JP2886322B2 - 電動機制御装置 - Google Patents

電動機制御装置

Info

Publication number
JP2886322B2
JP2886322B2 JP2280615A JP28061590A JP2886322B2 JP 2886322 B2 JP2886322 B2 JP 2886322B2 JP 2280615 A JP2280615 A JP 2280615A JP 28061590 A JP28061590 A JP 28061590A JP 2886322 B2 JP2886322 B2 JP 2886322B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
circuit
current
power semiconductor
temperature rise
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2280615A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04156288A (ja
Inventor
勝義 北河
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.)
OOKUMA KK
Original Assignee
OOKUMA KK
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 OOKUMA KK filed Critical OOKUMA KK
Priority to JP2280615A priority Critical patent/JP2886322B2/ja
Publication of JPH04156288A publication Critical patent/JPH04156288A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2886322B2 publication Critical patent/JP2886322B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電動機制御装置、特に電流制御回路を備え、
パルス幅変調インバータ回路による制御を行う電動機制
御装置の過負荷状態における保護機能の改良に関する。
[従来の技術] 第4図は電力変換部27の温度保護回路26を備えた一般
的な電動機制御装置のブロック図である。
この装置は、モータ20を駆動させる装置であり、エン
コーダ30のフィードバックによりモータ20を速度制御す
るものである。
第4図より明らかなように、この装置は、速度制御・
電流指令発生回路6と電流制御・インバータ回路7と加
熱防止回路8とから構成されている。つまり、速度制御
・電流指令発生回路6がエンコーダ30からの信号により
速度制御及び電流指令の発生を行い、電流制御・インバ
ータ回路7がモータ20に供給される電流を制御し、更に
加熱防止回路8が電力変換部27からモータ20に供給され
る電流を監視し、装置の安全を図る構造を有している。
速度制御・電流指令発生回路6中のアンプ11は速度指
令値VCMDと速度検出値VACTの差を増幅しトルク指令値TC
MDを出力するアンプである。
一方、エンコーダ30の位置信号は、位相分配回路22に
より、位相信号としてU相とV相とに分配され、U,V相
電流指令IUCMDおよびIVCMDを生成し、さらにこれらは電
流制御・インバータ回路7中のU,V相電流アンプ14,15へ
伝達され、それぞれ指令値VUCMD,VVCMDを生成する。
ここで、電流制御・インバータ回路7中のU,V相電流
アンプ14,15は、前記U,V相電流指令IUCMD及びIVCMDとモ
ータ20に供給される電流を検出する電流検出器32および
33の出力信号Iua,Ivaの差を増幅するU,V相電流アンプで
あり、生成した指令値VUCMDと指令値VVCMDはこれらを加
算して得られた指令値VWCMDとともにそれぞれU,V,W相コ
ンバータ16,17,18に伝達される。
さらに、ここに伝達された指令値VUCMD,VVCMDおよびV
WCMDは、三角波発生回路25から出力される三角波信号TR
Wを比較され、この比較結果に対応したパルス信号を生
成し、これが電力変換部27からモータ20に印加される電
圧を決定し、この結果、モータ20に流れる電流を制御す
る。
さらに、モータ20の過負荷は電流検出器32,33の出力
信号を監視する熱モデル回路24及び保護回路26によって
検知される。
熱モデル回路24には、モータ20に供給される電流に対
しての電力変換部27内の電力半導体の温度上昇率があら
かじめプログラムされており、ここで電流検出器32,33
により検出されたモータ20に供給される電流を表す信号
Iua,Ivaは、電力変換部27の温度上昇値を表す信号Qaに
変換される。
さらに信号Qaは、保護回路26へ出力され、この中で予
め設定された基準レベルRVと常に比較される。そして、
信号Qaのレベルが基準レベルRVより大きくなった時に
は、電力供給部27へ駆動停止信号BLKを発し、モータ20
の駆動を停止させる。
このようにしてモータ20の過負荷に対する保護がはか
られており装置の熱破壊を防止している。
なお、第5図(B)に示されるように加熱防止回路8
中の熱モデル回路24のプログラムは、電力変換部27の電
流に対する温度上昇曲線に近似させた1次遅れ処理を行
なうように作成されている。すなわち、熱モデル回路24
で行われる1次遅れ処理は、電力変換部27の温度上昇曲
線に近似されており、一般に時定数は数十秒〜数百秒に
設定されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、駆動されるモータ20の熱時定数は、数
