JP3413911B2 - Fail-safe circuit of multi-rotor motor system - Google Patents

Fail-safe circuit of multi-rotor motor system

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JP3413911B2
JP3413911B2 JP30746993A JP30746993A JP3413911B2 JP 3413911 B2 JP3413911 B2 JP 3413911B2 JP 30746993 A JP30746993 A JP 30746993A JP 30746993 A JP30746993 A JP 30746993A JP 3413911 B2 JP3413911 B2 JP 3413911B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マルチロ−タモ−タシ
ステムの安全、信頼性を確保するフェ−ルセ−フ回路に
関し、特にシステムにおけるコンピュ−タのフェ−ルセ
−フ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fail-safe circuit for ensuring the safety and reliability of a multi-rotor motor system, and more particularly to a fail-safe circuit for a computer in the system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のコンピュ−タのフェ−ルセ−フ回
路としては、例えば図3あるいは図4のような、「SY
STEM ARCHITECTURES FOR SA
FETY CRITICAL AUTOMOTIVE
APPLICATIONS.1990 IEE CON
F」に示された回路がある。
2. Description of the Related Art As a fail-safe circuit of a conventional computer, for example, as shown in FIG.
STEM ARCHITECTURES FOR SA
FETY CRITICAL AUTOMOTIVE
APPLICATIONS. 1990 IEEE CON
There is a circuit shown in "F".

【0003】図5の回路では、入力に対し制御コンピュ
−タ40が演算処理して制御出力を行う。これに併設さ
れた制御コンピュ−タ41は、先の制御コンピュ−タ4
0と同一の構成とソフトウェアを有し、同一入力に対し
て同一の制御出力を行うものである。故障判定器42は
制御コンピュ−タ40、41の両方の出力を比較監視し
て、出力に差がある場合は制御コンピュ−タ40または
制御コンピュ−タ41に故障が発生したと判定してフェ
−ルセ−フ出力を行い、アクチュエ−タの作動停止等に
より制御システムのフェ−ルセ−フ動作を行う。この構
成によって、検出が難しくしかも安全性が損なわれる可
能性のあるコンピュ−タの故障を確実に検出でき、コン
ピュ−タ以外の部位の故障検出と併せて制御システムの
信頼性を高めることができる。
In the circuit of FIG. 5, a control computer 40 performs arithmetic processing on an input and outputs a control output. The control computer 41 attached to this is the same as the previous control computer 4
It has the same configuration and software as 0, and performs the same control output for the same input. The failure determiner 42 compares and monitors the outputs of both the control computers 40 and 41. If there is a difference in the outputs, the failure determiner 42 determines that a failure has occurred in the control computer 40 or the control computer 41, and determines that the failure has occurred. -The fail-safe operation is performed and the fail-safe operation of the control system is performed by stopping the operation of the actuator. With this configuration, it is possible to reliably detect a failure of the computer that is difficult to detect and may impair safety, and it is possible to enhance the reliability of the control system together with the failure detection of the parts other than the computer. .

【0004】図6のフェ−ルセ−フ回路は、図5の回路
のように全ての故障を検出するものではなく、安全上問
題になる部分に着目したものである。制御コンピュ−タ
40’は、図5の制御コンピュ−タ40と同様に、入力
に対し演算処理をして制御出力を行う。故障判定器44
は制御コンピュ−タ40’の入出力信号や、中間変数を
モニタして、制御システムの動作の安全上問題のある故
障を検出する。故障が検出されると、上と同様にフェ−
ルセ−フ出力によりシステムをシャットダウンする等に
よってフェ−ルセ−フ動作を行い、コンピュ−タの故障
を確実に検出して制御システムの信頼性を高める。
The fail-safe circuit shown in FIG. 6 does not detect all failures as the circuit shown in FIG. 5, but focuses on a portion which poses a safety problem. The control computer 40 ', as with the control computer 40 of FIG. 5, performs arithmetic processing on an input and outputs a control output. Failure determiner 44
Monitors the input / output signals of the control computer 40 'and the intermediate variables to detect faults in the operation of the control system that pose a safety problem. If a failure is detected, the same as above
The fail-safe operation is performed by shutting down the system with the fail-safe output, and the failure of the computer is surely detected to enhance the reliability of the control system.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のコンピュ−タのフェ−ルセ−フ回路は、故障
検出のために同一構成の制御コンピュ−タ40、41を
2台用意するものであったり、入力信号と出力信号の性
質が違う場合には故障判定回路44で整合する構成であ
り、さらに1つの制御ステ−ジについて1つのフェ−ル
セ−フ回路が必要な構成となっていたため、マルチロ−
タモ−タシステムにこれらのフェ−ルセ−フ回路を適用
する場合には、各モ−タの制御ステ−ジ毎にそれぞれフ
ェ−ルセ−フ回路を持たなければならないし、また故障
判定器が複雑な構成になるという問題があった。
However, in the conventional fail-safe circuit of such a computer, two control computers 40 and 41 having the same structure are provided for detecting a failure. If there is a difference between the input signal and the output signal, the failure determination circuit 44 is configured to match, and one control stage requires one fail-safe circuit. , Multi-
When these fail-safe circuits are applied to a tamoter system, each motor control stage must have a fail-safe circuit, and the failure determiner is complicated. There was a problem that it would be a different configuration.

