JP3228297B2 - 電動機駆動方法 - Google Patents
電動機駆動方法Info
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- JP3228297B2 JP3228297B2 JP13702591A JP13702591A JP3228297B2 JP 3228297 B2 JP3228297 B2 JP 3228297B2 JP 13702591 A JP13702591 A JP 13702591A JP 13702591 A JP13702591 A JP 13702591A JP 3228297 B2 JP3228297 B2 JP 3228297B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、支持剛性の比較的小さ
い軸受を用い、高速回転する電動機をインバータで可変
速駆動する方法に関する。
い軸受を用い、高速回転する電動機をインバータで可変
速駆動する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、支持剛性が比較的小さい軸受（例
えば空気軸受、磁気軸受等）を用いる電動機をインバー
タ駆動し、高速、高精度で運転するとき、ロータの危険
速度（曲げ一次モード）の通過を可能とするためインバ
ータの出力電圧Ｖと出力周波数ｆとの関係を示すＶ／ｆ
特性を、比例関係より低減させる低減トルク特性として
いる。図４はそのＶ／ｆ特性の一例を示し、Ａ点は電動
機の定格駆動点を、また、ｆｃｒは電動機の危険速度に
対応するインバータ出力周波数をそれぞれ示している。
したがってｆｃｒに近い前後のｆ1 およびｆ2 に対応す
るＶ／ｆ特性曲線上のＢ点、Ｃ点において、インバータ
出力周波数の上昇に比例して出力電圧が上昇し、無用に
トルクを増大することのないようにインバータ電圧をそ
れぞれＶ1，Ｖ2 と低く抑制している。すなわちインバ
ータのトルクリップルや電動機の径方向プルが電動機の
ロータに加振力として作用し、機械構造系の固有振動数
と共振しないようにしている。
えば空気軸受、磁気軸受等）を用いる電動機をインバー
タ駆動し、高速、高精度で運転するとき、ロータの危険
速度（曲げ一次モード）の通過を可能とするためインバ
ータの出力電圧Ｖと出力周波数ｆとの関係を示すＶ／ｆ
特性を、比例関係より低減させる低減トルク特性として
いる。図４はそのＶ／ｆ特性の一例を示し、Ａ点は電動
機の定格駆動点を、また、ｆｃｒは電動機の危険速度に
対応するインバータ出力周波数をそれぞれ示している。
したがってｆｃｒに近い前後のｆ1 およびｆ2 に対応す
るＶ／ｆ特性曲線上のＢ点、Ｃ点において、インバータ
出力周波数の上昇に比例して出力電圧が上昇し、無用に
トルクを増大することのないようにインバータ電圧をそ
れぞれＶ1，Ｖ2 と低く抑制している。すなわちインバ
ータのトルクリップルや電動機の径方向プルが電動機の
ロータに加振力として作用し、機械構造系の固有振動数
と共振しないようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】高速で精密な電動機の
インバータ駆動においては上述したインバータのＶ／ｆ
特性をとる他、ロータの不つり合いに対するバランシン
グを行なっている。このバランシングはロータの回転の
危険速度近傍において熱的、機械的に安定な状態で行な
われる。ところがロータの温度の上昇・下降はその回転
数の上昇・下降に対して時間的遅れが生ずるため、定格
回転数への加速または定格回転数からの減速の途中にお
いて、熱的安定を伴わない状態で危険速度に達し、ロー
タの不つり合いに基づく振れ回りが大きくなり、振動が
大きくなるという問題があった。
インバータ駆動においては上述したインバータのＶ／ｆ
特性をとる他、ロータの不つり合いに対するバランシン
グを行なっている。このバランシングはロータの回転の
危険速度近傍において熱的、機械的に安定な状態で行な
われる。ところがロータの温度の上昇・下降はその回転
数の上昇・下降に対して時間的遅れが生ずるため、定格
回転数への加速または定格回転数からの減速の途中にお
いて、熱的安定を伴わない状態で危険速度に達し、ロー
タの不つり合いに基づく振れ回りが大きくなり、振動が
大きくなるという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、電動機ロータの加減速時
において、危険速度の通過前にロータが熱的、機械的に
安定になり、ロータの振れ回りが小さく収束した後に危
険速度を通過させるような電動機駆動方法を提供するこ
とである。
において、危険速度の通過前にロータが熱的、機械的に
安定になり、ロータの振れ回りが小さく収束した後に危
険速度を通過させるような電動機駆動方法を提供するこ
