JP7478870B2 - フェールセーフ式回転速度監視プロセスのための方法及びデバイス - Google Patents
フェールセーフ式回転速度監視プロセスのための方法及びデバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP7478870B2 JP7478870B2 JP2023028407A JP2023028407A JP7478870B2 JP 7478870 B2 JP7478870 B2 JP 7478870B2 JP 2023028407 A JP2023028407 A JP 2023028407A JP 2023028407 A JP2023028407 A JP 2023028407A JP 7478870 B2 JP7478870 B2 JP 7478870B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- drive
- pulse width
- inverter
- output frequency
- rotational speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 11
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/10—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors for preventing overspeed or under speed
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
- H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/29—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
- H02P7/2913—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2203/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the means for detecting the position of the rotor
- H02P2203/09—Motor speed determination based on the current and/or voltage without using a tachogenerator or a physical encoder
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
CNTFSWITCH=Max(pU;pV;pW)+Min(pU;pV;pW)+2TOTKOMP
である。
ここで、
pU、pV、pWは、インバータバルブを制御するための、PWM信号のパルス幅である。
TOTKOMPは、インバータバルブのデッドタイムである。
ここで、
CNTTOTKOMP U、CNTTOTKOMP V、CNTTOTKOMP Wは、三相U、V、Wそれぞれのデッドタイム補償の値である。
uU、uV、uWは、仮想スターポイントに関する相電圧の瞬時値である。
φ=arctan(uβ/uα)
ここで、
uα、uβは、仮想スターポイントに関する相電圧の瞬時値をα/β座標系に変換した電圧成分の瞬時値である。
ここで、
pα、pβは、uα、uβに対応するPWM信号のパルス幅である。
φ=arctan(pβ/pα)
である。
ここで、
φは、回転子位置(変換角度)である。
φは、回転子位置(変換角度)である。
ω1は、出力電気角周波数[rad/s]である。
(φ(k)-φ(k-1))は、φの時系列値の差分である。
Δφは、単位時間:Δtあたりのφの差分である。
fCALCは、計算の頻度である。
ω=ω1・(1-s)/p
ここで、
ω1は、出力電気角周波数[rad/s]である。
ωは、機械的速度[rad/s]である。
sは、仕事損失である。
pは、磁極の数である。
ω=ω1/p
ここで、
ω1は、出力電気角周波数[rad/s]である。
ωは、機械的速度[rad/s]である。
φ=arctan(pβ/pα)
ここで、数式7、
ここで、
pU、pV、pWは、インバータバルブを制御するための、PWM信号のパルス幅である。
φは、回転子位置(変換角度)である。
ω1は、出力電気角周波数[rad/s]である。
fCALCは、計算の頻度である。
ω=ω1・(1-s)/p
なお、
X1σ=ω1L1σ、X2σ’=ω1L2σ’、及びXh=ω1Lhであり、
ここで、数式8、及び、数式9、である。
ここで、
R1は、固定子抵抗である。
R2’は、回転子抵抗である。
L1σは、固定子リーケージインダクタンスである。
L2σ’は、回転子リーケージインダクタンスである。
Lhは、メインインダクタンスである。
sは、仕事損失である。
U1=Up+I1(R1+jX1)
Up=ω・ψP
速度結果は以下のとおりである。
ω=ω1/p
ここで、
ψPは、回転子磁束である。
R1は、固定子抵抗である。
L1dは、d方向の固定子インダクタンスである。
L1qは、q方向の固定子インダクタンスである。
2 駆動電子機器
3 電気モータ(三相駆動装置)
4 供給ライン
5 周波数変換器
6 整流器
7 インバータ
8 中間回路
9 マイクロ制御器
10 マイクロ制御器
11 第1のチャネル
12 第2のチャネル
13 計算ユニット
14 矢印
15 矢印
16 相互通信
17 矢印
18 スイッチオフデバイス
19 矢印(通信接続)
20 実際の回転速度
21 所望の回転速度
22 比較ユニット
23 矢印(信号)
24 矢印(通信接続)
Claims (8)
- センサレスの三相駆動装置(3)におけるフェールセーフ式回転速度監視のための方法であって、前記三相駆動装置(3)は相U、V、Wの三相において、インバータ(7)を備えた駆動電子機器(2)によって制御され、前記三相U、V、Wにおける電圧信号は、パルス幅変調発生器が発生するパルス幅変調信号として存在し、前記パルス幅変調信号に基づいて、前記駆動装置(3)に適用されたインバータ(7)の出力周波数が特定され、前記インバータ(7)の出力周波数に基づいて、駆動装置(3)の実際の回転速度(20)が特定され、前記実際の回転速度(20)は、予め設定可能な所望の回転速度(21)と比較され、前記実際の回転速度(20)が前記所望の回転速度(21)を超過した場合、前記駆動装置(3)はスイッチオフにされ、前記出力周波数は、2つのチャネルで特定され、前記パルス幅変調信号のパルス幅のみが、第1のチャネルにて前記インバータ(7)の出力周波数を特定するために使用され、
