JPH06296396A - Method and device for controlling speed of induction motor - Google Patents
Method and device for controlling speed of induction motorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機の速度制御
方法及び装置にかかわり、特に電圧型インバータを用い
て速度制御を行うのに適した誘導電動機の速度制御方法
及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induction motor speed control method and apparatus, and more particularly to an induction motor speed control method and apparatus suitable for performing speed control using a voltage type inverter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電圧型インバータを用いた誘導電動機の
速度制御システムでは、サイリスタ等の順変換器で入力
交流電力を直流に変換し、その後その直流電力をＧＴＯ
等の逆変換器で再度交流に変換して誘導電動機を駆動す
る。そして順変換器出力の直流電圧と逆変換器出力周波
数をコントローラで制御することにより、誘導電動機を
速度制御する。このような速度制御システムにより、例
えば発電プラントのポンプ駆動用誘導電動機を制御する
場合には、コントローラなどの故障でも運転が続けられ
るようにする必要があり、このためコントロ−ラを２重
化した待機２重系システムが用いられている。2. Description of the Related Art In an induction motor speed control system using a voltage type inverter, a forward converter such as a thyristor converts input AC power into DC, and then the DC power is converted into GTO.
Then, the inverse converter such as the above converts it into an alternating current again to drive the induction motor. Then, the DC voltage of the forward converter output and the inverse converter output frequency are controlled by the controller to control the speed of the induction motor. When controlling an induction motor for driving a pump of a power plant by such a speed control system, for example, it is necessary to continue operation even if the controller or the like fails. Therefore, the controller is duplicated. A standby dual system is used.
【０００３】このコントローラを２重化したシステムで
は、現用系のコントローラが異常になって待機系へ切り
替えるとき、どうしてもある切替時間を必要とする。こ
の切替時間中は、図５に示したように時刻ｔ1 で切り替
えが開始されると、順変換器は停止されて逆変換器への
流入電流は０となり、これにしたがって誘導電動機電流
も０になってその回転速度が誘導電動機及びその負荷の
機械的特性に応じて低下する。従って誘導電動機の誘起
電圧も下降する。一方、逆変換器入力電圧は順変換器出
力を平滑するための平滑コンデンサにより時刻ｔ1 以降
もほぼ一定に維持される。このため、再起動時（図５時
刻ｔ2 ）には逆変換器の入力電圧が正常な制御状態の時
とは異なった相対値となり、図５に示したような１６０
％にも達する大きな突入電流が流れ、逆変換器の故障原
因になるなどの問題があった。In a system in which this controller is duplicated, a certain switching time is inevitably required when the active system controller becomes abnormal and switches to the standby system. During this switching time, when switching is started at time t1 as shown in FIG. 5, the forward converter is stopped and the inflow current to the inverse converter becomes 0, and accordingly, the induction motor current also becomes 0. As a result, the rotation speed decreases according to the mechanical characteristics of the induction motor and its load. Therefore, the induced voltage of the induction motor also drops. On the other hand, the inverse converter input voltage is maintained substantially constant after time t1 by the smoothing capacitor for smoothing the output of the forward converter. Therefore, at the time of restart (time t2 in FIG. 5), the input voltage of the inverse converter has a relative value different from that in the normal control state, and the input voltage is 160% as shown in FIG.
%, A large inrush current flows, causing problems with the reverse converter.
【０００４】この問題を解決するための従来例には、例
えば電気学会「産業電力電気応用研究会資料IEA-92-16
（101〜102頁）」に示さたものがある。この従来例で
は、逆変換器を２台設置し、２つの逆変換器の位相差を
可変制御できるようにして逆変換器出力電圧と誘導電動
機誘起電圧とが一致するように制御することで、大きな
突入電流の発生を防いでいる。As a conventional example for solving this problem, for example, the Institute of Electrical Engineers of Japan “Industrial Electricity and Electrical Application Study Group Material IEA-92-16”
(Pages 101 to 102) ”. In this conventional example, two inverse converters are installed, the phase difference between the two inverse converters can be variably controlled, and the inverse converter output voltage and the induction motor induced voltage are controlled to match each other. It prevents the generation of large inrush current.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術で
は、逆変換器を２重化する必要があり、コントローラだ
けを２重化して順変換器、逆変換器は１つとしたシステ
ムでは適用できなかった。In the above-mentioned prior art, it is necessary to duplicate the inverse converter, and this cannot be applied to a system in which only the controller is duplicated and the forward converter and the inverse converter are combined into one. It was
【０００６】本発明の目的は、コントローラのみを２重
化したシステムの切り替え時にも、過大な突入電流が流
れないようにした誘導電動機の速度制御方法及び装置を
提供するにある。An object of the present invention is to provide a speed control method and apparatus for an induction motor in which an excessive inrush current does not flow even when a system in which only a controller is duplicated is switched.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的は、交流電源
