JP2019205243A - Inverter device - Google Patents

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崇伸 吉田
Takanobu Yoshida
崇伸 吉田
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Abstract

To detect defective installation of a rotary machine in an inverter device that performs current feedback control.SOLUTION: An inverter device (1) comprises a power conversion unit that outputs a three-phase AC voltage to a rotary machine, based on a three-phase current detection value detected at an output side of the power conversion unit, a rotational speed of the rotary machine, and a current command value, a control unit that generates a three-phase voltage command value, generates a PWM signal from the three-phase voltage command value, and outputs the PWM signal to the power conversion unit, and a diagnosis unit (19) to which the three-phase voltage command value, an output frequency and the rotational speed are input, the diagnosis unit (19) has an FFT unit (191) that outputs frequency information by performing a fast Fourier transform on at least one-phase voltage command value of the three-phase voltage command value or the three-phase voltage command value, a characteristic frequency calculation unit (192) that calculates and outputs a characteristic frequency from the output frequency and the rotational speed, and a determination unit (193) for determining whether or not a voltage level at the characteristic frequency of the frequency information exceeds a set voltage threshold.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、インバータ装置に関する。   The present invention relates to an inverter device.

従来、三相交流電力を回転機に出力することで、出力に接続した回転機を駆動するインバータ装置が広く知られている。このようなインバータ装置の制御方式としては、V/f制御及びベクトル制御が広く知られている。V/f制御は、インバータ装置の出力電圧の周波数である出力周波数に対する出力電圧の比を一定とするオープンループ制御である。ベクトル制御は、回転機の実速度が指令に一致するように補正する制御であり、センサ付ベクトル制御とセンサレスベクトル制御とに分けられる。センサ付ベクトル制御では、回転機のセンサである回転数検出器からの検出値が指令値と一致するように制御を行う。特許文献1には、センサ付ベクトル制御の技術の一例が開示されている。また、センサレスベクトル制御では、指令値等の情報から推定した回転機の回転数が指令値と一致するように制御を行う。また、ベクトル制御では、インバータ電流値を検出し、これに基づいて電流指令値を生成して制御する電流フィードバック制御が行われる。   Conventionally, an inverter device that drives a rotating machine connected to an output by outputting three-phase AC power to the rotating machine is widely known. V / f control and vector control are widely known as such inverter device control methods. V / f control is open loop control in which the ratio of the output voltage to the output frequency, which is the frequency of the output voltage of the inverter device, is constant. Vector control is control for correcting the actual speed of the rotating machine so as to match the command, and is divided into vector control with sensors and sensorless vector control. In vector control with a sensor, control is performed so that a detection value from a rotation speed detector, which is a sensor of a rotating machine, matches a command value. Patent Document 1 discloses an example of sensor-equipped vector control technology. In sensorless vector control, control is performed so that the rotational speed of the rotating machine estimated from information such as a command value matches the command value. In the vector control, current feedback control is performed in which an inverter current value is detected and a current command value is generated and controlled based on the detected inverter current value.

ところで、このような回転機に据え付け不良が生じると、ミスカップリング又はミスアライメントが生じる。回転機にミスカップリング又はミスアライメントが生じた状態で運転を継続すると、軸受け故障の原因となる。そのため、回転機の据え付け不良を検知する技術が求められている。   By the way, when installation failure occurs in such a rotating machine, miscoupling or misalignment occurs. If the operation is continued in a state where miscoupling or misalignment occurs in the rotating machine, a bearing failure may occur. Therefore, there is a demand for a technique for detecting defective installation of a rotating machine.

例えば、回転機の振動を計測することで振動データを取得し、この振動データの周波数成分から据え付け不良による異常を検知する技術が知られている。しかしながら、振動の計測が困難な位置に設置された回転機には、このような技術を適用することができない。なお、振動の計測が困難な位置としては、水中及び原子力発電所を例示することができる。   For example, a technique is known in which vibration data is acquired by measuring vibration of a rotating machine, and an abnormality due to improper installation is detected from the frequency component of the vibration data. However, such a technique cannot be applied to a rotating machine installed at a position where vibration measurement is difficult. Examples of positions where vibration measurement is difficult include underwater and nuclear power plants.

また、従来技術の一例である特許文献2には、回転機の各相の入力電圧検出値又は電流検出値の高調波成分を用いて、誘導電動機及びインバ−タの異常診断を行う技術が開示されている。この技術では、回転機の設置位置に関らず、据え付け不良の異常診断が可能となる。   Patent Document 2 as an example of the prior art discloses a technique for diagnosing abnormality of an induction motor and an inverter using a harmonic component of an input voltage detection value or a current detection value of each phase of a rotating machine. Has been. With this technology, it is possible to diagnose an abnormality of installation failure regardless of the installation position of the rotating machine.

特開2001−78486号公報JP 2001-78486 A 特開2003−75516号公報JP 2003-75516 A

しかしながら、上記の特許文献2に開示された技術には、電流フィードバック制御を行うインバータ装置への適用が困難である、という問題があった。これは、モータ入力電圧、すなわちインバータ出力電圧が正弦波ではなく、高調波成分を含む方形波、すなわちPWM(Pulse Width Modulation)波形であるため、回転機の入力電圧検出値を用いて異常診断を行うと、精度が低いからである。又は、回転機の電流検出値を用いて異常診断を行うと、据え付け不良で生じる電流特徴周波数成分に対しても、電流フィードバック制御を行うことにより据え付け設置が正常な状態の電流値に抑制されてしまうため、正常に診断することは困難である。   However, the technique disclosed in Patent Document 2 has a problem that it is difficult to apply to an inverter device that performs current feedback control. This is because the motor input voltage, that is, the inverter output voltage, is not a sine wave but a square wave that includes harmonic components, that is, a PWM (Pulse Width Modulation) waveform. This is because the accuracy is low. Or, when the abnormality diagnosis is performed using the current detection value of the rotating machine, the current characteristic frequency component caused by the installation failure is also suppressed to the current value in the normal state by performing the current feedback control. Therefore, it is difficult to diagnose normally.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電流フィードバック制御を行うインバータ装置において、回転機の据え付け不良を検知する技術を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the technique which detects the installation defect of a rotary machine in the inverter apparatus which performs electric current feedback control.

上述の課題を解決して目的を達成する本発明は、三相交流電圧を回転機に出力する電力変換部と、前記電力変換部の出力側で検出した三相電流検出値、前記回転機の回転数及び電流指令値に基づいて三相電圧指令値を生成し、該三相電圧指令値からPWM信号を生成して前記電力変換部に出力する制御部と、前記三相電圧指令値、出力周波数及び前記回転数が入力される診断部とを備え、前記診断部は、前記三相電圧指令値又は前記三相電圧指令値の少なくともいずれか一相の電圧指令値を高速フーリエ変換して周波数情報を出力するFFT部と、前記出力周波数及び前記回転数から特徴周波数を演算して出力する特徴周波数演算部と、前記周波数情報の前記特徴周波数における電圧レベルが、設定された電圧しきい値を超えているか否かを判定する判定部とを備えるインバータ装置である。   The present invention that solves the above-described problems and achieves the object includes a power converter that outputs a three-phase AC voltage to a rotating machine, a three-phase current detection value detected on the output side of the power converter, A control unit that generates a three-phase voltage command value based on the rotational speed and the current command value, generates a PWM signal from the three-phase voltage command value, and outputs the PWM signal to the power conversion unit, and the three-phase voltage command value, output A diagnosis unit to which the frequency and the rotation speed are input, and the diagnosis unit performs a fast Fourier transform on the voltage command value of at least one of the three-phase voltage command value and the three-phase voltage command value to obtain a frequency. An FFT unit that outputs information, a characteristic frequency calculation unit that calculates and outputs a characteristic frequency from the output frequency and the rotation speed, and a voltage level at the characteristic frequency of the frequency information is a set voltage threshold value. Whether or not An inverter device and a determining unit for constant for.

