JP2542271Y2 - Terminal voltage detection device for induction motor - Google Patents
Terminal voltage detection device for induction motorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本考案は、エレベータなどの駆動
装置として利用されインバータによって可変制御される
交流電動機の端子電圧を安価に検出できる装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for detecting the terminal voltage of an AC motor variably controlled by an inverter, which is used as a driving device for an elevator or the like, at a low cost.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、パワーエレクトロニクスやマイク
ロエレクトロニクスの進歩に伴い、これまでは制御性能
の面から専ら直流電動機が用いられていた多くの分野に
交流電動機が用いられるようになってきた。2. Description of the Related Art In recent years, with the progress of power electronics and microelectronics, AC motors have come to be used in many fields where DC motors have been used exclusively from the viewpoint of control performance.
【０００３】 エレベータの分野においても、他励界磁
巻線を有する直流電動機を用いた直流エレベータに代わ
って、最近では三相誘導電動機を用いた交流エレベータ
が実用に供されるようになってきている。In the field of elevators, AC elevators using three-phase induction motors have recently come into practical use instead of DC elevators using DC motors having separately excited field windings. I have.
【０００４】しかし、従来の誘導電動機による交流エレ
ベータの制御手段は、単に誘導電動機の一次巻線電圧の
大きさをサイリスタ等を用いて制御する、いわゆる一次
電圧制御方法であったため、制御性能において自ら限度
を有していた。However, the conventional means for controlling an AC elevator using an induction motor is a so-called primary voltage control method in which the magnitude of the primary winding voltage of the induction motor is simply controlled using a thyristor or the like. Had a limit.
【０００５】そこで、この制御性能を改善し、さらには
省電力，省電源設備容量化を図り得る最新の交流エレベ
ータの制御装置として、すべり周波数型ベクトル制御イ
ンバータ装置が提案されている。Therefore, a slip frequency type vector control inverter device has been proposed as a latest AC elevator control device capable of improving the control performance and further reducing power consumption and power supply equipment capacity.
【０００６】図２はすべり周波数型ベクトル制御エレベ
ータの基本的なブロック構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a basic block configuration of a slip frequency type vector control elevator.
【０００７】図中、１はエレベータの理想的な速度指令
信号ωr * を発生する速度指令発生装置、２はエレベー
タの速度を検出し速度信号ωr を出力する，例えばパル
スエンコーダのような速度検出装置、３はエレベータの
巻上げ用電動機として用いられる誘導電動機、４はかご
５とつり合い重り６を連結する主索、７はかご５内の荷
重を検出して荷重信号７ａを出力する荷重検出器、In the drawing, reference numeral 1 denotes a speed command generator for generating an ideal speed command signal ω r * of the elevator, and 2 denotes a speed signal such as a pulse encoder which detects the speed of the elevator and outputs a speed signal ω r. Detecting device, 3 is an induction motor used as a motor for hoisting the elevator, 4 is a main cable connecting the car 5 and the counterweight 6, and 7 is a load detector for detecting a load in the car 5 and outputting a load signal 7a. ,
【０００８】ＡＳＲは速度調節器、ＡＣＲは電流調節
器、８は直流を交流に変換して誘導電動機３に交流電力
を供給するインバータ、９は誘導電動機３のＵ相一次電
流指令ＩU * ，Ｖ相一次電流指令ＩV * ，Ｗ相一次電流
指令ＩW * をそれぞれ出力する三相正弦波電流指令発生
器、ＴM * はトルク指令、Ｍは誘導電動機３の相互イン
ダクタンス、Ｌ2 は誘導電動機３の二次自己インダクタ
ンス、Ｒ2 は誘導電動機３の二次抵抗、Ｉm * は励磁電
流指令、Ｉ2 * は二次電流指令、θ* は一次周波数で回
転する二次磁束に対する一次電流の進み角度，即ち位相
角指令である。ASR is a speed regulator, ACR is a current regulator, 8 is an inverter that converts DC into AC and supplies AC power to the induction motor 3, 9 is a U-phase primary current command I U * of the induction motor 3, A three-phase sine wave current command generator that outputs a V-phase primary current command I V * and a W-phase primary current command I W * , respectively, T M * is a torque command, M is a mutual inductance of the induction motor 3, and L 2 is an induction secondary self-inductance of the motor 3, R 2 is secondary resistance of the induction motor 3, I m * is excitation current command, I 2 * secondary current command, theta * primary current to secondary flux which rotates at primary frequency , Ie, a phase angle command.