を直流可変電圧に変換するための順変換器と該変換器出
力の直流電圧を平滑するための平滑コンデンサと該コン
デンサにより平滑された直流電圧を可変周波の交流に変
換するための逆変換器と上記順変換器及び逆変換器の動
作を制御するための２重化されたコントローラとからな
るシステムを用いて、上記逆変換器の出力交流により駆
動される誘導電動機の速度制御を行うための誘導電動機
の速度制御方法において、作動中の現用系コントローラ
が異常になって待機系コントローラへ切替えて誘導電動
機の運転を継続する場合に、上記異常となった現用系コ
ントローラを切り離した後に、まず上記待機系であった
コントローラから上記逆変換器のみを誘導電動機の回転
数とその出力周波数とが同期するように制御する同期化
運転モードで作動させて、誘導電動機と上記逆変換器の
同期化を行い、その後上記待機系であったコントローラ
から順変換器を作動開始させて誘導電動機を再加速制御
することにより達成される。The above object is achieved by a forward converter for converting an AC power supply into a DC variable voltage, a smoothing capacitor for smoothing a DC voltage of the converter output, and a smoothing capacitor by the capacitor. A system comprising an inverse converter for converting a DC voltage into a variable frequency alternating current and a dual controller for controlling the operations of the forward converter and the inverse converter is used to In the speed control method of the induction motor for performing speed control of the induction motor driven by the output AC, when the active system controller in operation becomes abnormal and switches to the standby system controller to continue the operation of the induction motor, After disconnecting the working system controller that has become abnormal, first, from the controller that was the standby system, remove only the inverse converter from the rotation speed of the induction motor and its output frequency. The induction motor and the inverse converter are synchronized by operating in a synchronous operation mode in which the and are controlled so as to synchronize with each other, and then the controller which was the standby system starts the operation of the forward converter to operate the induction motor. This is achieved by controlling the reacceleration.
【０００８】[0008]
【作用】順変換器を停止したままで逆変換器のみの周波
数制御による同期化モ−ド運転を行っている間は、順変
換器から平滑コンデンサへの電流供給が行われないた
め、同期化モ−ド運転中に逆変換器を介して誘導電動機
に流れる電流により平滑コンデンサの電圧が低下し、そ
の後再起動を行うので突入電流を抑制できる。[Operation] While the forward converter is stopped, the current is not supplied from the forward converter to the smoothing capacitor during the synchronization mode operation by the frequency control of the inverse converter only. During the mode operation, the voltage of the smoothing capacitor is lowered by the current flowing through the induction motor through the inverse converter, and the restart is performed thereafter, so that the inrush current can be suppressed.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。図２は本発明の方法を適用した誘導電動機の速度制
御システムを示すもので、交流電源１からの交流電力が
サイリスタ順変換器２、直流リアクトル３および平滑コ
ンデンサ４により直流に変換され、この直流電力がさら
にＧＴＯ逆変換器５で可変周波数の交流に変換されて誘
導電動機６へ供給される。サイリスタ順変換器の入力電
流及び入力電圧は電流変成器（ＣＴ）７及び電圧変成器
（ＰＴ）８により検出され、平滑コンデンサ４の電圧は
直流電圧検出器９により検出され、また誘導電動機６の
端子電圧は電圧変成器１０で検出され、これらは通常現
用系となるＡ系コントローラ１３及び通常は待機系とな
るＢ系コントローラ１４へ入力される。切替器１１は、
Ａ系コントローラ１３及びＢ系コントローラ１４から出
力されるサイリスタ順変換器２へのゲ−トパルス信号を
選択し、切替器１２は、Ａ系コントロ−ラ１３およびＢ
系コントロ−ラ１４から出力されるＧＴＯ逆変換器５の
ゲ−トパルス信号を選択する。指令装置１５は各コント
ローラへの操作入力を与える。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples. FIG. 2 shows a speed control system of an induction motor to which the method of the present invention is applied. AC power from an AC power supply 1 is converted into DC by a thyristor forward converter 2, a DC reactor 3 and a smoothing capacitor 4, and this DC The electric power is further converted by the GTO inverse converter 5 into an alternating current having a variable frequency and supplied to the induction motor 6. The input current and input voltage of the thyristor forward converter are detected by the current transformer (CT) 7 and the voltage transformer (PT) 8, the voltage of the smoothing capacitor 4 is detected by the DC voltage detector 9, and the voltage of the induction motor 6 is changed. The terminal voltage is detected by the voltage transformer 10, and these are input to the A system controller 13 which is usually the active system and the B system controller 14 which is usually the standby system. The switch 11 is
The gate pulse signal to the thyristor forward converter 2 output from the A-system controller 13 and the B-system controller 14 is selected, and the switching device 12 is operated by the A-system controller 13 and B.
The gate pulse signal of the GTO inverse converter 5 output from the system controller 14 is selected. The command device 15 gives an operation input to each controller.