上記構成の本発明のインバータ装置は、前記回転機の回転数を推定して回転数推定値を出力する回転数推定部を備え、前記回転数が前記回転数推定値であればよい。   The inverter device of the present invention having the above-described configuration may include a rotation speed estimation unit that estimates the rotation speed of the rotating machine and outputs a rotation speed estimation value, and the rotation speed may be the rotation speed estimation value.

又は、上記構成の本発明のインバータ装置は、前記回転機には、前記回転機の回転数を検出して回転数検出値を出力する回転数検出器が設置され、前記回転数は、前記回転数検出値であればよい。   Alternatively, in the inverter device of the present invention configured as described above, the rotating machine is provided with a rotation speed detector that detects the rotation speed of the rotating machine and outputs a rotation speed detection value, and the rotation speed is the rotation speed. Any number detection value may be used.

上記構成の本発明のインバータ装置において、前記判定部は、前記周波数情報のいずれか一相において、前記特徴周波数における電圧レベルが、前記設定された電圧しきい値を超えているときに据え付け不良であると判定すればよい。   In the inverter device according to the present invention having the above-described configuration, the determination unit may be improperly installed when the voltage level at the characteristic frequency exceeds the set voltage threshold value in any one phase of the frequency information. What is necessary is just to determine that there exists.

又は、本発明は、三相交流電力を回転機に出力する電力変換部と、前記電力変換部の出力側で検出した三相電流検出値、前記回転機の回転数及び電流指令値に基づいて三相電圧指令値を生成し、該三相電圧指令値からPWM信号を生成して前記電力変換部に出力する制御部と、前記三相電圧指令値又は前記三相電圧指令値の少なくともいずれか一相の電圧指令値、前記電圧指令値と同一の相の電流検出値、出力周波数、前記回転数及び前記回転機の制御方式情報が入力される診断部とを備え、前記診断部は、前記回転機の制御方式が電流フィードバック方式である場合には前記三相電圧指令値又は前記電圧指令値を高速フーリエ変換し、又は前記回転機の制御方式がV/f制御方式である場合には前記電流検出値を高速フーリエ変換して周波数情報を出力するFFT部と、前記出力周波数及び前記回転数から特徴周波数を演算して出力する特徴周波数演算部と、前記回転機の制御方式に応じて、前記周波数情報の前記特徴周波数における電圧レベル又は電流レベルが、設定された電圧しきい値又は電流しきい値を超えているか否かを判定する判定部とを備えるインバータ装置である。   Alternatively, the present invention is based on a power converter that outputs three-phase AC power to a rotating machine, a three-phase current detection value that is detected on the output side of the power converter, the rotational speed of the rotating machine, and a current command value. A controller that generates a three-phase voltage command value, generates a PWM signal from the three-phase voltage command value, and outputs the PWM signal to the power converter; and at least one of the three-phase voltage command value or the three-phase voltage command value A voltage command value for one phase, a current detection value for the same phase as the voltage command value, an output frequency, the rotation speed, and a diagnosis unit to which control method information for the rotating machine is input, the diagnosis unit, When the control method of the rotating machine is a current feedback method, the three-phase voltage command value or the voltage command value is fast Fourier transformed, or when the control method of the rotating machine is a V / f control method, Current detection value is subjected to fast Fourier transform and frequency An FFT unit that outputs information, a characteristic frequency calculation unit that calculates and outputs a characteristic frequency from the output frequency and the rotation speed, and a voltage level at the characteristic frequency of the frequency information according to a control method of the rotating machine Alternatively, the inverter device includes a determination unit that determines whether the current level exceeds a set voltage threshold value or current threshold value.

上記構成の本発明のインバータ装置において、前記特徴周波数は、前記出力周波数に前記回転機の回転周波数を加算した値又は前記出力周波数から前記回転機の回転周波数を減算した値であればよい。   In the inverter device of the present invention having the above-described configuration, the characteristic frequency may be a value obtained by adding the rotation frequency of the rotating machine to the output frequency or a value obtained by subtracting the rotation frequency of the rotating machine from the output frequency.

本発明によれば、電流フィードバック制御を行うインバータ装置において、回転機の据え付け不良を検知することができる、という効果を奏する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect that the installation defect of a rotary machine can be detected in the inverter apparatus which performs electric current feedback control.

実施形態1に係るインバータ装置と、該インバータ装置に接続される構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure which is connected to the inverter apparatus which concerns on Embodiment 1, and this inverter apparatus. 図1に示す、ベクトル制御を行うインバータ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the inverter apparatus which performs vector control shown in FIG. 図2に示す診断部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the diagnostic part shown in FIG. V/f制御を行うインバータ装置の電流検出値のFFT波形を示す図である。It is a figure which shows the FFT waveform of the electric current detection value of the inverter apparatus which performs V / f control. 電流フィードバック制御を行うインバータ装置の電流検出値のFFT波形を示す図である。It is a figure which shows the FFT waveform of the electric current detection value of the inverter apparatus which performs electric current feedback control. 電流フィードバック制御を行うインバータ装置の電圧指令値のFFT波形である。It is an FFT waveform of the voltage command value of the inverter apparatus which performs current feedback control. 実施形態2に係るインバータ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the inverter apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. 図7に示すインバータ装置が備える診断部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the diagnostic part with which the inverter apparatus shown in FIG. 7 is provided. 実施形態3に係るインバータ装置が備える診断部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the diagnostic part with which the inverter apparatus which concerns on Embodiment 3 is provided.

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態の記載によって限定解釈されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, this invention is not limitedly interpreted by description of the following embodiment.

<実施形態1>
図1は、本実施形態に係るインバータ装置1と、インバータ装置1に接続される構成を示すブロック図である。図1には、インバータ装置1と、インバータ装置1の入力側に接続された三相交流電源2と、インバータ装置1の出力側に接続された回転機3とが示されている。インバータ装置1は、その出力電圧、すなわち回転機3への印加電圧の周波数を可変にする機能を備える。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a block diagram illustrating an inverter device 1 according to the present embodiment and a configuration connected to the inverter device 1. FIG. 1 shows an inverter device 1, a three-phase AC power source 2 connected to the input side of the inverter device 1, and a rotating machine 3 connected to the output side of the inverter device 1. The inverter device 1 has a function of making the output voltage, that is, the frequency of the voltage applied to the rotating machine 3 variable.

