JP3447190B2 - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents
誘導電動機の制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力変換回路によ
り駆動される誘導電動機の制御装置に関し、詳しくは、
制動抵抗器の保護手段を改良した制御装置に関する。
り駆動される誘導電動機の制御装置に関し、詳しくは、
制動抵抗器の保護手段を改良した制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図９は、この種の制御装置の従来技術を
示すブロック図であり、いわゆる誘導電動機のベクトル
制御システムである。図において、１は誘導電動機１５
の回転速度検出器としてのパルスエンコーダ、２は電動
機１５の温度検出器としてのサーミスタ、３は速度指令
値Ｎ*と速度検出値Ｎとの偏差を求める加算器、４は前
記偏差を零にするために必要なトルク指令値τ*を出力
する速度制御回路、５はサーミスタ２による温度検出値
に応じて電動機１５の二次抵抗Ｒ2’を温度補正し、Ｒ2
として出力する演算回路、６はトルク指令値τ*を二次
磁束指令値φ2 *により除算して電動機一次電流の二次磁
束と垂直な方向成分であるトルク電流指令値ｉT *を求め
る除算器、７は二次磁束指令値φ2 *に１／Ｍ（Ｍは電動
機１５の相互インダクタンス）を乗じて電動機一次電流
の二次磁束と平行な方向成分である励磁電流指令値ｉM *
を求める演算回路、８は二次抵抗Ｒ2、二次磁束指令値
φ2 *、トルク電流指令値ｉT *に基づき所定の演算を行っ
てすべり周波数ωSlを求める演算回路、９は速度検出値
Ｎから換算した回転角周波数ω2とすべり周波数ωSlと
を加算する加算器、１０は加算器９の出力を積分して二
次磁束の推定位置φ2を求める積分器、１１は推定位置
φ2を用いて二次磁束座標系のトルク電流指令値ｉT *、
励磁電流指令値ｉM *に対し座標変換を行い、固定子座標
系の各相電流指令値ｉa *，ｉb *，ｉc *に変換する座標変
換器、１２は電流検出器１４により検出した電動機一次
電流の検出値ｉa，ｉb，ｉcと各相電流指令値ｉa *，ｉb
*，ｉc *とを入力として各相電圧指令値ｖa *，ｖb *，ｖc
*を出力する電流制御回路、１３は上記電圧指令値
ｖa *，ｖb *，ｖc *に従って電動機１５への印加電圧を発
生するインバータからなる電力変換回路である。
示すブロック図であり、いわゆる誘導電動機のベクトル
制御システムである。図において、１は誘導電動機１５
の回転速度検出器としてのパルスエンコーダ、２は電動
機１５の温度検出器としてのサーミスタ、３は速度指令
値Ｎ*と速度検出値Ｎとの偏差を求める加算器、４は前
記偏差を零にするために必要なトルク指令値τ*を出力
する速度制御回路、５はサーミスタ２による温度検出値
に応じて電動機１５の二次抵抗Ｒ2’を温度補正し、Ｒ2
として出力する演算回路、６はトルク指令値τ*を二次
磁束指令値φ2 *により除算して電動機一次電流の二次磁
束と垂直な方向成分であるトルク電流指令値ｉT *を求め
る除算器、７は二次磁束指令値φ2 *に１／Ｍ（Ｍは電動
機１５の相互インダクタンス）を乗じて電動機一次電流
の二次磁束と平行な方向成分である励磁電流指令値ｉM *
を求める演算回路、８は二次抵抗Ｒ2、二次磁束指令値
φ2 *、トルク電流指令値ｉT *に基づき所定の演算を行っ
てすべり周波数ωSlを求める演算回路、９は速度検出値
Ｎから換算した回転角周波数ω2とすべり周波数ωSlと
を加算する加算器、１０は加算器９の出力を積分して二
次磁束の推定位置φ2を求める積分器、１１は推定位置
φ2を用いて二次磁束座標系のトルク電流指令値ｉT *、
励磁電流指令値ｉM *に対し座標変換を行い、固定子座標
系の各相電流指令値ｉa *，ｉb *，ｉc *に変換する座標変
換器、１２は電流検出器１４により検出した電動機一次
電流の検出値ｉa，ｉb，ｉcと各相電流指令値ｉa *，ｉb
*，ｉc *とを入力として各相電圧指令値ｖa *，ｖb *，ｖc
*を出力する電流制御回路、１３は上記電圧指令値
ｖa *，ｖb *，ｖc *に従って電動機１５への印加電圧を発
生するインバータからなる電力変換回路である。
【０００３】上述した構成において、ベクトル制御部に
トルク指令値τ*、二次磁束指令値φ2 *が入力される
と、演算回路７、除算器６ではそれぞれ数式１、数式２
の演算を行って励磁電流指令値ｉM *、トルク電流指令値
ｉT *を算出する。
トルク指令値τ*、二次磁束指令値φ2 *が入力される
と、演算回路７、除算器６ではそれぞれ数式１、数式２
