the secondary time constant (L2 / R2... L2 is a secondary inductance, R2 of the induction motor 30. Is about 2 to 3 times as long as the time calculated by (secondary resistance), the transient phenomenon is almost finished, and it can be considered that t3 has been reached.

このような過渡的な大トルクの発生は、騒音や振動の面で不利に作用することもあり得るが、電流の跳ね上がりを抑えた状態で、瞬時的にせよ大きなトルクが発生できるということをメリットして用いることができるアプリケーションもあり得る。   Such a transient generation of large torque may have an adverse effect on noise and vibration, but it has the advantage that a large torque can be generated instantaneously, with the current jump suppressed. There are also applications that can be used.

なお、t1〜t2の期間については、図4(d)に示されるように発生するトルクは、ほぼ零となってしまうが、負荷の慣性が比較的大きい場合は、速度が低下するなどの問題はない。   In the period from t1 to t2, the torque generated as shown in FIG. 4 (d) is almost zero. However, when the inertia of the load is relatively large, the speed decreases. There is no.

また、本実施の形態1においては、t1〜t2の期間中の電流Iaの増加を、直線的(一次関数)としているので、マイクロコンピュータの制御は比較的簡単のものとすることができるが、必ずしも直線で電流を増加させる必要はなく、適宜カーブを持たせた電流増加がなされるものとしてもよい。   In the first embodiment, the increase in the current Ia during the period from t1 to t2 is linear (linear function), so that the microcomputer can be controlled relatively easily. It is not always necessary to increase the current in a straight line, and the current may be increased with an appropriate curve.

以上のように、本実施の形態1においては、インバータ回路31が、トルクの絶対値を増加させる前に、誘導電動機30のスベリ周波数をほぼ零として入力電流を増加させる期間(t1〜t2の期間)を設けることにより、電流値の急峻な跳ね上がりを防止しながら、短時間で効果的な二次磁束の増加が可能となり、以降の大トルクでの運転を効率良く行うことができるものとなる。   As described above, in the first embodiment, the inverter circuit 31 increases the input current by setting the slip frequency of the induction motor 30 to approximately zero before increasing the absolute value of the torque (period t1 to t2). ), The secondary magnetic flux can be effectively increased in a short time while preventing a sharp jump in the current value, and the subsequent operation with a large torque can be performed efficiently.

(実施の形態2)
本実施の形態2においても、ブロック図、電流検知手段45の構成と動作波形に関しては、実施の形態1で説明した図1〜図3と同等のものが使用できるものであり、スベリ周波数設定手段32の動作のみが若干異なる。
(Embodiment 2)
Also in the second embodiment, the block diagram, the configuration and the operation waveform of the current detection means 45 can be the same as those in FIGS. 1 to 3 described in the first embodiment, and the slip frequency setting means. Only 32 operations are slightly different.

本実施の形態2における動力発生装置について、以下その動作、作用を説明する。   The operation and action of the power generation device according to the second embodiment will be described below.

図5(a)は、本発明の実施の形態2における動力発生装置のスベリ周波数の波形図、図5(b)は、同動力発生装置の電流の波形図、図5(c)は、同動力発生装置の二次磁束の波形図、図5(d)は、同動力発生装置のトルクの波形図を示すものである。   5A is a waveform diagram of the slip frequency of the power generation device according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 5B is a waveform diagram of the current of the power generation device, and FIG. The waveform diagram of the secondary magnetic flux of the power generating device, FIG. 5D, shows the waveform diagram of the torque of the power generating device.

図5においては、図5(a)のt1からt2の期間のスベリ周波数を、1.6Hzに保っている点が実施の形態1とは異なるが、その他については全く同様に、スベリ周波数fsと、電流Iaを変化させるものとなっており、すなわちトルクの絶対値を増加させる際に、誘導電動機30のスベリ周波数をほぼ一定に保ちつつ入力電流を増加させる期間を有する構成としている。   FIG. 5 is different from the first embodiment in that the sliding frequency during the period from t1 to t2 in FIG. 5A is kept at 1.6 Hz, but the sliding frequency fs is the same as in the first embodiment. The current Ia is changed, that is, when the absolute value of the torque is increased, the input current is increased while the slip frequency of the induction motor 30 is kept substantially constant.