【0006】本発明は上述の問題点に着目してなされた
もので、出力軸を共有する複数のモ−タからトルク出力
を行うマルチロ−タモ−タシステムにおいて、複数のモ
−タを各々制御する制御ステージ対し簡単な1段構成の
フェ−ルセ−フ回路によって故障を確実に検出し、安全
性、信頼性の高いフェ−ルセ−フ動作を行うことができ
るマルチロ−タモ−タシステムのフェ−ルセ−フ回路を
提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and controls a plurality of motors in a multi-rotor motor system that outputs torque from a plurality of motors sharing an output shaft. A fail-safe multi-rotor motor system capable of reliably detecting a failure by a fail-safe circuit having a simple one-stage structure for the control stage and performing fail-safe operation with high safety and reliability. -It is intended to provide a circuit.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、出力軸を共有する複数のモータから構成
されるマルチロータモータシステムにおいて、前記複数
のモータの各々は、トルク入力指令に基づいて各々が目
標とする分担トルク目標値を演算し、該分担トルク目標
値に対応してモータを駆動するための電流指令を演算す
る演算手段と、前記電流指令値に基づいてモータに流れ
る電流を制御する駆動手段とを具備し、前記各モータの
演算手段が各々演算した前記電流指令からトルク分電流
指令の和をとってトルク逆算定値を算出する加算器と、
前記トルク逆算定値とトルク入力指令の誤差に基づきフ
ェールセーフ信号を出力する異常判断回路とを有するも
のとした。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a plurality of motors sharing an output shaft.
In multi-rotor motor systems, said plurality
Each of the motors in the
It calculates the allotted torque target value to target, to calculating a current command for driving the motor in response to the torque distributed target value
Flowing to the motor based on the calculation means and the current command value
And a drive means for controlling the electric current,
An adder for calculating the torque inverse calculation value by taking the sum of the torque current commands from the current commands calculated by the calculation means ,
An abnormality determination circuit that outputs a fail-safe signal based on the torque inverse calculation value and the error of the torque input command is provided.

【0008】[0008]

【作用】各モータの演算段ではトルク入力指令に基づ
いて各々のモータが目標とする分担トルク目標値が演算
され、その分担トルク目標値に応じたモータを駆動する
ための電流指令が演算される。各モータの駆動手段は前
記電流指令値に基づいて各モータに流れる電流を制御し
モ−タを駆動する。加算器は各モータの演算手段が各
々演算した前記電流指令から各モ−タに対応したトルク
電流指令に相当するトルク分電流指令を抽出し、当該ト
ルク分電流指令の和をとってトルク逆算定値を算出す
る。そして異常判断回路において、トルク逆算定値と各
モータの演算段に入力されたトルク入力指令との誤差
が所定の基準値より大きいときフェールセーフ信号が出
力される。
[Action] In operation manual stage of each motor is allotted torque target value, each of the motor is the target based on the torque input commands are computed, drives the motor in accordance with the allotted torque target value
A current command for is calculated . Drive means of each motor is front
The current flowing through each motor is controlled based on the current command value.
Te mode - to drive the motor. In the adder, the calculation means of each motor is
A torque current command corresponding to the torque current command corresponding to each motor is extracted from the calculated current commands, and the current command is extracted .
Calculate the torque inverse calculation value by summing the current commands for lux
It Then, in the abnormality judgment circuit, the torque reverse calculation value and each
Error between torque input command input to the arithmetic hand stage of the motor fail-safe signal is greater than a predetermined reference value is output.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図1および図2は、マルチロ−タモ−タシステムと
して出力軸を共有する2個の誘導モ−タの制御に適用し
た第1の実施例を示す。各誘導モ−タごとの制御ステー
ジは、それぞれ演算段2、2相3相変換部3、および駆
動部4を備え、演算段2と2相3相変換部3はマイクロ
コンピュータで一体に構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show a first embodiment applied to the control of two induction motors sharing an output shaft as a multi-rotor motor system. The control stage for each induction motor includes an operation stage 2, a two-phase / three-phase conversion unit 3, and a drive unit 4, and the operation stage 2 and the two-phase / three-phase conversion unit 3 are integrally configured by a microcomputer. ing.

【0010】誘導モ−タ23A を駆動する駆動部4A
は、その電流制御型のインバ−タ22が、2相3相変換
部3A の出力である3相交流信号iuAD 、ivAD をD/
A変換器18、19でアナログ化したiuA、ivA信号
と、加算器21によりiuA、ivAから作成するiwA信号
とで駆動され、インバ−タ22はコンタクタ24を介し
て電源に接続されている。
Driving unit 4A for driving the induction motor 23A
Means that the current control type inverter 22 outputs the three-phase AC signals iuAD and ivAD output from the two-phase / three-phase conversion section 3A to D /
The iuA and ivA signals converted into analog by the A converters 18 and 19 and the iwA signal generated from iuA and ivA by the adder 21 are driven, and the inverter 22 is connected to the power source through the contactor 24.