回転機3には、回転機3の回転数を検出して回転数検出値Nを出力する回転数検出器31が設置されている。回転数検出器31は、ロータリーエンコーダであり、このロータリーエンコーダは、インクリメンタル方式であってもよいし、アブソリュート方式であってもよい。また、ロータリーエンコーダの角度検出は、特定の方式に限定されるものではなく、光電方式であってもよいし、磁気方式であってもよい。 The rotating machine 3, the rotation speed detector 31 that outputs a detection to the rotation speed detection value N d the rotational speed of the rotating machine 3 is installed. The rotation speed detector 31 is a rotary encoder, and this rotary encoder may be an incremental method or an absolute method. The angle detection of the rotary encoder is not limited to a specific method, and may be a photoelectric method or a magnetic method.

図2は、図1に示す、ベクトル制御を行うインバータ装置1の構成を示す図である。図2に示すインバータ装置1は、電力変換部11と、電流検出器12と、回転数推定部13と、回転数切替部14と、電流座標変換部15と、FB(Feedback)制御部16と、電圧座標変換部17と、PWM信号生成部18と、診断部19とを備える。なお、電流座標変換部15と、FB制御部16と、電圧座標変換部17と、PWM信号生成部18とをまとめて制御部10と記載する。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the inverter device 1 that performs the vector control illustrated in FIG. 1. The inverter device 1 illustrated in FIG. 2 includes a power conversion unit 11, a current detector 12, a rotation speed estimation unit 13, a rotation speed switching unit 14, a current coordinate conversion unit 15, and an FB (Feedback) control unit 16. The voltage coordinate conversion unit 17, the PWM signal generation unit 18, and the diagnosis unit 19 are provided. The current coordinate conversion unit 15, the FB control unit 16, the voltage coordinate conversion unit 17, and the PWM signal generation unit 18 are collectively referred to as the control unit 10.

電力変換部11は、三相交流電源2の三相交流電力を周波数の異なる三相交流電力に変換して回転機3に出力する。電力変換部11は、交流を直流に変換する整流回路と、この直流を交流に変換するインバータ回路とを備える。電力変換部11の整流回路は、2つの整流素子を直列に接続した直列回路がU相、V相及びW相の各相に対して設けられ、6つの整流素子により実現される。また、電力変換部11のインバータ回路は、2つのスイッチング素子を直列接続した直列回路がU相、V相及びW相の各相に対して設けられ、6つのスイッチング素子により実現される。   The power conversion unit 11 converts the three-phase AC power of the three-phase AC power source 2 into three-phase AC power having different frequencies and outputs the three-phase AC power to the rotating machine 3. The power conversion unit 11 includes a rectifier circuit that converts alternating current into direct current, and an inverter circuit that converts this direct current into alternating current. The rectifier circuit of the power conversion unit 11 is realized by six rectifier elements in which a series circuit in which two rectifier elements are connected in series is provided for each of the U phase, the V phase, and the W phase. The inverter circuit of the power conversion unit 11 is realized by six switching elements, in which a series circuit in which two switching elements are connected in series is provided for each of the U phase, the V phase, and the W phase.

電流検出器12は、電力変換部11の出力からU相電流検出値i、V相電流検出値i及びW相電流検出値iを検出して出力する。電流検出器12は、U相、V相及びW相の各相に対応して設けられた3つの電流センサにより実現される。なお、U相電流検出値i、V相電流検出値i及びW相電流検出値iをまとめて三相電流検出値iuvwと記載する。 The current detector 12 detects and outputs the U-phase current detection value i u , the V-phase current detection value iv, and the W-phase current detection value i w from the output of the power conversion unit 11. The current detector 12 is realized by three current sensors provided corresponding to the U phase, V phase, and W phase. Incidentally, it referred to as three-phase current detection value i uvw together U-phase current detection value i u, V-phase current detection value i v, and W-phase current detection value i w.

回転数推定部13は、インバータ装置1の電流・電圧情報に基づいて回転数推定値Nを出力する。ここで、電流・電圧情報は、電圧指令値、電流指令値、電圧検出値又は電流検出値のいずれかを含む。 Rotational speed estimation unit 13 outputs the rotational speed estimation value N e based on the current-voltage information of the inverter device 1. Here, the current / voltage information includes a voltage command value, a current command value, a voltage detection value, or a current detection value.

回転数切替部14は、回転数検出値N及び回転数推定値Nを入力とし、回転数検出値N及び回転数推定値Nのいずれか一方を出力する。なお、以下の説明において、回転数検出値N及び回転数推定値Nは、回転数Nと呼び、回転数切替部14が回転数検出値Nを出力する場合には回転数Nは回転数検出値Nであり、回転数切替部14が回転数検出値Nを出力する場合には回転数Nは回転数検出値Nである。 The rotation speed switching unit 14 receives the rotation speed detection value N d and the rotation speed estimation value N e as inputs, and outputs either the rotation speed detection value N d or the rotation speed estimation value N e . In the following description, the rotational speed detection value N d and the rotational speed estimation value N e are referred to as the rotational speed N. When the rotational speed switching unit 14 outputs the rotational speed detection value N d , the rotational speed N is a rotation speed detection value N d, in the case where the rotation speed switching unit 14 outputs a rotation speed detection value N e is the rotation speed N is the rotational speed detection value N e.

なお、インバータ装置1において、回転数Nとして回転数推定値Nのみが用いられる場合、すなわちインバータ装置1の制御方式がセンサレスベクトル制御である場合には、回転数切替部14及び回転数検出器31が設けられていなくてもよい。又は、インバータ装置1において、回転数Nとして回転数検出値Nのみが用いられる場合、すなわちインバータ装置1の制御方式がセンサ付ベクトル制御である場合には、回転数推定部13及び回転数切替部14が設けられていなくてもよい。 In the inverter device 1, when only the rotational speed estimation value Ne is used as the rotational speed N, that is, when the control method of the inverter device 1 is sensorless vector control, the rotational speed switching unit 14 and the rotational speed detector. 31 may not be provided. Alternatively, in the inverter device 1, when only the rotation speed detection value N d is used as the rotation speed N, that is, when the control method of the inverter device 1 is vector control with a sensor, the rotation speed estimation unit 13 and the rotation speed switching are performed. The part 14 may not be provided.

電流座標変換部15は、回転数N及び三相電流検出値iuvwを入力とし、dq軸電流検出値idqを出力する。電流座標変換部15は、回転数Nに基づいて、三相電流検出値iuvwをdq軸電流検出値idqに変換する。dq軸電流検出値idqは、d軸電流検出値i及びq軸電流検出値iを含む。 The current coordinate conversion unit 15 receives the rotation speed N and the three-phase current detection value i uvw and outputs a dq-axis current detection value i dq . The current coordinate conversion unit 15 converts the three-phase current detection value i uvw into the dq-axis current detection value i dq based on the rotation speed N. The dq-axis current detection value i dq includes a d-axis current detection value i d and a q-axis current detection value i q .