【０００９】[0009]
【考案が解決しようとする課題】このすべり周波数型ベ
クトル型制御にあっては、予め、設定している誘導電動
機３の定数Ｒ2 ，Ｌ2 ，Ｍのうち、特に二次巻線の二次
抵抗Ｒ2 については、温度によって大きく変化するた
め、二次磁束、トルク、一次電圧に影響を与え、誘導電
動機３の端子電圧が上昇して、極端な場合インバータ８
の発生電圧が不足したり、制御性能が大幅に劣化するこ
とがあった。In the slip frequency type vector control, among the constants R 2 , L 2 , and M of the induction motor 3 set in advance, particularly, the secondary of the secondary winding is controlled. the resistor R 2, to vary greatly with temperature, the secondary magnetic flux, torque, affecting the primary voltage, rises terminal voltage of the induction motor 3, the extreme inverter 8
In some cases, the generated voltage is insufficient, or the control performance is significantly deteriorated.
【００１０】このため、磁束検出に相当する誘導電動機
３の端子電圧検出により、制御変数（二次時定数）を補
正する方法が一般的であるが、検出電圧には高調波同相
ノイズが多く含まれるので、同相除去性能に優れた高価
な絶縁増幅器が必要であった。For this reason, a method of correcting the control variable (secondary time constant) by detecting the terminal voltage of the induction motor 3 corresponding to the detection of the magnetic flux is generally used. However, the detected voltage contains much harmonic common mode noise. Therefore, an expensive insulated amplifier having excellent common-mode rejection performance was required.
【００１１】本考案は上記の点に鑑みなされたもので、
安価でかつ信頼性の高い電圧検出が行える装置を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in view of the above points,
An object is to provide an inexpensive and highly reliable voltage detection device.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本考案は、インバータの
交流出力電圧が誘導電動機の端子に印加されて可変速制
御されるものにおいて、インバータの直流側の入力電圧
を絶縁増幅器を通じて、抵抗とホトカプラのホトトラン
ジスタの直列回路からなる複数組みの電子回路に供給
し、インバータの直流側の一端と各交流出力側とを、抵
抗と該ホトカプラのホトダイオードの直列回路からなる
電子回路で接続し、ホトトランジスタの端子電圧から誘
導電動機の各端子電圧を検出するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a device in which an AC output voltage of an inverter is applied to a terminal of an induction motor and is controlled at a variable speed, wherein an input voltage on a DC side of the inverter is connected to a resistor and a photocoupler through an insulating amplifier. A plurality of sets of electronic circuits consisting of a series circuit of phototransistors are connected to each other, and one end of the DC side of the inverter and each AC output side are connected by an electronic circuit consisting of a series circuit of a resistor and a photodiode of the photocoupler. The terminal voltage of each of the induction motors is detected from the terminal voltages.
【００１３】[0013]
【作用】上述の如く構成すれば、誘導電動機の各相の印
可電圧をホトカプラの働きによりノイズの影響をあまり
受けることなく検出できる。With the above arrangement, the applied voltage of each phase of the induction motor can be detected by the operation of the photocoupler without being affected by noise.