二次磁束については、第1の定常状態から第2の定常状態の変化は、図5(c)に見られるように2倍に増加するものとなるが、その変化の速度は実施の形態1よりは小さく、最大値が第2の定常状態の0.38Wbを超えることはない穏やかな変化となる。   As for the secondary magnetic flux, the change from the first steady state to the second steady state is doubled as seen in FIG. 5 (c). Is a gentle change that is smaller and the maximum value does not exceed 0.38 Wb in the second steady state.

トルクに関しても、実施の形態1のような零となる期間はなく、第1の定常状態から第2の定常状態に単調増加して絶対値が4倍に増加していくものとなる。   Regarding the torque, there is no period of zero as in the first embodiment, and the absolute value increases four times by monotonically increasing from the first steady state to the second steady state.

したがって、t1〜t3の期間における二次磁束とトルクの変化が穏やかなものが得られるものとなる。   Therefore, the secondary magnetic flux and the torque that change gently during the period from t1 to t3 can be obtained.

また、誘導電動機30の磁気飽和による非線形の影響への対応として、t2以降のスベリ周波数を2.2Hzに引き上げても良いが、それについては、実施の形態1で述べた内容と同じである。   Further, as a response to the non-linear influence due to magnetic saturation of the induction motor 30, the sliding frequency after t2 may be raised to 2.2 Hz, which is the same as that described in the first embodiment.

以上のように、本実施の形態2においては、インバータ回路31は、トルクの絶対値を増加させる際に、誘導電動機30のスベリ周波数をほぼ一定に保ちつつ入力電流を増加させる期間を有することにより、比較的簡単・低コストの構成でありながら、トルクの増加
に対応した磁束の増加と発生トルクのスムーズな増加が得られ、かつ電流のピーク値が過大に跳ね上がることも防ぐことができ、高トルクに移った際の高効率運転に備えることができる。
As described above, in the second embodiment, the inverter circuit 31 has a period for increasing the input current while keeping the slip frequency of the induction motor 30 substantially constant when increasing the absolute value of the torque. Although it is a relatively simple and low-cost configuration, an increase in magnetic flux corresponding to an increase in torque and a smooth increase in generated torque can be obtained, and an excessive increase in current peak value can be prevented. It is possible to prepare for high-efficiency operation when shifting to torque.

(実施の形態3)
本実施の形態3においても、ブロック図、電流検知手段45の構成と動作波形に関しては、実施の形態1で説明した図1〜図3と同等のものが使用できるものであり、スベリ周波数設定手段32の動作のみが若干異なる。
(Embodiment 3)
Also in the third embodiment, the block diagram, the configuration and the operation waveform of the current detection means 45 can be the same as those in FIGS. 1 to 3 described in the first embodiment, and the slip frequency setting means. Only 32 operations are slightly different.

本実施の形態3における動力発生装置について、以下その動作、作用を説明する。   The operation and action of the power generation device according to the third embodiment will be described below.

図6(a)は、本発明の実施の形態3における動力発生装置のスベリ周波数の波形図、図6(b)は、同動力発生装置の電流の波形図、図6(c)は、同動力発生装置の二次磁束の波形図、図6(d)は、同動力発生装置のトルクの波形図を示すものである。   6A is a waveform diagram of the slip frequency of the power generation device according to Embodiment 3 of the present invention, FIG. 6B is a waveform diagram of the current of the power generation device, and FIG. The waveform diagram of the secondary magnetic flux of the power generating device, FIG. 6D, shows the waveform diagram of the torque of the power generating device.

図6においては、図6(a)のt1からt2の期間のスベリ周波数を、1.6Hzから0.2Hzに直線的に低下させる点が実施の形態1および実施の形態2とは異なるが、その他については全く同様に、スベリ周波数fsと、電流Iaを変化させるものとなっており、すなわち、トルクの絶対値を増加させる際に、誘導電動機30のスベリ周波数を減少させながら入力電流を増加させる期間を有する構成としている。   6 is different from the first and second embodiments in that the sliding frequency in the period from t1 to t2 in FIG. 6A is linearly decreased from 1.6 Hz to 0.2 Hz. In other respects, the slip frequency fs and the current Ia are changed in the same manner. That is, when the absolute value of the torque is increased, the input current is increased while the slip frequency of the induction motor 30 is decreased. It has a structure having a period.

二次磁束については、t2において一旦第2の定常状態よりも大きくなるという点は、実施の形態1と似たものとなり、t3においてほぼ第2の定常状態の0.38Wbに落ち着くものとなる。   As for the secondary magnetic flux, it becomes similar to the first embodiment in that the secondary magnetic flux once becomes larger than the second steady state at t2, and settles to 0.38 Wb in the second steady state at t3.

トルクに関しては、ほぼ一定値が保たれる点が実施の形態1とは異なるものとなり、t2に達するまでは、第1の定常状態とほぼ同等の値を維持することができるものとなるため、例えば予めトルクの増加タイミングが予測できる場合や、装置の動作シーケンス(スケジュール)でトルク増加タイミングが決められている場合には、t2までは小トルク条件で運転し、t2タイミングから逆算したt1の時点から、図6の動作を行えば、大トルク条件となる第2の定常状態での電流を抑えた高効率の誘導電動機30の駆動が実現できるものとなり、第2の定常状態でも、トルクと速度の条件下の誘導電動機30の効率が最大となるスベリ周波数付近で運転することができる。   Regarding the torque, the point that a substantially constant value is maintained is different from that of the first embodiment, and until the time t2 is reached, a value substantially equal to the first steady state can be maintained. For example, when the torque increase timing can be predicted in advance, or when the torque increase timing is determined by the operation sequence (schedule) of the apparatus, the operation is performed under a small torque condition until t2, and the time point t1 calculated backward from the t2 timing Thus, if the operation of FIG. 6 is performed, it is possible to drive the highly efficient induction motor 30 while suppressing the current in the second steady state, which is a large torque condition. The induction motor 30 can be operated in the vicinity of the slip frequency at which the efficiency of the induction motor 30 is maximized.

また、誘導電動機30の磁気飽和による非線形の影響への対応として、t2以降のスベリ周波数を2.2Hzに引き上げても良いが、それについては、実施の形態1で述べた内容と同じである。   Further, as a response to the non-linear influence due to magnetic saturation of the induction motor 30, the sliding frequency after t2 may be raised to 2.2 Hz, which is the same as that described in the first embodiment.

以上のように、本実施の形態3においては、インバータ回路31は、トルクの絶対値を増加させる際に、誘導電動機30のスベリ周波数を減少させながら入力電流を増加させる期間を有する期間を有することにより、スベリ周波数と電流値の調整という比較的簡単・低コストの構成でありながら、過渡的な発生トルク脈動を抑えつつ、磁束の増加を優先的に進めていくことができ、電流のピーク値が過大に跳ね上がることも防ぎながら、高トルクに移った際の高効率運転に備えることができる。   As described above, in the third embodiment, the inverter circuit 31 has a period having a period in which the input current is increased while the sliding frequency of the induction motor 30 is decreased when the absolute value of the torque is increased. This makes it possible to preferentially increase the magnetic flux while suppressing transient torque pulsation while maintaining a relatively simple and low-cost configuration of adjusting the slip frequency and current value. It is possible to prepare for high-efficiency operation when shifting to high torque while preventing excessive jumping.

なお、本実施の形態3においては、t1からt2期間でのスベリ周波数fsを直線的に減少させ、また電流Iaを直線的に増加させる構成としていることから、使用するマイクロコンピュータなどは、簡単なプログラムでの実現も可能となる。   In the third embodiment, since the sliding frequency fs in the period from t1 to t2 is linearly decreased and the current Ia is linearly increased, the microcomputer to be used is simple. Realization by program is also possible.

ただし、t1〜t2の期間において発生するトルクを厳密に一定に保とうする場合には
、スベリ周波数fsと電流Iaの少なくとも一方は、カーブしたものとする必要があり、例えば負荷の慣性モーメントが小さく、t1〜t2の期間のトルク変動によって大きな速度変動を生ずるといった場合には、必要に応じて非直線、つまり曲線状に変化させる要素を用いれば問題ないトルク変動に抑えることが可能となる。
However, when the torque generated during the period from t1 to t2 is to be kept strictly constant, at least one of the slip frequency fs and the current Ia needs to be curved, for example, the inertia moment of the load is small. When a large speed fluctuation is caused by the torque fluctuation during the period from t1 to t2, if a non-linear, that is, a curve-changing element is used as needed, it is possible to suppress the torque fluctuation without any problem.

(実施の形態4)
図7は、本発明の実施の形態4における動力発生装置のブロック図を示すものである。
(Embodiment 4)
FIG. 7 shows a block diagram of a power generation device according to Embodiment 4 of the present invention.