FB制御部16は、dq軸電流検出値idq及びdq軸電流指令値Idqを入力とし、PI(Proportional Integral)制御によりdq軸電圧指令値Vdqを出力する。dq軸電流指令値Idqは、d軸電流指令値I及びq軸電流指令値Iを含み、dq軸電圧指令値Vdqは、d軸電圧指令値V及びq軸電圧指令値Vを含む。d軸電圧指令値Vは、d軸電流検出値iとd軸電流指令値Iとの偏差がゼロとなるように決定され、q軸電圧指令値Vは、q軸電流検出値iとq軸電流指令値Iとの偏差がゼロとなるように決定される。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、FB制御部16は、P(Proportional)制御を行ってもよいし、PID(Proportional-Integral-Differential)制御を行ってもよい。 FB control unit 16 inputs the dq-axis current detection value i dq and dq-axis current command value I dq, PI (Proportional Integral) outputs a dq-axis voltage command value V dq by the control. The dq-axis current command value I dq includes a d-axis current command value I d and a q-axis current command value I q , and the dq-axis voltage command value V dq is a d-axis voltage command value V d and a q-axis voltage command value V q is included. The d-axis voltage command value V d is determined so that the deviation between the d-axis current detection value i d and the d-axis current command value I d is zero, and the q-axis voltage command value V q is the q-axis current detection value. The deviation between i q and q-axis current command value I q is determined to be zero. However, the present invention is not limited to this, and the FB control unit 16 may perform P (Proportional) control or PID (Proportional-Integral-Differential) control.

なお、dq軸電流指令値Idqは、例えば図示しない演算部において、外部からの回転機速度指令値又はトルク指令に基づいて演算された値である。 Note that the dq-axis current command value I dq is a value calculated based on an external rotating machine speed command value or torque command, for example, in a calculation unit (not shown).

電圧座標変換部17は、回転数N及びdq軸電圧指令値Vdqを入力とし、三相電圧指令値Vuvwを出力する。電圧座標変換部17は、dq軸電圧指令値Vdqを三相電圧指令値Vuvwに変換する。三相電圧指令値Vuvwは、U相電圧指令値V、V相電圧指令値V及びW相電圧指令値Vを含む。また、電圧座標変換部17は、出力周波数fを出力する。出力周波数fは、予め設定された、インバータ装置1の出力周波数であり、三相電圧指令値Vuvwの周波数である。 The voltage coordinate conversion unit 17 receives the rotational speed N and the dq axis voltage command value V dq and outputs a three-phase voltage command value V uvw . The voltage coordinate conversion unit 17 converts the dq axis voltage command value V dq into a three-phase voltage command value V uvw . The three-phase voltage command value V uvw includes a U-phase voltage command value V u , a V-phase voltage command value V v, and a W-phase voltage command value V w . Further, the voltage coordinate conversion unit 17 outputs an output frequency fe . The output frequency fe is a preset output frequency of the inverter device 1 and a frequency of the three-phase voltage command value V uvw .

PWM信号生成部18は、三相電圧指令値Vuvwを入力とし、三相電圧指令値Vuvwに基づいてPWM信号を生成して出力する。このPWM信号は、電力変換部11のインバータ回路部に設けられたスイッチング素子のゲート信号であり、当該スイッチング素子のオンオフを制御し、インバータ装置1の出力を制御する。 The PWM signal generation unit 18 receives the three-phase voltage command value V uvw as input, and generates and outputs a PWM signal based on the three-phase voltage command value V uvw . This PWM signal is a gate signal of a switching element provided in the inverter circuit unit of the power conversion unit 11, controls on / off of the switching element, and controls the output of the inverter device 1.

診断部19は、三相電圧指令値Vuvwと、回転数Nと、出力周波数fとを入力とし、判定結果を出力する。出力周波数fは、電圧座標変換部17から出力されるが、電力変換部11の出力における検出値であってもよい。 The diagnosis unit 19 receives the three-phase voltage command value V uvw , the rotation speed N, and the output frequency fe and outputs a determination result. The output frequency fe is output from the voltage coordinate conversion unit 17, but may be a detection value in the output of the power conversion unit 11.

図3は、図2に示す診断部19の構成を示す図である。図3に示す診断部19は、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)部191と、特徴周波数演算部192と、判定部193とを備える。   FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the diagnosis unit 19 shown in FIG. The diagnosis unit 19 illustrated in FIG. 3 includes an FFT (Fast Fourier Transform) unit 191, a characteristic frequency calculation unit 192, and a determination unit 193.

FFT部191は、三相電圧指令値Vuvwを入力とし、周波数情報fuvwを出力する。FFT部191は、三相電圧指令値Vuvwの各周波数成分を高速フーリエ変換により演算し、周波数情報fuvwを生成する。周波数情報fuvwは、U相周波数情報f、V相周波数情報f及びW相周波数情報fを含む。 FFT section 191 inputs the three-phase voltage command value V uvw, and outputs the frequency information f uvw. The FFT unit 191 calculates each frequency component of the three-phase voltage command value V uvw by fast Fourier transform, and generates frequency information f uvw . The frequency information f uvw includes U-phase frequency information f u , V-phase frequency information f v and W-phase frequency information f w .

特徴周波数演算部192は、回転数N及び出力周波数fを入力とし、特徴周波数ferrを出力する。特徴周波数演算部192は、まず、回転数Nから回転機回転周波数fを算出する。回転機3が誘導機である場合には、回転機回転周波数f(Hz)は、回転機3の回転数N(min−1)及び回転機3の極対数Pを用いて下記の式(1)により算出される。 The characteristic frequency calculation unit 192 receives the rotation speed N and the output frequency fe and outputs a characteristic frequency f err . Wherein the frequency calculation unit 192 first calculates a rotating machine rotation frequency f r from the rotation speed N. In the case where the rotating machine 3 is an induction machine, the rotating machine rotation frequency f r (Hz) is expressed by the following formula using the rotation number N (min −1 ) of the rotating machine 3 and the pole pair number P of the rotating machine 3 ( It is calculated by 1).

Figure 2019205243
Figure 2019205243

そして、特徴周波数演算部192は、回転機回転周波数f及び出力周波数fを用いて下記の式(2)により、特徴周波数ferrを算出する。 Then, the characteristic frequency calculation unit 192 calculates the characteristic frequency f err according to the following equation (2) using the rotating machine rotation frequency f r and the output frequency fe .

Figure 2019205243
Figure 2019205243

判定部193は、周波数情報fuvwと特徴周波数ferrとを入力とし、判定結果を出力する。判定部193は、三相電圧指令値Vuvwの特徴周波数におけるレベルとしきい値とを比較し、このレベルが電圧しきい値よりも小さい場合には「正常」と判定し、このレベルがしきい値よりも大きい場合には「異常」と判定する。ここで、電圧しきい値は、予め設定された値である。 The determination unit 193 receives the frequency information f uvw and the characteristic frequency f err and outputs a determination result. The determination unit 193 compares the level at the characteristic frequency of the three-phase voltage command value V uvw with a threshold value, and determines that this level is “normal” if the level is smaller than the voltage threshold value. If it is larger than the value, it is determined as “abnormal”. Here, the voltage threshold value is a preset value.

