JPH02168885A - 誘導電動機の駆動装置 - Google Patents
誘導電動機の駆動装置Info
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- JPH02168885A JPH02168885A JP63322790A JP32279088A JPH02168885A JP H02168885 A JPH02168885 A JP H02168885A JP 63322790 A JP63322790 A JP 63322790A JP 32279088 A JP32279088 A JP 32279088A JP H02168885 A JPH02168885 A JP H02168885A
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- Japan
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- motor
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- frequency
- induction motor
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- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims description 18
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 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
- 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
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- H02P27/045—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 whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、高速駆動を要する駆動軸を有するＮＣ工作機
械に使用される誘導電動機の駆動装置に関する。
械に使用される誘導電動機の駆動装置に関する。
（従来の技術）
通常のＮＣ工作機械では、主軸用の８導電動機を高速に
駆動制御するための種々の工夫がなされている。誘導電
動機を高速駆動する場合、一般に電力効率の良いＰＷＭ
制御が採用されている。ＰＷＭ制御は、サイリスタやＧ
ＴＯなとのスイッチング素子を用いたＰＷＭインバータ
回路により誘導電動機に供給される電流を制御し、高速
駆動時にも正確なトルク制御が可能になるという利点を
有している。
駆動制御するための種々の工夫がなされている。誘導電
動機を高速駆動する場合、一般に電力効率の良いＰＷＭ
制御が採用されている。ＰＷＭ制御は、サイリスタやＧ
ＴＯなとのスイッチング素子を用いたＰＷＭインバータ
回路により誘導電動機に供給される電流を制御し、高速
駆動時にも正確なトルク制御が可能になるという利点を
有している。
こうしたＰＷＭインバータ回路は、インバータ出力周波
数の半周期の間に多数回の転流を行なわせ、これによっ
て得られる複数個の方形波パルスのパルス幅を可変にす
ることにより、平均電圧を制御するものである。
数の半周期の間に多数回の転流を行なわせ、これによっ
て得られる複数個の方形波パルスのパルス幅を可変にす
ることにより、平均電圧を制御するものである。
（発明が解決しようとする課題）
このような従来のＰＷＭインバータ回路により高速運転
される誘導電動機を駆動制御する場合には、速度フィー
ドバックループを設けずに、単に方形波パルスのパルス
幅を制御して駆動していたため、速度とトルクを正確に
制御することができないという問題があった。そこで、
ＰＷＭインバータ回路の出力電圧波形を方形波に代えて
、正弦波とし、指令速度に応じてその周波数を調整する
ことが考えられている。
される誘導電動機を駆動制御する場合には、速度フィー
ドバックループを設けずに、単に方形波パルスのパルス
幅を制御して駆動していたため、速度とトルクを正確に
制御することができないという問題があった。そこで、
ＰＷＭインバータ回路の出力電圧波形を方形波に代えて
、正弦波とし、指令速度に応じてその周波数を調整する
ことが考えられている。
しかし、回転磁界の１周期内での搬送波のパルス数によ
っては、高速回転しているモータに振動やうねり現象が