図7において、誘導電動機30は図1と同等であり、誘導電動機30に電流を供給するインバータ回路80の構成については、インバータモジュール35、速度検知手段36、加算手段37、積分手段38、回転分配手段40、PWM手段41は、図1での説明と同等のものを使用している。   In FIG. 7, the induction motor 30 is the same as that in FIG. 1, and the configuration of the inverter circuit 80 for supplying current to the induction motor 30 is the inverter module 35, speed detection means 36, addition means 37, integration means 38, rotation distribution. The means 40 and the PWM means 41 are the same as those described in FIG.

本実施の形態4においては、電流検知手段81は、インバータモジュール35の低電位側スイッチング素子毎に設けた3個の抵抗器82、83、84、および高速のAD変換器85を有しており、AD変換器85は抵抗器82、83、84のそれぞれに発生する電圧を、PWM手段41内の三角波のキャリア波のピークタイミングに同期して出力されるラッチ信号SLのタイミングでデジタルに変換することにより、各相の線電流に対応したデジタル信号を得ることができる。   In the fourth embodiment, the current detection means 81 has three resistors 82, 83, 84 and a high-speed AD converter 85 provided for each low potential side switching element of the inverter module 35. The AD converter 85 converts the voltage generated in each of the resistors 82, 83, 84 to digital at the timing of the latch signal SL output in synchronization with the peak timing of the triangular carrier wave in the PWM means 41. Thus, a digital signal corresponding to the line current of each phase can be obtained.

回転分配手段86は、位相θの信号とAD変換器85からの各相の線電流から、M軸とT軸という互いに直交する成分に分けて出力するものであり、電流誤差増幅手段87についても、M軸とT軸のそれぞれの成分毎に独立して誤差増幅を行うものを設けている。   The rotation distributing means 86 outputs the phase θ signal and the line current of each phase from the AD converter 85 in the form of components orthogonal to each other such as the M axis and the T axis. In addition, an apparatus that performs error amplification independently for each component of the M-axis and the T-axis is provided.

本実施の形態4においては、電流設定手段90についても、M軸電流設定手段91とT軸電流設定手段91の2つを設けており、両設定値が電流誤差増幅手段87に入力されるものとなる。   In the fourth embodiment, the current setting means 90 is also provided with two M-axis current setting means 91 and T-axis current setting means 91, and both set values are input to the current error amplifying means 87. It becomes.

スベリ周波数設定手段94は、その出力値を速度検知手段36によって検出された誘導電動機30の速度と加算手段37で加算することにより一次周波数が算出され、積分手段38が、位相θに変換する点は、実施の形態1などと同様である。   The sliding frequency setting means 94 adds the output value to the speed of the induction motor 30 detected by the speed detecting means 36 and the adding means 37 to calculate the primary frequency, and the integrating means 38 converts it to the phase θ. Is the same as in the first embodiment.

以上のように構成された動力発生装置について、動作を説明する。   The operation of the power generation device configured as described above will be described.

スベリ周波数設定手段94は、実施の形態1〜3で説明したスベリ周波数設定手段32と同様に、トルクの絶対値を増加させる際に、図4〜図6に述べたようにt1〜t2の期間におけるスベリ周波数として、零を設定する。あるいはほぼ一定値を保持する。あるいは減少させる。という設定が可能であり、それぞれについての効果も実施の形態1〜3で述べ上げたものと同等の効果を得ることができる。   Similar to the slip frequency setting means 32 described in the first to third embodiments, the slip frequency setting means 94 performs the period of t1 to t2 as described in FIGS. 4 to 6 when increasing the absolute value of the torque. Zero is set as the slip frequency at. Alternatively, a substantially constant value is maintained. Or decrease. It is possible to obtain the same effects as those described in the first to third embodiments.

本実施の形態4では、電流に関してM軸とT軸のという互いに直交する成分に分けて制御されるものとなる点のみが異なる。   The fourth embodiment is different only in that the current is controlled by being divided into mutually orthogonal components of the M axis and the T axis.