なお、判定部193は、U相、V相及びW相の各々についてこの判定を行い、これら三相のいずれか一つでも異常である場合には判定結果を「異常」とする。このように、U相、V相及びW相の各相について判定を行い、いずれかの相が異常である場合には判定結果を「異常」とすることで、高精度な診断が可能となる。   The determination unit 193 performs this determination for each of the U phase, the V phase, and the W phase, and determines that the determination result is “abnormal” if any one of these three phases is abnormal. As described above, determination is made for each of the U phase, the V phase, and the W phase, and if any of the phases is abnormal, the determination result is set to “abnormal”, thereby enabling a highly accurate diagnosis. .

なお、この判定結果は、例えば、インバータ装置1に搭載され、又は接続された出力部に出力されることで使用者又は管理者に報知される。ここで、出力部としては、ディスプレイを例示することができる。又は、この判定結果が、図示しない構成であるインバータ停止部に出力されて、異常時にはインバータ装置1が強制停止する構成であってもよい。   In addition, this determination result is alert | reported to a user or an administrator by outputting to the output part mounted in the inverter apparatus 1, or connected, for example. Here, as the output unit, a display can be exemplified. Or this determination result may be output to the inverter stop part which is the structure which is not shown in figure, and the structure which the inverter apparatus 1 forcibly stops at the time of abnormality may be sufficient.

ここで、回転機の据え付け不良がある場合における、上述の周波数情報fuvwに含まれる電流FFT波形について説明する。図4は、電流フィードバック制御を行わない場合、すなわちV/f制御を行うインバータ装置の電流検出値のFFT波形を示す図である。ここで、動作条件を回転機回転周波数f=25Hzとし、出力周波数f=50Hzとすると、特徴周波数ferr=25Hz,75Hzである。図4において、据え付け不良がある場合の波形は実線で示し、据え付け不良がない場合の波形は破線で示している。図4に示すように、回転機の据え付け不良がある場合には、特徴周波数ferr=25Hz,75Hzにおいて、レベルが上昇しているため、適切なしきい値を設定することで、異常判定が可能である。 Here, the current FFT waveform included in the above-described frequency information f uvw when there is an improper installation of the rotating machine will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating an FFT waveform of a current detection value of an inverter device that performs V / f control when current feedback control is not performed. Here, if the operating conditions are the rotating machine rotation frequency f r = 25 Hz and the output frequency f e = 50 Hz, the characteristic frequencies f err = 25 Hz and 75 Hz. In FIG. 4, the waveform when there is an installation failure is indicated by a solid line, and the waveform when there is no installation failure is indicated by a broken line. As shown in FIG. 4, when there is a faulty installation of the rotating machine, the level is increased at the characteristic frequency f err = 25 Hz, 75 Hz, so that an abnormality can be determined by setting an appropriate threshold value. It is.

しかしながら、電流フィードバック制御を行う場合、すなわちベクトル制御を行う場合には、据え付け不良で生じる電流特徴周波数成分に対しても、設置が正常な状態の電流値に抑制されてしまう。図5は、電流フィードバック制御を行うインバータ装置の電流検出値のFFT波形を示す図である。図5において、据え付け不良がある場合の波形は実線で示し、据え付け不良がない場合の波形は破線で示している。図5に示すように、電流フィードバック制御を行う際には、特徴周波数ferrにおいても電流が抑制されてしまうため、電流FFT波形から回転機の据え付け不良を判別することができない。 However, when current feedback control is performed, that is, when vector control is performed, the current characteristic frequency component caused by installation failure is also suppressed to a current value in a normal installation state. FIG. 5 is a diagram illustrating an FFT waveform of a current detection value of an inverter device that performs current feedback control. In FIG. 5, the waveform when there is an installation failure is indicated by a solid line, and the waveform when there is no installation failure is indicated by a broken line. As shown in FIG. 5, when the current feedback control is performed, the current is suppressed even at the characteristic frequency f err , so that the installation failure of the rotating machine cannot be determined from the current FFT waveform.

そこで、上述のように電圧指令値のFFT波形を用いる。図6は、電流フィードバック制御を行うインバータ装置の電圧指令値のFFT波形である。図6において、据え付け不良がある場合の波形は実線で示し、据え付け不良がない場合の波形は破線で示している。図6に示すように、回転機3の据え付け不良がある場合には、特徴周波数ferr=25Hz,75Hzにおいて、レベルが上昇し、適切なしきい値を設定することで、異常判定が可能である。このように、電流フィードバック制御を行う場合には、電圧指令値を用いることで、据え付け不良の有無の判別が可能である。 Therefore, the FFT waveform of the voltage command value is used as described above. FIG. 6 is an FFT waveform of a voltage command value of an inverter device that performs current feedback control. In FIG. 6, the waveform when there is an installation failure is indicated by a solid line, and the waveform when there is no installation failure is indicated by a broken line. As shown in FIG. 6, when there is a faulty installation of the rotating machine 3, the level increases at the characteristic frequency f err = 25 Hz, 75 Hz, and an abnormality can be determined by setting an appropriate threshold value. . As described above, when current feedback control is performed, it is possible to determine the presence or absence of installation failure by using the voltage command value.

以上説明したように、本実施形態によれば、電流フィードバック制御を行う場合であっても、回転機の設置位置に関わらず、回転機の据え付け不良を検知することが可能である。   As described above, according to the present embodiment, even when current feedback control is performed, it is possible to detect an improper installation of the rotating machine regardless of the installation position of the rotating machine.

<実施形態2>
実施形態1では、インバータ装置が電流フィードバック制御方式である場合に回転機の据え付け不良を検知する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態では、インバータ装置の制御方式に関わらず、回転機の据え付け不良を検知可能なインバータ装置について説明する。
<Embodiment 2>
Although Embodiment 1 demonstrated the form which detects the installation defect of a rotary machine when an inverter apparatus is a current feedback control system, this invention is not limited to this. In the present embodiment, an inverter device capable of detecting a rotating machine installation failure regardless of the control method of the inverter device will be described.

図7は、本実施形態に係るインバータ装置1aの構成を示す図である。図7に示すインバータ装置1aは、電圧座標変換部17に代えて電圧座標変換部17aを備え、診断部19に代えて診断部19aを備え、電圧指令切替部20を追加した点と、電圧指令切替部20から出力周波数fを出力する点が図1に示すインバータ装置1とは異なり、その他の構成は図1に示すインバータ装置1と同様であるため、実施形態1の説明を援用する。なお、電流座標変換部15と、FB制御部16と、電圧座標変換部17aと、PWM信号生成部18と、電圧指令切替部20とをまとめて制御部10aと記載する。また、図7に示すインバータ装置1aは、回転機制御方式がベクトル制御である場合には、図1に示すインバータ装置1と同様に動作する。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the inverter device 1a according to the present embodiment. The inverter device 1a shown in FIG. 7 includes a voltage coordinate conversion unit 17a instead of the voltage coordinate conversion unit 17, a diagnosis unit 19a instead of the diagnosis unit 19, and a voltage command switching unit 20 added. The point which outputs the output frequency fe from the switch part 20 differs from the inverter apparatus 1 shown in FIG. 1, and since the other structure is the same as that of the inverter apparatus 1 shown in FIG. 1, description of Embodiment 1 is used. The current coordinate conversion unit 15, the FB control unit 16, the voltage coordinate conversion unit 17a, the PWM signal generation unit 18, and the voltage command switching unit 20 are collectively referred to as a control unit 10a. 7 operates in the same manner as the inverter device 1 shown in FIG. 1 when the rotating machine control method is vector control.

電圧座標変換部17aは、回転数N及びdq軸電圧指令値Vdqを入力とし、dq軸電圧指令値Vdqを三相電圧指令値Vuvw1に変換し、三相電圧指令値Vuvw1を出力する。三相電圧指令値Vuvw1は、U相電圧指令値Vu1、V相電圧指令値Vv1及びW相電圧指令値Vw1を含む。 Voltage coordinate converter 17a receives as input the rotational speed N and the dq-axis voltage command value Vdq, converts the dq axis voltage command values V dq to three-phase voltage command value V Uvw1, and outputs the three-phase voltage command value V Uvw1 . The three-phase voltage command value V uvw1 includes a U-phase voltage command value V u1 , a V-phase voltage command value V v1, and a W-phase voltage command value V w1 .

診断部19aは、三相電圧指令値Vuvwと、回転数Nと、出力周波数fと、三相電流検出値iuvwとを入力とし、判定結果を出力する。なお、出力周波数fは、電圧座標変換部17aから出力されるが、電力変換部11の出力における検出値であってもよい。 The diagnosis unit 19a receives the three-phase voltage command value V uvw , the rotation speed N, the output frequency fe, and the three-phase current detection value i uvw and outputs a determination result. The output frequency fe is output from the voltage coordinate conversion unit 17a, but may be a detected value in the output of the power conversion unit 11.

電圧指令切替部20は、三相電圧指令値Vuvw1,三相電圧指令値Vuvw2を入力とし、三相電圧指令値Vuvwを出力する。ここで、電圧指令切替部20は、インバータ装置1aが電流フィードバック制御である場合には三相電圧指令値Vuvwとして三相電圧指令値Vuvw1を出力し、インバータ装置1aがV/f制御である場合には三相電圧指令値Vuvwとして三相電圧指令値Vuvw2を出力する。また、三相電圧指令値Vuvw2は、例えば図示しない演算部において、外部からの回転機速度指令値又はトルク指令に基づいて演算された値である。三相電圧指令値Vuvw2は、U相電圧指令値Vu2、V相電圧指令値Vv2及びW相電圧指令値Vw2を含む。また、電圧指令切替部20は、設定された出力周波数fを出力する。なお、出力周波数fは、実施形態1と同様に、三相電圧指令値Vuvwの周波数である。 The voltage command switching unit 20 receives the three-phase voltage command value V uvw1 and the three-phase voltage command value V uvw2 and outputs the three-phase voltage command value V uvw . Here, the voltage command switching unit 20 outputs the three-phase voltage command value V uvw1 as the three-phase voltage command value V uvw when the inverter device 1a is in current feedback control, and the inverter device 1a performs the V / f control. and outputs the three-phase voltage command value V Uvw2 as a three-phase voltage command value V uvw in some cases. Further, the three-phase voltage command value V uvw2 is a value calculated based on a rotating machine speed command value or a torque command from the outside, for example, in a calculation unit (not shown). The three-phase voltage command value V uvw2 includes a U-phase voltage command value V u2 , a V-phase voltage command value V v2, and a W-phase voltage command value V w2 . Moreover, the voltage command switching unit 20 outputs the set output frequency fe . The output frequency fe is the frequency of the three-phase voltage command value V uvw as in the first embodiment.

図8は、図7に示すインバータ装置1aが備える診断部19aの構成を示す図である。図8に示す診断部19aは、FFT部191aと、特徴周波数演算部192と、判定部193aとを備える。   FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a diagnosis unit 19a included in the inverter device 1a illustrated in FIG. The diagnosis unit 19a illustrated in FIG. 8 includes an FFT unit 191a, a characteristic frequency calculation unit 192, and a determination unit 193a.

FFT部191aは、三相電圧指令値Vuvw、三相電流検出値iuvw及び回転機制御方式情報を入力とし、周波数情報fuvwを出力する。回転機制御方式は外部スイッチ等を用いてユーザにより切替可能な構成であり、回転機制御方式情報は外部スイッチ等から出力される。回転機制御方式が電流フィードバック制御である場合には、FFT部191aは、三相電圧指令値Vuvwの各周波数成分を高速フーリエ変換により演算して周波数情報fuvwを生成する。又は、制御方式が電流フィードバック制御方式ではなく、V/f制御である場合には、FFT部191aは、三相電流検出値iuvwの各周波数成分を高速フーリエ変換により演算して周波数情報fuvwを生成する。 The FFT unit 191a receives the three-phase voltage command value V uvw , the three-phase current detection value i uvw, and the rotating machine control method information, and outputs frequency information f uvw . The rotating machine control method can be switched by the user using an external switch or the like, and the rotating machine control method information is output from the external switch or the like. When the rotating machine control method is current feedback control, the FFT unit 191a generates frequency information f uvw by calculating each frequency component of the three-phase voltage command value V uvw by fast Fourier transform. Alternatively, when the control method is not the current feedback control method but V / f control, the FFT unit 191a calculates the frequency information f uvw by calculating each frequency component of the three-phase current detection value i uvw by fast Fourier transform. Is generated.

判定部193aは、周波数情報fuvw、特徴周波数ferr及び回転機制御方式情報を入力とし、判定結果を出力する。判定部193aは、回転機制御方式が電流フィードバック制御である場合には、実施形態1の判定部193と同様に動作する。すなわち、三相電圧指令値Vuvwの特徴周波数における電圧レベルと電圧しきい値とを比較し、この電圧レベルが電圧しきい値よりも小さい場合には「正常」と判定し、この電圧レベルが電圧しきい値よりも大きい場合には「異常」と判定する。ここで、電圧しきい値は、予め設定された値である。又は、判定部193aは、回転機制御方式が電流フィードバック制御ではなく、V/f制御である場合には、三相電流検出値iuvwの特徴周波数における電流レベルと電流しきい値とを比較し、この電流レベルが電流しきい値よりも小さい場合には「正常」と判定し、この電流レベルが電流しきい値よりも大きい場合には「異常」と判定する。ここで、電流しきい値は、予め設定された値である。 The determination unit 193a receives the frequency information f uvw , the characteristic frequency f err and the rotating machine control method information, and outputs a determination result. The determination unit 193a operates in the same manner as the determination unit 193 of the first embodiment when the rotating machine control method is current feedback control. That is, the voltage level at the characteristic frequency of the three-phase voltage command value V uvw is compared with the voltage threshold value, and when this voltage level is smaller than the voltage threshold value, it is determined as “normal”, If it is greater than the voltage threshold, it is determined as “abnormal”. Here, the voltage threshold value is a preset value. Alternatively, the determination unit 193a compares the current level at the characteristic frequency of the three-phase current detection value i uvw and the current threshold when the rotating machine control method is not current feedback control but V / f control. When the current level is smaller than the current threshold, it is determined as “normal”, and when the current level is higher than the current threshold, it is determined as “abnormal”. Here, the current threshold value is a preset value.