の演算を行って励磁電流指令値ｉM *、トルク電流指令値
ｉT *を算出する。
【０００４】
【数１】ｉM *＝φ2 *／Ｍ
【０００５】
【数２】ｉT *＝τ*／φ2 *
【０００６】また、前記座標変換器１１は、数式３に従
って座標変換を行う。
って座標変換を行う。
【０００７】
【数３】
【０００８】更に、演算回路８は、数式４に従ってすべ
り周波数ωSlを演算する。
り周波数ωSlを演算する。
【０００９】
【数４】ωSl＝（Ｒ2×ｉT *)／φ2 *
【００１０】一方、図１０は制動抵抗器を用いた誘導電
動機の発電制動方式を説明するための図である。この制
動方式は、負荷１６の回転エネルギーを電動機１５の発
電作用を利用して電気エネルギーに変換し、これを電力
変換回路（インバータ）１３の外部に接続した制動抵抗
器ＲBにより熱エネルギーとして消費させる方式であ
る。具体的には、電力変換回路１３の直流中間電圧が設
定値を超えたときにトランジスタスイッチＴＲBをオン
させ、コンデンサＣSに蓄積された電気エネルギーを放
電させて制動抵抗器ＲBにより熱エネルギーとして消費
している。
動機の発電制動方式を説明するための図である。この制
動方式は、負荷１６の回転エネルギーを電動機１５の発
電作用を利用して電気エネルギーに変換し、これを電力
変換回路（インバータ）１３の外部に接続した制動抵抗
器ＲBにより熱エネルギーとして消費させる方式であ
る。具体的には、電力変換回路１３の直流中間電圧が設
定値を超えたときにトランジスタスイッチＴＲBをオン
させ、コンデンサＣSに蓄積された電気エネルギーを放
電させて制動抵抗器ＲBにより熱エネルギーとして消費
している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来、上記制動抵抗器
ＲBの保護には、サーマルリレーを用いたり、または抵
抗体自身の表面温度を温度センサによりモニタすること
で故障検出を行っていた。しかるに、この制動抵抗器Ｒ
Bに流れる電流はパルス状であるため、サーマルリレー
では検出誤差が大きい。また、抵抗体の表面温度は非常
に高温になるため、特殊な温度センサを使用する必要が
生じ、コスト上昇の原因となっていた。
ＲBの保護には、サーマルリレーを用いたり、または抵
抗体自身の表面温度を温度センサによりモニタすること
で故障検出を行っていた。しかるに、この制動抵抗器Ｒ
Bに流れる電流はパルス状であるため、サーマルリレー
では検出誤差が大きい。また、抵抗体の表面温度は非常
に高温になるため、特殊な温度センサを使用する必要が
生じ、コスト上昇の原因となっていた。
【００１２】そこで本発明は、制動抵抗器の保護を確実
に行い、しかも低コスト化が可能な誘導電動機の制御装
置を提供しようとするものである。
に行い、しかも低コスト化が可能な誘導電動機の制御装
置を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、誘導電動機を駆動する電力
変換回路と、この電力変換回路に接続された制動抵抗器
とを備えた誘導電動機の制御装置において、誘導電動機
のトルク相当値と回転速度検出値とに基づいて回生電力
を求める回生電力演算回路と、この演算回路により求め
た回生電力から制動抵抗器の温度上昇値を推定演算する
熱モデルと、この熱モデルにより推定演算した制動抵抗
器の温度上昇値がアラーム検出設定値を上回ったときに
アラーム信号を出力する比較回路とを備えたものであ
る。
め、請求項１記載の発明は、誘導電動機を駆動する電力
変換回路と、この電力変換回路に接続された制動抵抗器
とを備えた誘導電動機の制御装置において、誘導電動機
のトルク相当値と回転速度検出値とに基づいて回生電力
を求める回生電力演算回路と、この演算回路により求め
た回生電力から制動抵抗器の温度上昇値を推定演算する
熱モデルと、この熱モデルにより推定演算した制動抵抗
器の温度上昇値がアラーム検出設定値を上回ったときに
アラーム信号を出力する比較回路とを備えたものであ
る。
【００１４】請求項２記載の発明は、誘導電動機を駆動
する電力変換回路と、この電力変換回路に接続された制
動抵抗器とを備えた誘導電動機の制御装置において、誘
導電動機の電流検出値、電圧検出値及び一次抵抗に基づ
いて回生電力を求める回生電力演算回路と、この演算回
路により求めた回生電力から制動抵抗器の温度上昇値を
推定演算する熱モデルと、この熱モデルにより推定演算
した制動抵抗器の温度上昇値がアラーム検出設定値を上
回ったときにアラーム信号を出力する比較回路とを備え
たものである。
する電力変換回路と、この電力変換回路に接続された制
動抵抗器とを備えた誘導電動機の制御装置において、誘