とである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の電動機駆
動方法は、電動機のロータがその加減速時に通過する危
険速度に達する前の所定の速度で定速運転を所定の時間
行い、そのときの電動機のステータ温度を熱電対にて監
視し、また位置検出器と回転数検出器によりロータの振
れ回りを監視し、電動機温度の時間変化、振れ回りの時
間変化、および振れ回りの大きさがそれぞれの設定値よ
り小さくなったことを確認した後に危険速度を通過させ
る。
動方法は、電動機のロータがその加減速時に通過する危
険速度に達する前の所定の速度で定速運転を所定の時間
行い、そのときの電動機のステータ温度を熱電対にて監
視し、また位置検出器と回転数検出器によりロータの振
れ回りを監視し、電動機温度の時間変化、振れ回りの時
間変化、および振れ回りの大きさがそれぞれの設定値よ
り小さくなったことを確認した後に危険速度を通過させ
る。
【０００６】本発明の第２の電動機駆動方法は、電動機
のロータがその加減速時に通過する危険速度に達する前
の所定の速度で定速運転を所定の時間行い、そのときの
電動機のロータ温度を非接触温度計にて監視し、また位
置検出器と回転数検出器によりロータの振れ回りを監視
し、電動機温度の時間変化、振れ回りの時間変化、およ
び振れ回りの大きさがそれぞれの設定値より小さくなっ
たことを確認した後に危険速度を通過させる。
のロータがその加減速時に通過する危険速度に達する前
の所定の速度で定速運転を所定の時間行い、そのときの
電動機のロータ温度を非接触温度計にて監視し、また位
置検出器と回転数検出器によりロータの振れ回りを監視
し、電動機温度の時間変化、振れ回りの時間変化、およ
び振れ回りの大きさがそれぞれの設定値より小さくなっ
たことを確認した後に危険速度を通過させる。
【０００７】
【作用】第１の電動機駆動方法では、電動機のステータ
温度を熱電対にて監視し、位置検出器と回転数検出器に
よりロータの振れ回りを検出することにより、また第２
の電動機駆動方法では、電動機のロータ温度を非接触温
度計にて監視し、位置検出器と回転数検出器によりロー
タの振れ回りを検出することにより、ロータがその加減
速時に通過する危険速度を、ロータが熱的、機械的に安
定し振れ回りが小さく収束した後に通過させる。
温度を熱電対にて監視し、位置検出器と回転数検出器に
よりロータの振れ回りを検出することにより、また第２
の電動機駆動方法では、電動機のロータ温度を非接触温
度計にて監視し、位置検出器と回転数検出器によりロー
タの振れ回りを検出することにより、ロータがその加減
速時に通過する危険速度を、ロータが熱的、機械的に安
定し振れ回りが小さく収束した後に通過させる。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の電動機駆動方法による電動
機駆動回路のブロック図である。
て説明する。図１は本発明の電動機駆動方法による電動
機駆動回路のブロック図である。
【０００９】図１において、ホストコントローラ６に接
続されたインバータ５の出力は電動機１に接続され、出
力側にはカップリング３を介し回転数検出器２および負
荷機械（不図示）が接続されている。電動機１の起動指
令ｅ1または停止指令ｅ2はホストコントローラ６に入力
され、ホストコントローラ６はその指令に基づいてイン
バータ５に所定の低減トルク特性にしたがうＶｓ／ｆｓ
指令を与え、インバータ５はこれらの指令に応じて電動
機１を駆動する。電流センサ４は電動機１に流れる電流
Ｉｆを検出し、回転数検出器２は電動機ロータの回転数
Ｎｆを検出する。これらの電流Ｉｆおよび回転数Ｎｆは
ホストコントローラ６にフィードバックされる。
続されたインバータ５の出力は電動機１に接続され、出
力側にはカップリング３を介し回転数検出器２および負
荷機械（不図示）が接続されている。電動機１の起動指
令ｅ1または停止指令ｅ2はホストコントローラ６に入力
され、ホストコントローラ６はその指令に基づいてイン
バータ５に所定の低減トルク特性にしたがうＶｓ／ｆｓ
指令を与え、インバータ５はこれらの指令に応じて電動
機１を駆動する。電流センサ４は電動機１に流れる電流
Ｉｆを検出し、回転数検出器２は電動機ロータの回転数
Ｎｆを検出する。これらの電流Ｉｆおよび回転数Ｎｆは
ホストコントローラ６にフィードバックされる。
【００１０】
【００１１】図２および図３は本発明の電動機駆動方法
の一実施例が適用される電動機駆動回路の要部ブロック
図と、同実施例による処理を示すフローチャートであ
る。図２において、電動機のロータ７の少なくとも片方
の軸受部（不図示）の近傍に位置検出器１１および回転
数検出器１２が取付けられ、位置検出器１１はロータ７
の振れ回り（ｘ変位）を検出し、回転数検出器１２はロ
ータ７の回転に同期し、振れ回りの位相基準となるパル