生じ、精度良いトルク制御、速度制御は不可能であった
。
っては、高速回転しているモータに振動やうねり現象が
生じ、精度良いトルク制御、速度制御は不可能であった
。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
モニタ励磁周波数ｆｅの最大値をＰＷＭインバータ回路
の搬送波周波数ｆｐとの関係で制御して、高速運転時の
機械振動や回転速度のうねりが発生しないようにした誘
導電動機の駆動装置を提供することを目的としている。
モニタ励磁周波数ｆｅの最大値をＰＷＭインバータ回路
の搬送波周波数ｆｐとの関係で制御して、高速運転時の
機械振動や回転速度のうねりが発生しないようにした誘
導電動機の駆動装置を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段）
本発明によれば、速度フィードバックループを有する誘
導電動機の駆動装置において、前記誘導電動機の速度信
号に基づいてモータ励磁周波数（ｆｅ）を検圧する検出
手段と、モータ励磁周波数（ｆｅ）の９倍以上の搬送波
周波数（ｆｐ）を設定する設定手段と、設定された周波
数（ｆｐ）に基づいて形成されたパルス信号により前記
誘導電動機のＰＷＭ制御を行なう制御手段とを具備した
ことを特徴とする誘導電動機の駆動装置を提供できる。
導電動機の駆動装置において、前記誘導電動機の速度信
号に基づいてモータ励磁周波数（ｆｅ）を検圧する検出
手段と、モータ励磁周波数（ｆｅ）の９倍以上の搬送波
周波数（ｆｐ）を設定する設定手段と、設定された周波
数（ｆｐ）に基づいて形成されたパルス信号により前記
誘導電動機のＰＷＭ制御を行なう制御手段とを具備した
ことを特徴とする誘導電動機の駆動装置を提供できる。
（作用）
本発明の誘導電動機の駆動装置では、空間電圧ベクトル
の軌跡を求める手法によりモータ励磁周波数の１周期内
での搬送波の数を可変として、解析した結果、モータ励
磁周波数ｆｅの９倍以下に搬送波周波数ｆｐが設定され
ているとき、空間電圧ベクトルの対称性が失われること
が判明した。
の軌跡を求める手法によりモータ励磁周波数の１周期内
での搬送波の数を可変として、解析した結果、モータ励
磁周波数ｆｅの９倍以下に搬送波周波数ｆｐが設定され
ているとき、空間電圧ベクトルの対称性が失われること
が判明した。
そこで、この空間電圧ベクトルの軌跡にもとづいて、高
速駆動時の最高回転数において、モータ励磁周波数ｆｅ
の９倍以上に搬送波周波数ｆｐを設定するようにした。
速駆動時の最高回転数において、モータ励磁周波数ｆｅ
の９倍以上に搬送波周波数ｆｐを設定するようにした。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
。
。
第１図は、交流電動機１に三相電源を接続して駆動する
ための制御回路の構成を示す図である。
ための制御回路の構成を示す図である。
交流電動機１は、三相交流を直流に変換するコンバータ
およびインバータを含むドライブ回路２に接続され、指
令速度で回転するように制御されている。この交流電動
機１は、実速度を検出するための速度計３が接続され、
速度信号が可変周波数設定機能を有する三角波発生器４
にフィードバックされている。
およびインバータを含むドライブ回路２に接続され、指
令速度で回転するように制御されている。この交流電動
機１は、実速度を検出するための速度計３が接続され、
速度信号が可変周波数設定機能を有する三角波発生器４
にフィードバックされている。
速度指令信号は、電圧または電流シグナルとして波形パ
ターン発生器５に供給され、波形成形器６を介して制御
正弦波発生器７に与えられている。また、ｆ／Ｖ変換器
８には、上記速度計３からの周波数シグナルが人力され
、リングカウンタ９を介して上記制御正弦波発生器７に
与えられている。この制御正弦波発生器７では、それぞ
れ１２０°の位相差を有する制御正弦波が形成され、乗
算器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを介してコンパレータ１１
ａ、 １１ ｂ、 １１ ｃの一方入力信号とさ
れる。
ターン発生器５に供給され、波形成形器６を介して制御
正弦波発生器７に与えられている。また、ｆ／Ｖ変換器
８には、上記速度計３からの周波数シグナルが人力され
、リングカウンタ９を介して上記制御正弦波発生器７に
与えられている。この制御正弦波発生器７では、それぞ
れ１２０°の位相差を有する制御正弦波が形成され、乗
算器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを介してコンパレータ１１
ａ、 １１ ｂ、 １１ ｃの一方入力信号とさ
れる。
これらコンパレータｌｌａ、ｌｌｂ、ｌｌｃでは、その
他方人力信号を供給する上記三角波発生器４が発生する
、交流電動機１のモータ励磁周波数ｆｅの９倍以上の周
期を有する三角波に基づいて、上記正弦波の波高値との
比較が行なわれる。
他方人力信号を供給する上記三角波発生器４が発生する
、交流電動機１のモータ励磁周波数ｆｅの９倍以上の周
期を有する三角波に基づいて、上記正弦波の波高値との
比較が行なわれる。
その結果、第２図に示すような制御パルス列■工、ｖ２
．ｖ、が形成され、それぞれベースシグナル増幅器１２
ａ、１２ｂ、１２ｃからドライブ信号として上記ドライ
ブ回路２のインバータを構成しているスイッチング素子
に供給される。これにより、変調シグナルと制御正弦波
との交点ごとにインバータ出力素子が交互にオンオフす
るようにドライブ１する。なお、１３は電流検出器であ
り、検出結果を上記波形パターン発生器５に与えるよう
にしている。
．ｖ、が形成され、それぞれベースシグナル増幅器１２
ａ、１２ｂ、１２ｃからドライブ信号として上記ドライ
ブ回路２のインバータを構成しているスイッチング素子
に供給される。これにより、変調シグナルと制御正弦波
との交点ごとにインバータ出力素子が交互にオンオフす
るようにドライブ１する。なお、１３は電流検出器であ
り、検出結果を上記波形パターン発生器５に与えるよう
にしている。
上記構成の実施例装置によれば、誘導電動機を高速駆動
する際に、モータ励磁周波数ｆｅの最大値とＰＷＭ回路
の搬送周波数ｆｐの関係により生じていた振動やうねり
を発生させないで、円滑な駆動が可能になる。すなわち
、空間電圧ベクトルの軌跡を求ある手法によって、モー
タ励磁周波数（ｆｅ）の９倍以上の搬送波周波数（ｆｐ
）を設定しておけば、空間電圧ベクトルの対称性が損な
われないからである。つまり、速度Ｎで回転している場
合、モータの極対数をＰとすると、モータ励磁周波数ｆ
ｅは、 ｆｅ＝ＮｘＰ／１２０ したがりて、搬送波周波数ｆｐを ｆｐ≧９Ｘｆｅ とする。
する際に、モータ励磁周波数ｆｅの最大値とＰＷＭ回路
の搬送周波数ｆｐの関係により生じていた振動やうねり
を発生させないで、円滑な駆動が可能になる。すなわち
、空間電圧ベクトルの軌跡を求ある手法によって、モー
タ励磁周波数（ｆｅ）の９倍以上の搬送波周波数（ｆｐ
）を設定しておけば、空間電圧ベクトルの対称性が損な
われないからである。つまり、速度Ｎで回転している場
合、モータの極対数をＰとすると、モータ励磁周波数ｆ
ｅは、 ｆｅ＝ＮｘＰ／１２０ したがりて、搬送波周波数ｆｐを ｆｐ≧９Ｘｆｅ とする。
第３図（ａ）乃至（ｇ）は、モータのステータ位置を中
心にした空間電圧ベクトルの軌跡を示している。同図（
ａ）は、回転磁界１周期内の搬送波パルス数が５の場合
、同図（ｂ）には、１周期内のパルス数が６の場合、同
図（Ｃ）には、１周期内のパルス数が７の場合、同図（
ｄ）には、１周期内のパルス数が８の場合、同図（ｅ）
には、１周期内のパルス数が９の場合、同図（ｆ）には
、１周期・内のパルス数が１２の場合、同図（ｇ）は、
１周期内のパルス数が２４の場合の軌跡である。これら
から理解されるように、搬送波が回転磁界１周期内でそ
のパルス数が整数であっても、１周期内に８パルス以下
しか含まれていない場合には、ベクトル軌跡が１周期毎
に移動することにより、対称性が無くなっている。この
状態で、モータを高速駆動した場合に、回転磁界の何周
期かに１度のうねりが発生するのである。
心にした空間電圧ベクトルの軌跡を示している。同図（
ａ）は、回転磁界１周期内の搬送波パルス数が５の場合
、同図（ｂ）には、１周期内のパルス数が６の場合、同
図（Ｃ）には、１周期内のパルス数が７の場合、同図（
ｄ）には、１周期内のパルス数が８の場合、同図（ｅ）
には、１周期内のパルス数が９の場合、同図（ｆ）には
、１周期・内のパルス数が１２の場合、同図（ｇ）は、
１周期内のパルス数が２４の場合の軌跡である。これら
から理解されるように、搬送波が回転磁界１周期内でそ
のパルス数が整数であっても、１周期内に８パルス以下
しか含まれていない場合には、ベクトル軌跡が１周期毎
に移動することにより、対称性が無くなっている。この
状態で、モータを高速駆動した場合に、回転磁界の何周
期かに１度のうねりが発生するのである。
本発明が図示した実施例の構成や構造の詳細について、
それに限定されるものではないことはいうまでもなく、
本発明を他の実施例により、あるいは種々の実施態様に
より実現することは可能である。更に、ここでの表現と
用語とは、限定するためのものとしてではなく、発明を
開示するためのものとして理解すべぎである。
それに限定されるものではないことはいうまでもなく、
本発明を他の実施例により、あるいは種々の実施態様に
より実現することは可能である。更に、ここでの表現と
用語とは、限定するためのものとしてではなく、発明を
開示するためのものとして理解すべぎである。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、誘導電動機の高
速回転時にも円滑な駆動制御を行なうことができる誘導
電動機の駆動装置を提供できる。
速回転時にも円滑な駆動制御を行なうことができる誘導
電動機の駆動装置を提供できる。
第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は、制御パルス列の一例を示す図、第３図（ａ）乃至（
ｇ）は、モータのステータ位置を中心にした空間電圧ベ
クトルの軌跡を示す図である。 １・・・交流電動機、２・・・ドライブ回路、３・・・
速度計、４・・・三角波発生器。 特許出願人 ファナック株式会社 代 理 人 弁理士 辻 實
は、制御パルス列の一例を示す図、第３図（ａ）乃至（
ｇ）は、モータのステータ位置を中心にした空間電圧ベ
クトルの軌跡を示す図である。 １・・・交流電動機、２・・・ドライブ回路、３・・・
速度計、４・・・三角波発生器。 特許出願人 ファナック株式会社 代 理 人 弁理士 辻 實
Claims (1)
- 速度フィードバックループを有する誘導電動機の駆動装
置において、前記誘導電動機の速度信号に基づいてモー
タ励磁周波数（ｆｅ）を検出する検出手段と、モータ励
磁周波数（ｆｅ）の９倍以上の搬送波周波数（ｆｐ）を
設定する設定手段と、設定された周波数（ｆｐ）に基づ
いて形成されたパルス信号により前記誘導電動機のＰＷ
Ｍ制御を行なう制御手段とを具備したことを特徴とする
誘導電動機の駆動装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63322790A JPH02168885A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 誘導電動機の駆動装置 |
| PCT/JP1989/001274 WO1990007228A1 (en) | 1988-12-21 | 1989-12-19 | Drive mechanism of induction motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63322790A JPH02168885A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 誘導電動機の駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02168885A true JPH02168885A (ja) | 1990-06-28 |
Family
ID=18147659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63322790A Pending JPH02168885A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 誘導電動機の駆動装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02168885A (ja) |
| WO (1) | WO1990007228A1 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0628520B2 (ja) * | 1984-03-21 | 1994-04-13 | 株式会社日立製作所 | Ｐｗｍパルス発生装置 |
| JPS6292787A (ja) * | 1985-10-17 | 1987-04-28 | Fanuc Ltd | Ａｃサ−ボモ−タの制御方式 |
-
1988
- 1988-12-21 JP JP63322790A patent/JPH02168885A/ja active Pending
-
1989
- 1989-12-19 WO PCT/JP1989/001274 patent/WO1990007228A1/ja unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1990007228A1 (en) | 1990-06-28 |
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