導電動機の電流検出値、電圧検出値及び一次抵抗に基づ
いて回生電力を求める回生電力演算回路と、この演算回
路により求めた回生電力から制動抵抗器の温度上昇値を
推定演算する熱モデルと、この熱モデルにより推定演算
した制動抵抗器の温度上昇値がアラーム検出設定値を上
回ったときにアラーム信号を出力する比較回路とを備え
たものである。
【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の誘導電動機の制御装置において、回生電力演算回
路により求めた回生電力から予め設定された発生損失量
を差し引いて得た新たな回生電力を熱モデルに入力する
ものである。
記載の誘導電動機の制御装置において、回生電力演算回
路により求めた回生電力から予め設定された発生損失量
を差し引いて得た新たな回生電力を熱モデルに入力する
ものである。
【００１６】請求項４記載の発明は、請求項１，２また
は３記載の誘導電動機の制御装置において、熱モデルに
より推定演算した制動抵抗器の温度上昇値が、アラーム
検出設定値よりも低い予報設定値を上回ったときに予報
信号を出力する比較回路を備えたものである。
は３記載の誘導電動機の制御装置において、熱モデルに
より推定演算した制動抵抗器の温度上昇値が、アラーム
検出設定値よりも低い予報設定値を上回ったときに予報
信号を出力する比較回路を備えたものである。
【００１７】請求項５記載の発明は、請求項１，２，３
または４記載の誘導電動機の制御装置において、回生電
力演算回路により求めた回生電力に基づいて制動抵抗器
の温度が上昇モードにあるか下降モードにあるかを判別
するモード判別回路と、このモード判別回路による判別
結果に応じて熱モデルの熱時定数を切り替える手段とを
備えたものである。
または４記載の誘導電動機の制御装置において、回生電
力演算回路により求めた回生電力に基づいて制動抵抗器
の温度が上昇モードにあるか下降モードにあるかを判別
するモード判別回路と、このモード判別回路による判別
結果に応じて熱モデルの熱時定数を切り替える手段とを
備えたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は、請求項１記載の発明に相当する
第１実施形態の主要部を示すブロック図である。図にお
いて、２１は誘導電動機の速度検出値Ｎ及びトルク電流
指令値ｉT *が入力されるモード判別回路、２２は同じく
速度検出値Ｎ及びトルク電流指令値ｉT *が入力される回
生電力演算回路、２６はモード判別回路２１の出力信号
によって切り替え制御され、回生電力演算回路２２の出
力である回生電力Ｐと“０”とを切り替える切替スイッ
チ、２３は図１０に示した制動抵抗器ＲBの熱モデル、
２５はアラーム検出設定値を演算し出力する演算回路、
２４は演算回路２５の出力と熱モデル２３の出力とを比
較する比較回路であり、この比較回路２４から制動抵抗
器ＲBを保護するためのアラーム信号が出力されるよう
になっている。
態を説明する。図１は、請求項１記載の発明に相当する
第１実施形態の主要部を示すブロック図である。図にお
いて、２１は誘導電動機の速度検出値Ｎ及びトルク電流
指令値ｉT *が入力されるモード判別回路、２２は同じく
速度検出値Ｎ及びトルク電流指令値ｉT *が入力される回
生電力演算回路、２６はモード判別回路２１の出力信号
によって切り替え制御され、回生電力演算回路２２の出
力である回生電力Ｐと“０”とを切り替える切替スイッ
チ、２３は図１０に示した制動抵抗器ＲBの熱モデル、
２５はアラーム検出設定値を演算し出力する演算回路、
２４は演算回路２５の出力と熱モデル２３の出力とを比
較する比較回路であり、この比較回路２４から制動抵抗
器ＲBを保護するためのアラーム信号が出力されるよう
になっている。
【００１９】前記熱モデル２３には、切替スイッチ２６
を介して回生電力Ｐまたは“０”が入力され、所定の抵
抗熱時定数（仕様値または実測値として設定）のもとで
推定演算された制動抵抗器ＲBの温度上昇値を出力する
ものである。
を介して回生電力Ｐまたは“０”が入力され、所定の抵
抗熱時定数（仕様値または実測値として設定）のもとで
推定演算された制動抵抗器ＲBの温度上昇値を出力する
ものである。
【００２０】次に、この実施形態の動作を説明する。モ
ード判別回路２１は、誘導電動機の速度検出値Ｎ及びト
ルク電流指令値ｉT *に基づいて、電動機が力行、回生の
どちらのモードで運転されているかを判別する。いま、
電動機の反時計方向の回転を正転と考え、正転をＮ＞
０、逆転をＮ＜０とする。また、電動機を正転方向に回
転させるトルク電流指令値ｉT *をｉT *＞０で表すものと
する。電動機の速度検出値Ｎ及びトルク電流指令値ｉT *
の正負の組み合わせが数式５または数式６の場合、モー
ド判別回路２１は力行モードと判断し、数式７または数
式８の場合、モード判別回路２１は回生モードと判断す
る。
ード判別回路２１は、誘導電動機の速度検出値Ｎ及びト
ルク電流指令値ｉT *に基づいて、電動機が力行、回生の
どちらのモードで運転されているかを判別する。いま、
電動機の反時計方向の回転を正転と考え、正転をＮ＞
０、逆転をＮ＜０とする。また、電動機を正転方向に回
転させるトルク電流指令値ｉT *をｉT *＞０で表すものと
する。電動機の速度検出値Ｎ及びトルク電流指令値ｉT *
の正負の組み合わせが数式５または数式６の場合、モー
ド判別回路２１は力行モードと判断し、数式７または数
式８の場合、モード判別回路２１は回生モードと判断す
る。
【００２１】
【数５】Ｎ＞０，ｉT *＞０
【００２２】
【数６】Ｎ＜０，ｉT *＜０
【００２３】
【数７】Ｎ＜０，ｉT *＞０
【００２４】
【数８】Ｎ＞０，ｉT *＜０
【００２５】回生電力演算回路２２が行う回生電力Ｐの
演算は、速度検出値Ｎの大きさにより次の数式９、数式
１０の二通りに分けられる。すなわち、速度検出値Ｎが
電動機の基底回転速度以上である場合には数式９によ
り、基底回転速度未満の場合には数式１０による。な
お、数式９、数式１０において、ｋ1，ｋ2は係数であ
る。
演算は、速度検出値Ｎの大きさにより次の数式９、数式
１０の二通りに分けられる。すなわち、速度検出値Ｎが
電動機の基底回転速度以上である場合には数式９によ
り、基底回転速度未満の場合には数式１０による。な
お、数式９、数式１０において、ｋ1，ｋ2は係数であ
る。
【００２６】
【数９】Ｐ＝ｉT *×ｋ1
【００２７】
【数１０】Ｐ＝ｉT *×｜Ｎ｜×ｋ2
【００２８】モード判別回路２１により回生モードと判
断された場合、切替スイッチ２６を回生電力演算回路２
２側に切り替えて回生電力Ｐを熱モデル２３に入力す
る。熱モデル２３の出力と演算回路２５によるアラーム
検出設定値とを比較回路２４により比較し、熱モデル２
３の出力である温度上昇値がアラーム検出設定値を上回
っている場合には、アラーム信号をオンとして制動抵抗
器が過熱状態にあることを警告し、誘導電動機の制御装
置に停止指令を送る。なお、演算回路２５におけるアラ
ーム検出設定値は、電動機の出力定格に設定された制動
頻度（％ＥＤ）を乗じて演算する。
断された場合、切替スイッチ２６を回生電力演算回路２
２側に切り替えて回生電力Ｐを熱モデル２３に入力す
る。熱モデル２３の出力と演算回路２５によるアラーム
検出設定値とを比較回路２４により比較し、熱モデル２
３の出力である温度上昇値がアラーム検出設定値を上回
っている場合には、アラーム信号をオンとして制動抵抗
器が過熱状態にあることを警告し、誘導電動機の制御装
置に停止指令を送る。なお、演算回路２５におけるアラ
ーム検出設定値は、電動機の出力定格に設定された制動
頻度（％ＥＤ）を乗じて演算する。
【００２９】この実施形態では、電動機が回生モードで
あるときに制動抵抗器の温度上昇値を回生電力に基づき
推定演算し、その値がアラーム検出設定値を超えたとき
にアラーム信号を出力している。このため、従来のよう
に制動抵抗器を保護するためにサーマルリレーを用いた
り、抵抗体自身の表面温度をセンサによってモニタする
必要がなくなる。従って、一般に検出誤差が多いサーマ
ルリレーよりも一層高精度に制動抵抗器を保護すること
ができ、また、特殊かつ高価な温度センサを使用する必
要もない。なお、回生電力の演算にはトルク指令値τ*
を用いても良い。
あるときに制動抵抗器の温度上昇値を回生電力に基づき
推定演算し、その値がアラーム検出設定値を超えたとき
にアラーム信号を出力している。このため、従来のよう
に制動抵抗器を保護するためにサーマルリレーを用いた
り、抵抗体自身の表面温度をセンサによってモニタする
必要がなくなる。従って、一般に検出誤差が多いサーマ
ルリレーよりも一層高精度に制動抵抗器を保護すること
ができ、また、特殊かつ高価な温度センサを使用する必
要もない。なお、回生電力の演算にはトルク指令値τ*
を用いても良い。
【００３０】次に、請求項２記載の発明に相当する第２
実施形態を図２を参照しつつ説明する。なお、図２にお
いて、図１と同一の構成要素には同一符号を付してあ
る。この第２実施形態が第１実施形態と異なるのは、回
生電力Ｐの演算方法のみである。すなわち、誘導電動機
の電圧検出値は数式１１によりＭ相、Ｔ相成分ＶMist，
ＶTistに分けられ、また、電流検出値は数式１２により
Ｍ相、Ｔ相成分ＩMist，ＩTistに分けられる。
実施形態を図２を参照しつつ説明する。なお、図２にお
いて、図１と同一の構成要素には同一符号を付してあ
る。この第２実施形態が第１実施形態と異なるのは、回
生電力Ｐの演算方法のみである。すなわち、誘導電動機
の電圧検出値は数式１１によりＭ相、Ｔ相成分ＶMist，
ＶTistに分けられ、また、電流検出値は数式１２により
Ｍ相、Ｔ相成分ＩMist，ＩTistに分けられる。
【００３１】
【数１１】
【００３２】
【数１２】
【００３３】回生電力演算回路２２は、電圧検出値、電
流検出値のＴ相成分、及び、電動機の一次抵抗Ｒ1の設
定値から、数式１３により誘起電圧のＴ相成分ＥTistを
求め、数式１４から回生電力Ｐを演算して熱モデル２３
に入力する。この実施形態においても、第１実施形態と
同様の効果を得ることができる。
流検出値のＴ相成分、及び、電動機の一次抵抗Ｒ1の設
定値から、数式１３により誘起電圧のＴ相成分ＥTistを
求め、数式１４から回生電力Ｐを演算して熱モデル２３
に入力する。この実施形態においても、第１実施形態と
同様の効果を得ることができる。
【００３４】
【数１３】ＥTist＝ＶTist−Ｒ1×ＩTist
【００３５】
【数１４】Ｐ＝ＥTist×ＩTist
【００３６】次に、請求項３記載の発明に相当する第３
実施形態を図３に示す。この実施形態は、第１実施形態
における回生電力演算回路２２の出力、すなわち回生電
力Ｐを加算器２７に入力し、これから制御装置自身の発
生損失量Ｐ1を差し引いたものを新たな回生電力Ｐ’と
して切替スイッチ２６を介し熱モデル２３に入力するこ
ととした。また、図４は請求項３の発明に相当する第４
実施形態であり、上記と同一の着想を第２実施形態に適
用したものである。
実施形態を図３に示す。この実施形態は、第１実施形態
における回生電力演算回路２２の出力、すなわち回生電
力Ｐを加算器２７に入力し、これから制御装置自身の発
生損失量Ｐ1を差し引いたものを新たな回生電力Ｐ’と
して切替スイッチ２６を介し熱モデル２３に入力するこ
ととした。また、図４は請求項３の発明に相当する第４
実施形態であり、上記と同一の着想を第２実施形態に適
用したものである。
【００３７】これらの実施形態では、回生電力演算回路
２２によって演算される回生電力Ｐから制御装置自身の
発生損失量Ｐ1を差し引くことにより、制動抵抗器で消
費される回生電力を一層厳密に求めることができる。言
い換えれば、熱モデル２３によって推定演算される制動
抵抗器の温度上昇値がより正確になり、比較回路２４か
ら出力されるアラーム信号の信頼性が向上する。
２２によって演算される回生電力Ｐから制御装置自身の
発生損失量Ｐ1を差し引くことにより、制動抵抗器で消
費される回生電力を一層厳密に求めることができる。言
い換えれば、熱モデル２３によって推定演算される制動
抵抗器の温度上昇値がより正確になり、比較回路２４か
ら出力されるアラーム信号の信頼性が向上する。
【００３８】図５は、請求項４記載の発明に相当する第
５実施形態を示している。この実施形態は、制動抵抗器
の温度上昇値の予報設定値を演算する演算回路２８と、
熱モデル２３の出力を前記予報設定値と比較する比較回
路２９とを第１実施形態に付加したものであり、比較回
路２９は熱モデル２３の出力が予報設定値を超えた時に
予報信号を出力する。また、図６は同じく請求項４記載
の発明に相当する第６実施形態であり、上記演算回路２
８及び比較回路２９を第２実施形態に付加したものであ
る。なお、前記予報設定値は、アラーム検出設定値に制
動頻度（％ＥＤ）を乗じたものであり、アラーム検出設
定値よりも低い値に設定されている。
５実施形態を示している。この実施形態は、制動抵抗器
の温度上昇値の予報設定値を演算する演算回路２８と、
熱モデル２３の出力を前記予報設定値と比較する比較回
路２９とを第１実施形態に付加したものであり、比較回
路２９は熱モデル２３の出力が予報設定値を超えた時に
予報信号を出力する。また、図６は同じく請求項４記載
の発明に相当する第６実施形態であり、上記演算回路２
８及び比較回路２９を第２実施形態に付加したものであ
る。なお、前記予報設定値は、アラーム検出設定値に制
動頻度（％ＥＤ）を乗じたものであり、アラーム検出設
定値よりも低い値に設定されている。
【００３９】これらの実施形態によれば、アラーム信号
が出力される前に予報信号を出力させ、制動抵抗器の温
度が制御装置の運転を停止する程度にまで高温になる以
前に過熱状態を予報することができる。そして、予報信
号の発生を、回生モードを含む運転パターンの見直しを
行う契機とし、トルク指令値の制限等により実際に運転
パターンを変更することによってアラーム信号の発生を
回避し、制御装置の継続運転を行うことが可能になる。
なお、これらの実施形態は、第３実施形態、第４実施形
態についても適用可能である。
が出力される前に予報信号を出力させ、制動抵抗器の温
度が制御装置の運転を停止する程度にまで高温になる以
前に過熱状態を予報することができる。そして、予報信
号の発生を、回生モードを含む運転パターンの見直しを
行う契機とし、トルク指令値の制限等により実際に運転
パターンを変更することによってアラーム信号の発生を
回避し、制御装置の継続運転を行うことが可能になる。
なお、これらの実施形態は、第３実施形態、第４実施形
態についても適用可能である。
【００４０】次に、図７は請求項５記載の発明に相当す
る第７実施形態を示している。制動抵抗器の熱モデル２
３は、制動抵抗器の冷却方式等により、温度上昇時と温
度下降時とで熱時定数が異なることがある。この点に鑑
み、本実施形態では、熱モデル２３の熱時定数を温度上
昇時、温度下降時の両モードに応じて２つ用意し、回生
電力Ｐの変化に応じて２つの熱時定数を切り替えるよう
にした。
る第７実施形態を示している。制動抵抗器の熱モデル２
３は、制動抵抗器の冷却方式等により、温度上昇時と温
度下降時とで熱時定数が異なることがある。この点に鑑
み、本実施形態では、熱モデル２３の熱時定数を温度上
昇時、温度下降時の両モードに応じて２つ用意し、回生
電力Ｐの変化に応じて２つの熱時定数を切り替えるよう
にした。
【００４１】図７に示す第７実施形態は、回生電力Ｐの
変化に基づいて制動抵抗器が温度上昇モードか温度下降
モードかを判断するモード判別回路３０と、この判別回
路３０の出力信号によって２つの熱時定数を切り替える
切替スイッチ３１とを、第１実施形態に付加したもので
ある。また、図８は同じく請求項５記載の発明に相当す
る第８実施形態であり、上記モード判別回路３０及び切
替スイッチ３１を第２実施形態に付加したものである。
変化に基づいて制動抵抗器が温度上昇モードか温度下降
モードかを判断するモード判別回路３０と、この判別回
路３０の出力信号によって２つの熱時定数を切り替える
切替スイッチ３１とを、第１実施形態に付加したもので
ある。また、図８は同じく請求項５記載の発明に相当す
る第８実施形態であり、上記モード判別回路３０及び切
替スイッチ３１を第２実施形態に付加したものである。
【００４２】これらの実施形態によれば、制動抵抗器の
温度が上昇傾向にあるか下降傾向にあるかによって熱時
定数をきめ細かく切り替え、この熱時定数に従い熱モデ
ル２３が温度上昇値の推定演算を行ってアラーム検出設
定値との比較に用いているので、高精度のアラーム信号
出力動作、制動抵抗器の保護動作が可能になる。なお、
これらの実施形態は、第３ないし第６実施形態にも適用
可能である。
温度が上昇傾向にあるか下降傾向にあるかによって熱時
定数をきめ細かく切り替え、この熱時定数に従い熱モデ
ル２３が温度上昇値の推定演算を行ってアラーム検出設
定値との比較に用いているので、高精度のアラーム信号
出力動作、制動抵抗器の保護動作が可能になる。なお、
これらの実施形態は、第３ないし第６実施形態にも適用
可能である。
【００４３】
【発明の効果】以上のように請求項１または２記載の発
明によれば、制動抵抗器を保護するために従来のごとく
サーマルリレーを用いたり、抵抗体自身の表面温度をセ
ンサによってモニタする必要がなくなる。このため、一
般に検出誤差が多いサーマルリレーよりも一層高精度に
制動抵抗器を保護することができるとともに、特殊な温
度センサを不要として製造コストの低減に寄与すること
ができる。
明によれば、制動抵抗器を保護するために従来のごとく
サーマルリレーを用いたり、抵抗体自身の表面温度をセ
ンサによってモニタする必要がなくなる。このため、一
般に検出誤差が多いサーマルリレーよりも一層高精度に
制動抵抗器を保護することができるとともに、特殊な温
度センサを不要として製造コストの低減に寄与すること
ができる。
【００４４】請求項３記載の発明では、制動抵抗器の温
度上昇の原因となる回生電力を正確に求めることがで
き、また、請求項５記載の発明では、温度の上昇モード
または下降モードに応じて的確な熱時定数を選択してい
るため、何れも温度上昇値の推定演算を正確に行うこと
ができ、アラーム信号の出力動作、ひいては制動抵抗器
の保護動作を一層高精度化することが可能である。
度上昇の原因となる回生電力を正確に求めることがで
き、また、請求項５記載の発明では、温度の上昇モード
または下降モードに応じて的確な熱時定数を選択してい
るため、何れも温度上昇値の推定演算を正確に行うこと
ができ、アラーム信号の出力動作、ひいては制動抵抗器
の保護動作を一層高精度化することが可能である。
【００４５】請求項４記載の発明によれば、熱モデルの
出力と予報設定値との比較により得た予報信号を、誘導
電動機の運転パターンの見直しを行う契機とすることが
できるから、運転パターンの変更によってアラーム信号
の発生を回避し、制御装置の継続運転を行うことができ
る。
出力と予報設定値との比較により得た予報信号を、誘導
電動機の運転パターンの見直しを行う契機とすることが
できるから、運転パターンの変更によってアラーム信号
の発生を回避し、制御装置の継続運転を行うことができ
る。
【図１】本発明の第１実施形態の主要部を示すブロック
図である。
図である。
【図２】本発明の第２実施形態の主要部を示すブロック
図である。
図である。
【図３】本発明の第３実施形態の主要部を示すブロック
図である。
図である。
【図４】本発明の第４実施形態の主要部を示すブロック
図である。
図である。
【図５】本発明の第５実施形態の主要部を示すブロック
図である。
図である。
【図６】本発明の第６実施形態の主要部を示すブロック
図である。
図である。
【図７】本発明の第７実施形態の主要部を示すブロック
図である。
図である。
【図８】本発明の第８実施形態の主要部を示すブロック
図である。
図である。
【図９】誘導電動機のベクトル制御システムのブロック
図である。
図である。
【図１０】従来技術における発電制動方式の説明図であ
る。
る。
１３ 電力変換回路
１５ 誘導電動機
２１，３０ モード判別回路
２２ 回生電力演算回路
２３ 制動抵抗器の熱モデル
２４，２９ 比較回路
２５，２８ 演算回路
２６，３１ 切替スイッチ
２７ 加算器
ＲB 制動抵抗器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大路 正孝
神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号
富士電機株式会社内
(72)発明者 鉄谷 裕司
神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号
富士電機株式会社内
(56)参考文献 国際公開96／34450（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02P 3/18 101
H02P 5/41 302
Claims (5)
- 【請求項１】 誘導電動機を駆動する電力変換回路と、
この電力変換回路に接続された制動抵抗器とを備えた誘
導電動機の制御装置において、 誘導電動機のトルク相当値と回転速度検出値とに基づい
て回生電力を求める回生電力演算回路と、 この演算回路により求めた回生電力から制動抵抗器の温
度上昇値を推定演算する熱モデルと、 この熱モデルにより推定演算した制動抵抗器の温度上昇
値がアラーム検出設定値を上回ったときにアラーム信号
を出力する比較回路と、 を備えたことを特徴とする誘導電動機の制御装置。 - 【請求項２】 誘導電動機を駆動する電力変換回路と、
この電力変換回路に接続された制動抵抗器とを備えた誘
導電動機の制御装置において、 誘導電動機の電流検出値、電圧検出値及び一次抵抗に基
づいて回生電力を求める回生電力演算回路と、 この演算回路により求めた回生電力から制動抵抗器の温
度上昇値を推定演算する熱モデルと、 この熱モデルにより推定演算した制動抵抗器の温度上昇
値がアラーム検出設定値を上回ったときにアラーム信号
を出力する比較回路と、 を備えたことを特徴とする誘導電動機の制御装置。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の誘導電動機の制
御装置において、 回生電力演算回路により求めた回生電力から予め設定さ
れた発生損失量を差し引いて得た新たな回生電力を熱モ
デルに入力することを特徴とする誘導電動機の制御装
置。 - 【請求項４】 請求項１，２または３記載の誘導電動機
の制御装置において、 熱モデルにより推定演算した制動抵抗器の温度上昇値
が、アラーム検出設定値よりも低い予報設定値を上回っ
たときに予報信号を出力する比較回路を備えたことを特
徴とする誘導電動機の制御装置。 - 【請求項５】 請求項１，２，３または４記載の誘導電
動機の制御装置において、 回生電力演算回路により求めた回生電力に基づいて制動
抵抗器の温度が上昇モードにあるか下降モードにあるか
を判別するモード判別回路と、 このモード判別回路による判別結果に応じて熱モデルの
熱時定数を切り替える手段と、 を備えたことを特徴とする誘導電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02357497A JP3447190B2 (ja) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | 誘導電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02357497A JP3447190B2 (ja) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | 誘導電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10225158A JPH10225158A (ja) | 1998-08-21 |
| JP3447190B2 true JP3447190B2 (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=12114326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02357497A Expired - Lifetime JP3447190B2 (ja) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | 誘導電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3447190B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005027454A (ja) | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用制御装置 |
| GB2415510B (en) * | 2004-06-23 | 2007-07-18 | Bombardier Transp Gmbh | Determining a temperature of a brake resistor |
| JP4756855B2 (ja) * | 2004-12-13 | 2011-08-24 | 東洋電機製造株式会社 | 電動機制御装置 |
| US8400085B2 (en) * | 2009-09-04 | 2013-03-19 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Dynamic braking for current source converter based drive |
| CN103155397B (zh) * | 2010-10-01 | 2015-09-30 | 松下电器产业株式会社 | 电动机控制装置 |
| JP5658785B2 (ja) * | 2013-04-09 | 2015-01-28 | 山洋電気株式会社 | モータ制御装置 |
| CN103241603B (zh) * | 2013-04-26 | 2015-03-25 | 广州日滨科技发展有限公司 | 保护制动电阻过热的方法及系统 |
| WO2017194196A1 (de) | 2016-05-13 | 2017-11-16 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Umrichtersystem mit einem ac/dc-wandler und verfahren zum betreiben eines umrichtersystems |
| CN106443241B (zh) * | 2016-08-31 | 2019-08-16 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种车载制动电阻的监测方法、装置和保护方法、装置 |
| CN107800329A (zh) * | 2016-09-01 | 2018-03-13 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 电机驱动电路及其应用设备、电机制动方法 |
| CN114665761B (zh) * | 2022-05-19 | 2022-08-19 | 深圳众城卓越科技有限公司 | 风电偏航制动电阻过热保护控制方法、电路、装置及设备 |
-
1997
- 1997-02-06 JP JP02357497A patent/JP3447190B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10225158A (ja) | 1998-08-21 |
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