JPH0732619B2 - Load drive - Google Patents
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- JPH0732619B2 JPH0732619B2 JP59249621A JP24962184A JPH0732619B2 JP H0732619 B2 JPH0732619 B2 JP H0732619B2 JP 59249621 A JP59249621 A JP 59249621A JP 24962184 A JP24962184 A JP 24962184A JP H0732619 B2 JPH0732619 B2 JP H0732619B2
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- 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
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/0004—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は周波数変換手段の出力で交流電動機を駆動する
装置に関するものである。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a device for driving an AC electric motor with the output of a frequency conversion means.
速度設定部の出力と電動機の実際の速度に比例する出力
との差を演算部で求め、周波数変換手段の出力周波数
が、前記差の出力に応じた値になるように制御し、周波
数変換手段の出力で電動機を付勢することが行われてい
る。The difference between the output of the speed setting unit and the output proportional to the actual speed of the electric motor is calculated by the calculation unit, and the output frequency of the frequency conversion unit is controlled so as to have a value corresponding to the output of the difference, and the frequency conversion unit The electric power is used to energize the electric motor.
ところで電動機の始動頭初に於いては、いうまでもなく
電動機の速度は零であるから速度設定部の出力をいきな
り演算部に入力すると、演算部は大きな出力を出す。そ
うすると電動機は急激に加速されるから電動機に流れ込
む電流は定格電流の数倍にも達する。そうすると当然周
波数変換手段も定格負荷の数倍の負荷耐量を有するもの
にしなければならない。これははなはだ不経済である。By the way, at the beginning of starting the electric motor, needless to say, the speed of the electric motor is zero. Therefore, when the output of the speed setting unit is suddenly input to the arithmetic unit, the arithmetic unit gives a large output. Then, the electric motor is rapidly accelerated, and the current flowing into the electric motor reaches several times the rated current. Then, naturally, the frequency conversion means must also have load withstanding capacity several times the rated load. This is very uneconomical.
そこで速度設定部の出力側にランプ（RAMP）回路を設
け、このランプ回路の出力と電動機の実際の速度に比例
する出力との差を演算部で求め、この演算部の出力に応
じた値になるように周波数変換手段の出力を制御するこ
とが行われている。（特開昭55−46884号公報参照） 速度設定部の出力が急激に変化しても、この出力を受け
てランプ回路の出力は時間をかけて次第に速度設定部の
出力に近づくように変化するから、電動機に流れ込む電
流をそれほど大きくすることなく、次第に加速すること
ができる。ランプ回路を設けることによる効果は加速時
ばかりでなく、電動機を減速する場合にも現われる。つ
まり回生制動が強すぎるとやはり周波数変換手段には大
きな負荷がかかるが、ランプ回路を設けることにより、
回制制動トルクの大きさを制限することができるからで
ある。Therefore, a ramp (RAMP) circuit is provided on the output side of the speed setting unit, the difference between the output of this ramp circuit and the output proportional to the actual speed of the electric motor is calculated by the calculation unit, and the value according to the output of this calculation unit is set. The output of the frequency conversion means is controlled so that (See Japanese Patent Laid-Open No. 55-46884) Even if the output of the speed setting unit suddenly changes, the output of the ramp circuit gradually changes over time to approach the output of the speed setting unit. Therefore, the current can be gradually accelerated without increasing the current flowing into the motor. The effect of providing the ramp circuit is exhibited not only when accelerating but also when decelerating the electric motor. In other words, if regenerative braking is too strong, the frequency conversion means will still be heavily loaded, but by providing a ramp circuit,
This is because the magnitude of the braking braking torque can be limited.
しかし本発明者は種々実験をしていた結果ランプ回路を
速度設定部と演算部との間に設けただけでは、やはり電
動機に流れ込む電流がかなり大きくなることのあること
が分つた。それは例えば停電が発生し、これがごくわず
かな間（電動機が隋性回転しているうち）に復電したよ
うな場合や、電源電圧がごく短時間の間異常に変動した
ような場合である。However, as a result of various experiments conducted by the inventor, it was found that the current flowing into the electric motor could be considerably large only by providing the ramp circuit between the speed setting unit and the arithmetic unit. For example, a power failure occurs and the power is restored for a very short time (while the electric motor is rotating in a drooping manner), or the power supply voltage fluctuates abnormally for a very short time.