【0011】同様に誘導モ−タ23B 側についても、駆
動部4B において同構成のインバ−タが、2相3相変換
部3B からの3相交流信号iuBD 、ivBD をD/A変換
器でアナログ化したiuB、ivB信号と加算器によるiwB
信号とで駆動され、コンタクタを介して電源に接続され
ている。
Similarly, also on the induction motor 23B side, the inverter of the same configuration in the drive unit 4B uses the D / A converter to convert the three-phase AC signals iuBD and ivBD from the two-phase / three-phase conversion unit 3B. Converted iuB and ivB signals and iwB by adder
It is driven by a signal and is connected to a power supply via a contactor.

【0012】演算段2A には、トルク入力指令T* をA
/D変換器1によってディジタル化したディジタルトル
ク入力指令TD*が入力される。演算段2A の内部では、
トルク分割演算部5が、ディジタルトルク入力指令TD*
に基づいて、誘導モ−タ23A が分担する分担トルク目
標値TA*を演算し、これをトルク電流演算部7に入力す
る。分担トルク目標値TA*は磁束指令演算部6にも入力
され、ここで磁束指令
A torque input command T * is input to the operation stage 2A as A
The digital torque input command TD * digitized by the / D converter 1 is input. Inside the operation stage 2A,
The torque division calculator 5 uses the digital torque input command TD *
Based on the above, the shared torque target value TA * shared by the induction motor 23A is calculated, and this is input to the torque current calculation unit 7. The sharing torque target value TA * is also input to the magnetic flux command calculation unit 6, where the magnetic flux command is calculated.

【外1】 を出力する。磁束指令は励磁電流演算部8に入力され、
ここで演算された励磁電流が磁束電流指令iγADとして
出力される。
[Outer 1] Is output. The magnetic flux command is input to the exciting current calculation unit 8,
The exciting current calculated here is output as the magnetic flux current command iγAD.

【0013】磁束指令Magnetic flux command

【外2】 はさらにトルク電流演算部7に入力される。トルク電流
演算部7では、分担トルク目標値TA*と磁束指令
[Outside 2] Is further input to the torque current calculator 7. In the torque current calculation unit 7, the shared torque target value TA * and the magnetic flux command

【外3】 を基に、トルク電流指令iδADを出力する。上記磁束電
流指令およびトルク電流指令は、2相の回転座標系であ
るγ−δ座標上で演算され、それぞれ2相3相変換部3
A のγ−δ/3相交流座標変換部11へ出力される。
[Outside 3] Based on, the torque current command iδAD is output. The magnetic flux current command and the torque current command are calculated on the γ-δ coordinates, which is a two-phase rotation coordinate system, and the two-phase / three-phase conversion unit 3 is used.
It is output to the γ-δ / 3-phase AC coordinate conversion unit 11 of A.

【0014】一方、誘導モ−タ23に付設されたエンコ
−ダ22からの誘導モ−タの回転に伴って出力されるパ
ルスが、演算段2A 内のモ−タ回転角周波数計算部9に
入力され、モ−タ回転角周波数ωreが計算される。演算
段2A では上記トルク電流指令と磁束指令が、さらにす
べり角周波数演算部10に入力され、ベクトル制御則に
従ってすべり角周波数ωseが求められ、これとωreとの
和が出力周波数ωとなる。
On the other hand, the pulse output from the encoder 22 attached to the induction motor 23 with the rotation of the induction motor is output to the motor rotation angular frequency calculation unit 9 in the arithmetic stage 2A. It is input and the motor rotation angular frequency ωre is calculated. In the operation stage 2A, the torque current command and the magnetic flux command are further input to the slip angular frequency calculation unit 10 to calculate the slip angular frequency ωse according to the vector control law, and the sum of this and ωre becomes the output frequency ω.

【0015】2相3相変換部3A では、上記の出力周波
数ωが積分器12で処理され出力電圧位相θが出力され
る。γ−δ/3相交流座標変換部11は、磁束電流指令
およびトルク電流指令と出力電圧位相θに基づいて、3
相交流信号iuAD 、ivAD を出力する。さらに2相3相
変換部3A 内では、3相2相変換回路13により3相交
流信号と出力電圧位相θから、逆変換によりトルク電流
指令再演算値iδASを変換出力する。これを、D/A変
換器20によりアナログ信号iδA に変換してフェ−ル
セ−フ回路の比較値を作成する。
In the 2-phase / 3-phase converter 3A, the output frequency ω is processed by the integrator 12 and the output voltage phase θ is output. The γ-δ / 3-phase AC coordinate conversion unit 11 calculates the 3 based on the magnetic flux current command, the torque current command, and the output voltage phase θ.
Outputs phase alternating current signals iuAD and ivAD. Further, in the two-phase / three-phase conversion section 3A, the three-phase / two-phase conversion circuit 13 converts and outputs the torque current command recalculation value iδAS from the three-phase AC signal and the output voltage phase θ by inverse conversion. This is converted by the D / A converter 20 into an analog signal iδA to create a comparison value of the fail-safe circuit.

