JP3431514B2 - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents

誘導電動機の制御装置

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JP3431514B2 JP25917198A JP25917198A JP3431514B2 JP 3431514 B2 JP3431514 B2 JP 3431514B2 JP 25917198 A JP25917198 A JP 25917198A JP 25917198 A JP25917198 A JP 25917198A JP 3431514 B2 JP3431514 B2 JP 3431514B2
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integrator
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,速度センサの付い
ていない誘導電動機の回転速度を制御する制御装置に関
するもので,誘導電動機の入力電圧の周波数が0付近に
おける不安定現象を避ける技術である。
【0002】
【従来の技術】図2は従来の技術の1例を示すブロック
図であり,この図に基づいて従来の技術を説明する。イ
ンバータ1は制御信号cに基づいて動作し,誘導電動機
2に電力を供給する。電圧検出器3と電流検出器4はそ
れぞれ誘導電動機2の入力電圧と入力電流を検出する。
速度演算器5は,前記入力電圧vと入力電流iより図3
の誘導電動機の等価回路に基づいて回転速度Nを演算す
る。
【0003】図3に置いてL1,L2はそれぞれ一次と
二次の漏れインダクタンスであり,Mは相互インダクタ
ンス,R1は一次抵抗,R2は二次抵抗,ωは入力電圧
の角周波数である。L1,L2,M,R1,R2が既知
ならば図3の等価回路より回転角周波数ωmを求めるこ
とが可能である。回転角周波数ωmの定数倍が回転速度
Nとなる。
【0004】速度制御器6は,速度指令N*に回転速度
Nが追従するようなトルク指令T*を出力する。トルク
制御器7は,誘導電動機2の出力トルクがトルク指令T
*に追従するようなインバータ1の制御信号Cを出力す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来技
術の速度演算器5においては,図3の等価回路に基づい
て速度を演算する。しかし入力電圧vの周波数が0の場
合は,vとiとの関係は一次抵抗R1のみに依存するよ
うになり,二次抵抗R2に流れる電流を求めることがで
きなくなる。よって,回転角周波数ωmを求めることが
できなくなり,回転速度Nを求められなくなる。この状
態が長時間継続すると,誘導電動機の負荷の状態が変化
する可能性が高くなり,すると速度演算器の出力の回転
速度Nと誘導電動機の実際の回転速度とは一致しなくな
る。また0周波数付近に長時間滞在すると回転速度の計
算を大きく間違う可能性が高くなり,その間違った回転
速度を用いて速度制御をするので誘導電動機2が暴走す
る可能性がある。本発明は上述した点に鑑みて創案され
たもので、その目的とするところは,これらの課題を解
決する誘導電動機の制御装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】つまり,その目的を達成
するための手段は, (1)請求項1において 誘導電動機の入力電圧の周波数の絶対値が所定値f0未
満に所定時間滞在している場合は,前記周波数の絶対値
が前記f0よりも小さな値である所定値f1以上になる
ように前記速度指令を徐々に変化させる速度指令修正手
段を具備したものである。
【0007】(2)請求項2において 速度指令修正手段は,前記誘導電動機の入力電圧の周波
数の絶対値が所定値f0未満の場合1を出力しf0以上
の場合−1を出力する第1周波数比較器と,前記周波数
の絶対値が前記f0よりも小さな値である所定値f1未
満の場合1を出力しf1以上の場合−1を出力する第2
周波数比較器と,前記第1周波数比較器の出力を所定ゲ
インG1倍して時間積分して0から1の範囲で制限して
出力する第1積分器と,この第1積分器の出力が1以上
で1となり前記第1積分器の出力が0以下で0となるヒ
ステリシスコンパレータと,前記速度指令が正の時1負
の時−1を出力する速度指令極性判別器と,前記ヒステ
リシスコンパレータの出力が1になった時に速度指令極
性判別器の出力を記憶する記憶器と,前記ヒステリシス
コンパレータの出力が0の時は随時0にリセットされ,
前記ヒステリシスコンパレータの出力が1の時は前記第
2周波数比較器の出力と前記記憶器の出力との積を所定
ゲインG2倍して時間積分する第2積分器と,前記記憶
器の出力が1の時は前記第2積分器の出力を0以上に制
限し,前記記憶器の出力が−1の時は前記第2積分器の
出力を0以下に制限する制限器と,前記速度指令に前記
制限器の出力を加算して修正速度指令を出力する加算器
とからなるものである。以下、本発明の一実施例を図面
に基づいて詳述する。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明の1実施例を示すブ
ロック図であり,従来技術の図2と同一部分である1〜
7においては説明を省略する。なお速度演算器5’は,
従来技術の速度演算器5と同様に回転速度Nを演算して
出力するが,それに加えて入力電圧vの周波数fを出力
する。
【0009】第1周波数比較器15は,入力電圧の周波
数fの絶対値が所定値f0未満の場合1を出力しf0以
上の場合−1を出力する。第2周波数比較器16は,前
記周波数fの絶対値が前記f0よりも小さな値である所
定値f1未満の場合1を出力しf1以上の場合−1を出
力する。第1積分器14は,第1周波数比較器15の出
力を所定ゲインG1倍して時間積分する。なおこの出力
は0から1の範囲で制限される。ヒステリシスコンパレ
ータ13は,第1積分器14の出力が1以上で1となり
第1積分器14の出力が0以下で0となる。速度指令極
性判別器10は,速度指令N*が正の時1,負の時−1
を出力する。記憶器11は,前記ヒステリシスコンパレ
ータ13の出力が1になった時に速度指令極性判別器1
0の出力を記憶する。乗算器12は,前記第2周波数比
較器16の出力と前記記憶器11の出力との積を求め,
第2積分器9はそれを所定ゲインG2倍して時間積分す
る。なお前記ヒステリシスコンパレータの出力が0の時
は第2積分器12は0にリセットされる。制限器17
は,前記記憶器11の出力が1の時は前記第2積分器9
の出力を0以上に制限し,前記記憶器11の出力が−1
の時は前記第2積分器9の出力を0以下に制限する。加
算器8は,前記速度指令N*に前記制限器17の出力を
加算して修正速度指令N**を出力する。速度制御器6
は,速度指令N*の代わりに修正速度指令N**に回転
速度Nが追従するようなトルク指令T*を出力する。
【0010】以下は,各状況に置ける各手段の動作内容
を説明する。入力電圧の周波数fが正の方向に大きい場
合は,ヒステリシスコンパレータの出力が0なので,第
2積分器12は0にリセットされており,修正速度指令
N**は速度指令N*と等しく誘導電動機2の速度は速
度指令N*通りとなる。周波数fが負の方向に大きい場
合も同様である。
【0011】周波数が0付近になると,第1周波数比較
器15の出力が1となり,第1積分器14の出力が正の
方向に移行する。その状態が続くとヒステリシスコンパ
レータ13の出力が1に反転し,記憶器11が速度指令
極性判別器10の出力である速度指令N*の極性を記憶
する。速度指令N*が正の時は,記憶器の出力が1とな
り,周波数が0付近で第2周波数比較器16の出力も1
なので,乗算器12の出力が1となり,第2積分器9は
正の方向に増加して修正速度指令N**は速度指令N*
より正の方向に徐々に大きくなる。また,周波数fも正
の方向に移行するので第2周波数比較器16の出力が−
1に反転する。すると乗算器12の出力は−1となり第
2積分器9は0の方向に減少する。すると周波数fも減
少するので第2周波数比較器16の出力が1に反転す
る。以上の動作を繰り返すので,周波数fは第2周波数
比較器の比較周波数f1付近に落ちつくことになり,0
周波数付近にとどまることが避けられる。
【0012】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば,電圧
の周波数が0付近に長時間滞在すると,周波数が0付近
を回避するように速度指令が自動的に修正される。よっ
て速度演算器により正確な回転速度を継続して得ること
ができ,間違った速度演算に起因する暴走現象を避ける
ことができる。なお所望の速度指令N*通りの速度では
なくなるが,速度指令の修正量は極くわずかなので,そ
れほど大きな問題とはならない。また0周波数付近を速
やかに通り過ぎる場合は,発明が解決しようとする課題
で示されたような問題は生じないので,速度指令の修正
は必要がない。このような場合本発明においては,ヒス
テリシスコンパレータの出力は0のままなので速度指令
の修正は行われず,速度指令通りの運転ができる。よっ
て,本発明の誘導電動機の制御装置は,実用上,極めて
有用性が高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例を表すブロック線図である。
【図2】従来技術のブロック線図である。
【図3】誘導電動機の等価回路である。
【符号の説明】
1 インバータ 2 誘導電動機 3 電圧検出器 4 電流検出器 5 速度演算器 5’ 速度演算器 6 速度制御器 7 トルク制御器 8 加算器 9 第2積分器 10 速度指令極性判別器 11 記憶器 12 乗算器 13 ヒステリシスコンパレータ 14 第1積分器 15 第1周波数比較器 16 第2周波数比較器 17 制限器 18 速度指令修正手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7/632 H02P 21/00 H02P 6/00 - 6/24 H02P 1/00 - 1/58 H02M 7/42 - 7/98

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】速度ンサの付いていない誘導電動機の回転
    速度を所定の速度指令通りになるように制御する誘導電
    動機の制御装置において,前記誘導電動機の入力電圧の
    周波数の絶対値が所定値f0未満に所定時間滞在してい
    る場合は,前記周波数の絶対値が前記f0よりも小さな
    値である所定値f1以上になるように前記速度指令を徐
    々に変化させる速度指令修正手段を具備することを特徴
    とする誘導電動機の制御装置。
  2. 【請求項2】前記誘導電動機の入力電圧の周波数の絶対
    値が所定値f0未満の場合1を出力し,f0以上の場合
    −1を出力する第1周波数比較器と,前記周波数の絶対
    値が前記f0よりも小さな値である所定値f1未満の場
    合1を出力し,f1以上の場合−1を出力する第2周波
    数比較器と,前記第1周波数比較器の出力を所定ゲイン
    G1倍して時間積分して0から1の範囲で制限して出力
    する第1積分器と,該第1積分器の出力が1以上で1と
    なり前記第1積分器の出力が0以下で0となるヒステリ
    シスコンパレータと,前記速度指令が正の時1,負の時
    −1を出力する速度指令極性判別器と,前記ヒステリシ
    スコンパレータの出力が1になった時に速度指令極性判
    別器の出力を記憶する記憶器と,前記ヒステリシスコン
    パレータの出力が0の時は随時0にリセットされ,前記
    ヒステリシスコンパレータの出力が1の時は前記第2周
    波数比較器の出力と前記記憶器の出力との積を所定ゲイ
    ンG2倍して時間積分する第2積分器と,前記記憶器の
    出力が1の時は前記第2積分器の出力を0以上に制限
    し,前記記憶器の出力が−1の時は前記第2積分器の出
    力を0以下に制限する制限器と,前記速度指令に前記制
    限器の出力を加算して修正速度指令を出力する加算器と
    からなり,前記誘導電動機の回転速度が前記修正速度指
    令通りとなるように制御する請求項1記載の誘導電動機
    の制御装置。
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