【００１０】図３はコントロ−ラ１３の詳細構成例を示
したもので、コントローラ１４も同じ構成である。同図
に於て、ゲ−トパルス発生器（Ｃ−ＧＰＧ）２１は、電
圧変成器８出力の入力交流に同期した信号でかつその位
相が制御角信号αで決まるパルスＧαを発生し、サイリ
スタ順変換器２へそのゲ−トパルスを供給するもので、
そのパルス出力のＯＮＮ／ＯＦＦはゲ−トブロック信号
ＣB により制御される。一方、ゲ−トパルス発生器（Ｉ
−ＧＰＧ）２２は、周波数信号ｆに応じた周波数のゲ−
トパルスＧf を発生し、ＧＴＯ逆変換器（ＩＮＶ）５へ
そのゲ−トパルスを供給するもので、その出力パルスの
ＯＮ／ＯＦＦはゲ−トブロック信号ＩBにより制御され
る。そしてこのパルスの印加は、スタ−ト信号ＳＴによ
りＧＴＯ逆変換器５の交流出力の特定相（例えば第１相
であるＵ相）の位相“０”より同期スタ−トできるよう
に構成されている。電流制御手段（ＡＣＲ）２３は、電
流指令信号ＩRef と電流検出器２４からの電流検出信号
ＩFBとより、サイリスタ順変換器２の入力電流が電流指
令値ＩRef になるような制御角信号αを演算し、電圧制
御手段２５は、電圧指令値ＶRef と直流電圧検出器２６
からの電圧検出信号ＶFBとを入力し、平滑コンデンサ４
の電圧が電圧指令値ＶRef になるような電流指令信号Ｉ
Ref を演算する。周波数制御手段２７は、周波数指令値
ＦRef と電圧指令値ＶRef と電圧検出信号ＶFBとを入力
し、ゲ−トパルス発生器２２への周波数信号ｆを演算す
るもので、その中の演算手段２９は電圧検出信号ＶFBと
その微分値を加算した値、すなわちＶFB（１＋ＴＳ）を
出力し（Ｔは時定数、Ｓは微分演算子）、減算手段２８
は電圧指令値ＶRef より演算手段２９の演算出力値を減
算し、そして演算手段３０は減算手段２８の演算出力値
に定数を掛け、その結果を周波数指令値ＦRef で割る。
すなわち、FIG. 3 shows a detailed configuration example of the controller 13, and the controller 14 has the same configuration. In the figure, a gate pulse generator (C-GPG) 21 generates a pulse Gα which is a signal synchronized with the input AC of the output of the voltage transformer 8 and the phase of which is determined by the control angle signal α. Which supplies the gate pulse to the converter 2,
ONN / OFF of the pulse output is controlled by the gate block signal CB. On the other hand, a gate pulse generator (I
-GPG) 22 is a gate for a frequency corresponding to the frequency signal f.
A gate pulse G f is generated and the gate pulse is supplied to the GTO inverse converter (INV) 5. The ON / OFF of the output pulse is controlled by the gate block signal IB. The application of this pulse is constructed so that the start signal ST can be synchronously started from the phase "0" of a specific phase (for example, the U phase which is the first phase) of the AC output of the GTO inverse converter 5. There is. The current control means (ACR) 23 uses the current command signal I Ref and the current detection signal I FB from the current detector 24 to control the angle signal so that the input current of the thyristor forward converter 2 becomes the current command value I Ref. The voltage control means 25 calculates α, and the voltage control means 25 calculates the voltage command value V Ref and the DC voltage detector 26.
The voltage detection signal V FB from
Current command signal I such that the voltage of V becomes the voltage command value V Ref
Calculate Ref . The frequency control means 27 inputs the frequency command value F Ref , the voltage command value V Ref and the voltage detection signal V FB, and calculates the frequency signal f to the gate pulse generator 22. The calculation means therein. Reference numeral 29 outputs a value obtained by adding the voltage detection signal V FB and its differential value, that is, V FB (1 + TS) (T is a time constant, S is a differential operator), and the subtracting means 28.
Subtracts the operation output value of the operation means 29 from the voltage command value V Ref , and the operation means 30 multiplies the operation output value of the subtraction means 28 by a constant, and divides the result by the frequency command value F Ref .
That is,
【数１】Ｋ[ＶRef −ＶFB(１＋ＴＳ)]／ＦRef の演算を行なう。減算手段３１は、演算手段３０の出力
を周波数指令値ＦRef から減算する。故障診断手段３３
は、自系コントロ−ラの故障診断を行い、指令演算手段
３２は、速度指令、自系及び他系コントロ−ラの正常／
異常信号、電圧変成器１０よりの電動機の端子電圧検出
信号を入力し、周波数指令値ＦRef、電圧指令値ＶRef、
ゲ−トブロック信号ＣB およびＩB 、スタ−ト信号ＳＴ
を算出する。[ Formula 1] K [V Ref −V FB (1 + TS)] / F Ref is calculated. The subtracting means 31 subtracts the output of the calculating means 30 from the frequency command value F Ref . Failure diagnosis means 33
Performs a failure diagnosis of the own system controller, and the command calculation means 32 determines whether the speed command, normal system / other system controller
The abnormal signal and the terminal voltage detection signal of the electric motor from the voltage transformer 10 are input, and the frequency command value F Ref , the voltage command value V Ref ,
Gate block signals CB and IB, start signal ST
To calculate.
【００１１】図１は、本発明の特徴とする指令演算手段
３２の一実施例を示すブロック図である。時間遅れ手段
（ＴＤ１）４８は、他系異常信号より△Ｔ1 時間遅れた
信号を発生して切替後の同期化開始許可信号を作成し、
時間遅れ手段（ＴＤ1）３４は、同期化後の順変換器２
の制御開始許可信号を作成する。零位相検出手段３５
は、誘導電動機６の端子電圧の検出値より、特定相（例
えば 第１相であるＵ相）の電圧零位相を検出し、位相
同期手段３６は、切替後に同期化開始許可信号が時間遅
れ手段４８から出力されたのち、零位相検出手段３５か
らの最初の電圧“０”位相検出に同期して、同期化開始
タイミング信号を作成し、これがオンしたときにアンド
ゲート３７から実際の同期化開始信号が出力され、自系
正常時にアンドゲート３８から出力される。周波数検出
手段３９は、誘導電動機６の端子電圧より周波数を検出
し、検出値記憶手段４０は同期化開始タイミング信号発
生時の周波数検出値を記憶し、同期化周波数指令作成手
段４１は、上記記憶された周波数検出値よりスタ−ト
し、誘導電動機６とその負荷で決まるＧＴＯ逆変換器５
の切離し時の減速特性に比例した周波数指令値を作成す
る。加速周波数指令作成手段４２は、加速周波数指令値
を作成するもので、切替再加速時に順変換器２の制御開
始タイミング時の同期化周波数指令値より、一定の変化
率で速度指令値に応じた周波数指令値まで次第に加速す
る周波数指令値を出力する。切替手段４３は、同期化運
転モード／加速運転モ−ドでの周波数指令値を切り替
え、切替手段４４は、加速運転モ−ドの時、周波数指令
を電圧指令とするものである。アンドゲート４５は、自
系正常時の条件を加えて順変換器２のゲ−トブロック解
除信号（図３のＣB をオフとする）を作成し、オアゲー
ト４６、４７は、常用系モ−ドか待機系モ−ドかあるい
は運転開始かの条件を加えるＯＲ手段で、運転開始で常
用系モ−ドの場合は運転開始とともに加速開始し、運転
開始中で待機系モ−ドの場合は他系異常で切替処理指令
を行なう。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the command calculation means 32 which is a feature of the present invention. The time delay means (TD1) 48 generates a signal delayed by .DELTA.T1 time from the abnormal signal of the other system to generate a synchronization start permission signal after switching,
The time delay means (TD1) 34 is the forward converter 2 after synchronization.
Create a control start permission signal for. Zero phase detection means 35
Detects a voltage zero phase of a specific phase (for example, the U phase which is the first phase) from the detected value of the terminal voltage of the induction motor 6, and the phase synchronization unit 36 outputs the synchronization start permission signal after the switching to the time delay unit. After being output from 48, a synchronization start timing signal is created in synchronization with the first voltage “0” phase detection from the zero phase detection means 35, and when this is turned on, the actual synchronization start from the AND gate 37. A signal is output and is output from the AND gate 38 when the own system is normal. The frequency detection means 39 detects the frequency from the terminal voltage of the induction motor 6, the detection value storage means 40 stores the frequency detection value when the synchronization start timing signal is generated, and the synchronization frequency command creating means 41 stores the above storage. The GTO inverse converter 5 is started from the detected frequency value and is determined by the induction motor 6 and its load.
Create a frequency command value that is proportional to the deceleration characteristics when disconnecting. The acceleration frequency command creating means 42 creates an acceleration frequency command value and responds to the speed command value at a constant rate of change from the synchronization frequency command value at the control start timing of the forward converter 2 during switching re-acceleration. The frequency command value that gradually accelerates to the frequency command value is output. The switching means 43 switches the frequency command value in the synchronized operation mode / acceleration operation mode, and the switching means 44 uses the frequency command as a voltage command in the acceleration operation mode. The AND gate 45 creates the gate block release signal (turns off CB in FIG. 3) of the forward converter 2 by adding the condition under normal condition of its own system, and the OR gates 46 and 47 are in the normal system mode. An OR means for adding a condition of a standby system mode or an operation start. Acceleration starts with the operation start in the case of the normal system mode at the start of operation, and another system in the case of the standby system mode during the operation start. Switch command is issued due to an abnormality.