【0016】誘導モ−タ23B の制御についても同様
に、演算段2B ではディジタルトルク入力指令TD*から
トルク分割演算部5で誘導モ−タ23B が分担する分担
トルク目標値TB*を演算し、これに基づいて、2相3相
変換部3B のγ−δ/3相交流座標変換部11から3相
交流信号iuBD 、ivBD を出力する。さらに、2相3相
変換部3B 内で3相2相変換回路13により逆変換によ
りトルク電流指令再演算値iδBSを変換出力する。トル
ク電流指令再演算値iδBSは、マイクロコンピュータ外
部のD/A変換器20によりフェ−ルセ−フ回路の比較
用アナログ信号iδB とされる。
Similarly, in the control of the induction motor 23B, in the operation stage 2B, the divided torque target value TB * shared by the induction motor 23B is calculated by the torque division calculation unit 5 from the digital torque input command TD *, Based on this, the γ-δ / 3-phase AC coordinate conversion section 11 of the 2-phase / 3-phase conversion section 3B outputs the 3-phase AC signals iuBD and ivBD. Further, in the two-phase / three-phase conversion section 3B, the three-phase / two-phase conversion circuit 13 converts and outputs the torque current command recalculation value iδBS by inverse conversion. The torque current command recalculated value iδBS is converted into a comparison analog signal iδB of the fail-safe circuit by the D / A converter 20 outside the microcomputer.

【0017】各D/A変換器20から出力する比較用の
トルク電流指令再演算値アナログ信号iδA 、iδB
は、それぞれフェ−ルセ−フ回路の加算器14に入力し
て加算される。その加算出力のトルク逆算定値Tと元の
トルク入力指令T* を差動アンプ15に入力してその誤
差eを求め、絶対値アンプ16を通して絶対値出力を得
る。この絶対値出力をコンパレ−タ17で所定の判定値
Tδ0 と比較し、誤差eがTδ0 より大きい場合にはフ
ェ−ルセ−フ信号として「H」が出力される。
A comparison torque current command recalculated value analog signal iδA, iδB output from each D / A converter 20.
Are input to and added to the adder 14 of the fail-safe circuit. The torque inverse calculation value T of the addition output and the original torque input command T * are input to the differential amplifier 15 to obtain the error e, and the absolute value output is obtained through the absolute value amplifier 16. This absolute value output is compared with a predetermined judgment value Tδ0 by the comparator 17, and if the error e is larger than Tδ0, "H" is output as a fail-safe signal.

【0018】つぎに上記構成における動作について説明
する。トルク入力指令T* は、A/D変換器1によりデ
ィジタルトルク入力指令TD*に変換され、各モ−タ毎の
演算段2A 、2B のトルク分割演算部5により、それぞ
れの誘導モ−タ23A 、23B で分担出力する分担トル
ク目標値TA*、TB*を演算する。ここでは、T* =TA*
+TB* となる。各演算段2A 、2B は、分担トルク目
標値TA*、TB*に基づいて、磁束電流指令およびトルク
電流指令に分離制御するいわゆるベクトル制御の演算を
行う。
Next, the operation of the above configuration will be described. The torque input command T * is converted into a digital torque input command TD * by the A / D converter 1, and the induction stage 23A of each induction motor 23A is calculated by the torque dividing calculation unit 5 of the calculation stages 2A and 2B for each motor. , 23B, the shared torque target values TA * and TB * to be shared and output are calculated. Here, T * = TA *
It becomes + TB *. Each of the operation stages 2A and 2B performs a so-called vector control operation for separately controlling the magnetic flux current command and the torque current command based on the shared torque target values TA * and TB *.

【0019】すなわちここでは、モータのすべり角周波
数ωseを次のように制御する。
That is, here, the slip angular frequency ωse of the motor is controlled as follows.

【数1】 ただし、ω :指令周波数 ωre:モータの回転周波数 M :相互インダクタンス R :ロータの抵抗 L :インダクタンス iδ:トルク電流[Equation 1] Where ω: command frequency ωre: motor rotation frequency M: mutual inductance R: rotor resistance L: inductance iδ: torque current

【外4】 である。すべり角周波数演算部10においてすべり角周
波数ωseが演算され、 ω=ωse+ωre で指令周波数が求められる。演算段2A ではこうして求
めた指令周波数ωA を積分器12により積分して出力電
圧位相θA を求める。
[Outside 4] Is. The slip angular frequency calculation unit 10 calculates the slip angular frequency ωse, and the command frequency is obtained by ω = ωse + ωre. In the operation stage 2A, the command frequency ωA thus obtained is integrated by the integrator 12 to obtain the output voltage phase θA.

【0020】トルク電流演算部7では、ベクトル制御を
行うと、極対数をpとして、トルクが、
When the vector control is performed in the torque current calculation unit 7, the number of pole pairs is p and the torque is

【数2】 と表されるので、[Equation 2] Is expressed as

【数3】 を計算してトルク電流指令とする。また、励磁電流演算
部8では、
[Equation 3] Is calculated as the torque current command. Further, in the exciting current calculation unit 8,

【数4】 を計算して磁束電流指令とする。[Equation 4] Is calculated as the magnetic flux current command.

【0021】演算段2A で求められた上記トルク電流指
令iδAD、磁束電流指令iγAD、出力電圧位相θA か
ら、2相3相変換部3B ではγ−δ/3相交流座標変換
部11により3相交流信号iuAD 、ivAD を次の演算に
よって座標変換して求める。
From the torque current command iδAD, the magnetic flux current command iγAD, and the output voltage phase θA obtained at the operation stage 2A, the two-phase / three-phase converter 3B uses the γ-δ / 3-phase AC coordinate converter 11 to generate the three-phase AC. The signals iuAD and ivAD are obtained by coordinate conversion by the following calculation.