本実施の形態4において、誘導電動機30に供給する電流Iaは、M軸電流設定手段91とT軸電流設定手段92のそれぞれの成分Im1*の自乗とIt1*の自乗の合計の平方根と等しい値となり、さらにIm1とIt1との分担に関して、両者の比It1/Im1の値をスベリ周波数設定手段94の出力値fs[Hz]に対して、数式1(ただし、L1は一次インダクタンス[H]、R2は二次抵抗)とすれば、ほぼM軸が二次磁束φ2と同方向となり、Im1とIt1はそれぞれ励磁電流(または磁化電流)成分と、それに直交する電流成分(トルク電流成分とも呼ばれる)となる。   In the fourth embodiment, the current Ia supplied to the induction motor 30 is equal to the square root of the sum of the squares of the components Im1 * and It1 * of the M-axis current setting unit 91 and the T-axis current setting unit 92, respectively. Further, regarding the sharing of Im1 and It1, the value of the ratio It1 / Im1 is expressed by Equation 1 (where L1 is the primary inductance [H], R2) with respect to the output value fs [Hz] of the slip frequency setting means 94. Is the same direction as the secondary magnetic flux φ2, and Im1 and It1 are an excitation current (or magnetization current) component and a current component (also referred to as a torque current component) orthogonal thereto, respectively. Become.

Figure 2011114894
Figure 2011114894

その定常状態から、It1を変化させた場合には、即座に発生トルクの変化につなげることができるものとなり、例えばIt1が急速に増加するような設定がなされれば、トルクの急速な増加を起こさせることができる。   When the It1 is changed from the steady state, the generated torque can be immediately changed. For example, if the setting is such that the It1 increases rapidly, the torque will increase rapidly. Can be made.

ここで、Ia(Im1とIt1のベクトル和)の絶対値に関しては、It1の増加期間にIm1を減少させるものとすれば、インバータ回路80の出力電流Iaの過剰な跳ね上がりを防止することも可能である。   Here, regarding the absolute value of Ia (the vector sum of Im1 and It1), if Im1 is decreased during the increase period of It1, excessive jumping of the output current Ia of the inverter circuit 80 can be prevented. is there.

なお、Im1を変化させた場合の二次磁束φ2の変化は、二次側時定数に伴って変化の速度が抑えられたものとなるため、マイクロコンピュータなどでのφ2変化分への応答は、それほどの負担とならず、安価で低速のマイクロコンピュータ等のプロセッサでも問題なく使用できるものとなる。   Note that the change in the secondary magnetic flux φ2 when Im1 is changed is such that the rate of change is suppressed with the secondary time constant, so the response to the φ2 change in a microcomputer or the like is It is not so burdensome and can be used without problems even with an inexpensive and low-speed processor such as a microcomputer.

発生トルクを応答性よく制御することから、例えば図4(d)および図6(d)がt2において、定常以上に発生する部分について、急速な加速を得る必要がない場合には、発生トルクを跳ね上がらせる必要はなく、むしろ1.46Nmの一定値のトルクになるように、速やかな発生トルクの調整を行わせることも可能となり、機構系へのストレスの低減、騒音・振動の低減などの効果も得られる。   Since the generated torque is controlled with good responsiveness, for example, when it is not necessary to obtain rapid acceleration for a portion where FIG. 4D and FIG. It is not necessary to jump up, but rather it is possible to quickly adjust the generated torque so that the torque becomes a constant value of 1.46 Nm, and effects such as reduction of stress on the mechanical system, reduction of noise and vibration, etc. Can also be obtained.

以上のように、本実施の形態4においては、インバータ回路80は、電流検知手段81の出力を磁束成分Im1とそれに直交する成分It1に分けて制御する構成とすることにより、特に応答性の高いトルクの制御が可能となり、過渡的なトルク変動への応答性にもより迅速な対応が、電流Iaを抑えながらでも可能となる動力発生装置を実現することができる。   As described above, in the fourth embodiment, the inverter circuit 80 has a particularly high responsiveness by adopting a configuration in which the output of the current detection unit 81 is controlled by being divided into the magnetic flux component Im1 and the component It1 orthogonal thereto. It is possible to control the torque, and it is possible to realize a power generation device that can respond more quickly to transient torque fluctuations while suppressing the current Ia.

なお、本実施の形態4で述べた構成は、スベリ周波数設定手段94の出力から、電流設定手段90のIm1*とIt1*という各設定値を決めるものであるが、逆に電流設定手段90の各設定値からスベリ周波数設定手段94がスベリ周波数fsを算出するものであってもよく、電流検知手段81の出力を磁束成分Im1とそれに直交する成分It1に分けて制御できるものであれば、各種の構成が可能である。   In the configuration described in the fourth embodiment, the setting values Im1 * and It1 * of the current setting unit 90 are determined from the output of the slip frequency setting unit 94. The slip frequency setting means 94 may calculate the slip frequency fs from each set value. If the output of the current detection means 81 can be divided and controlled into a magnetic flux component Im1 and a component It1 orthogonal thereto, various types are possible. Is possible.