【００１２】次に本実施例の動作を説明する。図４は本
実施例の方法による制御動作の例を示すもので、１００
％運転中の時刻ｔ1 に現用系のコントローラで異常が検
出されると、これによってゲートブロック信号ＣB 、Ｉ
B がともにオンし、順変換器２及び逆変換器５がともに
オフとされる。このとき、逆変換器入力電流、誘導電動
機電流、周波数はともに０となるが、逆変換器入力電圧
は平滑コンデンサ４により保持されて殆ど変化しない。
またこの間、誘導電動機６の速度は図のように次第に低
下し、これに伴って誘導電動機６の端子電圧（電圧変成
器１０の出力）も次第に低下していく（図示を省略）。
一方、この両変換器停止が始まった時刻ｔ1 から待機系
コントローラでは時間遅れ手段４８が作動し、その設定
時間が経過すると同期化開始信号が出力され、この時点
から最初に誘導電動機６の端子電圧が零位相となったと
きに位相同期手段３６から同期化開始タイミング信号が
出力される。このタイミングがアンドゲート３７を通
り、待機系が正常ならアンドゲート３８も通って出力さ
れ、逆変換器５が起動される。この時刻が図４の時刻ｔ
2 に相当する。このとき、同期化周波数指令作成手段４
１から出力された周波数指令値が切替手段４３経由で出
力され、誘導電動機６と逆変換器５の周波数が同期する
ようにする同期化運転が行われる。この運転により、平
滑コンデンサ４の電荷が逆変換器５へ流れてコンデンサ
４の電圧が低下し、後の再起動開始時点の突入電流を抑
制するのに役立つ。Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 4 shows an example of the control operation according to the method of this embodiment.
% When an abnormality is detected by the active system controller at time t1 during operation, the gate block signals CB and I are thereby detected.
Both B are turned on, and both the forward converter 2 and the inverse converter 5 are turned off. At this time, the inverse converter input current, the induction motor current, and the frequency are all 0, but the inverse converter input voltage is held by the smoothing capacitor 4 and hardly changes.
Further, during this period, the speed of the induction motor 6 gradually decreases as shown in the figure, and accordingly, the terminal voltage of the induction motor 6 (output of the voltage transformer 10) also gradually decreases (not shown).
On the other hand, the time delay means 48 is activated in the standby system controller from the time t1 when the two converters stop, and the synchronization start signal is output when the set time elapses, and the terminal voltage of the induction motor 6 is first from this time point. When the phase becomes zero, the phase synchronization means 36 outputs a synchronization start timing signal. This timing passes through the AND gate 37, and if the standby system is normal, it is also output through the AND gate 38 and the inverse converter 5 is activated. This time is time t in FIG.
Equivalent to 2. At this time, the synchronization frequency command creating means 4
The frequency command value output from 1 is output via the switching means 43, and the synchronizing operation is performed so that the frequencies of the induction motor 6 and the inverse converter 5 are synchronized. By this operation, the electric charge of the smoothing capacitor 4 flows to the inverse converter 5 and the voltage of the capacitor 4 drops, which is useful for suppressing the inrush current at the start of the subsequent restart.
【００１３】しかし時刻ｔ2 、即ち同期化運転開始直後
には、平滑コンデンサ４、逆変換器５、誘導電動機６の
間で過度振動現象が発生する。そこで本実施例では、図
３に示したように、周波数制御手段２７が設けられてい
る。即ち、演算手段２９で平滑コンデンサ４の端子直流
電圧の微分値を求めているが、これは上記過度現象のパ
ワースイング量に対応している。従ってこの微分値を直
流電圧とともに電圧制令値ＶRef から差し引くことで、
上記の過度現象による振動電流を低減させている。However, at time t2, that is, immediately after the start of the synchronizing operation, an excessive vibration phenomenon occurs between the smoothing capacitor 4, the inverse converter 5 and the induction motor 6. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the frequency control means 27 is provided. That is, the calculation means 29 calculates the differential value of the terminal DC voltage of the smoothing capacitor 4, which corresponds to the power swing amount of the transient phenomenon. Therefore, by subtracting this differential value together with the DC voltage from the voltage regulation value V Ref ,
The oscillating current due to the above transient phenomenon is reduced.
【００１４】以上の同期化動作に十分な時間が経過する
と、時刻ｔ2 からその動作を開始していた時間遅れ手段
３４の設定時間が経過し、順変換器２の制御開始許可信
号が時刻ｔ3 に出力される。この出力により、加速周波
数指令値作成手段４２が作動して一定の割合で上昇する
加速周波数指令値を生成するとともに、上記制御開始許
可信号により切替手段４３及び４４が切り替えられて、
加速周波数指令値が周波数指令値及び電圧指令値として
出力される。これと同時にアンドゲート４５を介して順
変換器２のゲートブロック信号ＣB が解除され、順変換
器２の運転が開始されて誘導電動機６は再加速制御には
いる。When the time sufficient for the above synchronizing operation has elapsed, the set time of the time delay means 34 that has started the operation from time t2 has elapsed, and the control start permission signal of the forward converter 2 has reached time t3. Is output. With this output, the acceleration frequency command value creating means 42 operates to generate an acceleration frequency command value that rises at a constant rate, and the switching means 43 and 44 are switched by the control start permission signal.
The acceleration frequency command value is output as the frequency command value and the voltage command value. At the same time, the gate block signal CB of the forward converter 2 is released via the AND gate 45, the operation of the forward converter 2 is started, and the induction motor 6 enters the reacceleration control.
【００１５】以上のようにして、同期化運転を再加速の
前に行うことにより、逆変換器５の運転開始時（時刻ｔ
2 ）には順変換器２よりの電力供給がないため、その突
入電圧は従来の６２％程度（図５）から図４のように２
７％程度にまで低下し、これにともなって突入電流も従
来の１６０％程度から図４の１２０％程度へと低減でき
る。By performing the synchronized operation before the re-acceleration as described above, at the start of the operation of the inverse converter 5 (time t
Since there is no power supply from the forward converter 2 in 2), the rush voltage is about 62% of that of the conventional one (Fig. 5) to 2% as shown in Fig. 4.
It is reduced to about 7%, and along with this, the inrush current can be reduced from the conventional 160% to about 120% in FIG.
【００１６】尚、２重系コントローラからの制御の例と
したが、そうではなく単一のコントローラの例、即ち、
誘導電動機の起動制御一般としても適用できる。Although the example of the control from the dual system controller has been described, the example of a single controller, that is,
It can also be applied as a general starting control for an induction motor.
【００１７】[0017]
【発明の効果】本発明によれば、２重系コントロ−ラの
切替時に、逆変換器への突入電流を大幅に抑制できると
いう効果がある。また、平滑コンデンサ端子電圧の微分
値による周波数補正制御により、同期化を早期に行なえ
るという効果がある。According to the present invention, there is an effect that the inrush current to the inverse converter can be greatly suppressed when the double system controller is switched. In addition, the frequency correction control based on the differential value of the smoothing capacitor terminal voltage has an effect that the synchronization can be performed early.
【図１】本発明の特徴とする指令演算部の一実施例を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a command calculation unit that is a feature of the present invention.
【図２】本発明を適用した誘導電動機の速度制御システ
ムの構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a speed control system for an induction motor to which the present invention is applied.
【図３】図１のコントロ−ラの一実施例を示すブロック
図である。FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the controller shown in FIG.
【図４】本発明の方法によるコントローラ切り替え時の
動作波形例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of operation waveforms when switching the controller according to the method of the present invention.
【図５】従来の方法によるコントローラ切り替え時の動
作波形例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of operation waveforms when a controller is switched by a conventional method.
１ 交流電源 ２ サイリスタ順変換器 ４ 平滑コンデンサ ５ ＧＴＯ逆変換器 ６ 誘導電動機 １３ コントローラ １４ コントロ−ラ ２７ 周波数制御手段 ２９ 演算手段 ３２ 指令演算手段 ３４ 時間遅れ手段 ４１ 同期化周波数指令作成手段 ４２ 加速周波数指令作成手段 ４８ 時間遅れ手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2 Thyristor forward converter 4 Smoothing capacitor 5 GTO inverse converter 6 Induction motor 13 Controller 14 Controller 27 Frequency control means 29 Computing means 32 Command computing means 34 Time delay means 41 Synchronization frequency command creating means 42 Acceleration frequency Command creation means 48 hours delay means
Claims (11)
の順変換器と該変換器出力の直流電圧を平滑するための
平滑コンデンサと該コンデンサにより平滑された直流電
圧を可変周波の交流に変換するための逆変換器と上記順
変換器及び逆変換器の動作を制御するための２重化され
たコントローラとからなるシステムを用いて、上記逆変
換器の出力交流により駆動される誘導電動機の速度制御
を行うための誘導電動機の速度制御方法において、作動
中の現用系コントローラが異常になって待機系コントロ
ーラへ切替えて誘導電動機の運転を継続する場合に、上
記異常となった現用系コントローラを切り離した後に、
まず上記待機系であったコントローラから上記逆変換器
のみを誘導電動機の回転数とその出力周波数とが同期す
るように制御する同期化運転モードで作動させて、誘導
電動機と上記逆変換器の同期化を行い、その後上記待機
系であったコントローラから順変換器を作動開始させて
誘導電動機を再加速制御することを特徴とする誘導電動
機の速度制御方法。1. A forward converter for converting an AC power supply into a DC variable voltage, a smoothing capacitor for smoothing the DC voltage of the converter output, and a DC voltage smoothed by the capacitor into a variable frequency AC. Of an induction motor driven by the output AC of the inverse converter, using a system including an inverse converter for controlling the operation of the inverter and a dual controller for controlling the operations of the forward converter and the inverse converter. In the speed control method for an induction motor for speed control, if the active system controller that is operating becomes abnormal and switches to the standby system controller to continue operation of the induction motor, After disconnecting
First, the controller that was the standby system is operated in a synchronized operation mode in which only the inverse converter is controlled so that the rotation speed of the induction motor and its output frequency are synchronized, and the induction motor and the inverse converter are synchronized. Is performed, and then the forward converter is activated from the controller that was the standby system to re-accelerate and control the induction motor.
換器への周波数指令値は、前記異常となったコントロー
ラが切り離されてから上記同期化運転モード開始時点ま
での時間と、誘導電動機及びその負荷の機械的特性とか
ら求めた上記同期化運転モード開始時点の誘導電動機の
予測回転数にもとづいて生成することを特徴とする請求
項１記載の誘導電動機の速度制御方法。2. The frequency command value to the inverse converter in the synchronous operation mode includes the time from the disconnection of the abnormal controller to the start time of the synchronous operation mode, the induction motor and its load. 3. The speed control method for an induction motor according to claim 1, wherein the speed is generated based on the predicted rotation speed of the induction motor at the time of starting the synchronized operation mode, which is obtained from the mechanical characteristics of the induction motor.
波数指令値は、前記同期化運転モードにおける周波数指
令値から出発して時間の経過とともに誘導電動機の目標
回転数に対応する周波数の値となるように変化する指令
信号であることを特徴とする請求項２記載の誘導電動機
の速度制御方法。3. The frequency command value to the inverse converter at the time of the reacceleration control is a frequency command value corresponding to the target rotation speed of the induction motor with the passage of time starting from the frequency command value in the synchronous operation mode. 3. The speed control method for an induction motor according to claim 2, wherein the command signal is a command signal that changes so as to become a value.
同期化運転モード開始時点に上記逆変換器への突入電流
のピーク値が減少するように、前記平滑コンデンサ端子
電圧の時間微分値により補正することを特徴とする請求
項１ないし３の内の１つに記載の誘導電動機の速度制御
方法。4. The frequency derivative value of the smoothing capacitor terminal voltage is set to a frequency command value to the inverse converter so that the peak value of the inrush current to the inverse converter decreases at the start of the synchronous operation mode. The method of controlling the speed of an induction motor according to claim 1, wherein the correction is performed by the following method.
値による補正は、上記端子電圧及び時間微分値に比例し
た値を前記順変換器のための電圧指令値から差し引き、
その結果を前記周波数指令値で割った値を該周波数指令
値から差し引くことによって行うことを特徴とする請求
項４記載の誘導電動機の速度制御方法。5. The correction of the smoothing capacitor terminal voltage by a time differential value is performed by subtracting a value proportional to the terminal voltage and the time differential value from a voltage command value for the forward converter.
5. The speed control method for an induction motor according to claim 4, wherein a value obtained by dividing the result by the frequency command value is subtracted from the frequency command value.
の順変換器と、該変換器出力の直流電圧を平滑するため
の平滑コンデンサと、該コンデンサにより平滑された直
流電圧を可変周波の交流に変換するための逆変換器と、
上記順変換器及び逆変換器の動作を制御するための２重
化されたコントローラと、からなり、上記逆変換器の出
力交流により駆動される誘導電動機の速度制御を行うた
めの誘導電動機の速度制御装置において、作動中の現用
系コントローラが異常になって待機系コントローラへ切
替えて誘導電動機の運転を継続する場合に、上記異常と
なった現用系コントローラを切り離す手段と、該切り離
した後にまず上記待機系であったコントローラから上記
逆変換器のみを誘導電動機の回転数とその出力周波数と
が同期するように制御する同期化運転モードで作動させ
て、誘導電動機と上記逆変換器の同期化を行う手段と、
その後で上記待機系であったコントローラから順変換器
を作動開始させて、誘導電動機を再加速制御する手段
と、を有することを特徴とする誘導電動機の速度制御装
置。6. A forward converter for converting an AC power supply into a DC variable voltage, a smoothing capacitor for smoothing the DC voltage of the converter output, and a DC voltage smoothed by the capacitor with a variable frequency AC. An inverse converter for converting to
A dual controller for controlling the operations of the forward converter and the inverse converter, and the speed of the induction motor for controlling the speed of the induction motor driven by the output AC of the inverse converter. In the control device, when the operating system controller in operation becomes abnormal and switches to the standby system controller to continue the operation of the induction motor, a means for disconnecting the abnormal operating system controller and the above From the controller that was a standby system, operate only the above inverse converter in a synchronized operation mode that controls the number of revolutions of the induction motor and its output frequency so as to synchronize the induction motor and the above inverse converter. Means to do
After that, a means for activating the forward converter from the controller, which is the standby system, and controlling the re-acceleration of the induction motor is provided, and the speed control device for the induction motor.