【数5】 [Equation 5]

【0022】このように、ベクトル制御演算によって求
めた3相交流信号は、駆動部4A において、D/A変換
器18、19によりアナログ信号iuA、ivAに変換さ
れ、加算器21によって iwA=−iuA−ivA を作成し、iuA、ivA、およびiwAがインバ−タ22の
入力となる。これにより、電流制御のインバ−タ22に
よって誘導モ−タ23A が駆動され、分担トルク目標値
TA*に等しい値のトルクTA を出力する。この出力トル
クは、
As described above, the three-phase AC signal obtained by the vector control calculation is converted into analog signals iuA and ivA by the D / A converters 18 and 19 in the driving unit 4A, and iwA = -iuA by the adder 21. -IvA is created, and iuA, ivA, and iwA are input to the inverter 22. As a result, the current control inverter 22 drives the induction motor 23A to output the torque TA equal to the sharing torque target value TA *. This output torque is

【数6】 となる。但し、pA は極数、MA は相互インダクタンス
である。故にTA はトルク電流指令iδA に比例したも
のとなる。
[Equation 6] Becomes However, pA is the number of poles and MA is the mutual inductance. Therefore, TA becomes proportional to the torque current command iδA.

【0023】他方の誘導モ−タ23B の制御ステージに
おいても同様のベクトル制御演算が行われ、誘導モ−タ
23B が発生するトルクも分担トルク目標値TB*に等し
いものとなる。したがって、その出力トルクは、
The same vector control calculation is performed in the control stage of the other induction motor 23B, and the torque generated by the induction motor 23B becomes equal to the shared torque target value TB *. Therefore, its output torque is

【数7】 となり、トルク電流指令iδB に比例したものとなる。
但し、pB は極数、MB は相互インダクタンスである。
従って、入力されるトルク入力指令T* は、それぞれの
モ−タの分担トルク目標値TA*、TB*に分割され、これ
らによって誘導モ−タ23A 、23B が駆動されること
になる。
[Equation 7] And becomes proportional to the torque current command iδB.
However, pB is the number of poles and MB is the mutual inductance.
Therefore, the input torque input command T * is divided into the respective divided torque target values TA * and TB * of the respective motors, and these drive the induction motors 23A and 23B.

【0024】続いて、フェ−ルセ−フ回路の動作につい
て説明する。γ−δ/3相交流座標変換部11で求めら
れた3相交流信号は、同じ2相3相変換部3A 、3B 内
でそれぞれ再度3相2相変換回路13により2相信号に
逆変換され、トルク電流指令再演算値iδASとiδBSが
出力される。これを各D/A変換器20によりアナログ
信号iδA 、iδB に変換する。
Next, the operation of the fail-safe circuit will be described. The 3-phase AC signals obtained by the γ-δ / 3-phase AC coordinate conversion unit 11 are inversely converted into 2-phase signals by the 3-phase 2-phase conversion circuit 13 again in the same 2-phase 3-phase conversion units 3A and 3B. , Torque current command recalculated values iδAS and iδBS are output. Each D / A converter 20 converts this into analog signals iδA and iδB.

【0025】これら各モ−タの制御ステ−ジから検出し
出力する比較用のトルク電流指令再演算値のアナログ信
号iδA 、iδB を、フェ−ルセ−フ回路の加算器14
に入力してiδA とiδB の和をとり、
The analog signals iδA and iδB of the comparison torque current command recalculated values which are detected and output from the control stage of each motor are added to the adder 14 of the fail-safe circuit.
Input to and take the sum of iδA and iδB,

【外5】 を出力する。[Outside 5] Is output.

【外6】 と元のトルク入力指令T* を、差動アンプ15で比較し
て誤差eを出力し、誤差eを絶対値アンプ16により絶
対値として、コンパレ−タ17で所定の判定基準値Tδ
0 と比較する。もし誤差値 |e| が判定基準値Tδ
0 より大きければ、コンパレ−タ17は「H」出力によ
り駆動部4A 、4B の各コンタクタ24をシャットオフ
するフェ−ルセ−フ動作を行うとともに、必要に応じ別
途警報を出力する。
[Outside 6] The original torque input command T * is compared with the original torque input command T * by the differential amplifier 15 to output the error e, and the error e is set as an absolute value by the absolute value amplifier 16, and the comparator 17 sets a predetermined judgment reference value Tδ.
Compare with 0. If the error value | e | is the criterion value Tδ
If it is greater than 0, the comparator 17 performs a fail-safe operation of shutting off the contactors 24 of the drive units 4A and 4B by outputting "H", and also outputs a separate alarm if necessary.