分〜数十分であり、電力変換部の熱時定数と比較して、
1桁〜2桁大きい数値となっている。このずれのために
急激な負荷の増大や拘束状態になった時の熱モデル回路
24の判断に基くモータ20駆動の停止は、モータ20側の過
負荷に対する余裕を充分残したままの停止にさせてしま
う、という欠点があった。
本発明は、上述のような事情からなされたものであ
り、本発明の目的は、モータの過負荷耐量を損なわない
電動機制御装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上述の課題を解決するために、本発明は、電流マイナ
ーループを持ちパルス幅変調方式により、電力半導体を
制御して電動機を駆動する電動機制御装置において、前
記電力半導体から前記電動機へ出力される電流を検出す
る電流検出器と、前記電力半導体に流れる電流と前記電
力半導体の温度上昇との関係のモデル情報を有し、前記
電流検出器の出力から前記電力半導体の温度上昇を判断
する熱モデル回路と、前記熱モデル回路からの前記電力
半導体の温度上昇値の出力信号に応じて、前記電力半導
体のパルス幅変調キャリア周波数を変更するキャリア周
波数設定回路と、前記熱モデル回路からの前記電力半導
体の温度上昇値の出力信号に応じて、電流マイナールー
プのループゲインを変更するゲイン設定回路と、を有す
ることを特徴とし、発熱量を制御し、装置の過負荷耐量
を向上させている。
[作用] 本発明では、電力半導体の温度上昇曲線を近似した熱
モデル回路の出力に応じて、パルス幅変調周波数を変更
するので、モータ負荷が増大した場合にパルス幅変調キ
ャリア周波数を下げることにより、電力半導体の発熱量
を低下させ、温度上昇速度を抑えることが可能である。
すなわち、モータが過負荷になった場合に自動的に電力
半導体の発熱量を低下させるので、結果的に電動機制御
装置の過負荷耐量を向上させることができる。
[実施例] 第1図は、本発明による電動機制御装置であり、この
装置は、モータ20を駆動させる装置で、エンコーダ30の
フィードバックによりモータ20を速度制御するものであ
り、速度制御・電流指令発生回路6と電流制御・インバ
ータ回路7と加熱防止回路8とから構成されている。
各構成部分のうちの、速度制御・電流指令発生回路6
がエンコーダ30からの信号により速度制御及び電流指令
の発生を行い、電流制御・インバータ回路7がモータ20
に供給される電流を制御し、更に加熱防止回路8が装置
の安全を図る構造を有しているところは、第4図に示し
た従来装置と同様である。
しかしながら、キャリア周波数設定回路28とゲイン設
定回路29が付加されているところが、従来とは、異な
る。
ここで、キャリア周波数設定回路28は、三角波発生回
路25の三角波の周波数をゲイン設定回路29は、U,V相電
流アンプ14,15のゲインを変更させることができる。
本発明装置においては、電流検出器32,33により検出
された、モータ20に供給される電流を表す信号Iua,Iva
が熱モデル回路24に入力され、熱モデル回路24にて電力
変換部27の温度上昇率に近似させた1次遅れ処理が行わ
れるところは従来と同様である。しかしながら、この
後、熱モデル回路24から出力される信号Qaは、従来とは
異なり、保護回路26の他にキャリア周波数設定回路28と
ゲイン設定回路29に分配される。
この内、キャリア周波数設定回路28においては、熱モ
デル回路24から出力される信号Qaにより表された電力変
換部27の温度上昇率の近似値に応じて、三角波発生回路
25が出力すべき三角波の出力周波数が、また、これと同
時に、ゲイン設定回路29においても、熱モデル回路24か
ら出力される信号Qaに応じてU,V相電流アンプ14,15のゲ
インが設定される。
この様にして、電力変換部27の温度上昇率に応じて、
三角波発生回路25から出力される三角波の出力周波数と
U,V相電流アンプ14,15のゲインが変更される構成を有し
ている。
その結果、電力変換部27の温度上昇に連れて、電力変
換部27内の電力半導体の発熱量が減じられ、電力供給部
27の温度上昇も抑制される。
一方、上述した抑制は、電力変換部27の温度が上昇し
続ける場合には、順次その度合いが増加するが、この機
構による抑制が限界に達し、電力変換部27の温度上昇が
制止不可能となったときには、初めて保護回路26からBL
K信号が出力され、電力変換部27から、モータ20への電
力供給が停止する。
この様にして、モータ20の過負荷特性を失わせること
無く、電動機制御装置の安全性を保つことができる。
なお、以上の動作に伴い、常に熱モデル回路24内の電
力供給部27の温度上昇曲線を近似する1次遅れ処理の時
定数も、キャリア周波数設定値に応じて順次τ1からτ
2に変更される。
以下、このような構成における、本発明の動作例を具
体的に、第2図(A)〜(D)のタイミングチャートを
参照して説明する。
モータ20が時点t1において、重負荷等により過負荷状
態になると、第2図(A)に示されるように、モータ20
に供給される電流が増大し、熱モデル回路24からの信号
Qaの強度は、同図(B)に示されるように、指数関数的
に上昇する。
この熱モデル回路24からの信号Qaを受けて、キャリア
周波数設定回路28は、まず、この強度がレベル1に到
達したか否かを判定し、到達した場合(時点t2)には、
同図(C)に示されるように三角波発生回路25の出力周
波数をf1からf2に低下させるべく、キャリア周波数設定
回路28の設定周波数をf1からf2に下げる。
これと同時にゲイン設定回路29も、同図(D)に示さ
れるように、U,V相電流アンプ14,15のゲインを、G1から
G2に落とす。
ところで、電力変換部27の発熱量は、スイッチング損
失による発熱量とオン損失による発熱量に分けることが