【００１４】[0014]
【実施例】図１は本考案の一実施例を示す電圧検出装置
の回路図であり、図中図２と同一符号のものは同一のも
のを示すが、１０はインバータ８の直流側の入力端の直
流電圧ＶDCをピックアップする，同相除去性能を有さな
くてもよい安価な絶縁増幅器、１１〜１４はバッファ、
ＰＣ−Ｒ，ＰＣ−Ｓ，ＰＣ−Ｔはホトカプラで、ＰＣ−
Ｒ1 はホトカプラＰＣ−Ｒのホトダイオード、ＰＣ−Ｒ
2 はホトカプラＰＣ−Ｒのホトトランジスタ、ＰＣ−Ｓ
1 はホトカプラＰＣ−Ｓのホトダイオード，ＰＣ−Ｓ2
はホトカプラＰＣ−Ｓのホトトランジスタ、ＰＣ−Ｔ1
はホトカプラＰＣ−Ｔのホトダイオード，ＰＣ−Ｔ2 は
ホトカプラＰＣ−Ｔのホトトランジスタ、Ｒ1 〜Ｒ9 は
抵抗、Ｃ1 〜Ｃ4 はコンデンサ、ＶDC1 はバッファ１１
の出力電圧で、例えばインバータ８の直流電圧１００Ｖ
に対して１Ｖ程度に換算される。ＶROはホトトランジス
タＰＣ−Ｒ2 の端子電圧、ＶSOはホトトランジスタＰＣ
−Ｓ2 の端子電圧、ＶTOはホトトランジスタＰＣ−Ｔ2
の端子電圧、コンデンサＣ2 の端子電圧ＶR は誘導電動
機３のＲ相の平均相電圧、コンデンサＣ3 の端子電圧Ｖ
S は誘導電動機３のＳ相の平均相電圧、コンデンサＣ4
の端子電圧ＶT は誘導電動機３のＴ相の平均相電圧であ
る。FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage detecting device showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG. An inexpensive insulated amplifier that does not need to have common-mode rejection performance, which picks up the DC voltage VDC at the end, 11 to 14 are buffers,
PC-R, PC-S and PC-T are photocouplers.
R 1 is a photodiode of the photocoupler PC-R, PC-R
2 is a phototransistor of the photocoupler PC-R, PC-S
1 is a photodiode of the photocoupler PC-S, PC-S 2
Is the phototransistor of the photocoupler PC-S, PC-T 1
Photocoupler PC-T of photodiode, phototransistor of PC-T 2 is photocoupler PC-T, R 1 ~R 9 is resistance, C 1 -C 4 capacitors, V DC1 buffer 11
Output voltage, for example, a DC voltage of 100 V
Is converted to about 1V. V RO is the terminal voltage of the phototransistor PC-R 2, V SO is a phototransistor PC
The terminal voltage of -S 2, V TO is the phototransistor PC-T 2
The terminal voltage of the average phase voltage R phase of the terminal voltage V R of the capacitor C 2 induction motor 3, the terminal voltage of the capacitor C 3 V
S is the average phase voltage of the S phase of the induction motor 3 and the capacitor C 4
The terminal voltage V T is the average phase voltage T-phase of the induction motor 3.
【００１５】本考案は、誘導電動機３の端子電圧が短冊
状のパルス波形であり、その波高値がほぼインバータ８
の直流電圧に等しいことに着目して電圧検出方法が簡素
化されている。即ち、誘導電動機３のＲ，Ｓ，Ｔ相の各
電圧はインバータ８の直流側の端子ａあるいはｂの電圧
の何れかに等しく、Ｒ相の電圧が端子ａの電圧に等しい
場合にはホトダイオードＰＣ−Ｒ1 には電流が流れず、
端子ｂに等しいときのみ電流が流れてホトトランジスタ
ＰＣ−Ｒ2 を導通させて端子電圧ＶROを零にする。つま
りＲ相の電圧が端子ａの電圧に等しい場合のみ、直流電
圧ＶDCに比例する端子電圧ＶROが生じ、すなわち出力電
圧のパルス幅と波高値に応じた電圧が生じ、その結果コ
ンデンサＣ2 の端子間には抵抗Ｒ5 とコンデンサＣ2 の
フィルタ作用によりＲ相の平均電圧ＶR を発生させる。According to the present invention, the terminal voltage of the induction motor 3 is a rectangular pulse waveform, and the peak value thereof is substantially equal to that of the inverter 8.
The voltage detection method is simplified by paying attention to the fact that it is equal to the DC voltage. That is, the voltages of the R, S, and T phases of the induction motor 3 are equal to either the voltage of the terminal a or b on the DC side of the inverter 8, and if the voltage of the R phase is equal to the voltage of the terminal a, the photodiode PC no current flows through the -R 1,
To conduct a phototransistor PC-R 2 and is seen current flow when equal to the terminal b to zero terminal voltage V RO to. That is, only when the voltage of the R phase is equal to the voltage of the terminal a, the terminal voltage V RO proportional to the DC voltage VDC is generated, that is, a voltage corresponding to the pulse width and the peak value of the output voltage is generated. As a result, the capacitor C 2 A terminal R generates an R-phase average voltage V R by the filter action of the resistor R 5 and the capacitor C 2 .
【００１６】次に、誘導電動機３のＳ相、Ｔ相について
も全く同様にしてＳ相，Ｔ相の電圧が端子ａの電圧に等
しい場合のみ、直流電圧ＶDCに比例する端子電圧ＶSO，
ＶTOが生じコンデンサＣ3 ，Ｃ4 の端子間には抵抗
Ｒ7 ，Ｒ9 とコンデンサＣ3 ，Ｃ4 のフィルタ作用によ
りＳ相，Ｔ相の平均電圧ＶS ，ＶT を発生させる。そし
て、誘導電動機３の端子電圧（線間電圧）はこれらの平
均相電圧ＶR ，ＶS ，ＶT から簡単に求められる。[0016] Next, S-phase of the induction motor 3, S-phase in exactly the same for the T-phase, only when the voltage of the T-phase is equal to the voltage of the terminal a, the terminal voltage V SO proportional to the DC voltage V DC,
Capacitor C 3, resistor between C 4 terminals R 7 V TO occurs, R 9 and capacitor C 3, S-phase by a filter action of C 4, the average voltage V S of the T-phase, and generates a V T. Then, the terminal voltage (the line voltage) of the induction motor 3 These average phase voltage V R, V S, are easily determined from the V T.
【００１７】 要するに、本考案は誘導電動機３に印加
されるインバータ８の出力電圧パルス幅をホトカプラＰ
Ｃ−Ｒ，ＰＣ−Ｓ，ＰＣ−Ｔで検出するとともに、安価
な単一の絶縁増幅器１０を利用した別系統のノイズをあ
まり含まない（平滑用のコンデンサＣ1 の働き）直流段
電圧検出装置を用いて、インバータ８の出力波形のシミ
ュレータをホトカプラＰＣ−Ｒ，ＰＣ−Ｓ，ＰＣ−Ｔの
二次側に構成し、誘導電動機３の端子電圧を検出するよ
うにしたものである。In short, according to the present invention, the output voltage pulse width of the inverter 8 applied to the induction motor
C-R, PC-S, and detects in PC-T, does not contain much noise of another system using an inexpensive single isolation amplifier 10 (the action of the capacitor C 1 for smoothing) DC stage voltage detecting device , The simulator of the output waveform of the inverter 8 is configured on the secondary side of the photocouplers PC-R, PC-S and PC-T to detect the terminal voltage of the induction motor 3.
【００１８】[0018]
【考案の効果】以上述べたように本考案によれば、安価
な絶縁増幅器であっても十分信頼性の高い誘導電動機の
端子電圧の検出が可能になるため、従来コストの制約か
ら採用が困難であった二次時定数の補正が極めて安価に
実現可能になり、極めて信頼度の高い制御システム，特
にエレベータ制御システムを得ることができる。As described above, according to the present invention, the terminal voltage of the induction motor can be detected with sufficiently high reliability even with an inexpensive insulated amplifier. The second-order time constant can be corrected very inexpensively, and a highly reliable control system, in particular, an elevator control system can be obtained.
