【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は誘導モータの制御方法、特にインバータを用いて誘導モータを制御する制御方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
従来より、インバータを電源として使用して、対象となる機器による、例えば圧力、流量、温度等の達成度を演算回路へ入力し、その値に比例して誘導モータの同期速度を得るためインバータへの周波数設置がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常は機器による制御の達成度と誘導モータの負荷との間には完全な比例関係は存在しているものではない。また、インバータにあって電圧／周波数パターンは可変ではあるが、その値は無限のものではなく最大値があり、電圧／周波数を表わすリニアラインの傾きにも一般的に３〜４といわれる限界が存在する。
【０００４】
そのために、機器による達成度の上がり過ぎ（冷凍機にあっては冷やし過ぎ、ポンプにあっては流し過ぎ等）の時、インバータの周波数を下げていく制御がなされるが電圧／周波数の最大値より電圧の制限を受けることになり、誘導モータの負荷に必要となる電圧供給が十分になされず、過電流が発生して、システムダウン、強いては効率の低下を招いてしまうこととなっていた。
【０００５】
さらに、誘導モータへの設定電圧を求めるための各種の内部定数演算のサンプリング間隔が長い場合、また、そのサンプリングとサンプリングの間に負荷の過渡的変化、即ち、電流値の増加が発生した場合には従来の制御方法では追従することができず、無制御状態が発生し、負荷の変動に対する電圧の設定ができなくなり、過電流が発生してシステムダウンし、著しい効率の低下を生じてしまっていた。
【０００６】
【発明の目的】
そこで、本発明は上記した従来の技術の問題点に着目してなされたもので、かかる問題点を解消して、電圧を優先させた負荷追従制御によって過電流の発生を防ぎ、また、常に電圧、電流を監視することで負荷変動に応じた電圧制御を行って過渡的負荷変動に応じて過電流を防止することで、負荷に対する最適な誘導モータの制御をなし得、多大な省エネルギー効果を得ることができる誘導モータの制御方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係る誘導モータの制御方法はインバータから誘導モータへ供給される三相交流からの電圧、電流をセンサーで演算、制御部へ送りながら、目的とする制御機器の過渡的な達成度の上昇に伴い、その上昇した圧力、流量等の値を前記した演算、制御部に入力することでインバータの不制御領域と制御領域の境界線であるリニアラインを表わす電圧／周波数の値の設定を変更し、電圧が下降しないように周波数の変化設定をすることを特徴とし、前記したインバータに電圧／周波数の値が最大に設置されている場合の周波数低下制御にあって、制御領域とするリニアライン上のポイントを演算、制御部により採ることで、そのポイントを指す座標値を電圧、周波数とすることを特徴とし、電圧、電流を約４０μｓｅｃ程度の高速で測定することで力率、電力を求めて誘導モータの内部負荷定数を求め、最小電力となるポイントを検出して前記したインバータの電圧／周波数が最大値を超える時は周波数を上昇させることとを特徴としている。
【０００８】
【作用】
上記した方法とすることによって、従来の周波数に比例した設定電圧の制御と代わり、電圧を優先させることで誘導モータの負荷に良好に追従でき、また、過渡的な負荷変動にも対応することができて過電流の発生を防止して効率を下げず大きな省エネルギー効果が得られるのである。
【０００９】
【実施例】
次に、本発明の実施の一例を図面を参照して説明する。図１は本発明を実施した制御システムのブロック図、図２はインバータの制御可能領域を示す説明図、図３は電圧／周波数を可変して過電流を防止する方法の説明図、図４は電圧を優先する方法を示す説明図、図５はサンプリングによる測定間隔の説明図、図６は電力の最小ポイントの説明図、図７は設定電圧上昇に伴う周波数再設定の説明図である。
【００１０】
これらの図にあって１はインバータを示し、直流電流を交流電流に変換し、得られた三相交流を誘導モータ２に供給して駆動させ、目的とする冷凍機、ポンプ等の機器３を稼動させるものとなっている。
【００１１】
また、インバータ１から誘導モータ２へ供給される三相交流からは電圧、電流センサー４によって演算部５及び制御部６へ逐一その値が送られるものとなっており、前記した演算部５には、前記した機器３における圧力、流量等の値の入力センサー７からの信号値も送られるようになっている。
【００１２】
ここで、インバータ１から誘導モータ２へ出力される三相交流の電圧と周波数は図２に示すように表わされ斜線を施した領域２が自在に電圧、周波数を設定することができる制御領域となり、不制御領域となる領域とはリニアなテーパラインでの境界が形成される。ここで、電圧／周波数値はこの領域１の境界線を表わすこととなり、領域２の境界線が周波数による電圧の制限を示すこととなる。即ち、周波数ｆ１をインバータ１に設定した場合、設定電圧の最大はＶ１となるのである。
【００１３】
また、図３において、現行の制御状態が電圧と周波数とによる座標で示されるポイントＡ（ｆａ，Ｖａ）と想定すると、機器３の達成度が上昇して行き、その上昇に比例する周波数がｆｂと算出されると、従来は（ｆｂ，Ｖｂ）となるポイントＢへ制御状態が移行し、電圧はＶａからＶｂへ制限されることとなるが、インバータ１へ電圧／周波数の設定を制御部６で変更して制御領域を増加させることでＶａを維持できるＶｘ／ｆｎの値として（ｆｂ，Ｖａ）のポイントＣで制御状態として電圧の降下を伴わない周波数の変化とする。
【００１４】
さらに、図４にあって、現行の制御状態が電圧と周波数とによる座標で示されるポイントＡ（ｆａ，Ｖａ）と想定すると、機器３による達成度の上昇により周波数を下げる制御に入って、周波数ｆｂが算出されたとすると制御状態は（ｆｂ，Ｖｂ）で表わされるポイントＢとなる。ここで、電圧／周波数の値が最大であったとすると、前記した方法は不可能なので、電圧Ｖａを設定できる（ｆｂ，Ｖａ）のポイントＣを制御部６により採ることとし、このポイントＣでの制御状態とする。
【００１５】
また、図５にあってＳ１、Ｓ２…Ｓｎは制御のタイミングサンプルを示すＳ３とＳ４との間に過渡的な負荷変動が生じていることを示している。つまり、従来はＨ１〜Ｓ４の間では無制御状態といってよいもので、これを解決するために、常に変化し続ける電圧、電流を４０μｓｅｃ間隔程度の高速で測定することにより、力率、電力を求め、それが最小となるポイントＷ１（図６）を決定するため電圧を増加、減少させて電力の変曲点を随時に求めて、ポイントＷ１となった時の電圧を設定電圧の最適値とする。
【００１６】
また、これが電圧／周波数の最大値を越える時には周波数を上昇させることで過渡的な負荷変動に追従し、過電流を防ぎながら図７における（ｆａ，Ｖａ）のポイントＡから（ｆａ，Ｖｂ）のポイントＢへ移行しなければならない時、電圧／周波数が最大ならばＶｂを実現できる（ｆｃ，Ｖｂ）のポイントＣへ移行させるため周波数を上昇させることとする。
【００１７】
【発明の効果】
本発明における誘導モータの制御方法は上述のように構成され、作用することとなる。そのため、インバータを用いて誘導モータを制御するについて、過電流の発生を防止し、また、過渡的な負荷変動にも追従していくことができることとなり、システムダウン、効率低下を防ぐとともに多大なる省エネルギーを実現することができるものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した誘導モータの制御方法を実現するシステムのブロック図である。
【図２】インバータの制御可能領域を示す説明図である。
【図３】電圧／周波数を可変して過電流を防止する方法の説明図である。
【図４】電圧を優先する方法を示す説明図である。
【図５】サンプリングによる測定間隔の説明図である。
【図６】電力の最小ポイントの説明図である。
【図７】設定電圧上昇に伴う周波数再設定の説明図である。
【符号の説明】
１ インバータ
２ 誘導モータ
３ 機器
４ 電圧、電流センサー
５ 演算部
６ 制御部
７ 入力センサー[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a control method for an induction motor, and more particularly to a control method for controlling an induction motor using an inverter.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
Conventionally, using an inverter as a power supply, the degree of achievement of, for example, pressure, flow rate, temperature, etc. by the target device is input to an arithmetic circuit, and to the inverter to obtain the synchronous speed of the induction motor in proportion to the value. Frequency has been set.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, there is usually no perfect proportional relationship between the degree of control achieved by the device and the load on the induction motor. In the inverter, the voltage / frequency pattern is variable, but the value is not infinite and has a maximum value, and the slope of the linear line representing the voltage / frequency is generally limited to 3 to 4. Exists.
[0004]
Therefore, when the degree of achievement by the equipment is too high (for a refrigerator, too cool, for a pump, too much flow, etc.), the inverter frequency is controlled to decrease, but the maximum value of voltage / frequency As a result, the voltage supply required for the load of the induction motor was not sufficient, and an overcurrent occurred, resulting in a system down and, in effect, a reduction in efficiency. .
[0005]
Furthermore, when the sampling interval of various internal constant calculations for obtaining the set voltage to the induction motor is long, or when the load changes transiently between the samplings, that is, when the current value increases. Can not follow the conventional control method, a non-control state occurs, the voltage can not be set for the fluctuation of the load, the overcurrent occurs, the system goes down, and the efficiency drops remarkably. Was.
[0006]
[Object of the invention]
Therefore, the present invention has been made by focusing on the problems of the above-described conventional technology, and solves such problems, prevents occurrence of overcurrent by load following control in which voltage is prioritized, and always prevents voltage By monitoring the current, performing voltage control according to the load fluctuation and preventing overcurrent according to the transient load fluctuation, the optimal induction motor control for the load can be performed, and a great energy saving effect can be obtained. It is an object of the present invention to provide a control method of an induction motor that can perform the control.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, a control method of an induction motor according to the present invention calculates a voltage and a current from a three-phase alternating current supplied from an inverter to the induction motor by a sensor, and sends the voltage and current to a control unit. With the increase in the degree of transient achievement of the above, the values of the increased pressure, flow rate, and the like are input to the above-described calculation and control unit, so that the voltage representing the linear line that is the boundary between the uncontrollable region and the control region of the inverter. The frequency setting is changed so that the voltage does not drop, and the frequency reduction control is performed when the voltage / frequency value is set to the maximum in the inverter. Te, calculating a point on the linear line to be controlled region, by employing the control unit, characterized in that the coordinate values that point to that point voltage, the frequency, voltage, current of about 40 power factor by measuring a fast of about sec, seek internal load constants of the induction motor seeking power, the frequency when the voltage / frequency of the inverter described above by detecting the point having the minimum power exceeds the maximum value It is characterized by raising.
[0008]
[Action]
By adopting the above method, instead of the conventional control of the set voltage in proportion to the frequency, it is possible to favorably follow the load of the induction motor by giving priority to the voltage, and also to cope with a transient load change. As a result, it is possible to prevent the occurrence of overcurrent and obtain a large energy saving effect without lowering the efficiency.
[0009]
【Example】
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a control system embodying the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a controllable region of an inverter, FIG. 3 is an explanatory diagram of a method of changing voltage / frequency to prevent overcurrent, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method of prioritizing voltage, FIG. 5 is an explanatory diagram of a measurement interval by sampling, FIG. 6 is an explanatory diagram of a minimum point of power, and FIG. 7 is an explanatory diagram of frequency resetting with an increase in set voltage.
[0010]
In these figures, reference numeral 1 denotes an inverter, which converts a direct current into an alternating current, supplies the obtained three-phase alternating current to an induction motor 2 and drives the induction motor 2 to drive a target device 3 such as a refrigerator or a pump. It is intended to operate.
[0011]
In addition, the three-phase alternating current supplied from the inverter 1 to the induction motor 2 is sent to the arithmetic unit 5 and the control unit 6 by the voltage and current sensor 4 and the value is sent to the arithmetic unit 5 one by one. The signal values from the input sensor 7 for the values of the pressure, the flow rate and the like in the device 3 are also sent.
[0012]
Here, the voltage and frequency of the three-phase AC output from the inverter 1 to the induction motor 2 are represented as shown in FIG. 2, and the shaded area 2 is a control area where the voltage and frequency can be set freely. And a boundary is formed by a linear taper line with the region to be the uncontrolled region. Here, the voltage / frequency value represents the boundary line of the region 1, and the boundary line of the region 2 represents the restriction of the voltage by the frequency. That is, when the frequency f 1 is set in the inverter 1, the maximum of the set voltage is V 1 .
[0013]
Further, in FIG. 3, point A (f a, V a) of the current control state is indicated by coordinates according to the voltage and frequency assuming, achievement of device 3 gradually increases, the frequency proportional to the increase When There is calculated as f b, the conventional (f b, V b) and the point control state shifts to B comprising, the voltage becomes to be restricted from V a to V b, the voltage to the inverter 1 / accompanied by lowering of the voltage as a control state at the point C as the value of V x / f n to maintain the V a by increasing the controlled area by changing the setting of the frequency control unit 6 (f b, V a) No frequency change.
[0014]
Further, in FIG. 4, assuming that the current control state is a point A (f a , V a ) indicated by coordinates based on voltage and frequency, control for lowering the frequency by increasing the degree of achievement by the device 3 starts. , the control state to the frequency f b is calculated a point B represented by (f b, V b). Here, when the value of the voltage / frequency assumed to be the maximum, because the method described above it is not possible, and taking the point C of the can set the voltage V a (f b, V a ) by the control unit 6, the point The control state is set to C.
[0015]
Also shows that the transient load variations between the S 1, S 2 ... S n is S 3 and S 4 indicating the timing sample of the control In the FIG. 5 has occurred. In other words, conventionally, a non-control state may be used between H 1 and S 4. To solve this problem, the power factor is measured by measuring the constantly changing voltage and current at a high speed of about 40 μsec. In order to determine the point W 1 (FIG. 6) at which the power becomes minimum, the voltage is increased or decreased to obtain an inflection point of the power at any time, and the voltage at the point W 1 is set. Make the voltage the optimal value.
[0016]
This also follows the transient load change by increasing the frequency when exceeding the maximum value of the voltage / frequency, (f a, V a) in FIG. 7 while preventing overcurrent (f a from point A to, when must transition to a point B of the V b), the voltage / frequency and to increase the frequency in order to shift to the point C that can achieve a V b if the maximum (f c, V b).
[0017]
【The invention's effect】
The control method of the induction motor according to the present invention is configured and operates as described above. As a result, in controlling the induction motor using the inverter, it is possible to prevent the occurrence of overcurrent and to follow the transient load fluctuation, thereby preventing the system from being down, reducing the efficiency, and saving a great amount of energy. Can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a system for implementing an induction motor control method embodying the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a controllable region of an inverter.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a method of preventing an overcurrent by changing a voltage / frequency.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method of giving priority to voltage.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a measurement interval by sampling.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a minimum point of electric power.
FIG. 7 is an explanatory diagram of frequency resetting with a rise in set voltage.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inverter 2 Induction motor 3 Equipment 4 Voltage and current sensor 5 Operation part 6 Control part 7 Input sensor