前記出力周波数は、一方では第1のマイクロ制御器(9)によって前記第1のチャネルにて特定され、他方では第2のマイクロ制御器(10)によって第2のチャネルにて特定され、前記第2のチャネルにおけるインバータ(7)の出力周波数の特定のために、前記パルス幅変調信号のパルス幅のみが同様に使用され、
前記第1のチャネル及び前記第2のチャネルにおけるインバータ(7)の出力周波数の特定のために、前記三相駆動装置(3)に対する前記三相U、V、Wの電圧及び電流が測定されない、方法。
- 前記パルス幅変調信号のパルス幅は、前記三相U、V、Wにおける電圧信号が3相2相変換された変換信号の位相角である変換角度を特定するために使用されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 固定子固定座標系において前記パルス幅変調信号のパルス幅が3相2相変換された変換パルス幅の比は、前記変換角度を特定するために使用されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 特定した前記変換角度の単位時間あたりの差分は、前記出力周波数を特定するために使用されることを特徴とする、請求項2または3に記載の方法。
- 前記パルス幅変調信号のパルス幅は、デッドタイム補償のために調整されることを特徴とする、請求項1~4のうちいずれか一項に記載の方法。
- 前記2つのマイクロ制御器(9、10)によって特定された出力周波数は、前記2つのマイクロ制御器(9、10)間の相互通信(16)を介して、交換及び比較されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記駆動装置(3)は、前記出力周波数が等しくない場合、スイッチオフにされることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 特に請求項1~7のうちいずれか一項に記載の方法を実行するための、センサレスの三相駆動装置(3)におけるフェールセーフ式回転速度監視のためのデバイスであって、
インバータ(7)を有し、それによって前記三相駆動装置(3)を、相U、V、Wを伴う三相において制御することができる、駆動電子機器(2)と、
電圧信号を三相におけるパルス幅変調信号として提供できる、パルス幅変調発生器と、
前記駆動装置(3)に適用された前記インバータ(7)の出力周波数を2つのチャネルで特定するための手段(9、10、13)と、
前記インバータの前記出力周波数に基づいて、前記駆動装置(3)の実際の回転速度(20)を特定するための、計算ユニット(13)と、
比較ユニット(22)と、
スイッチオフデバイス(18)と
を備え、
前記実際の回転速度(20)を、前記比較ユニット(22)を使用して予め設定可能な所望の回転速度(21)と比較することができ、
前記比較ユニット(22)は、前記実際の回転速度(20)が前記所望の回転速度(21)を超過した場合に、対応する信号(23)を生成して、前記信号(23)を、前記駆動装置(3)をスイッチオフすることができる前記スイッチオフデバイス(18)に送信し、
前記パルス幅変調信号のパルス幅を検出するための手段(9、10)を備え、
前記手段(9、10)は、前記インバータ(7)の前記出力周波数を特定するために、前記パルス幅変調信号のパルス幅のみを第1のチャネルで使用するように構成された第1のマイクロ制御器(9)と、前記インバータ(7)の前記出力周波数を特定するために、前記パルス幅変調信号のパルス幅のみを第2のチャネルで使用するように構成された第2のマイクロ制御器(10)とを備え、
前記第1のチャネル及び前記第2のチャネルでは、前記インバータ(7)の出力周波数の特定のために、前記三相駆動装置(3)に対する前記三相U、V、Wの電圧及び電流が測定されない、デバイス。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18208372.5 | 2018-11-26 | ||
EP18208372.5A EP3657670B1 (de) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Verfahren sowie vorrichtung zur fehlersicheren drehzahlüberwachung |
JP2021526415A JP2021535724A (ja) | 2018-11-26 | 2019-11-25 | フェールセーフ式回転速度監視プロセスのための方法及びデバイス |
PCT/EP2019/082444 WO2020109240A1 (de) | 2018-11-26 | 2019-11-25 | Verfahren sowie vorrichtung zur fehlersicheren drehzahlüberwachung |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021526415A Division JP2021535724A (ja) | 2018-11-26 | 2019-11-25 | フェールセーフ式回転速度監視プロセスのための方法及びデバイス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023065529A JP2023065529A (ja) | 2023-05-12 |
JP7478870B2 true JP7478870B2 (ja) | 2024-05-07 |
Family
ID=64477052
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021526415A Pending JP2021535724A (ja) | 2018-11-26 | 2019-11-25 | フェールセーフ式回転速度監視プロセスのための方法及びデバイス |