なお、判定部193aは、回転機制御方式に関わらず、U相、V相及びW相の各々についてこの判定を行い、これら三相のいずれか一つでも異常である場合には判定結果を「異常」とする。このように、U相、V相及びW相の各相について判定を行い、いずれかの相が異常である場合には判定結果を「異常」とすることで、高精度な診断が可能となる。また、この判定結果は実施形態1と同様に出力されて使用者又は管理者に報知される。又は、この判定結果が、図示しないインバータ停止部に出力されてもよい。   The determination unit 193a performs this determination for each of the U phase, the V phase, and the W phase regardless of the rotating machine control method. If any one of these three phases is abnormal, the determination result is “ "Abnormal". As described above, determination is made for each of the U phase, the V phase, and the W phase, and if any of the phases is abnormal, the determination result is set to “abnormal”, thereby enabling a highly accurate diagnosis. . Further, this determination result is output in the same manner as in the first embodiment and is notified to the user or the administrator. Or this determination result may be output to the inverter stop part which is not illustrated.

以上説明したように、本実施形態によれば、回転機の設置位置及び制御方式に関わらず回転機の据え付け不良を検知することができる。   As described above, according to this embodiment, it is possible to detect an installation failure of a rotating machine regardless of the installation position and control method of the rotating machine.

<実施形態3>
実施形態1では三相電圧指令値を高速フーリエ変換する形態について説明し、実施形態2では三相電圧指令値又は三相電流検出値を高速フーリエ変換する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態では、U相電圧指令値又はU相電流検出値を高速フーリエ変換する形態について説明する。なお、本実施形態においても、実施形態2と同様に、インバータ装置の制御方式に関わらず、回転機の据え付け不良を検知可能である。
<Embodiment 3>
In the first embodiment, the form of performing fast Fourier transform on the three-phase voltage command value has been described. In the second embodiment, the form of performing fast Fourier transform on the three-phase voltage command value or the three-phase current detection value has been described. It is not limited. In the present embodiment, a mode in which the U-phase voltage command value or the U-phase current detection value is fast Fourier transformed will be described. In the present embodiment as well, similarly to the second embodiment, it is possible to detect an improper installation of the rotating machine regardless of the control method of the inverter device.

また、本実施形態に係るインバータ装置では、診断部以外の構成については実施形態2と同様であるため、その他の構成については、実施形態1,2の説明を援用する。   In the inverter device according to the present embodiment, the configuration other than the diagnosis unit is the same as that of the second embodiment, and therefore the description of the first and second embodiments is used for the other configurations.

図9は、本実施形態に係るインバータ装置が備える診断部19bの構成を示す図である。図9に示す診断部19bは、FFT部191bと、特徴周波数演算部192と、判定部193bとを備える。   FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a diagnosis unit 19b included in the inverter device according to the present embodiment. The diagnosis unit 19b illustrated in FIG. 9 includes an FFT unit 191b, a characteristic frequency calculation unit 192, and a determination unit 193b.

FFT部191bは、U相電圧指令値V、U相電流検出値i及び回転機制御方式情報を入力とし、U相周波数情報fを出力する。回転機制御方式が電流フィードバック制御である場合には、FFT部191bは、U相電圧指令値Vの周波数成分を高速フーリエ変換により演算してU相周波数情報fを生成する。又は、高速フーリエ変換により制御方式が電流フィードバック制御方式ではなく、V/f制御である場合には、FFT部191bは、U相電流検出値iの周波数成分を高速フーリエ変換により演算してU相周波数情報fを生成する。 The FFT unit 191b receives the U-phase voltage command value V u , the U-phase current detection value i u and the rotating machine control method information, and outputs U-phase frequency information f u . When the rotating machine control method is current feedback control, the FFT unit 191b calculates the frequency component of the U-phase voltage command value V u by fast Fourier transform to generate U-phase frequency information f u . Or, rather than in a controlled manner the current feedback control scheme by fast Fourier transform, in the case of V / f control, FFT section 191b is computed by fast Fourier transform on the frequency components of the U-phase current detection value i u U The phase frequency information fu is generated.

判定部193bは、U相周波数情報f、特徴周波数ferr及び回転機制御方式情報を入力とし、判定結果を出力する。判定部193bは、回転機制御方式が電流フィードバック制御である場合には、U相電圧指令値Vの特徴周波数における電圧レベルと電圧しきい値とを比較し、この電圧レベルが電圧しきい値よりも小さい場合には「正常」と判定し、このレベルが電圧しきい値よりも大きい場合には「異常」と判定する。ここで、電圧しきい値は、予め設定された値である。又は、判定部193bは、回転機制御方式が電流フィードバック制御ではなく、V/f制御である場合には、U相電流検出値iの特徴周波数における電流レベルと電流しきい値とを比較し、この電流レベルが電流しきい値よりも小さい場合には「正常」と判定し、この電流レベルが電流しきい値よりも大きい場合には「異常」と判定する。ここで、電流しきい値は、予め設定された値である。 The determination unit 193b receives the U-phase frequency information f u , the characteristic frequency f err, and the rotating machine control method information, and outputs a determination result. When the rotating machine control method is current feedback control, the determination unit 193b compares the voltage level at the characteristic frequency of the U-phase voltage command value Vu with the voltage threshold, and the voltage level is the voltage threshold. If it is smaller than this, it is determined as “normal”, and if this level is higher than the voltage threshold, it is determined as “abnormal”. Here, the voltage threshold value is a preset value. Alternatively, when the rotating machine control method is not current feedback control but V / f control, the determination unit 193b compares the current level at the characteristic frequency of the U-phase current detection value iu with the current threshold value. When the current level is smaller than the current threshold, it is determined as “normal”, and when the current level is higher than the current threshold, it is determined as “abnormal”. Here, the current threshold value is a preset value.

なお、判定部193bの判定結果は実施形態1,2と同様に出力されて使用者又は管理者に報知される。又は、この判定結果が、図示しないインバータ停止部に出力されてもよい。   In addition, the determination result of the determination part 193b is output similarly to Embodiment 1, 2, and alert | reports to a user or an administrator. Or this determination result may be output to the inverter stop part which is not illustrated.

また、本実施形態と実施形態1とを組み合わせてもよい。すなわち、図2に示すインバータ装置に設けられる診断部が、U相電圧指令値Vと、回転数Nと、出力周波数fとを入力とし、判定結果を出力する構成であってもよい。 Moreover, you may combine this embodiment and Embodiment 1. FIG. That is, the diagnosis unit provided in the inverter device shown in FIG. 2 may be configured to input the U-phase voltage command value V u , the rotation speed N, and the output frequency fe to output a determination result.

なお、本実施形態ではU相のみを高速フーリエ変換する形態を例示して説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、U相に代えてV相を高速フーリエ変換してもよいし、V相に代えてW相を高速フーリエ変換してもよい。このように、三相のうちいずれか一相についてのみ高速フーリエ変換を行う構成とすると、インバータ装置の構成簡略化及び処理の簡素化が可能となる。   In addition, although this embodiment illustrated and demonstrated the form which fast-transforms only a U phase, this embodiment is not limited to this, It replaces with a U phase and fast Fourier transforms a V phase. Alternatively, the W phase may be fast Fourier transformed instead of the V phase. Thus, if it is set as the structure which performs a fast Fourier transformation only about any one phase among three phases, the structure simplification of an inverter apparatus and the simplification of a process will be attained.