【００１９】[0019]
【図１】本考案の一実施例を示す電圧検出装置の回路図
である。FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage detecting device according to an embodiment of the present invention.
【図２】すべり周波数型ベクトル制御エレベータの基本
的なブロック構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a basic block configuration of a slip frequency type vector control elevator.
３ 誘導電動機 ８ インバータ １０ 絶縁増幅器 ＰＣ−Ｒ ホトカプラ ＰＣ−Ｓ ホトカプラ ＰＣ−Ｔ ホトカプラ ＰＣ−Ｒ1 ホトダオード ＰＣ−Ｓ1 ホトダオード ＰＣ−Ｔ1 ホトダオード ＰＣ−Ｒ2 ホトトランジスタ ＰＣ−Ｓ2 ホトトランジスタ ＰＣ−Ｔ2 ホトトランジスタ ＶRO ホトトランジスタＰＣ−Ｒ2 の端子電圧 ＶSO ホトトランジスタＰＣ−Ｓ2 の端子電圧 ＶTO ホトトランジスタＰＣ−Ｔ2 の端子電圧3 induction motor 8 inverter 10 isolation amplifier PC-R photocoupler PC-S photocoupler PC-T photocoupler PC-R 1 Hotodaodo PC-S 1 Hotodaodo PC-T 1 Hotodaodo PC-R 2 phototransistor PC-S 2 phototransistor PC-T 2 phototransistor V RO phototransistor PC-R 2 in the terminal voltage V SO phototransistor PC-S 2 of the terminal voltage V tO phototransistor PC-T 2 of the terminal voltage
Claims (1)
の端子に印加されて可変速制御されるものにおいて、 前記インバータの直流側の入力電圧を絶縁増幅器を通じ
て、抵抗とホトカプラのホトトランジスタの直列回路か
らなる複数組みの電子回路に供給し、前記インバータの
直流側の一端と各交流出力側とを、抵抗と該ホトカプラ
のホトダイオードの直列回路からなる電子回路で接続
し、前記ホトトランジスタの端子電圧から前記誘導電動
機の各端子電圧を検出することを特徴とする誘導電動機
の端子電圧検出装置。An inverter output voltage is applied to a terminal of an induction motor and is controlled at a variable speed. An input voltage on a DC side of the inverter is passed through an insulating amplifier from a series circuit of a resistor and a phototransistor of a photocoupler. To a plurality of sets of electronic circuits, one end of the DC side of the inverter and each AC output side are connected by an electronic circuit composed of a series circuit of a resistor and a photodiode of the photocoupler. A terminal voltage detecting device for an induction motor, which detects each terminal voltage of the induction motor.
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|---|---|---|---|
| JP1991101994U JP2542271Y2 (en) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | Terminal voltage detection device for induction motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991101994U JP2542271Y2 (en) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | Terminal voltage detection device for induction motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0543799U JPH0543799U (en) | 1993-06-11 |
| JP2542271Y2 true JP2542271Y2 (en) | 1997-07-23 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991101994U Expired - Fee Related JP2542271Y2 (en) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | Terminal voltage detection device for induction motor |
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| JP (1) | JP2542271Y2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6096939U (en) * | 1983-12-08 | 1985-07-02 | 神鋼電機株式会社 | Abnormal voltage detection circuit for voltage source inverter |
| JPH01264571A (en) * | 1988-04-14 | 1989-10-20 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Pulse width modulation voltage detector |
| JPH0270290A (en) * | 1988-08-31 | 1990-03-09 | Mitsubishi Electric Corp | Control apparatus of motor |
-
1991
- 1991-11-14 JP JP1991101994U patent/JP2542271Y2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0543799U (en) | 1993-06-11 |
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