ス（Ｐパルス）を検出する。ｘ変位およびＰパルスはベ
クトルフィルタ１３（つりあい試験機）に入力され、ベ
クトルフィルタ１３はロータの不つり合いによる振れ回
りをロータ７の回転座標系上に座標表示（Ｘ，Ｙ）で出
力しホストコントローラ６に入力する。またステータ８
の端部のコイルエンド９に熱電対（不図示）が取付けら
れ、温度Ｔがホストコントローラ６に与えられる。ホス
トコントローラ６はｄＴ／ｄｔ，ｄＸ／ｄｔおよびｄＹ
／ｄｔを求め、これらの値およびＸ，Ｙの大きさを許容
値と比較しつつ、インバータ（不図示）に指令を与え、
電動機を駆動する。なお、ここではステータ温度を測定
しているが測定場所は必ずしもコイルエンド９と限るも
のではない。またロータ温度を測定する場合は非接触式
の温度計等を用いる。また、位置検出器１１は軸受部近
傍に限らずロータ７の振れ回りが検出しやすいところで
あればどこに配置してもよい。
の一実施例が適用される電動機駆動回路の要部ブロック
図と、同実施例による処理を示すフローチャートであ
る。図２において、電動機のロータ７の少なくとも片方
の軸受部（不図示）の近傍に位置検出器１１および回転
数検出器１２が取付けられ、位置検出器１１はロータ７
の振れ回り（ｘ変位）を検出し、回転数検出器１２はロ
ータ７の回転に同期し、振れ回りの位相基準となるパル
ス（Ｐパルス）を検出する。ｘ変位およびＰパルスはベ
クトルフィルタ１３（つりあい試験機）に入力され、ベ
クトルフィルタ１３はロータの不つり合いによる振れ回
りをロータ７の回転座標系上に座標表示（Ｘ，Ｙ）で出
力しホストコントローラ６に入力する。またステータ８
の端部のコイルエンド９に熱電対（不図示）が取付けら
れ、温度Ｔがホストコントローラ６に与えられる。ホス
トコントローラ６はｄＴ／ｄｔ，ｄＸ／ｄｔおよびｄＹ
／ｄｔを求め、これらの値およびＸ，Ｙの大きさを許容
値と比較しつつ、インバータ（不図示）に指令を与え、
電動機を駆動する。なお、ここではステータ温度を測定
しているが測定場所は必ずしもコイルエンド９と限るも
のではない。またロータ温度を測定する場合は非接触式
の温度計等を用いる。また、位置検出器１１は軸受部近
傍に限らずロータ７の振れ回りが検出しやすいところで
あればどこに配置してもよい。
【００１２】次に、図３において、起動指令ｅ1 または
停止指令ｅ2 が入力されると、電動機の回転数に応じて
温度Ｔは上昇または下降を始めるが、ホストコントロー
ラ６は時間的温度変化の割合が設定値ｋT より小さくな
ったか否かを判断し（ステップ４１）、小さくなったと
きはロータの振れ回りの時間変化ｄＸ／ｄｔが設定値ｋ
X より小さくなったか否か判断する（ステップ４２）。
以下同様にしてｄＹ／ｄｔ、ＸおよびＹがそれぞれ設定
値ｋY ，ＫX およびＫY よりも小さくなり、ロータの振
れ回りが安定し、かつ一定の範囲に減少した場合に、ロ
ータの危険速度を通過させ、起動停止を完了する。ここ
で、ｋX ，ｋY ，ＫX ，ＫY の値は軸受が機械的に破壊
する限界を超えないように設定するものとする。なお、
図３ではステップ４１から４５が時系列で直列になって
いるが、時分割処理として並列処理してもよい。
停止指令ｅ2 が入力されると、電動機の回転数に応じて
温度Ｔは上昇または下降を始めるが、ホストコントロー
ラ６は時間的温度変化の割合が設定値ｋT より小さくな
ったか否かを判断し（ステップ４１）、小さくなったと
きはロータの振れ回りの時間変化ｄＸ／ｄｔが設定値ｋ
X より小さくなったか否か判断する（ステップ４２）。
以下同様にしてｄＹ／ｄｔ、ＸおよびＹがそれぞれ設定
値ｋY ，ＫX およびＫY よりも小さくなり、ロータの振
れ回りが安定し、かつ一定の範囲に減少した場合に、ロ
ータの危険速度を通過させ、起動停止を完了する。ここ
で、ｋX ，ｋY ，ＫX ，ＫY の値は軸受が機械的に破壊
する限界を超えないように設定するものとする。なお、
図３ではステップ４１から４５が時系列で直列になって
いるが、時分割処理として並列処理してもよい。
【００１３】なお、以上の実施例の説明において危険速
度は１つとして記載したが複数の場合についても同様の
方法を適用することができる。
度は１つとして記載したが複数の場合についても同様の
方法を適用することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、支持剛性
が比較的小さい軸受を用いた電動機を高速かつ高精度で
駆動する場合に、ロータの加減速時に通過する危険速度
を、ロータが熱的機械的に安定し振れ回りが小さく収束
した後に安全に通過させることにより、電動機が破壊さ
れるのを防ぐ効果がある。
が比較的小さい軸受を用いた電動機を高速かつ高精度で
駆動する場合に、ロータの加減速時に通過する危険速度
を、ロータが熱的機械的に安定し振れ回りが小さく収束
した後に安全に通過させることにより、電動機が破壊さ
れるのを防ぐ効果がある。
【図１】本発名の電動機駆動方法による電動機駆動回路
のブロック図である。
のブロック図である。
【図２】本発明の電動機駆動方法の一実施例が適用され
る電動機駆動回路の要部ブロック図である。
る電動機駆動回路の要部ブロック図である。
【図３】同実施例による処理を示すフローチャートであ
る。
る。
【図４】電動機の駆動に用いられるインバータＶ／ｆ特
性の従来例を示す。
性の従来例を示す。
１ 電動機 ２ 回転数検出器 ３ カップリング ４ 電流センサ ５ インバータ ６ ホストコントローラ ７ ロータ ８ ステータ ９ コイルエンド １１ 位置検出器 １２ 回転数検出器 １３ ベクトルフィルタ ４１〜４５ ステップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−158215（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−124918（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 5/00 H02P 5/41 H02P 7/63
Claims (2)
- 【請求項１】 電動機をインバータで可変速駆動する電
動機駆動方法において、 電動機のロータがその加減速時に通過する危険速度に達
する前の所定の速度で定速運転を所定の時間行い、 そのときの電動機のステータ温度を熱電対にて監視し、
また位置検出器と回転数検出器によりロータの振れ回り
を監視し、 電動機温度の時間変化、振れ回りの時間変化、および振
れ回りの大きさがそれぞれの設定値より小さくなったこ
とを確認した 後に危険速度を通過させることを特徴とす
る電動機駆動方法。 - 【請求項２】 電動機をインバータで可変速駆動する電
動機駆動方法において、電動機のロータがその加減速時に通過する危険速度に達
する前の所定の速度で定速運転を所定の時間行い、 そのときの電動機のロータ温度を非接触温度計にて監視
し、また位置検出器と回転数検出器によりロータの振れ
回りを監視し 、電動機温度の時間変化 、振れ回りの時間変化、および振
れ回りの大きさがそれぞれの設定値より小さくなったこ
とを確認した後に危険速度を通過させることを特徴とす
る電動機駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13702591A JP3228297B2 (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | 電動機駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13702591A JP3228297B2 (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | 電動機駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04340388A JPH04340388A (ja) | 1992-11-26 |
| JP3228297B2 true JP3228297B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=15189086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13702591A Expired - Fee Related JP3228297B2 (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | 電動機駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3228297B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6634603B2 (ja) * | 2016-10-24 | 2020-01-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 洗濯機 |
| CN108900140A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-11-27 | 江苏江荣智能科技有限公司 | 一种用于永磁同步电机驱动控制系统的隔离测温电路 |
-
1991
- 1991-05-14 JP JP13702591A patent/JP3228297B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04340388A (ja) | 1992-11-26 |
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