また、電流検知手段81の構成についても、本実施の形態4においては、3本の抵抗器82、83、84を用いたスリーシャントなどとも呼ばれる構成としているが、特にこの構成に限るものでもなく、DCCTを使用したものや、1本のみのシャント抵抗(ワンシャントとも呼ばれる)から、PWMのキャリア内のタイミングに応じた電圧値をAD変換して三相電流を検出するものなども使用できる。   In addition, the configuration of the current detection means 81 is also referred to as a three-shunt using three resistors 82, 83, and 84 in the fourth embodiment, but is not particularly limited to this configuration. Also, one using DCCT, one using only one shunt resistor (also referred to as one shunt), AD converting a voltage value corresponding to the timing in the carrier of the PWM, and detecting a three-phase current can be used.

以上のように、本発明にかかる動力発生装置は、簡単な構成でありながら、トルクを増加させる際の電流を抑え、効率を確保した誘導電動機の駆動が可能となるので、例えば電気洗濯機の動力源など、一般家庭、および業務用として使用される各種の動力発生装置の用途にも適用できる。   As described above, the power generation device according to the present invention has a simple configuration, but can suppress the current when increasing torque and can drive an induction motor that ensures efficiency. The present invention can also be applied to various power generators used for general households and business use, such as a power source.

30 誘導電動機
31、80 インバータ回路
45、81 電流検知手段
47 ピークホールド回路
30 Induction motor 31, 80 Inverter circuit 45, 81 Current detection means 47 Peak hold circuit

Claims (7)

誘導電動機と、前記誘導電動機に電流を供給するインバータ回路を有し、前記インバータ回路はトルクの絶対値を増加させる前に、前記誘導電動機のスベリ周波数をほぼ零として入力電流を増加させる期間を有する動力発生装置。 An induction motor and an inverter circuit for supplying current to the induction motor, and the inverter circuit has a period of increasing the input current with the slip frequency of the induction motor being substantially zero before increasing the absolute value of the torque. Power generator. 誘導電動機と、前記誘導電動機に電流を供給するインバータ回路を有し、前記インバータ回路は、トルクの絶対値を増加させる際に、前記誘導電動機のスベリ周波数をほぼ一定に保ちつつ入力電流を増加させる期間を有する動力発生装置。 An induction motor and an inverter circuit for supplying current to the induction motor, and the inverter circuit increases the input current while keeping the slip frequency of the induction motor substantially constant when increasing the absolute value of the torque. A power generation device having a period. 誘導電動機と、前記誘導電動機に電流を供給するインバータ回路を有し、前記インバータ回路は、トルクの絶対値を増加させる際に、前記誘導電動機のスベリ周波数を減少させながら入力電流を増加させる期間を有する動力発生装置。 An induction motor and an inverter circuit for supplying current to the induction motor, and the inverter circuit has a period for increasing the input current while decreasing the slip frequency of the induction motor when increasing the absolute value of the torque. Power generation device having. インバータ回路は、誘導電動機の入力電流を検知する電流検知手段を有する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の動力発生装置。 The power generation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the inverter circuit includes current detection means for detecting an input current of the induction motor. インバータ回路は、所定キャリア周期のパルス幅変調を行い、電流検知手段は誘導電動機の入力電流のピークホールド回路を有し、前記ピークホールド回路のピーク保持時定数は、前記キャリア周期より長い請求項4記載の動力発生装置。 5. The inverter circuit performs pulse width modulation of a predetermined carrier cycle, the current detection means has a peak hold circuit for an input current of the induction motor, and a peak hold time constant of the peak hold circuit is longer than the carrier cycle. The power generator described.
インバータ回路は、電流検知手段の出力を磁束成分とそれに直交する成分に分けて制御する請求項4記載の動力発生装置。
,
The power generation device according to claim 4, wherein the inverter circuit controls the output of the current detection means by dividing it into a magnetic flux component and a component orthogonal thereto.
インバータ回路は、定常時に、トルクと速度の条件下の誘導電動機の効率が最大となるスベリ周波数付近の電流を出力する請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の動力発生装置。 The power generation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the inverter circuit outputs a current in the vicinity of a slip frequency at which the efficiency of the induction motor under a torque and speed condition is maximized in a steady state.
JP2009267127A 2009-11-25 2009-11-25 Power generator Expired - Fee Related JP5440124B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009267127A JP5440124B2 (en) 2009-11-25 2009-11-25 Power generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009267127A JP5440124B2 (en) 2009-11-25 2009-11-25 Power generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011114894A true JP2011114894A (en) 2011-06-09
JP5440124B2 JP5440124B2 (en) 2014-03-12

Family

ID=44236843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009267127A Expired - Fee Related JP5440124B2 (en) 2009-11-25 2009-11-25 Power generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5440124B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11504445B2 (en) 2015-12-11 2022-11-22 Aps Japan Co., Ltd. Photocatalytic air cleaning structure for air cleaner, air cleaner having the air cleaning structure, and photocatalytic filter for use in the air cleaning structure

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6110986A (en) * 1984-06-27 1986-01-18 Shinko Electric Co Ltd Starting method of induction motor
JPH0223085A (en) * 1988-07-06 1990-01-25 Toyota Motor Corp Controlling method for induction motor
JPH04105565A (en) * 1990-08-24 1992-04-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electronic thermal circuit of inverter
JPH04317581A (en) * 1991-04-18 1992-11-09 Hitachi Koki Co Ltd Operation control circuit for high frequency motor
JPH08149900A (en) * 1994-11-18 1996-06-07 Nissan Motor Co Ltd Controller for induction motor
JPH11235075A (en) * 1998-02-20 1999-08-27 Nippon Otis Elevator Co Flat linear induction motor
JP2002199781A (en) * 2000-12-08 2002-07-12 Otis Elevator Co Control device and control method for induction motor
JP2007159346A (en) * 2005-12-08 2007-06-21 Honda Motor Co Ltd Controller of motor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6110986A (en) * 1984-06-27 1986-01-18 Shinko Electric Co Ltd Starting method of induction motor
JPH0223085A (en) * 1988-07-06 1990-01-25 Toyota Motor Corp Controlling method for induction motor
JPH04105565A (en) * 1990-08-24 1992-04-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electronic thermal circuit of inverter
JPH04317581A (en) * 1991-04-18 1992-11-09 Hitachi Koki Co Ltd Operation control circuit for high frequency motor
JPH08149900A (en) * 1994-11-18 1996-06-07 Nissan Motor Co Ltd Controller for induction motor
JPH11235075A (en) * 1998-02-20 1999-08-27 Nippon Otis Elevator Co Flat linear induction motor
JP2002199781A (en) * 2000-12-08 2002-07-12 Otis Elevator Co Control device and control method for induction motor
JP2007159346A (en) * 2005-12-08 2007-06-21 Honda Motor Co Ltd Controller of motor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11504445B2 (en) 2015-12-11 2022-11-22 Aps Japan Co., Ltd. Photocatalytic air cleaning structure for air cleaner, air cleaner having the air cleaning structure, and photocatalytic filter for use in the air cleaning structure

Also Published As

Publication number Publication date
JP5440124B2 (en) 2014-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6045765B1 (en) Power conversion device and vehicle drive system using the same
RU2525863C1 (en) Power conversion system
CN108604875B (en) Power conversion device
JP5733326B2 (en) Current source inverter device
JP5549751B1 (en) Inverter device, control method for inverter device, and motor drive system
US9667187B2 (en) Motor control apparatus
JP5813934B2 (en) Power converter
US20150097505A1 (en) Current source inverter device
JP2020058230A (en) Current detection device
JP6579195B2 (en) Power control method and power control apparatus
JP2013085372A (en) Control device and control method of ac motor
JP2018057131A (en) Flywheel power storage system
JP2006246649A (en) Inverter device
JP5440124B2 (en) Power generator
US9231514B2 (en) Motor control apparatus and motor control method
JP2016019297A (en) Series multiple matrix converter, power generation system, and power factor control method
JP2007151359A (en) Electric power conversion system
JP3586593B2 (en) Motor control device
CN112600449B (en) Power conversion device and control method for power conversion device
JP2009284598A (en) Controller for alternating-current motors
WO2013132660A1 (en) Motor control device
JP2014036539A (en) Inverter device and switching timing correction method therefor
US10526007B2 (en) Power conversion device, control method for same, and electric power steering control device
JP5468475B2 (en) Drive control device for three-phase AC motor
JP6471670B2 (en) Power control method and power control apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120229

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20121217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130704

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130716

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130910

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131119

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131202

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees