JP4765013B2 - ベクトル制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータ回転速度を検出してフィードバックすることにより所望のトルクでモータ回転速度を制御するベクトル制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来のベクトル制御装置を示すブロック図である。
この図において、１は交流電源、２は交流電源１と接続されたインバータである。３は誘導電動機（モータ）、４は誘導電動機３と接続された負荷、５は誘導電動機３の回転速度を検出するパルスエンコーダである。また、６は速度設定器であり、速度指令演算回路７を介して制御回路８に接続されている。９は誘導電動機３の各相電流を検出する電流センサであって、制御回路８と接続されている。
【０００３】
交流電源１からの交流電力は、インバータ２により所定の電圧と周波数の交流電力に変換され、誘導電動機３を所望のトルクで運転する。負荷４はこの誘導電動機３により駆動されるものであって、パルスエンコーダ５によって負荷４を駆動する誘導電動機３の回転速度が検出される。
【０００４】
速度設定器６は、誘導電動機３により運転される負荷４の速度設定値ωｒ＃を設定するものである。この速度設定値ωｒ＃に基づいて、速度指令演算回路７では速度指令値ωｒ*が演算される。この速度指令値ωｒ*は、予め定められた加速度により変化するように演算され、最終的には速度設定値ωｒ＃で負荷４を運転するように制御回路８に対して指令される。さらに、この制御回路８には、パルスエンコーダ５からのフィードバック信号と電流センサ９により検出された相電流信号が供給されている。この制御回路８からインバータ２に三相電圧指令値が出力され、誘導電動機３のトルク・速度制御が実現される。
【０００５】
図７は、従来のベクトル制御装置を用いて２台のモータの位置同期制御を行う場合のブロック図である。ここでは、図６のベクトル制御装置の各構成ブロックと対応する部分に対応する符号を付け、さらに一方の制御装置については添え字ａを、他方の制御装置については添え字ｂを加えている。
【０００６】
２台の誘導電動機３ａ，３ｂは、それぞれ独立の制御装置によって上述した図６のものと同様に制御可能であるが、ここでは２台を位置同期制御するために、一方のパルスエンコーダ５ａで検出されたモータ回転速度信号が、信号線１０を介して他方の制御装置に設けた加算器１１に供給されている。さらに、この加算器１１には他方のパルスエンコーダ５ｂで検出されたモータ回転速度信号も供給され、２つの回転速度信号の偏差が演算される。
【０００７】
１２は偏差カウンタであり、ここで２台の誘導電動機３ａ，３ｂに接続されたパルスエンコーダ５ａ，５ｂからのパルス信号の偏差が積算される。この偏差カウンタ１２で積算された偏差信号は位置調節器１３に入力され、偏差カウンタ１２で積算された偏差信号が零になるように、２台の誘導電動機３ａ，３ｂの位置同期をとるための速度指令値が演算される。そして、速度指令演算回路７ｂからの速度指令値に替えて、この速度指令値が切り換え回路１４から誘導電動機３ｂに対する速度指令値ωｒ*として制御回路８ｂに入力される。
【０００８】
このように、速度設定器６ｂによる速度設定値ωｒ＃に基づく速度指令値が無効にされ、速度設定器６ａによる速度設定値ωｒ＃に基づく速度指令値だけが２台のモータ速度を決定するようにしたことにより、誘導電動機３ｂを誘導電動機３ａと位置同期するように制御回路８ｂで運転制御できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のベクトル制御装置を複数台用いて位置同期運転のための制御系を構成した場合、一方の誘導電動機３ａに対して他方の誘導電動機３ｂでは、位置制御系を構成する位置調節器１３における応答遅れによって位置誤差が生じる。すなわち、誘導電動機３ｂは一方の制御装置により運転される誘導電動機３ａとの間で、位置調節器１３での応答遅れ分だけ位置偏差が生じるという問題があった。
【００１０】
このような位置制御系における応答遅れを解消する方法としては、つぎに説明するように、それぞれのベクトル制御装置により制御される負荷４ａ，４ｂの速度設定値ωｒ＃を、統一した速度設定器とパルス発生回路によって設定するものが提案されている。
【００１１】
図８は、ベクトル制御装置の外部にパルス発生回路１６を備え、２台のモータの位置同期制御を行うための構成を示す回路ブロック図である。ここでは、２台のベクトル制御装置の外部に速度設定器１５とパルス発生回路１６を用意して、統一した速度設定値ωｒ＃でモータ速度を制御している。これにより、２台のベクトル制御装置の位置制御系での応答遅れが等価であるとしたならば、図７における位置同期制御と比較して、２台の誘導電動機３ａ，３ｂの間での位置偏差を小さくすることができる。
【００１２】
しかし、位置同期制御を行うために、余分な速度設定器１５やパルス発生回路１６を用意しなければならないだけでなく、それらと各ベクトル制御装置とを接続するための配線作業も必要になるので、システム全体のコストが高くなるという問題があった。
【００１３】
この発明の目的は、複数台の誘導電動機の位置同期制御が簡単に実現でき、そのシステム全体のコストを抑え、しかも制御性能の優れたベクトル制御装置を提供することにある。
【００１４】
また、この発明の他の目的は、誘導電動機の実速度を検出するパルスエンコーダなどの信号検出系に不具合が生じた場合でも、制御性能の自己チェックを可能とするベクトル制御装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、モータの回転速度を検出してフィードバックすることにより所望のトルクでその回転速度を制御するベクトル制御装置が提供される。このベクトル制御装置は、前記モータの回転速度指令値に比例した速度指令パルス信号を発生するパルス発生手段と、前記速度指令パルス信号と前記モータの回転速度に対応して検出されたパルス信号との偏差を零とするように新たな回転速度指令値を演算する演算手段と、前記速度指令パルス信号を当該ベクトル制御装置の外部に出力可能な同期運転用端子とから構成される。このベクトル制御装置によれば、前記速度指令パルス信号を前記同期運転用端子から前記パルス発生手段を備えた他のモータの回転速度を制御するベクトル制御装置に供給することにより、複数台のモータを位置同期運転することができる。
また、本発明によれば、モータの回転速度を検出してフィードバックすることにより所望のトルクでその回転速度を制御するベクトル制御装置において、前記モータの回転速度に対応して速度信号を検出するパルスエンコーダと、前記モータの回転速度指令値に比例した速度指令パルス信号を発生するパルス発生手段と、前記速度指令パルス信号と前記パルスエンコーダで検出された前記パルス信号とのいずれかを選択して出力する切り換え手段とを備え、故障診断時に、前記モータの回転速度に替えて前記パルス発生手段からの速度指令パルス信号によってモータ回転速度を制御するようにしたことを特徴とするベクトル制御装置が提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の２つの実施形態について、図面を参照して説明する。
（第一の実施形態）
図１は、この発明のベクトル制御装置を示すブロック図である。ここでは、図７のものと同様、２台の誘導電動機３ａ，３ｂの位置同期制御を行うためのベクトル制御装置１９ａ、１９ｂの構成を示している。
【００１７】
１ａ，１ｂは交流電源、２ａ，２ｂはそれぞれ交流電源１ａ，１ｂと接続されたインバータである。４ａ，４ｂはそれぞれ誘導電動機３ａ，３ｂと接続された負荷、５ａ，５ｂは誘導電動機３ａ，３ｂの回転速度を検出するパルスエンコーダである。ベクトル制御装置１９ａ、１９ｂはいずれも同一の構成であって、最初にベクトル制御装置１９ａの構成について説明する。
【００１８】
速度設定器６は、誘導電動機３ａにより運転される負荷４ａの速度設定値ωｒ＃を設定するものである。この速度設定値ωｒ＃に基づいて、速度指令演算回路７では速度指令値ωｒ*が演算される。この速度指令演算回路７は、パルス発生回路１７及び切り換え回路１４を介して制御回路８と接続されている。また、速度指令値ωｒ*は、予め定められた加速度により変化するように、かつ最終的には速度設定値ωｒ＃で負荷４を運転するような指令値として演算される。さらに制御回路８には、パルスエンコーダ５ａからのフィードバック信号と電流センサ９により検出された相電流信号が供給されるとともに、制御回路８からインバータ２ａに三相電圧指令値が出力され、誘導電動機３ａのトルク・速度制御が実現される。
【００１９】
パルス発生回路１７のパルス信号は、同期運転用端子１８及び加算器１１に供給され、加算器１１にはパルスエンコーダ５ａで検出されたモータ回転速度信号が供給されている。なお、パルス発生回路１７は速度指令演算回路７の出力に比例した周波数のパルス信号を出力するものであるが、速度設定器６から速度指令演算回路７の出力を零に設定することによって、パルス発生回路１７からのパルス信号が抑制可能に構成されている。
【００２０】
加算器１１では、パルス発生回路１７から速度指令値として供給されたパルス信号と誘導電動機３ａに接続されたパルスエンコーダ５ａで検出されたパルス信号との間で回転速度の偏差が演算され、これらの偏差が偏差カウンタ１２で積算される。この偏差カウンタ１２で積算された偏差信号は位置調節器１３に入力され、偏差カウンタ１２で積算された偏差信号が零になるように誘導電動機３ａの速度指令値が演算される。切り換え回路１４では、速度指令演算回路７からの速度指令値に替えて、位置調節器１３で演算された速度指令値が選択され、制御回路８に誘導電動機３ａに対する速度指令値ωｒ*として入力され、インバータ２ａが制御される。
【００２１】
ベクトル制御装置１９ａ，１９ｂの同期運転用端子１８は互いに信号線２０によって接続され、インバータ２ａを制御するベクトル制御装置１９ａと、インバータ２ｂを制御するベクトル制御装置１９ｂとでそれぞれ２台の誘導電動機３ａ，３ｂを位置同期制御している。
【００２２】
以上では、ベクトル制御装置１９ａの構成を中心にして説明したが、ベクトル制御装置１９ｂの構成も同一であって、対応する部分には同一の符号を付けてある。つぎに、これらのベクトル制御装置１９ａ，１９ｂを互いに信号線２０で接続して実行される２台の誘導電動機３ａ，３ｂの位置同期制御について説明する。
【００２３】
ベクトル制御装置１９ａでは、パルス発生回路１７が速度指令演算回路７の出力に比例した周波数のパルス信号を出力しているが、上述したように速度設定器６が速度指令演算回路７の出力を零とするように速度設定されていれば、パルス発生回路１７からのパルス信号を抑制できる。そこで、いまベクトル制御装置１９ｂのパルス発生回路１７からのパルス信号を抑制するように、速度設定器６の設定値を零とする。
【００２４】
ベクトル制御装置１９ｂの加算器１１には、ベクトル制御装置１９ａのパルス発生回路１７から同期運転用端子１８を介してパルス信号が供給されている。すなわち、ベクトル制御装置１９ａ，１９ｂの各加算器１１には、一方のベクトル制御装置１９ａのパルス発生回路１７から同じパルス信号が速度指令値として供給される。したがって、ベクトル制御装置１９ａ，１９ｂはそれぞれの位置調節器１３での応答遅れ分が等しくなって、２台の誘導電動機３ａ，３ｂが正確に位置同期制御されることになる。
【００２５】
このように、インバータ２ａ，２ｂを制御するベクトル制御装置１９ａ，１９ｂの少なくとも一方にパルス発生回路１７が内蔵されていれば、同期運転用端子１８を信号線２０で互いに接続するだけで、２台の誘導電動機３ａ，３ｂの位置同期制御が簡単に実現できる。また、位置同期運転を行わない場合には、切り換え回路１４を切り換えて、速度指令演算回路７の速度指令値ωｒ*が制御回路８に入力されるように構成すればよい。しかも、ベクトル制御装置１９ａ，１９ｂをそれぞれ単独で使用して誘導電動機の速度制御を実行する場合には、パルス発生回路１７のパルス信号を外部に出力することなく、制御装置内部での信号処理が可能になる。
【００２６】
以上述べたように、第一の実施形態では位置同期制御システム自体の構成は、図７に示す構成と等価のものではあるが、パルス発生回路１７がベクトル制御装置１９に内蔵されているので、システム全体のコストを抑え、かつ制御性能の優れたシステムを提供することができる。
【００２７】
つぎに、ベクトル制御装置１９ａ，１９ｂの制御回路８の構成について説明する。図２は、誘導電動機３のトルク・速度を制御する制御回路の一例を示すブロック図である。
【００２８】
図２において、２１は速度演算器、２２は速度調節器、２３，２４は演算回路、２５，２６は座標変換器、２７はＴ軸電流調節器、２８はＭ軸電流調節器、２９はすべり周波数演算器、３０はロータ周波数演算器、３１は積分器、３２は磁束指令演算回路である。
【００２９】
速度演算器２１は、パルスエンコーダ５からのフィードバック信号を演算処理することで誘導電動機３の実速度ωｒを検出するものである。速度調節器２２では、速度指令値ωｒ*と実速度ωｒとの偏差が入力され、調節動作により偏差を零とするトルク指令値τ*を出力する。演算回路２３，２４は、それぞれＴ軸電流指令値ＩＴ*とＭ軸電流指令値ＩＭ*を演算する回路である。
【００３０】
Ｔ軸電流指令値ＩＴ*は、モータ一次電流の二次磁束に垂直な電流指令値であって、下記の式（１）で演算される。
ＩＴ*＝τ*／φ２* …（１）
また、Ｍ軸電流指令値ＩＭ*は、モータ一次電流の二次磁束に平行な電流指令値であって、下記の式（２）で演算される。
【００３１】
ＩＭ*＝１／Ｌｍ×φ２* …（２）
ここで、Ｌｍはモータ励磁インダクタンスである。
２５は座標変換器であって、電流センサ９により検出された相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを一次電流の二次磁束と平行な電流（以降、Ｍ軸電流検出値という。）ＩＭと、垂直な電流（以降、Ｔ軸電流検出値という。）ＩＴとに変換する。
【００３２】
このうち、Ｍ軸電流検出値ＩＭは下記の式（３）で、Ｔ軸電流検出値ＩＴは下記の式（４）で示される。ここでψ２はＵ相巻線とモータ二次磁束のなす角度である。
【００３３】
ＩＭ＝sinψ２×ＩＵ＋sin（ψ２−１２０°）×ＩＶ
＋sin（ψ２＋１２０°）×ＩＷ …（３）
ＩＴ＝cosψ２×ＩＵ＋cos（ψ２−１２０°）×ＩＶ
＋cos（ψ２＋１２０°）×ＩＷ …（４）
座標変換器２６は、Ｔ軸電圧指令値ＶＴ*とＭ軸電圧指令値ＶＭ*とを入力して、三相電圧指令値Vｕ*、Vｖ*、Vｗ*をインバータ２に出力するもので、それぞれ以下の式（５）（６）（７）の変換を実行する。
【００３４】
Vｕ*＝cosψ２×ＶＭ*＋sinψ２×ＶＴ* …（５）
Vｖ*＝cos（ψ２−１２０°）×ＶＭ*＋sin（ψ２−１２０°）×ＶＴ*…（６）
Vｗ*＝cos（ψ２＋１２０°）×ＶＭ*＋sin（ψ２＋１２０°）×ＶＴ*…（７）
Ｔ軸電流調節器２７では、Ｔ軸電流指令値ＩＴ*とＴ軸電流検出値ＩＴとの偏差が入力され、調節動作により偏差を零とするＴ軸電圧指令値ＶＴ*を出力する。
【００３５】
Ｍ軸電流調節器２８では、Ｍ軸電流指令値ＩＭ*とＭ軸電流検出値ＩＭとの偏差が入力され、調節動作により偏差を零とするＭ軸電圧指令値ＶＭ*を出力する。
【００３６】
すべり周波数演算器２９にはＴ軸電流指令値ＩＴ*と二次磁束指令値φ２*が入力され、次の式（８）に示すすべり周波数ωslが演算される。ここで、Ｒ２はモータ二次時定数である。
【００３７】
ωsl＝Ｒ２×ＩＴ*／φ２* …（８）
ロータ周波数演算器３０は、誘導電動機３の回転速度信号ωｒに基づいて次の式（９）に示すロータ周波数ω２を演算する。ここで、Pはモータポール数である。
【００３８】
ω２＝ωｒ×Ｐ／１２０ …（９）
積分器３１では、すべり周波数ωslとロータ周波数ω２の加算結果ω１が入力され、Ｕ相巻線とモータ二次磁束とのなす角度ψ２を出力する。
【００３９】
磁束指令演算回路３２は実速度ωｒから二次磁束指令値φ２*を演算する。ここでは、誘導電動機３の実速度ωｒが基底回転速度ωｂまでは１００％指令、基底回転速度ωｂ以上では速度に反比例して二次磁束指令値φ２*を下げる。
（第二の実施形態）
図３は、セルフチェック機能を内蔵したベクトル制御装置の一例を示すブロック図である。この図では、図２の制御回路８の各構成ブロックと対応する部分に対応する符号を付け、それらの詳細な説明を省略する。
【００４０】
図２に示す制御回路では、パルスエンコーダ５から速度演算器２１、ロータ周波数演算器３０に至る制御系に不具合が生じた場合に，正常なトルク・速度制御が行えなくなる。一般に、その場合の故障診断では、ひとつにはパルスエンコーダ自体の故障、２つには速度演算器２１、ロータ周波数演算器３０など、制御回路内部の故障、３つにはパルスエンコーダ５から制御回路８までの信号線に加わるノイズが原因であると考えられている。三つ目のノイズについては、制御系の試運転を行うことで判明し、的確な対応が容易になされる。しかし、最初の２つについては、制御系の稼動後しばらくして発生する故障であって、一度正常なトルク・速度制御が行えなくなると、その原因を区別して対処することが困難であった。
【００４１】
これに対して、図３に示す制御回路８では、パルス発生回路３３が内蔵されていて、速度指令値ωｒ*に比例した速度指令パルス信号を発生し、切り換え回路３４を切り替えることによって、パルスエンコーダ５からのモータ回転速度信号に替えて、パルス発生回路３３からの速度指令パルス信号によってモータ回転速度を制御するように構成している。
【００４２】
すなわち図２の制御回路と比較した場合、図３のものではパルスエンコーダ５からの速度信号を使用しないで、速度演算器２１の動作確認ができる。したがって、パルスエンコーダ５自体が故障してフィードバック信号系に不都合が生じた場合には、パルスエンコーダ５からの速度信号に替えて、パルス発生回路３３の速度信号を速度演算器２１に入力することによって、パルスエンコーダ５、あるいは制御回路８内部のどちらに故障が発生したかを直ちに判別することができる。
【００４３】
図４は、Ａ，Ｂ二相のパルス信号ＦＡ，ＦＢを発生するパルス発生回路３３の一例を示すブロック図である。
３３ａは、予め設定されたパターンにしたがって、速度指令値ωｒ*に基いた上限値信号Ｓａに変換する上限変換器である。３３ｂはアップダウンカウンタ、３３ｃ〜３３ｅはいずれも２入力（Ａ，Ｂ）の比較器（コンパレータ）、３３ｆはフリップフロップである。カウンタ３３ｂの上限値は、上限変換器３３ａの上限値信号Ｓａと比較器３３ｃの出力信号Ｓｃにより書き換えられるとともに、フリップフロップ３３ｆの出力信号Ｓｆにより、アップカウントとダウンカウントとの切り換えが行われる。カウンタ３３ｂの出力信号Ｓｂは、比較器３３ｃ〜３３ｅのＢ入力として出力され、上限値信号ＳａがＡ入力となる比較器３３ｃではＢ≧Ａの条件で信号Ｓｃを出力し、比較器３３ｄでは上限値信号Ｓａとは無関係にＢ＝０の条件で信号Ｓｄを出力し、上限値信号ＳａがＡ入力となる比較器３３ｅではＢ＝Ａ／２の条件で信号Ｓｅを出力する。フリップフロップ３３ｆは、入力信号Ｓｄのタイミングで立ち上がり、入力信号Ｓｃのタイミングで立ち下がる矩形波信号Ｓｆを出力する。
【００４４】
なお、３３ｇはラッチ回路、３３ｈは信号反転器、３３ｉは極性判別回路、３３ｊは選択器である。
つぎに、このパルス発生回路３３の動作を説明する。図５は、図４に示す各信号Ｓａ〜Ｓｈを示す動作波形図である。
【００４５】
上限変換器３３ａでは、速度指令値ωｒ*に対応するように、アップダウンカウンタ３３ｂに上限値信号Ｓａを出力する。このパルス発生回路３３では、速度指令値ωｒ*に比例して周波数の高いパルス信号を出力するので、この上限値信号Ｓａは速度指令値ωｒ*が大きい程、小さな値となる。アップダウンカウンタ３３ｂは、その入力信号Ｓａ，Ｓｃ，Ｓｈの状態に従ってアップダウン動作を行い、アップダウン信号Ｓｂを出力する。比較器３３ｃ〜３３ｅからは、それぞれの内部条件に応じたタイミングでパルス信号Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅが出力される。
【００４６】
その結果、パルス信号Ｓｃはカウント値が上限のときに、パルス信号Ｓｄはカウント値が下限（＝０）のときに、パルス信号Ｓｅはカウント値が上下限のセンタのときにそれぞれ発生する。このうち、パルス信号Ｓｃ，Ｓｄをフリップフロップ３３ｆのＪ，Ｋ入力端子にそれぞれ入力することで矩形波信号Ｓｆ（＝ＦＡ）が得られ、このパルス発生回路３３からＡ相信号として出力される。
【００４７】
ラッチ回路３３ｇでは、この信号Ｓｆをパルス信号Ｓｅのエッジによりラッチすることで、１／４周期ずれた矩形波信号Ｓｇが得られる。矩形波信号Ｓｇは、信号反転器３３ｈで反転された信号Ｓｈとともに、選択器３３ｊで選択される。すなわち、選択器３３ｊは極性判別回路３３ｈで判別された速度指令値ωｒ*の極性に応じて切り替えられ、速度指令値ωｒ*の極性がプラスの場合、ラッチ回路３３ｇからの矩形波信号ＳｇがそのままＢ相信号（＝ＦＢ）として出力される。しかし、速度指令値ωｒ*の極性がマイナスの場合には、信号反転器３３ｈで極性反転された信号ＳｈがＢ相信号（＝ＦＢ）として出力される。
【００４８】
以上の実施形態では、いずれもベクトル制御装置はパルスエンコーダから誘導電動機の実速度をフィードバックするものとして説明した。しかし、制御対象のモータは例えば直流電動機、同期電動機であってもよい。すなわち、実速度をフィードバックすることにより、一次電流を二次磁束と平行な成分と垂直な成分とに分離して所望のトルクで速度制御を行うものであれば、いずれの制御装置であっても本発明を適用することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明のベクトル制御装置によれば、誘導電動機の回転速度指令に比例した速度指令パルス信号を内部で発生するようにしたので、同期運転用端子からの速度指令パルス信号を他のベクトル制御装置に供給することによって、複数台の誘導電動機についての位置同期運転が可能になり、しかもローコスト化、省配線化が実現できる。
【００５０】
また、この発明のベクトル制御装置によれば、内蔵したパルス発生手段により誘導電動機の回転速度指令に比例した速度指令パルス信号を発生することによって、誘導電動機の実速度信号を用いないで速度演算が実行可能になり、実速度信号の検出系に不具合が生じた場合でも、制御性能の自己チェックができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のベクトル制御装置を示すブロック図である。
【図２】誘導電動機のトルク・速度を制御する制御回路の一例を示すブロック図である。
【図３】セルフチェック機能を内蔵したベクトル制御装置の一例を示すブロック図である。
【図４】Ａ，Ｂ二相のパルス信号を発生するパルス発生回路の一例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す各信号Ｓａ〜Ｓｈを示す動作波形図である。
【図６】従来のベクトル制御装置を示すブロック図である。
【図７】従来のベクトル制御装置を用いて２台のモータの位置同期制御を行う場合のブロック図である。
【図８】制御装置外部にパルス発生回路を備え、２台のモータの位置同期制御を行うベクトル制御装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 交流電源
２ インバータ
３ 誘導電動機（モータ）
４ 負荷
５ パルスエンコーダ
６ 速度設定器
７ 速度指令演算回路
８ 制御回路
９ 電流センサ
１０ 信号線
１１ 加算器
１２ 偏差カウンタ
１３ 位置調節器
１４ 切り換え回路
１５ 速度設定器
１６，１７ パルス発生回路
１８ 同期運転用端子
１９ａ，１９ｂ ベクトル制御装置
２０ 信号線
２１ 速度演算器
２２ 速度調節器
２３，２４ 演算回路
２５，２６ 座標変換器
２７ Ｔ軸電流調節器
２８ Ｍ軸電流調節器
２９ すべり周波数演算器
３０ ロータ周波数演算器
３１ 積分器
３２ 磁束指令演算回路
３３ パルス発生回路
３４ 切り換え回路
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータ回転速度を検出してフィードバックすることにより所望のトルクでモータ回転速度を制御するベクトル制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来のベクトル制御装置を示すブロック図である。
この図において、１は交流電源、２は交流電源１と接続されたインバータである。３は誘導電動機（モータ）、４は誘導電動機３と接続された負荷、５は誘導電動機３の回転速度を検出するパルスエンコーダである。また、６は速度設定器であり、速度指令演算回路７を介して制御回路８に接続されている。９は誘導電動機３の各相電流を検出する電流センサであって、制御回路８と接続されている。
【０００３】
交流電源１からの交流電力は、インバータ２により所定の電圧と周波数の交流電力に変換され、誘導電動機３を所望のトルクで運転する。負荷４はこの誘導電動機３により駆動されるものであって、パルスエンコーダ５によって負荷４を駆動する誘導電動機３の回転速度が検出される。
【０００４】
速度設定器６は、誘導電動機３により運転される負荷４の速度設定値ωｒ＃を設定するものである。この速度設定値ωｒ＃に基づいて、速度指令演算回路７では速度指令値ωｒ*が演算される。この速度指令値ωｒ*は、予め定められた加速度により変化するように演算され、最終的には速度設定値ωｒ＃で負荷４を運転するように制御回路８に対して指令される。さらに、この制御回路８には、パルスエンコーダ５からのフィードバック信号と電流センサ９により検出された相電流信号が供給されている。この制御回路８からインバータ２に三相電圧指令値が出力され、誘導電動機３のトルク・速度制御が実現される。
【０００５】
図７は、従来のベクトル制御装置を用いて２台のモータの位置同期制御を行う場合のブロック図である。ここでは、図６のベクトル制御装置の各構成ブロックと対応する部分に対応する符号を付け、さらに一方の制御装置については添え字ａを、他方の制御装置については添え字ｂを加えている。
【０００６】
