JPH0145031B2 - - Google Patents
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- JPH0145031B2 JPH0145031B2 JP12017883A JP12017883A JPH0145031B2 JP H0145031 B2 JPH0145031 B2 JP H0145031B2 JP 12017883 A JP12017883 A JP 12017883A JP 12017883 A JP12017883 A JP 12017883A JP H0145031 B2 JPH0145031 B2 JP H0145031B2
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- signal
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は可変電圧、可変周波数多相交流電源装
置（以下、VVVF装置と称する）に接続される
誘導電動機に流れる電流の有効電流を検出する有
効電電流検出装置に関する。
置（以下、VVVF装置と称する）に接続される
誘導電動機に流れる電流の有効電流を検出する有
効電電流検出装置に関する。
従来一般に、誘導電動機（以下、モータと称
す）のトルク制御をVVVF装置を用いて行なう
ことは公知である。いまモータの線間電圧実効値
をＶ、相電流実効値をＩ、力率をcos（θ）で表わ
すと、モータに入力されるパワーＰは下記(1)式で
表わされる。
す）のトルク制御をVVVF装置を用いて行なう
ことは公知である。いまモータの線間電圧実効値
をＶ、相電流実効値をＩ、力率をcos（θ）で表わ
すと、モータに入力されるパワーＰは下記(1)式で
表わされる。
Ｐ＝√３Ｖ・Ｐ・cos（θ） …(1)
さらにモータのトルクＴは、回転数をＮとする
と概略下記(2)式で表わされる。
と概略下記(2)式で表わされる。
モータのトルク制御を行なう場合にＶ／Ｎを一
定値とするようにVVVF装置の出力電圧を制御
することは公知の方法である。したがつて、トル
クＴは電流実効値に力率を乗じた値Icos（θ）（こ
れを有効電流という）に比例する。このことから
モータを所望のトルクもしくは回転数で運転しよ
うとする場合に、モータの有効電流を検出し、こ
れをフイードバツク信号とする自動制御系を構成
することは極めて効果的な手段となる。
定値とするようにVVVF装置の出力電圧を制御
することは公知の方法である。したがつて、トル
クＴは電流実効値に力率を乗じた値Icos（θ）（こ
れを有効電流という）に比例する。このことから
モータを所望のトルクもしくは回転数で運転しよ
うとする場合に、モータの有効電流を検出し、こ
れをフイードバツク信号とする自動制御系を構成
することは極めて効果的な手段となる。
モータの有効電流は次の方法で検出することが
できる。モータの相電圧信号をsin（ωt）で表わす
と、相電流はIpsin（ωt＋θ）で表わすことができ
る。ただしIpは相電流の最大値、θは力率角、
（ωt）は電圧位相である。前記相電圧信号を便宜
的に第１の電圧位相信号と称し、この相の電流を
第１の電流信号と称することにする。
できる。モータの相電圧信号をsin（ωt）で表わす
と、相電流はIpsin（ωt＋θ）で表わすことができ
る。ただしIpは相電流の最大値、θは力率角、
（ωt）は電圧位相である。前記相電圧信号を便宜
的に第１の電圧位相信号と称し、この相の電流を
第１の電流信号と称することにする。
次に第１の電圧位相信号に対して90゜の位相差
を有する第２の電圧位相信号をcos（ωt）で表わ
し、１の電流信号に対して90゜の位相差を有する
第２の電流信号をIpcos（ωt＋θ）で表わす。
を有する第２の電圧位相信号をcos（ωt）で表わ
し、１の電流信号に対して90゜の位相差を有する
第２の電流信号をIpcos（ωt＋θ）で表わす。
以上、４種の信号を用いて第１の電圧位相信号
と第１の電流信号、また第２の電圧位相信号と第
２の電流信号とをそれぞれ乗算し、さらにお互を
加えることで、下記(3)式で表わされるごとく電流
最大値に力率を乗じた値が得られる。
と第１の電流信号、また第２の電圧位相信号と第
２の電流信号とをそれぞれ乗算し、さらにお互を
加えることで、下記(3)式で表わされるごとく電流
最大値に力率を乗じた値が得られる。
sin（ωt）｛Ipsin（ωt＋θ）｝＋cos（ωt
）｛Ipcos（ωt＋θ）｝＝Ipcos（θ）…(3) また前述した電流実効値ＩはＩ＝Ip／√２の関
係があるため、上記(3)式で得られる値は有効電流
に比例する値である。したがつて以下Ipcos（θ）
を有効電流と称する。
）｛Ipcos（ωt＋θ）｝＝Ipcos（θ）…(3) また前述した電流実効値ＩはＩ＝Ip／√２の関
係があるため、上記(3)式で得られる値は有効電流
に比例する値である。したがつて以下Ipcos（θ）
を有効電流と称する。
具体的に有効電流を検出する手段について、三
相交流を出力するVVVF装置を例にとり説明す
る。第１図はVVVF装置に適用された従来の有
効電流検出装置を示すブロツク図であり、図中、
１はモータ、２はインバータ装置、３は電流検出
器、４は電圧指令発生器、５は発振器である。６
は有効電流検出装置を示し、７はカウンタ、８，
９は正弦波発生器、１０は２軸変換器、１１，１
２は乗算器、１３は加算器である。９３は相回転
信号、９４は相電流信号の切換スイツチ、２００
は周波数指令を示す。
相交流を出力するVVVF装置を例にとり説明す
る。第１図はVVVF装置に適用された従来の有
効電流検出装置を示すブロツク図であり、図中、
１はモータ、２はインバータ装置、３は電流検出
器、４は電圧指令発生器、５は発振器である。６
は有効電流検出装置を示し、７はカウンタ、８，
９は正弦波発生器、１０は２軸変換器、１１，１
２は乗算器、１３は加算器である。９３は相回転
信号、９４は相電流信号の切換スイツチ、２００
は周波数指令を示す。
第１図において、周波数指令２００により発振
器５はVVVF装置の出力周波数の整数倍の周波
数のパルス列を発生する。同時に周波数指令２０
０は電圧指令発生器４に入力されて周波数に比例
する電圧をインバータ装置２に指令する。発振器
５の出力パルス列はカウンタ７に入力される。カ
ウンタ７は入力パルス列を計数し、VVVF装置
の出力周波数の１周期の長さに相当する値に達す
ると、計数値を零にするよう動作する。よつてイ
ンバータ装置２がこのカウンタ７の動作に同期し
て電圧波形を出力することにより、この計数値が
VVVF装置の出力電圧の位相に対応する値とな
ることは容易に推察できるはずである。カウンタ
７は出力信号７０に計数値を出力し、これを正弦
波発生器８および正弦波発生器９に与える。正弦
波発生器８，９は正弦波波形の波高値を記憶して
いる記憶素子で構成されており、入力されるカウ
ンタ７の計算数を位相信号と看做して、この各位
相に対応する正弦波波形を出力する。だだし正弦
波発生器９は、正弦波発生器８に対し90゜の位相
差を有する波形を記憶させておくものとする。す
なわち、正弦波発生器８の出力である正弦波信号
８０をsin（ωt）で表わすと、正弦波発生器９の出
力である正弦波信号９０はcos（ωt）で表わされ
るものとする。またsin（ωt）を第１の電圧位相信
号と称し、cos（ωt）を第２の電圧位相信号と称
することとする。
器５はVVVF装置の出力周波数の整数倍の周波
数のパルス列を発生する。同時に周波数指令２０
０は電圧指令発生器４に入力されて周波数に比例
する電圧をインバータ装置２に指令する。発振器
５の出力パルス列はカウンタ７に入力される。カ
ウンタ７は入力パルス列を計数し、VVVF装置
の出力周波数の１周期の長さに相当する値に達す
ると、計数値を零にするよう動作する。よつてイ
ンバータ装置２がこのカウンタ７の動作に同期し
て電圧波形を出力することにより、この計数値が
VVVF装置の出力電圧の位相に対応する値とな
ることは容易に推察できるはずである。カウンタ
７は出力信号７０に計数値を出力し、これを正弦
波発生器８および正弦波発生器９に与える。正弦
波発生器８，９は正弦波波形の波高値を記憶して
いる記憶素子で構成されており、入力されるカウ
ンタ７の計算数を位相信号と看做して、この各位
相に対応する正弦波波形を出力する。だだし正弦
波発生器９は、正弦波発生器８に対し90゜の位相
差を有する波形を記憶させておくものとする。す
なわち、正弦波発生器８の出力である正弦波信号
８０をsin（ωt）で表わすと、正弦波発生器９の出
力である正弦波信号９０はcos（ωt）で表わされ
るものとする。またsin（ωt）を第１の電圧位相信
号と称し、cos（ωt）を第２の電圧位相信号と称
することとする。
電流検出器３はモータ１の各相電流を検出する
ものである。ここでは電流信号３１，３２，３３
はそれぞれIpsin（ωt＋θ）、Ipsin（ωt−２／３π＋ θ）、Ipsin（ωt＋２／３π＋θ）で表わされるもので ある。電流信号３１を基準にとり第１の電流信号
と呼ぶと、２軸変換器１０は他の２相の電流信号
３２および３３を用いて、第１の電流信号に対し
90゜の位相差を有する第２の電流信号を作り出す。
具体的には下記(4)式のごとく電流信号３３から電
流信号３２を減算し１／√３倍する。
ものである。ここでは電流信号３１，３２，３３
はそれぞれIpsin（ωt＋θ）、Ipsin（ωt−２／３π＋ θ）、Ipsin（ωt＋２／３π＋θ）で表わされるもので ある。電流信号３１を基準にとり第１の電流信号
と呼ぶと、２軸変換器１０は他の２相の電流信号
３２および３３を用いて、第１の電流信号に対し
90゜の位相差を有する第２の電流信号を作り出す。
具体的には下記(4)式のごとく電流信号３３から電
流信号３２を減算し１／√３倍する。
２軸変換器１０の出力は、第１の電流信号１０
１と第２の電流信号１０２で表わす。
１と第２の電流信号１０２で表わす。
以上のごとくにして得られる４種の信号を用い
て(3)式で表わされる演算を実施すれば、モータ１
に流れる有効電流が得られる。この演算は乗算器
１１，１２および加算器１３で行なわれる。乗算
器１１で第１の電圧位相信号８０すなわちsin
（ωt）と、第１の電流信号１０１すなわちIpsin
（ωt＋θ）が乗算され、乗算器１２で第２の電圧
位相信号９０すなわちcos（ωt）と、第２の電流
信号１０２すなわちIpcos（ωt＋θ）が乗算され
て、それぞれの演算結果１１０と１２０が加算器
１３で加算されると有効電流結果１３０にIpcos
（θ）が得られる。
て(3)式で表わされる演算を実施すれば、モータ１
に流れる有効電流が得られる。この演算は乗算器
１１，１２および加算器１３で行なわれる。乗算
器１１で第１の電圧位相信号８０すなわちsin
（ωt）と、第１の電流信号１０１すなわちIpsin
（ωt＋θ）が乗算され、乗算器１２で第２の電圧
位相信号９０すなわちcos（ωt）と、第２の電流
信号１０２すなわちIpcos（ωt＋θ）が乗算され
て、それぞれの演算結果１１０と１２０が加算器
１３で加算されると有効電流結果１３０にIpcos
（θ）が得られる。
いまモータ１の回転方向を反転させるべく、相
回転信号９３に信号を与えてVVVF装置の出力
する交流電圧の相回転方向を変えると、電流信号
３１を基準に考えると電流信号３１に対する電流
信号３２と３３の関係が反転する。このため２軸
変換器１０の出力信号は、下記(5)式で表わされる
ごとく極性が反転する。
回転信号９３に信号を与えてVVVF装置の出力
する交流電圧の相回転方向を変えると、電流信号
３１を基準に考えると電流信号３１に対する電流
信号３２と３３の関係が反転する。このため２軸
変換器１０の出力信号は、下記(5)式で表わされる
ごとく極性が反転する。
このまま有効電流を求める演算を実施すると、
演算結果は−Ipcos（2ωt＋θ）となり正しい有効
電流の値が得られない。
演算結果は−Ipcos（2ωt＋θ）となり正しい有効
電流の値が得られない。
VVVF装置の出力する交流電圧の相回転を反
転させても有効電流を正しく検出する手段として
従来考えられていた方法は、VVVF装置が相回
軸を反転させると同時に電流信号３２と電流信号
３３を切換スイツチ９４により切換える方法であ
る。しかし、現在の電子回路技術では高い信頼性
を有する切換スイツチ９４を装置の大型化をせず
に実現することは因難である。
転させても有効電流を正しく検出する手段として
従来考えられていた方法は、VVVF装置が相回
軸を反転させると同時に電流信号３２と電流信号
３３を切換スイツチ９４により切換える方法であ
る。しかし、現在の電子回路技術では高い信頼性
を有する切換スイツチ９４を装置の大型化をせず
に実現することは因難である。
本発明は上述のような点に鑑みなされたもの
で、切換スイツチを用いることなく、相回転を変
更したときも有効電流を正しく検出する有効電流
検出装置を提供するものである。以下、本発明を
実施例図面にもとづいて説明する。
で、切換スイツチを用いることなく、相回転を変
更したときも有効電流を正しく検出する有効電流
検出装置を提供するものである。以下、本発明を
実施例図面にもとづいて説明する。
第２図は本発明による有効電流検出装置の一実
施例を示すブロツク図である。第２図において第
１図と同一符号で表わされるものは同一の機能を
有するものである。本発明において正弦波発生器
９２は、相回転信号９３に応じて正弦波信号の極
性を反転して出力が得られるようにしてある。カ
ウンタ７は従来例の第１図と同様にVVVF装置
の出力周波数の１周期を等間隔に分割して計数す
るものである。いま仮に１周期を256分割するも
のとする。従来の正弦波発生器９ではカウンタ７
の計数値は０から255に対応してcos（ωt）を出力
するように構成された。本発明による正弦波発生
器９２においては、モータ１の正転方向に対し相
回転信号９３を“０”で受取り、このときの出力
90は従来と同様、カウンタ７の計数値０から255
に対しcos（ωt）を得る。しかし、モータ１の逆
転方向に対し相回転信号９３を“１”とすること
により、正弦波発生器９２はカウンタ７の計数値
を例えば1000を加算されたものとして読取るよう
にする。そして正弦波発生器９２を1000から1255
の計数値に対しては−cos（ωt）を出力するよう
に構成することにより、カウンタ７の計数値が０
から255であつても相回転信号９３が“１”で逆
転を表わす場合は、第２の電圧位相信号９０は−
cos（ωt）が得られる。
施例を示すブロツク図である。第２図において第
１図と同一符号で表わされるものは同一の機能を
有するものである。本発明において正弦波発生器
９２は、相回転信号９３に応じて正弦波信号の極
性を反転して出力が得られるようにしてある。カ
ウンタ７は従来例の第１図と同様にVVVF装置
の出力周波数の１周期を等間隔に分割して計数す
るものである。いま仮に１周期を256分割するも
のとする。従来の正弦波発生器９ではカウンタ７
の計数値は０から255に対応してcos（ωt）を出力
するように構成された。本発明による正弦波発生
器９２においては、モータ１の正転方向に対し相
回転信号９３を“０”で受取り、このときの出力
90は従来と同様、カウンタ７の計数値０から255
に対しcos（ωt）を得る。しかし、モータ１の逆
転方向に対し相回転信号９３を“１”とすること
により、正弦波発生器９２はカウンタ７の計数値
を例えば1000を加算されたものとして読取るよう
にする。そして正弦波発生器９２を1000から1255
の計数値に対しては−cos（ωt）を出力するよう
に構成することにより、カウンタ７の計数値が０
から255であつても相回転信号９３が“１”で逆
転を表わす場合は、第２の電圧位相信号９０は−
cos（ωt）が得られる。
したがつて本発明は前記(5)式で表わされるごと
くVVVF装置の出力する相回転方向を反転する
ことにより生じる第２の電流信号の極性の変化
を、第２の電圧位相信号の極性を反転させること
で打消し、常に正しく有効電流が検出できる。
くVVVF装置の出力する相回転方向を反転する
ことにより生じる第２の電流信号の極性の変化
を、第２の電圧位相信号の極性を反転させること
で打消し、常に正しく有効電流が検出できる。
このように本発明による有効電流の検出手段
は、検出装置に切換スイツチを用いてないため、
極めて信頼性の高い有効電流検出装置を提供でき
るものである。
は、検出装置に切換スイツチを用いてないため、
極めて信頼性の高い有効電流検出装置を提供でき
るものである。
さらに、本発明の方法は、Ipsin（θ）で表わさ
れる無効電流の検出についても応用可能であり、
下記(b)式で表わされる演算を実施すれば無有電流
が得られる。
れる無効電流の検出についても応用可能であり、
下記(b)式で表わされる演算を実施すれば無有電流
が得られる。
cos（ωt）｛Ipsin（ωt＋θ）｝−sin（ωt
）｛Ipcos（ωt＋θ）｝＝Ipsin（θ）…(6) そして相回転方向が反転した場合は、第２の電
圧信号と第２の電圧位相信号の極性を反転させる
ため、演算結果に−Ipsinθが得られる。よつてこ
れをもう一度、極性を反転することにより正しい
無効電流を得ることができる。
）｛Ipcos（ωt＋θ）｝＝Ipsin（θ）…(6) そして相回転方向が反転した場合は、第２の電
圧信号と第２の電圧位相信号の極性を反転させる
ため、演算結果に−Ipsinθが得られる。よつてこ
れをもう一度、極性を反転することにより正しい
無効電流を得ることができる。
また、２軸変換器１０についてもモータ１の３
相電流を全て検出する必要はなく、例えば電流信
号３１と電流信号３２の２相分でもよく、電流信
号３３は前記２相から演算で求めることも可能で
あることは言うまでもない。
相電流を全て検出する必要はなく、例えば電流信
号３１と電流信号３２の２相分でもよく、電流信
号３３は前記２相から演算で求めることも可能で
あることは言うまでもない。
第１図はVVVF装置に適用された従来の有効
電流検出装置を示すブロツク図、第２図は本発明
による有効電流検出装置の一実施例を示すブロツ
ク図である。 １……誘導電動機、２……インバータ装置、３
……電流検出器、４……電圧指令発生器、５……
発振器、６……有効電流検出装置、７……カウン
タ、８，９，９２……正弦波発生器、１０……２
軸変換器、１１，１２……乗算器、１３……加算
器、９３……相回転信号、９４……相電流信号の
切換スイツチ、２００……周波数指令。
電流検出装置を示すブロツク図、第２図は本発明
による有効電流検出装置の一実施例を示すブロツ
ク図である。 １……誘導電動機、２……インバータ装置、３
……電流検出器、４……電圧指令発生器、５……
発振器、６……有効電流検出装置、７……カウン
タ、８，９，９２……正弦波発生器、１０……２
軸変換器、１１，１２……乗算器、１３……加算
器、９３……相回転信号、９４……相電流信号の
切換スイツチ、２００……周波数指令。
Claims (1)
- １ 多相交流電源装置に接続された誘導電動機の
各相電流のうち基準とする第１の電流信号と、他
相の電流信号を用いて合成されかつ前記第１の電
流信号に対し90゜の位相差を有する第２の電流信
号と、前記第１の電流信号の流れる相の電圧位相
を表わす第１の電圧信号と、該第１の電圧位相に
対して90゜の位相差を有する第２の電圧位相信号
の４種の信号を用いて前記誘導電動機に流れる電
流の有効電流を検出する有効電流検出装置におい
て、前記多相交流電源装置の出力相回転方向に応
じて前記第２の電圧位相信号の極性を反転させて
有効電流を演算せしめるように構成したことを特
徴とする有効電流検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12017883A JPS6013263A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 有効電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12017883A JPS6013263A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 有効電流検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6013263A JPS6013263A (ja) | 1985-01-23 |
| JPH0145031B2 true JPH0145031B2 (ja) | 1989-10-02 |
Family
ID=14779848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12017883A Granted JPS6013263A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 有効電流検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6013263A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0534580U (ja) * | 1991-10-16 | 1993-05-07 | 日新電機株式会社 | 電力系統測定装置 |
-
1983
- 1983-07-04 JP JP12017883A patent/JPS6013263A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6013263A (ja) | 1985-01-23 |
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