換器への周波数指令値は、前記異常となったコントロー
ラが切り離されてから上記同期化運転モード開始時点ま
での時間と、誘導電動機及びその負荷の機械的特性とか
ら求めた上記同期化運転モード開始時点の誘導電動機の
予測回転数にもとづいて生成することを特徴とする請求
項６記載の誘導電動機の速度制御装置。7. The frequency command value to the inverse converter in the synchronous operation mode includes the time from the disconnection of the abnormal controller to the start time of the synchronous operation mode, the induction motor and its load. 7. The speed control device for an induction motor according to claim 6, wherein the speed is generated based on the predicted rotation speed of the induction motor at the time of starting the synchronized operation mode, which is obtained from the mechanical characteristics of the induction motor.
波数指令値は、前記同期化運転モードにおける周波数指
令値から出発して時間の経過とともに誘導電動機の目標
回転数に対応する周波数の値となるように変化する指令
信号であることを特徴とする請求項７記載の誘導電動機
の速度制御装置。8. The frequency command value to the inverse converter at the time of the reacceleration control is a frequency command value corresponding to the target rotation speed of the induction motor with the passage of time starting from the frequency command value in the synchronous operation mode. The speed control device for an induction motor according to claim 7, wherein the command signal is a command signal that changes so as to become a value.
同期化運転モード開始時点に上記逆変換器への突入電流
のピーク値が減少するように、前記平滑コンデンサ端子
電圧の時間微分値により補正することを特徴とする請求
項６ないし８の内の１つに記載の誘導電動機の速度制御
装置。9. A frequency derivative value of the smoothing capacitor terminal voltage is changed to a frequency command value to the inverse converter so that the peak value of the inrush current to the inverse converter decreases at the start of the synchronous operation mode. 9. The speed control device for an induction motor according to claim 6, wherein the speed control device is corrected by
めの順変換器と、該変換器出力の直流電圧を平滑するた
めの平滑コンデンサと、該コンデンサにより平滑された
直流電圧を可変周波の交流に変換するための逆変換器と
より成り、上記逆変換器の出力交流により駆動される誘
導電動機の速度制御を行うための誘導電動機の速度制御
方法において、上記逆変換器のみを誘導電動機の回転数
とその出力周波数とが同期するように制御する同期化運
転モードで作動させて、誘導電動機と上記逆変換器の同
期化を行い、その後で順変換器を作動開始させて、誘導
電動機を再加速制御することを特徴とする誘導電動機の
速度制御方法。10. A forward converter for converting an AC power supply into a DC variable voltage, a smoothing capacitor for smoothing the DC voltage of the converter output, and a DC voltage smoothed by the capacitor with a variable frequency AC. In the speed control method of the induction motor for controlling the speed of the induction motor driven by the output AC of the above-mentioned reverse converter, only the above-mentioned reverse converter is used to rotate the induction motor. Number and its output frequency are synchronized to operate in a synchronized operation mode to synchronize the induction motor with the inverse converter, and then start the forward converter to restart the induction motor. A method of controlling the speed of an induction motor, characterized by performing acceleration control.
めの順変換器と、該変換器出力の直流電圧を平滑するた
めの平滑コンデンサと、該コンデンサにより平滑された
直流電圧を可変周波の交流に変換するための逆変換器
と、からなり、上記逆変換器の出力交流により駆動され
る誘導電動機の速度制御を行うための誘導電動機の速度
制御装置において、上記逆変換器のみを誘導電動機の回
転数とその出力周波数とが同期するように制御する同期
化運転モードで作動させて、誘導電動機と上記逆変換器
の同期化を行う手段と、その後で順変換器を作動開始さ
せて、誘導電動機を再加速制御する手段と、を有するこ
とを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。11. A forward converter for converting an AC power supply into a DC variable voltage, a smoothing capacitor for smoothing a DC voltage of the converter output, and a DC voltage smoothed by the capacitor with a variable frequency AC. In the speed control device for an induction motor for controlling the speed of the induction motor driven by the output AC of the above-mentioned inverse converter, the inverse converter for converting into A means for synchronizing the induction motor and the inverse converter by operating in a synchronous operation mode in which the rotation speed and its output frequency are controlled to be synchronized, and then starting the operation of the forward converter to induce induction. A means for controlling re-acceleration of the electric motor, and a speed control device for an induction motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5079457A JPH06296396A (en) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | Method and device for controlling speed of induction motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5079457A JPH06296396A (en) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | Method and device for controlling speed of induction motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06296396A true JPH06296396A (en) | 1994-10-21 |
Family
ID=13690416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5079457A Pending JPH06296396A (en) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | Method and device for controlling speed of induction motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06296396A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6747882B2 (en) | 2001-05-22 | 2004-06-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power conversion device |
| JP2007185071A (en) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Toyota Motor Corp | Controller of motor |
| JP2009005443A (en) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Toshiba Corp | Variable-voltage variable-frequency power supply unit and method of detecting abnormality of its standby system |
| CN109941105A (en) * | 2019-04-28 | 2019-06-28 | 中车资阳机车有限公司 | Power supply system is delivered directly in the small impact of one kind |
| JP2021100301A (en) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Power conversion system and control device |
-
1993
- 1993-04-06 JP JP5079457A patent/JPH06296396A/en active Pending
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