２台の誘導電動機３ａ，３ｂは、それぞれ独立の制御装置によって上述した図６のものと同様に制御可能であるが、ここでは２台を位置同期制御するために、一方のパルスエンコーダ５ａで検出されたモータ回転速度信号が、信号線１０を介して他方の制御装置に設けた加算器１１に供給されている。さらに、この加算器１１には他方のパルスエンコーダ５ｂで検出されたモータ回転速度信号も供給され、２つの回転速度信号の偏差が演算される。
【０００７】
１２は偏差カウンタであり、ここで２台の誘導電動機３ａ，３ｂに接続されたパルスエンコーダ５ａ，５ｂからのパルス信号の偏差が積算される。この偏差カウンタ１２で積算された偏差信号は位置調節器１３に入力され、偏差カウンタ１２で積算された偏差信号が零になるように、２台の誘導電動機３ａ，３ｂの位置同期をとるための速度指令値が演算される。そして、速度指令演算回路７ｂからの速度指令値に替えて、この速度指令値が切り換え回路１４から誘導電動機３ｂに対する速度指令値ωｒ*として制御回路８ｂに入力される。
【０００８】
このように、速度設定器６ｂによる速度設定値ωｒ＃に基づく速度指令値が無効にされ、速度設定器６ａによる速度設定値ωｒ＃に基づく速度指令値だけが２台のモータ速度を決定するようにしたことにより、誘導電動機３ｂを誘導電動機３ａと位置同期するように制御回路８ｂで運転制御できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のベクトル制御装置を複数台用いて位置同期運転のための制御系を構成した場合、一方の誘導電動機３ａに対して他方の誘導電動機３ｂでは、位置制御系を構成する位置調節器１３における応答遅れによって位置誤差が生じる。すなわち、誘導電動機３ｂは一方の制御装置により運転される誘導電動機３ａとの間で、位置調節器１３での応答遅れ分だけ位置偏差が生じるという問題があった。
【００１０】
このような位置制御系における応答遅れを解消する方法としては、つぎに説明するように、それぞれのベクトル制御装置により制御される負荷４ａ，４ｂの速度設定値ωｒ＃を、統一した速度設定器とパルス発生回路によって設定するものが提案されている。
【００１１】
図８は、ベクトル制御装置の外部にパルス発生回路１６を備え、２台のモータの位置同期制御を行うための構成を示す回路ブロック図である。ここでは、２台のベクトル制御装置の外部に速度設定器１５とパルス発生回路１６を用意して、統一した速度設定値ωｒ＃でモータ速度を制御している。これにより、２台のベクトル制御装置の位置制御系での応答遅れが等価であるとしたならば、図７における位置同期制御と比較して、２台の誘導電動機３ａ，３ｂの間での位置偏差を小さくすることができる。
【００１２】
しかし、位置同期制御を行うために、余分な速度設定器１５やパルス発生回路１６を用意しなければならないだけでなく、それらと各ベクトル制御装置とを接続するための配線作業も必要になるので、システム全体のコストが高くなるという問題があった。
【００１３】
この発明の目的は、複数台の誘導電動機の位置同期制御が簡単に実現でき、そのシステム全体のコストを抑え、しかも制御性能の優れたベクトル制御装置を提供することにある。
【００１４】
また、この発明の他の目的は、誘導電動機の実速度を検出するパルスエンコーダなどの信号検出系に不具合が生じた場合でも、制御性能の自己チェックを可能とするベクトル制御装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、モータの回転速度を検出してフィードバックすることにより所望のトルクでその回転速度を制御するベクトル制御装置が提供される。このベクトル制御装置は、前記モータの回転速度指令値に比例した速度指令パルス信号を発生するパルス発生手段と、前記速度指令パルス信号と前記モータの回転速度に対応して検出されたパルス信号との偏差を零とするように新たな回転速度指令値を演算する演算手段と、前記速度指令パルス信号を当該ベクトル制御装置の外部に出力可能な同期運転用端子とから構成される。このベクトル制御装置によれば、前記速度指令パルス信号を前記同期運転用端子から前記パルス発生手段を備えた他のモータの回転速度を制御するベクトル制御装置に供給することにより、複数台のモータを位置同期運転することができる。
また、本発明によれば、モータの回転速度を検出してフィードバックすることにより所望のトルクでその回転速度を制御するベクトル制御装置において、前記モータの回転速度に対応して速度信号を検出するパルスエンコーダと、前記モータの回転速度指令値に比例した速度指令パルス信号を発生するパルス発生手段と、前記速度指令パルス信号と前記パルスエンコーダで検出された前記パルス信号とのいずれかを選択して出力する切り換え手段とを備え、故障診断時に、前記モータの回転速度に替えて前記パルス発生手段からの速度指令パルス信号によってモータ回転速度を制御するようにしたことを特徴とするベクトル制御装置が提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の２つの実施形態について、図面を参照して説明する。
（第一の実施形態）
図１は、この発明のベクトル制御装置を示すブロック図である。ここでは、図７のものと同様、２台の誘導電動機３ａ，３ｂの位置同期制御を行うためのベクトル制御装置１９ａ、１９ｂの構成を示している。
【００１７】
１ａ，１ｂは交流電源、２ａ，２ｂはそれぞれ交流電源１ａ，１ｂと接続されたインバータである。４ａ，４ｂはそれぞれ誘導電動機３ａ，３ｂと接続された負荷、５ａ，５ｂは誘導電動機３ａ，３ｂの回転速度を検出するパルスエンコーダである。ベクトル制御装置１９ａ、１９ｂはいずれも同一の構成であって、最初にベクトル制御装置１９ａの構成について説明する。
【００１８】
速度設定器６は、誘導電動機３ａにより運転される負荷４ａの速度設定値ωｒ＃を設定するものである。この速度設定値ωｒ＃に基づいて、速度指令演算回路７では速度指令値ωｒ*が演算される。この速度指令演算回路７は、パルス発生回路１７及び切り換え回路１４を介して制御回路８と接続されている。また、速度指令値ωｒ*は、予め定められた加速度により変化するように、かつ最終的には速度設定値ωｒ＃で負荷４を運転するような指令値として演算される。さらに制御回路８には、パルスエンコーダ５ａからのフィードバック信号と電流センサ９により検出された相電流信号が供給されるとともに、制御回路８からインバータ２ａに三相電圧指令値が出力され、誘導電動機３ａのトルク・速度制御が実現される。
【００１９】
パルス発生回路１７のパルス信号は、同期運転用端子１８及び加算器１１に供給され、加算器１１にはパルスエンコーダ５ａで検出されたモータ回転速度信号が供給されている。なお、パルス発生回路１７は速度指令演算回路７の出力に比例した周波数のパルス信号を出力するものであるが、速度設定器６から速度指令演算回路７の出力を零に設定することによって、パルス発生回路１７からのパルス信号が抑制可能に構成されている。
【００２０】
加算器１１では、パルス発生回路１７から速度指令値として供給されたパルス信号と誘導電動機３ａに接続されたパルスエンコーダ５ａで検出されたパルス信号との間で回転速度の偏差が演算され、これらの偏差が偏差カウンタ１２で積算される。この偏差カウンタ１２で積算された偏差信号は位置調節器１３に入力され、偏差カウンタ１２で積算された偏差信号が零になるように誘導電動機３ａの速度指令値が演算される。切り換え回路１４では、速度指令演算回路７からの速度指令値に替えて、位置調節器１３で演算された速度指令値が選択され、制御回路８に誘導電動機３ａに対する速度指令値ωｒ*として入力され、インバータ２ａが制御される。
【００２１】
ベクトル制御装置１９ａ，１９ｂの同期運転用端子１８は互いに信号線２０によって接続され、インバータ２ａを制御するベクトル制御装置１９ａと、インバータ２ｂを制御するベクトル制御装置１９ｂとでそれぞれ２台の誘導電動機３ａ，３ｂを位置同期制御している。
【００２２】
以上では、ベクトル制御装置１９ａの構成を中心にして説明したが、ベクトル制御装置１９ｂの構成も同一であって、対応する部分には同一の符号を付けてある。つぎに、これらのベクトル制御装置１９ａ，１９ｂを互いに信号線２０で接続して実行される２台の誘導電動機３ａ，３ｂの位置同期制御について説明する。
【００２３】
ベクトル制御装置１９ａでは、パルス発生回路１７が速度指令演算回路７の出力に比例した周波数のパルス信号を出力しているが、上述したように速度設定器６が速度指令演算回路７の出力を零とするように速度設定されていれば、パルス発生回路１７からのパルス信号を抑制できる。そこで、いまベクトル制御装置１９ｂのパルス発生回路１７からのパルス信号を抑制するように、速度設定器６の設定値を零とする。
【００２４】
ベクトル制御装置１９ｂの加算器１１には、ベクトル制御装置１９ａのパルス発生回路１７から同期運転用端子１８を介してパルス信号が供給されている。すなわち、ベクトル制御装置１９ａ，１９ｂの各加算器１１には、一方のベクトル制御装置１９ａのパルス発生回路１７から同じパルス信号が速度指令値として供給される。したがって、ベクトル制御装置１９ａ，１９ｂはそれぞれの位置調節器１３での応答遅れ分が等しくなって、２台の誘導電動機３ａ，３ｂが正確に位置同期制御されることになる。
【００２５】
このように、インバータ２ａ，２ｂを制御するベクトル制御装置１９ａ，１９ｂの少なくとも一方にパルス発生回路１７が内蔵されていれば、同期運転用端子１８を信号線２０で互いに接続するだけで、２台の誘導電動機３ａ，３ｂの位置同期制御が簡単に実現できる。また、位置同期運転を行わない場合には、切り換え回路１４を切り換えて、速度指令演算回路７の速度指令値ωｒ*が制御回路８に入力されるように構成すればよい。しかも、ベクトル制御装置１９ａ，１９ｂをそれぞれ単独で使用して誘導電動機の速度制御を実行する場合には、パルス発生回路１７のパルス信号を外部に出力することなく、制御装置内部での信号処理が可能になる。
【００２６】
以上述べたように、第一の実施形態では位置同期制御システム自体の構成は、図７に示す構成と等価のものではあるが、パルス発生回路１７がベクトル制御装置１９に内蔵されているので、システム全体のコストを抑え、かつ制御性能の優れたシステムを提供することができる。
【００２７】
つぎに、ベクトル制御装置１９ａ，１９ｂの制御回路８の構成について説明する。図２は、誘導電動機３のトルク・速度を制御する制御回路の一例を示すブロック図である。
【００２８】
図２において、２１は速度演算器、２２は速度調節器、２３，２４は演算回路、２５，２６は座標変換器、２７はＴ軸電流調節器、２８はＭ軸電流調節器、２９はすべり周波数演算器、３０はロータ周波数演算器、３１は積分器、３２は磁束指令演算回路である。
【００２９】
速度演算器２１は、パルスエンコーダ５からのフィードバック信号を演算処理することで誘導電動機３の実速度ωｒを検出するものである。速度調節器２２では、速度指令値ωｒ*と実速度ωｒとの偏差が入力され、調節動作により偏差を零とするトルク指令値τ*を出力する。演算回路２３，２４は、それぞれＴ軸電流指令値ＩＴ*とＭ軸電流指令値ＩＭ*を演算する回路である。
【００３０】
Ｔ軸電流指令値ＩＴ*は、モータ一次電流の二次磁束に垂直な電流指令値であって、下記の式（１）で演算される。
ＩＴ*＝τ*／φ２* …（１）
また、Ｍ軸電流指令値ＩＭ*は、モータ一次電流の二次磁束に平行な電流指令値であって、下記の式（２）で演算される。
【００３１】
ＩＭ*＝１／Ｌｍ×φ２* …（２）
ここで、Ｌｍはモータ励磁インダクタンスである。
２５は座標変換器であって、電流センサ９により検出された相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを一次電流の二次磁束と平行な電流（以降、Ｍ軸電流検出値という。）ＩＭと、垂直な電流（以降、Ｔ軸電流検出値という。）ＩＴとに変換する。
【００３２】
このうち、Ｍ軸電流検出値ＩＭは下記の式（３）で、Ｔ軸電流検出値ＩＴは下記の式（４）で示される。ここでψ２はＵ相巻線とモータ二次磁束のなす角度である。
【００３３】
ＩＭ＝sinψ２×ＩＵ＋sin（ψ２−１２０°）×ＩＶ
＋sin（ψ２＋１２０°）×ＩＷ …（３）
ＩＴ＝cosψ２×ＩＵ＋cos（ψ２−１２０°）×ＩＶ
＋cos（ψ２＋１２０°）×ＩＷ …（４）
座標変換器２６は、Ｔ軸電圧指令値ＶＴ*とＭ軸電圧指令値ＶＭ*とを入力して、三相電圧指令値Vｕ*、Vｖ*、Vｗ*をインバータ２に出力するもので、それぞれ以下の式（５）（６）（７）の変換を実行する。
【００３４】
Vｕ*＝cosψ２×ＶＭ*＋sinψ２×ＶＴ* …（５）
Vｖ*＝cos（ψ２−１２０°）×ＶＭ*＋sin（ψ２−１２０°）×ＶＴ*…（６）
Vｗ*＝cos（ψ２＋１２０°）×ＶＭ*＋sin（ψ２＋１２０°）×ＶＴ*…（７）
Ｔ軸電流調節器２７では、Ｔ軸電流指令値ＩＴ*とＴ軸電流検出値ＩＴとの偏差が入力され、調節動作により偏差を零とするＴ軸電圧指令値ＶＴ*を出力する。
【００３５】
Ｍ軸電流調節器２８では、Ｍ軸電流指令値ＩＭ*とＭ軸電流検出値ＩＭとの偏差が入力され、調節動作により偏差を零とするＭ軸電圧指令値ＶＭ*を出力する。
【００３６】
すべり周波数演算器２９にはＴ軸電流指令値ＩＴ*と二次磁束指令値φ２*が入力され、次の式（８）に示すすべり周波数ωslが演算される。ここで、Ｒ２はモータ二次時定数である。
【００３７】
ωsl＝Ｒ２×ＩＴ*／φ２* …（８）
ロータ周波数演算器３０は、誘導電動機３の回転速度信号ωｒに基づいて次の式（９）に示すロータ周波数ω２を演算する。ここで、Pはモータポール数である。
【００３８】
ω２＝ωｒ×Ｐ／１２０ …（９）
積分器３１では、すべり周波数ωslとロータ周波数ω２の加算結果ω１が入力され、Ｕ相巻線とモータ二次磁束とのなす角度ψ２を出力する。
【００３９】
磁束指令演算回路３２は実速度ωｒから二次磁束指令値φ２*を演算する。ここでは、誘導電動機３の実速度ωｒが基底回転速度ωｂまでは１００％指令、基底回転速度ωｂ以上では速度に反比例して二次磁束指令値φ２*を下げる。
（第二の実施形態）
図３は、セルフチェック機能を内蔵したベクトル制御装置の一例を示すブロック図である。この図では、図２の制御回路８の各構成ブロックと対応する部分に対応する符号を付け、それらの詳細な説明を省略する。
【００４０】
図２に示す制御回路では、パルスエンコーダ５から速度演算器２１、ロータ周波数演算器３０に至る制御系に不具合が生じた場合に，正常なトルク・速度制御が行えなくなる。一般に、その場合の故障診断では、ひとつにはパルスエンコーダ自体の故障、２つには速度演算器２１、ロータ周波数演算器３０など、制御回路内部の故障、３つにはパルスエンコーダ５から制御回路８までの信号線に加わるノイズが原因であると考えられている。三つ目のノイズについては、制御系の試運転を行うことで判明し、的確な対応が容易になされる。しかし、最初の２つについては、制御系の稼動後しばらくして発生する故障であって、一度正常なトルク・速度制御が行えなくなると、その原因を区別して対処することが困難であった。
【００４１】
これに対して、図３に示す制御回路８では、パルス発生回路３３が内蔵されていて、速度指令値ωｒ*に比例した速度指令パルス信号を発生し、切り換え回路３４を切り替えることによって、パルスエンコーダ５からのモータ回転速度信号に替えて、パルス発生回路３３からの速度指令パルス信号によってモータ回転速度を制御するように構成している。
【００４２】
すなわち図２の制御回路と比較した場合、図３のものではパルスエンコーダ５からの速度信号を使用しないで、速度演算器２１の動作確認ができる。したがって、パルスエンコーダ５自体が故障してフィードバック信号系に不都合が生じた場合には、パルスエンコーダ５からの速度信号に替えて、パルス発生回路３３の速度信号を速度演算器２１に入力することによって、パルスエンコーダ５、あるいは制御回路８内部のどちらに故障が発生したかを直ちに判別することができる。
【００４３】
図４は、Ａ，Ｂ二相のパルス信号ＦＡ，ＦＢを発生するパルス発生回路３３の一例を示すブロック図である。
３３ａは、予め設定されたパターンにしたがって、速度指令値ωｒ*に基いた上限値信号Ｓａに変換する上限変換器である。３３ｂはアップダウンカウンタ、３３ｃ〜３３ｅはいずれも２入力（Ａ，Ｂ）の比較器（コンパレータ）、３３ｆはフリップフロップである。カウンタ３３ｂの上限値は、上限変換器３３ａの上限値信号Ｓａと比較器３３ｃの出力信号Ｓｃにより書き換えられるとともに、フリップフロップ３３ｆの出力信号Ｓｆにより、アップカウントとダウンカウントとの切り換えが行われる。カウンタ３３ｂの出力信号Ｓｂは、比較器３３ｃ〜３３ｅのＢ入力として出力され、上限値信号ＳａがＡ入力となる比較器３３ｃではＢ≧Ａの条件で信号Ｓｃを出力し、比較器３３ｄでは上限値信号Ｓａとは無関係にＢ＝０の条件で信号Ｓｄを出力し、上限値信号ＳａがＡ入力となる比較器３３ｅではＢ＝Ａ／２の条件で信号Ｓｅを出力する。フリップフロップ３３ｆは、入力信号Ｓｄのタイミングで立ち上がり、入力信号Ｓｃのタイミングで立ち下がる矩形波信号Ｓｆを出力する。
【００４４】
なお、３３ｇはラッチ回路、３３ｈは信号反転器、３３ｉは極性判別回路、３３ｊは選択器である。
つぎに、このパルス発生回路３３の動作を説明する。図５は、図４に示す各信号Ｓａ〜Ｓｈを示す動作波形図である。
【００４５】
上限変換器３３ａでは、速度指令値ωｒ*に対応するように、アップダウンカウンタ３３ｂに上限値信号Ｓａを出力する。このパルス発生回路３３では、速度指令値ωｒ*に比例して周波数の高いパルス信号を出力するので、この上限値信号Ｓａは速度指令値ωｒ*が大きい程、小さな値となる。アップダウンカウンタ３３ｂは、その入力信号Ｓａ，Ｓｃ，Ｓｈの状態に従ってアップダウン動作を行い、アップダウン信号Ｓｂを出力する。比較器３３ｃ〜３３ｅからは、それぞれの内部条件に応じたタイミングでパルス信号Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅが出力される。
【００４６】
その結果、パルス信号Ｓｃはカウント値が上限のときに、パルス信号Ｓｄはカウント値が下限（＝０）のときに、パルス信号Ｓｅはカウント値が上下限のセンタのときにそれぞれ発生する。このうち、パルス信号Ｓｃ，Ｓｄをフリップフロップ３３ｆのＪ，Ｋ入力端子にそれぞれ入力することで矩形波信号Ｓｆ（＝ＦＡ）が得られ、このパルス発生回路３３からＡ相信号として出力される。
【００４７】
ラッチ回路３３ｇでは、この信号Ｓｆをパルス信号Ｓｅのエッジによりラッチすることで、１／４周期ずれた矩形波信号Ｓｇが得られる。矩形波信号Ｓｇは、信号反転器３３ｈで反転された信号Ｓｈとともに、選択器３３ｊで選択される。すなわち、選択器３３ｊは極性判別回路３３ｈで判別された速度指令値ωｒ*の極性に応じて切り替えられ、速度指令値ωｒ*の極性がプラスの場合、ラッチ回路３３ｇからの矩形波信号ＳｇがそのままＢ相信号（＝ＦＢ）として出力される。しかし、速度指令値ωｒ*の極性がマイナスの場合には、信号反転器３３ｈで極性反転された信号ＳｈがＢ相信号（＝ＦＢ）として出力される。
【００４８】
以上の実施形態では、いずれもベクトル制御装置はパルスエンコーダから誘導電動機の実速度をフィードバックするものとして説明した。しかし、制御対象のモータは例えば直流電動機、同期電動機であってもよい。すなわち、実速度をフィードバックすることにより、一次電流を二次磁束と平行な成分と垂直な成分とに分離して所望のトルクで速度制御を行うものであれば、いずれの制御装置であっても本発明を適用することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明のベクトル制御装置によれば、誘導電動機の回転速度指令に比例した速度指令パルス信号を内部で発生するようにしたので、同期運転用端子からの速度指令パルス信号を他のベクトル制御装置に供給することによって、複数台の誘導電動機についての位置同期運転が可能になり、しかもローコスト化、省配線化が実現できる。
【００５０】
また、この発明のベクトル制御装置によれば、内蔵したパルス発生手段により誘導電動機の回転速度指令に比例した速度指令パルス信号を発生することによって、誘導電動機の実速度信号を用いないで速度演算が実行可能になり、実速度信号の検出系に不具合が生じた場合でも、制御性能の自己チェックができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のベクトル制御装置を示すブロック図である。
【図２】誘導電動機のトルク・速度を制御する制御回路の一例を示すブロック図である。
【図３】セルフチェック機能を内蔵したベクトル制御装置の一例を示すブロック図である。
【図４】Ａ，Ｂ二相のパルス信号を発生するパルス発生回路の一例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す各信号Ｓａ〜Ｓｈを示す動作波形図である。
【図６】従来のベクトル制御装置を示すブロック図である。
【図７】従来のベクトル制御装置を用いて２台のモータの位置同期制御を行う場合のブロック図である。
【図８】制御装置外部にパルス発生回路を備え、２台のモータの位置同期制御を行うベクトル制御装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 交流電源
２ インバータ
３ 誘導電動機（モータ）
４ 負荷
５ パルスエンコーダ
６ 速度設定器
７ 速度指令演算回路
８ 制御回路
９ 電流センサ
１０ 信号線
１１ 加算器
１２ 偏差カウンタ
１３ 位置調節器
１４ 切り換え回路
１５ 速度設定器
１６，１７ パルス発生回路
１８ 同期運転用端子
１９ａ，１９ｂ ベクトル制御装置
２０ 信号線
２１ 速度演算器
２２ 速度調節器
２３，２４ 演算回路
２５，２６ 座標変換器
２７ Ｔ軸電流調節器
２８ Ｍ軸電流調節器
２９ すべり周波数演算器
３０ ロータ周波数演算器
３１ 積分器
３２ 磁束指令演算回路
３３ パルス発生回路
３４ 切り換え回路
Claims (2)
- モータの回転速度を検出してフィードバックすることにより所望のトルクでその回転速度を制御するベクトル制御装置において、
前記モータの回転速度指令値に比例した速度指令パルス信号を発生するパルス発生手段と、
前記速度指令パルス信号と前記モータの回転速度に対応して検出されたパルス信号との偏差を零とするように新たな回転速度指令値を演算する演算手段と、
前記速度指令パルス信号を当該ベクトル制御装置の外部に出力可能な同期運転用端子とを備え、
前記速度指令パルス信号を前記同期運転用端子から前記パルス発生手段を備えた他のモータの回転速度を制御するベクトル制御装置に供給することにより、複数台のモータを位置同期運転するようにしたことを特徴とするベクトル制御装置。 - モータの回転速度を検出してフィードバックすることにより所望のトルクでその回転速度を制御するベクトル制御装置において、
前記モータの回転速度に対応して速度信号を検出するパルスエンコーダと、
前記モータの回転速度指令値に比例した速度指令パルス信号を発生するパルス発生手段と、
前記速度指令パルス信号と前記パルスエンコーダで検出された前記パルス信号とのいずれかを選択して出力する切り換え手段とを備え、
故障診断時に、前記モータの回転速度に替えて前記パルス発生手段からの速度指令パルス信号によってモータ回転速度を制御するようにしたことを特徴とするベクトル制御装置。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102739146A (zh) * | 2011-04-12 | 2012-10-17 | 王庆华 | 伺服控制系统 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102882444B (zh) * | 2012-09-11 | 2016-04-27 | 北京铁道工程机电技术研究所有限公司 | 一种适用于轴控和架控机车的转矩均衡和转速跟踪的控制装置 |
| CN102904496B (zh) * | 2012-09-28 | 2015-04-22 | 苏州生物医学工程技术研究所 | 双电机同步控制系统及其同步控制的方法 |
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Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5566295A (en) * | 1978-11-13 | 1980-05-19 | Shinano Totsuki Kk | Apparatus for controlling rotating phase of motor |
| JPS63103686A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-09 | Fanuc Ltd | スピンドル制御方法 |
| JPH01238489A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-22 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | 力加算型多重電動サーボアクチュエータ装置 |
| JPH06261585A (ja) * | 1993-03-09 | 1994-09-16 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | インバータ装置 |
| JPH07334217A (ja) * | 1994-06-13 | 1995-12-22 | Okuma Mach Works Ltd | 軸位置制御装置 |
-
2000
- 2000-12-08 JP JP2000374897A patent/JP4765013B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102739146A (zh) * | 2011-04-12 | 2012-10-17 | 王庆华 | 伺服控制系统 |
| CN102739146B (zh) * | 2011-04-12 | 2015-08-05 | 王庆华 | 伺服控制系统 |
Also Published As
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