できる。ここで、パルス幅変調キャリア周波数が低下す
ると、第3図に示されるように、、スイッシング損失が
これに比例して低下し、全体の損失による発熱量も、対
応して低下する。この図の例では、あるキャリア周波数
fcでスイッチングしたときの電力変換部27の全損失の内
訳が、スイッチング損失:オン損失=2:1となっている
場合に、キャリア周波数をfcの1/2に下げると、全損失
が2/3に低下することが示されている。
さて、パルス幅変調キャリア周波数が前記のようにf1
からf2に低下すると、電力変換部27の温度上昇率が下が
り、これに追従している熱モデル回路24からの信号Qaの
強度が、抑えられることになる。この時、パルス幅変調
キャリア周波数の変更に応じて、熱モデル回路24内の1
次遅れ処理の時定数は、更新されているので、第2
(B)に示されるように、時点t2以降、上昇率がそれ以
前よりも低下していくことになる。
このままモータ20の過負荷状態が続行していくと、熱
モデル回路24からの信号Qaの強度は、更に増大していく
が、キャリア周波数設定回路28内に設定された監視レベ
ルl2に達した時(時点t3)に、前記に説明したレベル
1に到達した時と同様に、パルス幅変調キャリア周波数
の変更(f2→f3)と、U,V相電流アンプ14,15のゲインの
変更(G2→G3)とが同時に作動し、再び電力変換部27の
温度上昇が抑制される。
更にこのまま過負荷状態が続行する場合には、キャリ
ア周波数設定回路28内に設定された各監視レベルに到達
する度に、同様にして、電力供給部27の温度上昇率が抑
えられていくことになる。
なお、第2図の例では、時点t5においては、モータ過
負荷状態が終了した場合も表しており、同図(A)に示
されるようにモータ電流が減少し、それに伴い熱モデル
回路24の出力も同図(B)に示されるように下降してい
る。この下降状態のとき、前記上昇状態のときとは可逆
的に、レベルl3,l2,1を横切るに従い、パルス幅変調
キャリア周波数、1次遅れ処理の時定数、U,V相電流ア
ンプ14,15のゲインは、初期設定値に順次戻されてい
く。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明による電動機制御装置で
は、電力変換部27の温度上昇値を近似演算する熱モデル
回路24の出力に応じてパルス幅変調キャリア周波数が変
更されるので、モータの負荷が増大し、電力変換部27が
過負荷状態となったときは、パルス幅変調キャリア周波
数を下げることにより、温度上昇率を抑えることができ
るので、モータ20の過負荷特性を十分に生かすことがで
きる。
また、パルス幅変調キャリア周波数を変えると、電流
マイナーループのループゲインが変動し、このためモー
タに供給する電流の制御性も変動するがキャリア周波数
の設定値の変更に合せてUV相電流アンプのゲイン設定値
も変更しているので安定した電流制御を維持できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明にかかる電動機制御装置を示す図、 第2図は、本発明にかかる電動機制御装置の動作例を具
体的に示したタイミングチャート図、 第3図は、本発明にかかる電動機制御装置の電力変換部
27の発熱とその発熱要因、およびパルス幅変調キャリア
周波数が変化したときのそれらの変化を表す図、 第4図は、従来技術における電動機制御装置を示す図、 第5図は、従来技術における電動機制御装置の動作例を
具体的に示したタイミングチャート図である。 6……速度制御・電流指令発生回路 7……電流制御・インバータ回路 8……加熱防止回路 14,15……U,V相電流アンプ 20……モータ 24……熱モデル回路 25……三角波発生回路 26……保護回路 27……電力交換部 28……キャリア周波数設定回路 29……ゲイン設定回路 30……エンコーダ 32,33……電流検出器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電流マイナーループを持ちパルス幅変調方
    式により、電力半導体を制御して電動機を駆動する電動
    機制御装置において、 前記電力半導体から前記電動機へ出力される電流を検出
    する電流検出器と、 前記電力半導体に流れる電流と前記電力半導体の温度上
    昇との関係のモデル情報を有し、前記電流検出器の出力
    から前記電力半導体の温度上昇を判断する熱モデル回路
    と、 前記熱モデル回路からの前記電力半導体の温度上昇値の
    出力信号に応じて、前記電力半導体のパルス幅変調キャ
    リア周波数を変更するキャリア周波数設定回路と、 前記熱モデル回路からの前記電力半導体の温度上昇値の
    出力信号に応じて、電流マイナーループのループゲイン
    を変更するゲイン設定回路と、 を有することを特徴とした電動機制御装置。
JP2280615A 1990-10-18 1990-10-18 電動機制御装置 Expired - Fee Related JP2886322B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2280615A JP2886322B2 (ja) 1990-10-18 1990-10-18 電動機制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2280615A JP2886322B2 (ja) 1990-10-18 1990-10-18 電動機制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04156288A JPH04156288A (ja) 1992-05-28
JP2886322B2 true JP2886322B2 (ja) 1999-04-26