以上説明したように、本実施形態によれば、回転機の設置位置及び制御方式に関わらず、三相のうちいずれか一相について高速フーリエ変換することで回転機の据え付け不良を検知することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to detect an improper installation of the rotating machine by performing a fast Fourier transform on any one of the three phases regardless of the installation position and control method of the rotating machine. it can.

1,1a インバータ装置
2 三相交流電源
3 回転機
10,10a 制御部
11 電力変換部
12 電流検出器
13 回転数推定部
14 回転数切替部
15 電流座標変換部
16 FB制御部
17,17a 電圧座標変換部
18 PWM信号生成部
19,19a,19b 診断部
191,191a,191b FFT部
192 特徴周波数演算部
193,193a,193b 判定部
20 電圧指令切替部
31 回転数検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a Inverter apparatus 2 Three-phase alternating current power supply 3 Rotating machine 10, 10a Control part 11 Power conversion part 12 Current detector 13 Speed estimation part 14 Speed change part 15 Current coordinate conversion part 16 FB control part 17, 17a Voltage coordinate Conversion unit 18 PWM signal generation unit 19, 19a, 19b Diagnosis unit 191, 191a, 191b FFT unit 192 Characteristic frequency calculation unit 193, 193a, 193b Determination unit 20 Voltage command switching unit 31 Rotation speed detector

Claims (6)

三相交流電圧を回転機に出力する電力変換部と、
前記電力変換部の出力側で検出した三相電流検出値、前記回転機の回転数及び電流指令値に基づいて三相電圧指令値を生成し、該三相電圧指令値からPWM信号を生成して前記電力変換部に出力する制御部と、
前記三相電圧指令値、出力周波数及び前記回転数が入力される診断部とを備え、
前記診断部は、
前記三相電圧指令値又は前記三相電圧指令値の少なくともいずれか一相の電圧指令値を高速フーリエ変換して周波数情報を出力するFFT部と、
前記出力周波数及び前記回転数から特徴周波数を演算して出力する特徴周波数演算部と、
前記周波数情報の前記特徴周波数における電圧レベルが、設定された電圧しきい値を超えているか否かを判定する判定部とを備えるインバータ装置。
A power converter that outputs a three-phase AC voltage to the rotating machine;
A three-phase voltage command value is generated based on the detected three-phase current value detected on the output side of the power converter, the rotational speed of the rotating machine, and a current command value, and a PWM signal is generated from the three-phase voltage command value. A control unit that outputs to the power conversion unit,
A diagnostic unit to which the three-phase voltage command value, the output frequency and the rotation speed are input,
The diagnostic unit
An FFT unit that outputs frequency information by fast Fourier transforming the voltage command value of at least one of the three-phase voltage command value or the three-phase voltage command value;
A characteristic frequency calculator that calculates and outputs a characteristic frequency from the output frequency and the rotation speed;
An inverter apparatus comprising: a determination unit that determines whether a voltage level at the characteristic frequency of the frequency information exceeds a set voltage threshold value.
前記回転機の回転数を推定して回転数推定値を出力する回転数推定部を備え、
前記回転数が前記回転数推定値である請求項1に記載のインバータ装置。
A rotation speed estimation unit that estimates the rotation speed of the rotating machine and outputs a rotation speed estimation value;
The inverter apparatus according to claim 1, wherein the rotational speed is the rotational speed estimated value.
前記回転機には、前記回転機の回転数を検出して回転数検出値を出力する回転数検出器が設置され、
前記回転数は、前記回転数検出値である請求項1に記載のインバータ装置。
The rotation machine is provided with a rotation speed detector that detects the rotation speed of the rotation machine and outputs a rotation speed detection value.
The inverter device according to claim 1, wherein the rotation speed is the rotation speed detection value.
前記判定部は、前記周波数情報のいずれか一相において、前記特徴周波数における電圧レベルが、前記設定された電圧しきい値を超えているときに据え付け不良であると判定する請求項1に記載のインバータ装置。   2. The determination unit according to claim 1, wherein, in any one phase of the frequency information, the determination unit determines that the installation is defective when a voltage level at the characteristic frequency exceeds the set voltage threshold value. Inverter device. 三相交流電力を回転機に出力する電力変換部と、
前記電力変換部の出力側で検出した三相電流検出値、前記回転機の回転数及び電流指令値に基づいて三相電圧指令値を生成し、該三相電圧指令値からPWM信号を生成して前記電力変換部に出力する制御部と、
前記三相電圧指令値又は前記三相電圧指令値の少なくともいずれか一相の電圧指令値、前記電圧指令値と同一の相の電流検出値、出力周波数、前記回転数及び前記回転機の制御方式情報が入力される診断部とを備え、
前記診断部は、
前記回転機の制御方式が電流フィードバック方式である場合には前記三相電圧指令値又は前記電圧指令値を高速フーリエ変換し、又は前記回転機の制御方式がV/f制御方式である場合には前記電流検出値を高速フーリエ変換して周波数情報を出力するFFT部と、
前記出力周波数及び前記回転数から特徴周波数を演算して出力する特徴周波数演算部と、
前記回転機の制御方式に応じて、前記周波数情報の前記特徴周波数における電圧レベル又は電流レベルが、設定された電圧しきい値又は電流しきい値を超えているか否かを判定する判定部とを備えるインバータ装置。
A power converter that outputs three-phase AC power to a rotating machine;
A three-phase voltage command value is generated based on the detected three-phase current value detected on the output side of the power converter, the rotational speed of the rotating machine, and a current command value, and a PWM signal is generated from the three-phase voltage command value. A control unit that outputs to the power conversion unit,
At least one of the three-phase voltage command value or the three-phase voltage command value, the current detection value of the same phase as the voltage command value, the output frequency, the rotation speed, and the control method of the rotating machine A diagnostic unit for inputting information,
The diagnostic unit
When the control method of the rotating machine is a current feedback method, the three-phase voltage command value or the voltage command value is fast Fourier transformed, or when the control method of the rotating machine is a V / f control method An FFT unit that outputs frequency information by performing a fast Fourier transform on the detected current value;
A characteristic frequency calculator that calculates and outputs a characteristic frequency from the output frequency and the rotation speed;
A determination unit that determines whether a voltage level or a current level at the characteristic frequency of the frequency information exceeds a set voltage threshold or current threshold according to a control method of the rotating machine; An inverter device provided.
前記特徴周波数は、前記出力周波数に前記回転機の回転周波数を加算した値又は前記出力周波数から前記回転機の回転周波数を減算した値である請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のインバータ装置。   The said characteristic frequency is the value which added the rotational frequency of the said rotary machine to the said output frequency, or the value which subtracted the rotational frequency of the said rotary machine from the said output frequency. Inverter device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102212084B1 (en) * 2020-03-03 2021-02-03 서울대학교산학협력단 Fault diagnosis method of synchronous motor

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