【0026】このように、本実施例においては、2個の
モ−タの制御ステ−ジに対し、1段のみのフェ−ルセ−
フ回路という簡単な構成で、確実なフェ−ルセ−フ動作
を可能にし、γ−δ/3相交流座標変換部11や3相2
相変換回路13からなる2相3相変換部までマイクロコ
ンピュータで構成したので、その他のハ−ドウェアが簡
素化されるという利点がある。また、実施例は誘導モ−
タが2個の場合について説明したが、さらに多数のモー
タ組についてもフェ−ルセ−フ回路に関する限り加算器
への入力数が増加するだけで構成は変わらない。
As described above, in this embodiment, only one stage of fail-safe is used for the control stage of two motors.
With a simple configuration of a f-circuit, a reliable fail-safe operation is possible, and the γ-δ / 3-phase AC coordinate conversion unit 11 and the 3-phase 2
Since the two-phase / three-phase conversion section including the phase conversion circuit 13 is also configured by the microcomputer, there is an advantage that other hardware is simplified. In addition, the embodiment is an induction motor.
Although the description has been made on the case where the number of the motors is two, the configuration does not change even for a larger number of motor sets as far as the fail-safe circuit is concerned, only the number of inputs to the adder increases.

【0027】つぎに図3および図4は、2相3相座標変
換を外部のハ−ドウェアで行うようにした第2の実施例
を示す。マイクロコンピュータで構成された演算段2A
からは、トルク電流演算部7よりトルク電流指令iδAD
を、磁束電流演算部8より磁束電流指令iγADを外部へ
出力する。また、すべり角周波数演算部10で演算され
たすべり角周波数ωseにモータの回転周波数ωreが加算
された指令周波数ωA が同じく演算段2A から出力され
る。
Next, FIGS. 3 and 4 show a second embodiment in which two-phase / three-phase coordinate conversion is performed by an external hardware. Operation stage 2A composed of a microcomputer
From the torque current calculation unit 7, the torque current command iδAD
The magnetic flux current calculation unit 8 outputs the magnetic flux current command iγAD to the outside. A command frequency ωA obtained by adding the rotation frequency ωre of the motor to the slip angular frequency ωse calculated by the slip angular frequency calculator 10 is also output from the calculation stage 2A.

【0028】そして、トルク電流指令iδAD、磁束電流
指令iγADを、マイクロコンピュータ外部とされた2相
3相変換部33A のD/A変換器35、36とによって
トルク電流iδA 、磁束電流iγA とし、指令周波数ω
A を外部のカウンタ37によりカウントして出力電圧位
相θA を作成する。トルク電流iδA と磁束電流iγA
と出力電圧位相θA を、演算段2A 外部の座標変換器3
8へ入力して3相交流信号に変換する。そしてこの3相
交流信号を駆動部34A を構成するインバ−タ22へ送
出して誘導モ−タ23A を駆動する。
Then, the torque current command iδAD and the magnetic flux current command iγAD are converted into a torque current iδA and a magnetic flux current iγA by the D / A converters 35 and 36 of the two-phase / three-phase converter 33A, which is external to the microcomputer, and the commands are given. Frequency ω
The output voltage phase θA is created by counting A with an external counter 37. Torque current iδA and magnetic flux current iγA
And the output voltage phase θA are calculated by the coordinate converter 3 outside the operation stage 2A.
It is input to 8 and converted into a three-phase AC signal. Then, this three-phase AC signal is sent to the inverter 22 which constitutes the drive unit 34A to drive the induction motor 23A.

【0029】一方、演算段2B からも同様にトルク電流
指令iδBD、磁束電流指令iγBD、指令周波数ωB を外
部へ出力し、トルク電流iδB 、磁束電流iγB 、指令
周波数ωB から、座標変換器により3相交流信号に変換
して駆動部34B のインバ−タへ出力し、誘導モ−タ2
3B を駆動する。その他の構成は前実施例と同一であ
る。
On the other hand, the torque current command iδBD, the magnetic flux current command iγBD, and the command frequency ωB are similarly output from the operation stage 2B to the outside, and the torque current iδB, the magnetic flux current iγB, and the command frequency ωB are used to output the three phases by the coordinate converter. The AC signal is converted and output to the inverter of the drive unit 34B, and the induction motor 2
Drive 3B. The other structure is the same as that of the previous embodiment.

【0030】フェ−ルセ−フ回路の加算器14へは、各
トルク電流値iδA 、iδB を入力し、その和の出力と
トルク入力指令T* を差動アンプ15へ入力して誤差e
を求める。絶対値アンプ16の出力誤差値|e|と、所
定の判定基準値Tδ0 をコンパレ−タ17で比較して、
もしも|e|が大きい場合はフェ−ルセ−フ出力を行
う。
The torque current values i δA and i δB are input to the adder 14 of the fail-safe circuit, and the sum output and the torque input command T * are input to the differential amplifier 15 to input the error e.
Ask for. The comparator 17 compares the output error value | e | of the absolute value amplifier 16 with a predetermined determination reference value Tδ0,
If | e | is large, fail-safe output is performed.