Family

ID=17627512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2280615A Expired - Fee Related JP2886322B2 (ja) 1990-10-18 1990-10-18 電動機制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2886322B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2749755B2 (ja) * 1993-03-02 1998-05-13 シーケーディ株式会社 電動機の制御装置
JP3749237B2 (ja) * 2003-07-11 2006-02-22 ファナック株式会社 主軸モータ駆動制御装置
JP4490671B2 (ja) * 2003-11-11 2010-06-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 位置制御装置
JP4577336B2 (ja) * 2007-08-09 2010-11-10 日産自動車株式会社 電動車両における電動機の制御装置
CN103475308B (zh) * 2013-09-03 2015-08-26 深圳红河马智能数字动力技术有限公司 输出正弦波频率高达20000Hz的三相电机变频调速系统
JP7077167B2 (ja) * 2018-07-19 2022-05-30 株式会社日立産機システム 電力変換装置およびその制御方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03195394A (ja) * 1989-12-21 1991-08-26 Daikin Ind Ltd 空気調和機

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04156288A (ja) 1992-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2596314B2 (ja) スイッチング電源回路
JPS61154495A (ja) 直流モ−タの駆動制御装置
US5132599A (en) Velocity control apparatus
JP2886322B2 (ja) 電動機制御装置
JPH0318292A (ja) 電動機の定出力制御装置
JPS6223539B2 (ja)
JP3215480B2 (ja) パルス幅変調インバータ装置
JP2509587B2 (ja) ヘルパ−モ−タシステム
JP3252598B2 (ja) コンバータ
US4651078A (en) Device for driving an induction motor
JPH055835Y2 (ja)
JP2616156B2 (ja) 電源出力回路
JPH0522864A (ja) インバータ装置の制御回路
JPS6033760Y2 (ja) 電動発電装置
SU1458258A2 (ru) Устройство дл автоматического управлени электроприводом автономного транспортного средства
JP2000003204A (ja) 制御方法及び制御装置
JP2543087B2 (ja) アナログ電圧のレベル判定方法
JPS6056362B2 (ja) 電車用誘導電動機制御回路
JPS61240872A (ja) モ−タの速度制御回路
JPS605361Y2 (ja) パルス幅変調形調節計
JPS645999Y2 (ja)
JPH05284752A (ja) 電圧形インバータ制御方法
JPH037082A (ja) 直流モータ駆動回路
JPH0433583A (ja) 誘導電動機の制御装置
JPS6295986A (ja) 直流モ−タの速度制御回路

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090212

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100212

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees