JPH0638586A - 電動機駆動用インバータの制御装置 - Google Patents

電動機駆動用インバータの制御装置

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JPH0638586A
JPH0638586A JP4184228A JP18422892A JPH0638586A JP H0638586 A JPH0638586 A JP H0638586A JP 4184228 A JP4184228 A JP 4184228A JP 18422892 A JP18422892 A JP 18422892A JP H0638586 A JPH0638586 A JP H0638586A
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JP
Japan
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inverter
motor
speed
torque
command value
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Application number
JP4184228A
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English (en)
Inventor
Hideaki Nagahama
秀昭 長浜
Koji Nakanishi
孝司 中西
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】機械的に結合した負荷を複数のインバータ駆動
電動機で駆動する際に、安価なインバータと汎用誘導電
動機の組合せで負荷分担に不平衡を生ぜしめないことに
ある。 【構成】機械的に結合した負荷を複数の電動機で駆動す
る際に、負荷の増大と共に回転速度が低下する速度垂下
特性を各電動機に持たせて負荷分担の平衡を図る。その
ために電動機入力電力からその電動機のトルクを演算
し、インバータへの速度指令値からこのトルク演算値の
引き算を速度指令値垂下手段としての加算器に演算さ
せ、電動機負荷の増大に対応して当該電動機の回転速度
を低下させる。更に機械的に結合した負荷を複数の電動
機で駆動する場合は、電動機毎に速度垂下の程度を適切
に設定する速度垂下設定手段を設けて速度垂下度を異な
らせることで、負荷分担を適切に行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、インバータで駆動さ
れる交流電動機の速度特性に関するが、特に機械的に結
合している負荷を複数のインバータ駆動電動機で駆動す
る場合の負荷バランスを良好にする電動機駆動用インバ
ータの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は機械的に結合している負荷を複数
のインバータ駆動電動機で駆動する際の従来例を示した
回路図である。この図4において、電源2からの電力は
1号インバータ11で所望の電圧と周波数の交流電力に
変換され、この交流電力で1号誘導電動機18を運転す
るのであるが、このときの電圧と周波数とは1号速度設
定器15で設定する。それ故1号誘導電動機18の回転
速度は、1号速度設定器15が設定する値に従うように
制御される。即ちオープンループの速度制御である。こ
の1号誘導電動機18の出力は1号減速機13を介して
1号負荷14へ与えられてこれを駆動する。同様に2号
インバータ21もオープンループの速度制御により、電
源2からの電力を2号速度設定器25の設定値に基づく
電圧と周波数の交流電力へ変換し、この交流電力で2号
誘導電動機28を運転するので、2号減速機23を介し
て2号誘導電動機28の出力で2号負荷24を駆動す
る。尚、1号インバータ11と2号インバータ21とを
過電流から保護するため、電流検出器16,26とを備
えて過電流を検出している。
【0003】ここで1号負荷14と2号負荷24とが機
械的に結合していると(例えば走行台車の右車輪が1号
負荷14で左車輪が2号負荷24であるような場合)、
これらを駆動する1号誘導電動機18と2号誘導電動機
28とはそれぞれが負荷を均等に分担しつつ運転するの
が望ましい。しかしながら一般の誘導電動機は負荷が増
大してもその回転速度は僅かしか低下しない特性になっ
ているので、図4に図示のように機械的に結合している
負荷を複数の誘導電動機で駆動する場合は、特定の電動
機に負荷が集中して残余の電動機は軽負荷で運転するよ
うな不平衡状態に陥る恐れがある。このように負荷分担
に不平衡を生じると、過負荷状態で運転している電動機
がストールし、或いは過電流トリップにより停止してし
まい、これに引き続いて他の電動機も停止してしまっ
て、負荷が運転出来なくなる不都合を生じることにな
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこでこのような不都
合を回避するために、図4に図示の従来例回路では1号
誘導電動機18と2号誘導電動機28とは滑りが大きい
特殊設計の電動機を使用する。滑りが大きければ負荷の
増大と共に回転速度が大幅に低下するので、前述した負
荷分担に不平衡が生じる恐れを回避出来る。しかしなが
ら誘導電動機の滑りが大きいことは運転中に発生する電
力損失が大きいことを意味しており、効率が低下すると
共に回転速度の変動も大きく、且つ特殊設計の電動機と
なることから安価な汎用誘導電動機が使用出来ない等の
不具合がある。また複数の汎用誘導電動機を使用して適
切な負荷分担を行おうとすれば、速度制御精度は高いが
高価なインバータ、例えばベクトル制御形のインバータ
を使用して誘導電動機の滑り特性を補正する等の対策が
必要となる。
【0005】そこでこの発明の目的は、機械的に結合し
ている負荷を複数のインバータ駆動の誘導電動機で駆動
する場合に、安価なインバータと安価な汎用誘導電動機
との組合せで負荷分担に不平衡が生じないようにするこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めにこの発明の電動機駆動用インバータの制御装置は、
交流電動機と、この交流電動機へ交流電力を供給するイ
ンバータと、このインバータが出力する交流電力の電圧
と周波数とを速度設定器で設定した速度指令値に対応す
る値に制御するインバータ制御装置とを備えて、前記交
流電動機を所望速度で運転する電動機駆動用インバータ
の制御装置において、前記交流電動機のトルクを検出す
るトルク検出手段と、このトルク検出値の増大に対応し
て前記速度指令値を垂下させる速度指令値垂下手段とを
備えるものとするか、或いは、機械的に結合している装
置を複数の交流電動機で駆動する場合は、これらの交流
電動機へ別個に交流電力を供給するインバータと、これ
らのインバータが出力する交流電力の電圧と周波数のそ
れぞれを速度設定器で設定した速度指令値に対応する値
に別個に制御するインバータ制御装置とを備えて、前記
各交流電動機を所望速度で運転する電動機駆動用インバ
ータの制御装置において、前記交流電動機のトルクを検
出するトルク検出手段と、このトルク検出値の増大に対
応して前記速度指令値を垂下させる速度指令値垂下手段
と、この速度垂下の程度を任意に設定出来る速度垂下設
定手段とを前記各インバータ制御装置に別個に備えるも
のとする。
【0007】
【作用】この発明は、機械的に結合している負荷を複数
の電動機で駆動する場合は、負荷が増大すればその回転
速度が適切に低下する速度垂下特性を各電動機に持たせ
ることにより、負荷分担の平衡を図るものである。その
ために電動機入力電力からその電動機のトルクを演算
し、インバータへ与える速度指令値からこのトルク演算
値を差し引く演算を速度指令値垂下手段としての加算器
に演算させることで、電動機負荷の増大に対応して当該
電動機の回転速度を低下させる。更に機械的に結合して
いる負荷を複数の電動機で駆動する場合は、電動機毎に
速度垂下の程度を変えて適切な負荷分担を行わせる必要
があるので、速度垂下の程度を適切に設定する速度垂下
設定手段を設けるものとする。
【0008】
【実施例】図1は本発明の第1実施例を表した回路図で
ある。この図1において、電源2からの電力はインバー
タ3で所望の電圧と周波数の交流電力に変換され、この
交流電力で誘導電動機4を運転するのであるが、このと
きの電圧と周波数は速度設定器8で設定する速度指令値
に対応した値となるようにオープンループ制御されてい
る。更に誘導電動機4は負荷が増大してもその回転速度
は僅かしか低下しない(即ち滑りが小さい)特性の汎用
誘導電動機を使用している。ここで誘導電動機4の入力
側には電圧検出器5と電流検出器6とを設けており、こ
れらが検出する入力電圧と入力電流とからトルク演算器
7は誘導電動機4のトルクを演算している。
【0009】速度指令値垂下手段としての加算器9は速
度設定器8が設定する速度指令値からこのトルク演算値
を差し引く演算を行うので、インバータ3へ入力する速
度指令値は電動機トルクの増大即ち負荷の増大に対応し
て小さくなる。それ故インバータ3が出力する交流電力
の周波数とこの周波数に比例する電圧とは負荷の増大に
対応して小さくなり、電動機速度を垂下させる。
【0010】図2は本発明の第2実施例を表した回路図
であって、機械的に結合している負荷を複数(図2では
2台)の電動機で駆動する場合を図示している。この図
2において、電源2からの電力は、オープンループ制御
による1号インバータ11で所望の電圧と周波数の交流
電力に変換されて1号誘導電動機12を運転し、この1
号誘導電動機12は1号減速機13を介して1号負荷1
4を駆動するのであるが、このときの電圧と周波数は1
号速度設定器15で設定すること,電流検出器16を備
えていること,2号インバータ21もオープンループ制
御により電源2からの電力を2号速度設定器25の設定
値に基づく電圧と周波数の交流電力へ変換しているこ
と,この交流電力で2号誘導電動機22を運転するので
2号減速機23を介して2号誘導電動機22の出力が2
号負荷24を駆動すること,電流検出器26を備えてい
ること,及び1号負荷14と2号負荷24とは機械的に
結合していることは図4で既述の従来例回路の場合と同
じである。但しこの第2実施例回路で使用している1号
誘導電動機12と2号誘導電動機22とはいずれも汎用
の誘導電動機である。
【0011】更に、1号誘導電動機12の入力側に電圧
検出器31と電流検出器16とを設けて、これらが検出
する入力電圧と入力電流から1号トルク演算器32は誘
導電動機12のトルクを演算し、速度指令値垂下手段と
しての加算器35は1号速度設定器15が設定する速度
指令値からこのトルク演算値を差し引く演算を行い、そ
の演算結果を新たな速度指令値として1号インバータ1
1へ与えているのは図1で既述の第1実施例回路の場合
と同じであるし、2号誘導電動機22の入力側に電圧検
出器41と電流検出器26とを設けて、これらが検出す
る入力電圧と入力電流から2号トルク演算器42は誘導
電動機22トルクを演算し、速度指令値垂下手段として
の加算器45は2号速度設定器25が設定する速度指令
値からこのトルク演算値を差し引く演算を行い、その演
算結果を新たな速度指令値として2号インバータ21へ
与えるのも、図1で既述の第1実施例回路の場合と同じ
である。
【0012】本発明では1号トルク演算器32の出力と
垂下度設定器34の設定値とを乗算器33で乗算し、そ
の演算結果を新たなトルク演算値として加算器35へ与
えている。2号機でも同様に乗算器43が2号トルク演
算器42の演算結果と垂下度設定器44の設定値との乗
算を行い、その演算結果を加算器45へ与えている。こ
のとき、例えば垂下度設定器34の設定値よりも垂下度
設定器44の値を大きく設定しておけば、2号誘導電動
機22の速度垂下の程度が1号誘導電動機12のそれよ
りも大きくなるので、両誘導電動機12,22は適切に
負荷を分担しつつ運転することになる。
【0013】図3は図2に図示の第2実施例回路での負
荷分担の状況を表したグラフであって、横軸はトルク、
縦軸は回転速度を表している。この図3において、直線
Aは1号誘導電動機の速度垂下特性、直線Bは2号誘導
電動機の速度垂下特性をそれぞれが表しているが、2号
誘導電動機の速度垂下の程度が1号誘導電動機の速度垂
下の程度よりも大であるため、1号誘導電動機の無負荷
時の回転速度をN1 、2号誘導電動機の無負荷時の回転
速度をN2 に設定すれば、直線Aと直線BとはC点で交
わることになる。即ち両誘導電動機12,22はいずれ
もN0 なる回転速度で、それぞれがT0 なるトルクで運
転をする。
【0014】
【発明の効果】この発明によれば、オープンループで制
御するインバータが誘導電動機の電源であっても、この
誘導電動機の入力電力から当該電動機のトルクを演算
し、速度指令値からこのトルク演算値を差し引いた結果
を新たな速度指令値としてインバータへ与えることで、
電動機負荷の増大に対応してその速度を垂下させること
が出来る。更にトルク演算値に垂下度設定値を乗算する
ことで、複数電動機はそれぞれの速度垂下特性が異なる
ことになるので、機械的に結合している負荷を複数の交
流電動機で駆動する場合でも負荷分担が不平衡になる恐
れを回避することが出来る。その結果、滑りが大きくな
る特殊設計の誘導電動機や、速度制御精度が良好ではあ
るが高価なベクトル制御形インバータを使用せずに済む
ので、電力損失増大の恐れや、装置が高価になる恐れを
回避出来る効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を表した回路図
【図2】本発明の第2実施例を表した回路図
【図3】図2に図示の第2実施例回路での負荷分担の状
況を表したグラフ
【図4】機械的に結合している負荷を複数のインバータ
駆動電動機で駆動する際の従来例を示した回路図
【符号の説明】
3 インバータ 4 誘導電動機(汎用誘導電動機) 7 トルク演算器 8 速度設定器 9 加算器 11 1号インバータ 12 1号誘導電動機(汎用誘導電動機) 14 1号負荷 15 1号速度設定器 18 1号誘導電動機(特殊設計誘導電動機) 21 2号インバータ 22 2号誘導電動機(汎用誘導電動機) 24 2号負荷 25 2号速度設定器 28 2号誘導電動機(特殊設計誘導電動機) 32 1号トルク演算器 33 乗算器 34 垂下度設定器 35 加算器 42 2号トルク演算器 43 乗算器 44 垂下度設定器 45 加算器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流電動機と、この交流電動機へ交流電力
    を供給するインバータと、このインバータが出力する交
    流電力の電圧と周波数とを速度設定器で設定した速度指
    令値に対応する値に制御するインバータ制御装置とを備
    えて、前記交流電動機を所望速度で運転する電動機駆動
    用インバータの制御装置において、 前記交流電動機のトルクを検出するトルク検出手段と、
    このトルク検出値の増大に対応して前記速度指令値を垂
    下させる速度指令値垂下手段とを備えていることを特徴
    とする電動機駆動用インバータの制御装置。
  2. 【請求項2】機械的に結合している装置を駆動する複数
    の交流電動機と、これらの交流電動機へ別個に交流電力
    を供給するインバータと、これらのインバータが出力す
    る交流電力の電圧と周波数のそれぞれを速度設定器で設
    定した速度指令値に対応する値に別個に制御するインバ
    ータ制御装置とを備えて、前記各交流電動機を所望速度
    で運転する電動機駆動用インバータの制御装置におい
    て、 前記交流電動機のトルクを検出するトルク検出手段と、
    このトルク検出値の増大に対応して前記速度指令値を垂
    下させる速度指令値垂下手段と、この速度垂下の程度を
    任意に設定出来る速度垂下設定手段とを前記各インバー
    タ制御装置に別個に備えていることを特徴とする電動機
    駆動用インバータの制御装置。
JP4184228A 1992-07-13 1992-07-13 電動機駆動用インバータの制御装置 Pending JPH0638586A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014032533A (ja) * 2012-08-03 2014-02-20 Tamagawa Seiki Co Ltd サーボシステム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014032533A (ja) * 2012-08-03 2014-02-20 Tamagawa Seiki Co Ltd サーボシステム

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