JP2023028407A Active JP7478870B2 (ja) | 2018-11-26 | 2023-02-27 | フェールセーフ式回転速度監視プロセスのための方法及びデバイス |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021526415A Pending JP2021535724A (ja) | 2018-11-26 | 2019-11-25 | フェールセーフ式回転速度監視プロセスのための方法及びデバイス |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11784606B2 (ja) |
EP (1) | EP3657670B1 (ja) |
JP (2) | JP2021535724A (ja) |
KR (1) | KR102643423B1 (ja) |
CN (1) | CN113169701A (ja) |
WO (1) | WO2020109240A1 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005010854A1 (de) | 2005-03-10 | 2006-09-14 | Plüddemann, Gerhard, Dipl.-Ing. | Einrichtung zur Messung von Geschwindigkeit, Kraft und Position von elektrischen Antrieben in sicherheitsgerichteten Anwendungen |
US20110084642A1 (en) | 2009-10-10 | 2011-04-14 | Sick Ag | Method and apparatus for failsafe monitoring an electromotive drive |
DE102011009927A1 (de) | 2011-01-31 | 2012-08-02 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines vorgegebenen Drehzahlwertes bei einem Antrieb |
CN103701375A (zh) | 2013-12-31 | 2014-04-02 | 深圳市汇川技术股份有限公司 | 一种永磁同步电机启动系统、方法及永磁同步电机 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08205303A (ja) * | 1995-01-20 | 1996-08-09 | Hitachi Ltd | 電気自動車の制御装置 |
US6018225A (en) * | 1998-02-09 | 2000-01-25 | Allen-Bradley Company, Llc | Method and apparatus for reconnecting a rotating motor to a motor drive |
DE10059172A1 (de) | 2000-11-29 | 2002-06-13 | Siemens Ag | Sichere Geschwindigkeitsüberwachung für geberlose Drehstromantriebe |
JP2006149141A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Nippon Densan Corp | モータ駆動制御方法及びモータ駆動制御装置 |
DE102009048944A1 (de) | 2009-10-10 | 2011-04-14 | Sick Ag | Verfahren und Vorrichtung zum fehlersicheren Überwachen eines elektromotorischen Antriebs |
KR101300380B1 (ko) * | 2012-03-02 | 2013-08-29 | 엘에스산전 주식회사 | 인버터 제어방법 |
JP6420405B1 (ja) * | 2017-05-02 | 2018-11-07 | ファナック株式会社 | 異常診断装置および異常診断方法 |
-
2018
- 2018-11-26 EP EP18208372.5A patent/EP3657670B1/de active Active
-
2019
- 2019-11-25 US US17/296,120 patent/US11784606B2/en active Active
- 2019-11-25 KR KR1020217015124A patent/KR102643423B1/ko active IP Right Grant
- 2019-11-25 CN CN201980077926.1A patent/CN113169701A/zh active Pending
- 2019-11-25 JP JP2021526415A patent/JP2021535724A/ja active Pending
- 2019-11-25 WO PCT/EP2019/082444 patent/WO2020109240A1/de active Application Filing
-
2023
- 2023-02-27 JP JP2023028407A patent/JP7478870B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005010854A1 (de) | 2005-03-10 | 2006-09-14 | Plüddemann, Gerhard, Dipl.-Ing. | Einrichtung zur Messung von Geschwindigkeit, Kraft und Position von elektrischen Antrieben in sicherheitsgerichteten Anwendungen |
US20110084642A1 (en) | 2009-10-10 | 2011-04-14 | Sick Ag | Method and apparatus for failsafe monitoring an electromotive drive |
DE102011009927A1 (de) | 2011-01-31 | 2012-08-02 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines vorgegebenen Drehzahlwertes bei einem Antrieb |
CN103701375A (zh) | 2013-12-31 | 2014-04-02 | 深圳市汇川技术股份有限公司 | 一种永磁同步电机启动系统、方法及永磁同步电机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020109240A1 (de) | 2020-06-04 |
KR20210094537A (ko) | 2021-07-29 |
JP2021535724A (ja) | 2021-12-16 |
JP2023065529A (ja) | 2023-05-12 |
EP3657670A1 (de) | 2020-05-27 |
US20220014141A1 (en) | 2022-01-13 |
CN113169701A (zh) | 2021-07-23 |
EP3657670B1 (de) | 2022-12-28 |
US11784606B2 (en) | 2023-10-10 |
KR102643423B1 (ko) | 2024-03-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9054617B2 (en) | Control device of permanent magnet synchronous motor for preventing irreversible demagnetization of permanent magnet and control system including the same | |
CN106464185B (zh) | 交流旋转电机控制装置以及具备其的电动助力转向装置 | |
US20110084643A1 (en) | Method and apparatus for failsafe monitoring an electromotive drive | |
US10263559B2 (en) | Synchronous machine controller | |
US20150188471A1 (en) | Method and apparatus for controlling of 3-phase ac motor | |
US8716965B2 (en) | Synchronous motor control device for controlling synchronous motor to carry out power regenerative operation and stop synchronous motor at the time of power failure | |
WO2018163383A1 (ja) | 電力変換装置 | |
JP4010195B2 (ja) | 永久磁石式同期モータの制御装置 | |
US11043913B2 (en) | Control apparatus for electric power tool including battery and dc brushless motor | |
JP2010200430A (ja) | 電動機の駆動制御装置 | |
EP2512026A1 (en) | Power conversion device | |
KR101916046B1 (ko) | 전압 센서 고장 감지 방법 | |
US8310196B2 (en) | Method and apparatus for failsafe monitoring an electromotive drive | |
Saleh et al. | Survivability-based protection for electric motor drive systems-part II: Three phase permanent magnet synchronous motor drives | |
US9172318B2 (en) | Method and system to compensate for dynamic DC offset of measured phase current | |
JP2016208656A (ja) | 電力変換装置および安全監視装置 | |
JPWO2019163320A1 (ja) | 電動工具の制御回路 | |
JP7478870B2 (ja) | フェールセーフ式回転速度監視プロセスのための方法及びデバイス | |
KR20140121224A (ko) | 모터 구동 제어 장치 및 방법, 그를 이용한 모터 시스템 | |
JP2007089261A (ja) | 電力変換装置 | |
WO2020261756A1 (ja) | 電動工具 | |
US11489466B2 (en) | Method and device for checking an electrical value of an electric machine | |
JP4361598B1 (ja) | センサレス交流電動機の制御装置 | |
CN113692702A (zh) | 用于监控变频器的运行的方法和变频器 | |
JP5320826B2 (ja) | 出力推定装置、それを用いたモータ制御装置およびモータ制御システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230323 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230324 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240402 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240422 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7478870 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |