JPH04111298U

JPH04111298U - 誘導電動機の制御装置

Info

Publication number: JPH04111298U
Application number: JP1991015666U
Authority: JP
Inventors: 真一小林
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 1991-03-18
Filing date: 1991-03-18
Publication date: 1992-09-28

Abstract

(57)【要約】【目的】本考案は、射出成形機等に使用される誘導電
動機の制御装置の効率を向上させることを目的とする。【構成】誘導電動機の線電流を励磁電流分とトルク分
に分離して制御する周波数変換器を具備している誘導電
動機で、出力トルクを保持しながら励磁電流成分を積極
的に操作する電流制御装置を設けたものであり、励磁電
流成分として励磁指令器１０の出力を電流制御装置１２
に供給し、トルクとしては速度検出器４の出力を速度指
令１１に一致させる速度制御器９の出力として電流制御
装置１２に供給し、この電流制御装置１２で速度が高速
区域になると弱め界磁制御を行い、低速度区域ではトル
クを一定に保ちながら励磁指令器１０の値を変更して状
況に応じた効率の良い運転を行うことを特徴としてい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、射出成形機等の産業機械に適用される誘導電動機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３に従来の制御装置の例を示す。

【０００３】周波数変換器（ここでは電圧形インバータ）１から、誘導機３への電流をＣＴ２２，２３を用いて検出し、座標変換器６１により、励磁分ｉｇとトルク分ｉｒに変換し、電流制御器８１，８２により制御される。

【０００４】その際、トルク分の指令ｉｒ′は誘導機３に接続された速度検出器４から得られるωｍを速度指令１１から出力される。ωｍ′に一致するように制御される速度制御器９から与えられる。

【０００５】励磁分の指令ｉｇ′は、前記速度信号ωｍを参照して、励磁指令器１０から与えられる。通常はｉｇ′は一定に保たれ、高速域で低減されるような弱め界磁制御である。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

従来の制御装置を用いた場合、定格回転数で最大トルクが出るように励磁電流成分を決定しているため、励磁電流に比べて、トルク電流が大きくなり、誘導機の静止トルクに必要な電流が大きくなる問題点があった。

【０００７】この考案は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、状況に応じて励磁電流を制御することにより、効率の良い制御装置を得ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案の誘導機の制御装置１は、電動機の線電流を励磁電流成分と、トルク電流成分に分離し、制御する周波数変換器を具備して成る誘導機の制御装置において、出力トルクを保ちながら励磁電流成分を積極的に操作する電流制御装置を具備するように構成したものである。

【０００９】

【作用】

従来の制御装置で駆動した場合、線電流ベクトルは、図３のようになり、励磁分電流は、ほぼ固定され、トルク分電流が可変となっている。トルクはトルク電流と励磁分電流の積となる。即ち、図４のベクトルの囲む面積で表現できる。

【００１０】従来法においては、励磁分電流は、定格回転数の時に合わせて定められるので、静止時であろうと、定低速時であろうと一定であり、ベクトルの囲む面積は長方形となるため、線電流は大きくなる。

【００１１】しかし、本考案の方法を用いれば、状況に応じて励磁分電流を積極的に可変とすることができるので、誘起電圧の低い定低速時等に、励磁電流と増加させることで出力トルクを保ったまま、線電流を減少させることが可能となり、効果が向上する。

【００１２】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例について説明する。まず、本考案の第１の実施例について図１により説明する。図１において周波数変換器（ここでは、電圧形インバータ）１から、誘導機３への電流をＣＴ２２，２３を用いて検出し、座標変換器６１により、励磁分ｉｇとトルク分ｉｒに変換し、電流制御器８１，８２により制御する。

【００１３】その際、各電流指令値は、電流制御器１２より出力される。この電流制御器１２の基準指令値は、励磁分としては、励磁指令器１０の出力を、トルク分としては、前記誘導機３に接続された速度検出器４から得られる速度信号ωｍを速度指令１１に一致するように制御される速度制御器９から与えられる。さて、この電流制御器１２においては、通常はｉｇ″が一定であり、ｉｇ′＝ｉｇ″，ｉｒ′＝ｉｒ″，ｉｒｓ′＝ｉｒ″ …（１）となっているが、ωｍが高速域に達すると、定トルク運転から、定出力運転となり、ｉｇ′＝Ｋ₁ｉｇ″，ｉｒ′＝ｉｒ″，ｉｒｓ′＝ｉｒ″／Ｋ₁…（２）（ただし、Ｋ₁＜１）という弱め界磁制御となる。

【００１４】さらに、定低速域において、トルクを一定に保ちながら励磁電流指令器１０の値を変更する。一般に、励磁分電流の応答は、トルク分電流の応答よりも遅いため、時定数を考慮して変化させる必要がある。ｉｇ′＝Ｋ₂ｉｇ″，ｉｒ′＝（１−ｅ^-TS ）ｉｒ″／Ｋ₂，ｉｒｓ′＝（１−ｅ^-TS ）ｉｒ″／Ｋ₂ …（３）（ただし、Ｋ₂＞１）その結果、各状況に応じた効率の良い運転が可能となる。図２に示す第２の実施例では、静止トルクという、誘起電圧が０となる状況であるため、励磁分電流とトルク分電流の比を１対１にすることが可能である。そのため、特に静止トルクを必要とする時に、図２に示すような静止トルク指令１３により、

【００１５】ｉｇ′＝Ｋｉｇ″＝ｉｒ″／Ｋ₂，ｉｒ′＝（１−ｅ^-TS ）ｉｒ″／Ｋ₂，ｉｒｓ′＝（１−ｅ^-TS ）ｉｒ″／Ｋ₂ …（４）となり、理想的な省電流条件が得られる。なお、図１及び図２では電圧形インバータを用いたが、他の周波数変換器であっても、同様の効果が得られる。また、各指令電流値の変更について、（３），（４）式を用いたが、定トルク状態を状態観測器を用いてフィードバック制御しても良い。その他本考案の主旨を逸脱しない範囲で、種々の変更は可能である。

【００１６】

【考案の効果】

以上のように、第１の考案によれば、励磁電流分と、トルク電流分の分配の各状態に応じて最適に制御できるため、効率を上げることができる。また、第２の考案によれば、射出成形機等の静止トルクを多用する場合において、効果的に効率を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の図。

【図２】本考案の他の実施例の図。

【図３】従来の制御装置の実施例の図。

【図４】従来の制御装置における電流ベクトル図。

【図５】本考案の他の実施例における電流ベクトル図。

【符号の説明】

１…周波数変換器、３…誘導電動機、４…速度検出器、
５…ＰＷＭパルス発生回路、７…回転角変換器、９…速
度制御器、１０…励磁分電流指令器、１１…速度指令
器、１２…電流制御装置、１３…静止トルク指令、２
１，２２…ＣＴ（電流検出器）、６１，６２…座標変換
器、８１，８２…電流制御器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】三相誘導電動機の線電流を励磁に寄与す
る励磁電流成分と、トルクに寄与するトルク電流成分に
分離し、制御する周波数変換器を具備してなる誘導電動
機の制御装置において、出力トルクを保ちながら励磁電
流成分を積極的に操作する電流制御装置を具備する誘導
電動機の制御装置。