【0031】以上のように、本実施例においては、座標
変換器38などを、マイクロコンピュータからなる演算
段2A 、2B に対する外部ハ−ドウェアとして構成した
ので、マイクロコンピュータにかかる演算負担が軽くな
り、演算速度の遅いマイクロコンピュータにおいても効
果的なフェ−ルセ−フシステムを構成することができる
利点がある。
As described above, in the present embodiment, the coordinate converter 38 and the like are configured as external hardware for the operation stages 2A and 2B composed of microcomputers, so that the operation load on the microcomputers is reduced. There is an advantage that it is possible to construct an effective fail-safe system even in a microcomputer having a slow operation speed.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、マルチ
ロ−タモ−タシステムの制御において、各モ−タの演算
手段各々演算した前記電流指令から各モ−タに対応した
トルク電流指令に相当するトルク分電流指令を、演算
段外部のハ−ドウェアで構成するフェ−ルセ−フ回路の
加算器で加算して和をとり、トルク入力指令との誤差を
検出して、その誤差の大きさに基づいてフェ−ルセ−フ
を行うものとしたので、演算段がマイクロコンピュー
タで構成される場合にもモ−タ制御システムの安全上問
題となるトルクについて異常が発生し、トルク入力指令
と異なる値を演算出力するような場合でも、これを確実
に検知してフェ−ルセ−フすることを可能にし、かつフ
ェ−ルセ−フ回路の構成そのものも簡略化することがで
きるという効果がある。
As described above, according to the present invention, in the control of the multi-rotor motor system, the calculation of each motor is performed.
Corresponding to each motor from the current command calculated by each means
A torque current command corresponding to the torque current command, Ha arithmetic hand <br/> Dangaibu - Fe constituting at adware - ruse - sums are added by adder off circuit, an error between the torque input command by detecting, Fe based on the magnitude of the error - ruse - since shall make full, operation manual stages also mode when configured by a microcomputer - a safety problem of motor control system torque Even when an abnormality occurs and a value different from the torque input command is calculated and output, this can be surely detected and fail-safe, and the configuration of the fail-safe circuit itself is also possible. The effect is that it can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図3】第2の実施例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment.

【図4】第2の実施例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment.

【図5】従来例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a conventional example.

【図6】他の従来例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 A/D変換器 2 演算段 3 2相3相変換部 4 駆動部 5 トルク分割演算部 6 磁束指令演算部 7 トルク電流演算部 8 励磁電流演算部 9 モ−タ回転角周波数計算部 10 すべり角周波数演算部 11 γ−δ/3相交流座標変換部 12 積分器 13 3相2相変換回路 14 加算器 15 差動アンプ 16 絶対値アンプ 17 コンパレ−タ 18、19、20 D/A変換器 21 加算器 22 インバ−タ 23 誘導モータ 24 コンタクタ 25 エンコ−ダ 33 2相3相変換部 34 駆動部 35、36 D/A変換器 37 カウンタ 38 座標変換器 40、40’、41 制御コンピュ−タ 42、44 故障判定器 1 A / D converter 2 operation stages 3 2 phase 3 phase converter 4 drive 5 Torque division calculation unit 6 Magnetic flux command calculator 7 Torque current calculator 8 Exciting current calculator 9 Motor rotation angular frequency calculator 10 Slip angular frequency calculator 11 γ-δ / 3-phase AC coordinate converter 12 Integrator 13 3-phase 2-phase conversion circuit 14 adder 15 Differential amplifier 16 Absolute value amplifier 17 Comparators 18, 19, 20 D / A converter 21 adder 22 Inverter 23 induction motor 24 contactors 25 Encoder 33 2 phase 3 phase converter 34 Drive 35, 36 D / A converter 37 counter 38 coordinate converter 40, 40 ', 41 control computer 42,44 Failure judgment device

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 出力軸を共有する複数のモータから構成
されるマルチロータモータシステムにおいて、前記複数
のモータの各々は、トルク入力指令に基づいて各々が目
標とする分担トルク目標値を演算し、該分担トルク目標
値に対応してモータを駆動するための電流指令を演算す
る演算手段と、前記電流指令値に基づいてモータに流れ
る電流を制御する駆動手段とを具備し、前記各モータの
演算手段が各々演算した前記電流指令からトルク分電流
指令の和をとってトルク逆算定値を算出する加算器と、
前記トルク逆算定値とトルク入力指令の誤差に基づきフ
ェールセーフ信号を出力する異常判断回路とを有するこ
とを特徴とするマルチロータモータシステムのフェール
セーフ回路。
1. A plurality of motors sharing an output shaft
In multi-rotor motor systems, said plurality
Each of the motors in the
It calculates the allotted torque target value to target, to calculating a current command for driving the motor in response to the torque distributed target value
Flowing to the motor based on the calculation means and the current command value
And a drive means for controlling the electric current,
An adder for calculating the torque inverse calculation value by taking the sum of the torque current commands from the current commands calculated by the calculation means ,
A fail-safe circuit for a multi-rotor motor system, comprising: an abnormality determination circuit that outputs a fail-safe signal based on the torque reverse calculation value and an error of a torque input command.
【請求項2】 前記演算手段は、前記分担トルク目標値
に対応してトルク電流指令および磁束電流指令を演算す
る演算段と、前記トルク電流指令および磁束電流指令を
3相交流信号に変換する2相3相変換部と、前記3相交
流信号を3相2相変換して前記トルク分電流指令を出力
する3相2相変換回路を備えていることを特徴とする請
求項1記載のマルチロータモータシステムのフェールセ
ーフ回路。
2. The computing means is configured to set the shared torque target value.
Compute the torque current command and magnetic flux current command corresponding to
And the torque current command and magnetic flux current command
A two-phase / three-phase conversion unit for converting into a three-phase AC signal,
The fail-safe circuit of the multi-rotor motor system according to claim 1, further comprising a three-phase / two-phase conversion circuit that converts a flow signal into a three-phase / two-phase signal and outputs the torque component current command.
【請求項3】 前記複数のモータは誘導モータであっ
て、前記演算手段は、予め定められたトルク分担に応じ
て前記トルク入力指令から対応する誘導モータの分担ト
ルク目標値を演算するトルク分割演算部と、回転検知手
段からの入力信号に基づき誘導モータの回転角周波数を
計算する計算部と、前記分担トルク目標値からトルク電
流指令を演算するトルク電流演算部と、前記分担トルク
目標値から磁束指令を演算する磁束指令演算部と、前記
磁束指令から磁束電流指令を演算する励磁電流演算部
と、トルク電流指令と磁束指令からすべり角周波数を演
算するすべり角周波数演算部とを備えて、前記回転角周
波数とすべり角周波数の和から指令周波数を演算するも
のであり、前記2相3相変換部は、前記指令周波数を積
分して出力電圧位相を出力する積分器と、前記トルク電
流指令と磁束電流指令と出力電圧位相に基づき3相交流
信号を得るγ−δ/3相交流座標変換部を有するもので
あることを特徴とする請求項2記載のマルチロータモー
タシステムのフェールセーフ回路。
3. The plurality of motors are induction motors.
The calculation means calculates the torque sharing target value of the corresponding induction motor from the torque input command according to a predetermined torque share, and the induction motor based on the input signal from the rotation detection means. Of the rotational angular frequency, a torque current calculation unit that calculates a torque current command from the shared torque target value, a magnetic flux command calculation unit that calculates a magnetic flux command from the shared torque target value, and from the magnetic flux command An exciting current calculation unit that calculates a magnetic flux current command and a slip angle frequency calculation unit that calculates a slip angular frequency from the torque current command and the magnetic flux command are provided, and the command frequency is calculated from the sum of the rotation angular frequency and the slip angular frequency. The two-phase / three-phase conversion unit integrates the command frequency to output an output voltage phase, the torque current command and the magnetic flux current command. Fail safe circuit of the multi-rotor motor system according to claim 2, wherein the output voltage and has a three-phase alternating current signal to obtain a gamma-[delta] / 3-phase AC coordinate conversion unit based on the phase and.
【請求項4】 前記演算手段はマイクロコンピュータで
構成され、前記トルク分電流指令は前記演算段で演算さ
れた前記トルク電流指令を基に出力するものであること
を特徴とする請求項記載のマルチロータモータシステ
ムのフェールセーフ回路。
Wherein said computing means is composed of a microcomputer, according to claim 2, wherein the torque current command is characterized in that the outputs based on the torque current command computed by the computing stage Fail-safe circuit for multi-rotor motor system.
【請求項5】 前記複数のモータは誘導モータであっ
て、前記演算手段は、予め定められたトルク分担に応じ
て前記トルク入力指令から対応する誘導モータの分担ト
ルク目標値を演算するトルク分割演算部と、回転検知手
段からの入力信号に基づき誘導モータの回転角周波数を
計算する計算部と、前記分担トルク目標値からトルク電
流指令を演算するトルク電流演算部と、前記分担トルク
目標値から磁束指令を演算する磁束指令演算部と、前記
磁束指令から磁束電流指令を演算する励磁電流演算部
と、トルク電流指令と磁束指令からすべり角周波数を演
算するすべり角周波数演算部とを備えて、前記回転角周
波数とすべり角周波数の和から指令周波数を演算するも
のであり、前記2相3相変換部は、前記指令周波数を計
数して出力電圧位相を求めるカウンタと、前記トルク電
流指令と磁束電流指令をそれぞれD/A変換するD/A
変換器と、前記出力電圧位相とD/A変換されたトルク
電流指令および磁束電流指令とに基づき3相交流信号を
得る座標変換器からなり、前記D/A変換されたトルク
電流指令を前記トルク分電流指令として出力するもので
あることを特徴とする請求項4記載のマルチロータモー
タシステムのフェールセーフ回路。
5. The plurality of motors are induction motors.
The calculation means calculates the torque sharing target value of the corresponding induction motor from the torque input command according to a predetermined torque share, and the induction motor based on the input signal from the rotation detection means. Of the rotational angular frequency, a torque current calculation unit that calculates a torque current command from the shared torque target value, a magnetic flux command calculation unit that calculates a magnetic flux command from the shared torque target value, and from the magnetic flux command An exciting current calculation unit that calculates a magnetic flux current command and a slip angle frequency calculation unit that calculates a slip angular frequency from the torque current command and the magnetic flux command are provided, and the command frequency is calculated from the sum of the rotation angular frequency and the slip angular frequency. The two-phase / three-phase conversion unit counts the command frequency to obtain an output voltage phase, the torque current command, and the magnetic flux current command. The to D / A converter respectively D / A
And a coordinate converter that obtains a three-phase AC signal based on the output voltage phase and the D / A converted torque current command and magnetic flux current command. The D / A converted torque current command is converted into the torque. The fail-safe circuit of the multi-rotor motor system according to claim 4, wherein the fail-safe circuit outputs the split current command.
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