停電や電圧の大幅低下が生じたような場合でも、一般に
は直ちに周波数変換手段のスイツチング動作を停止する
ことはせず、ごく短かい時間だけは運転を継続するよう
にしている。しかし、上記のような電源異常が例えば0.
5秒以上程度続いてもスイツチング動作を継続している
と周波数変換手段が誤動作したり周波数変換手段を構成
している回路素子が破壊したりする心配がある。Even when a power failure or a significant drop in voltage occurs, generally, the switching operation of the frequency conversion means is not immediately stopped, but the operation is continued for a very short time. However, the above power failure is, for example, 0.
If the switching operation is continued even if it continues for about 5 seconds or more, the frequency conversion means may malfunction or the circuit element forming the frequency conversion means may be destroyed.
そのため一定時間以上電源異常が続いた場合には周波数
変換手段のスイツチング動作を停止するようにしてい
る。Therefore, the switching operation of the frequency conversion means is stopped when the power supply abnormality continues for a certain time or longer.
このスイツチング動作を停止させてから電動機が隋性で
回転しているうちに電源異常が終了したような場合には
隋性回転の状態から直ちに運転を再開したい。If the power supply abnormality ends while the electric motor is rotating due to the sulciability after the switching operation is stopped, it is desired to immediately restart the operation from the sulci rotation state.
しかしこのような状態のときランプ回路が速度設定部と
演算部との間にあつたのでは前記スイツチング動作を終
了させると、まもなくしてランプ回路の出力は零にな
り、この状態が運転再開まで持続され、それにもかかわ
らず運転再開時には電動機は回転しているから、演算部
の出力は、電動機を制動させるような出力を出すことに
なる。そして演算部は運転再開時の隋性回転の速度が大
きければ大きいほど、回生制動を強めるような信号を出
すことになる。回生制動が強ければ電動機に流れ込む電
流も大きくなるから、周波数変換手段も当然容量の大き
なものが必要になる。However, in such a state, since the ramp circuit is located between the speed setting unit and the arithmetic unit, the output of the ramp circuit becomes zero shortly after the switching operation is terminated, and this state is maintained until the operation is restarted. Since the electric motor is continued and the electric motor is still rotating when the operation is restarted, the output of the arithmetic unit gives an output for braking the electric motor. Then, the calculation unit outputs a signal for intensifying the regenerative braking as the speed of the drooping rotation at the time of restarting the operation is higher. If the regenerative braking is strong, the current flowing into the electric motor also becomes large, so that the frequency conversion means naturally needs to have a large capacity.
本発明はこのような点に鑑み成されたものであって、そ
の目的とするところは定常時には応答時間が速く、復電
時には速度偏差を制限することなく過電流を抑制でき、
しかも復電時に精密な速度制御が行える負荷駆動装置を
提供することにある。The present invention has been made in view of such a point, and its object is to have a fast response time in a steady state and suppress overcurrent without limiting a speed deviation at power recovery,
Moreover, it is to provide a load drive device capable of performing precise speed control at the time of power recovery.
本発明は、電源と交流電動機との間に位置しており、前
記電源から電力を受けて、その周波数を変換し、前記交
流電動機を付勢する周波数変換手段を有するものにおい
て、前記周波数変換手段は、前記電源の停電及び停電後
の復電を検出する停電検出器と、前記交流電動機の運転
速度を設定する速度設定部と、前記交流電動機の速度を
検知する速度検知部と、前記速度設定部の出力と前記速
度検知部の出力との差を演算する速度偏差演算部と、前
記速度偏差演算部の出力の急激な変化を緩衝して出力す
る緩衝部と、前記周波数変換手段の出力周波数を前記速
度偏差演算部の出力に応じて制御するスイッチング制御
部とを備え、前記周波数変換手段は更に前記停電検出器
が停電後の復電を検出したとき、前記速度偏差演算部の
出力に代えて前記緩衝部の出力を前記スイッチング制御
部へ所定期間入力する切り換え回路を備え前記スイッチ
ング制御部は前記緩衝部の出力に応じて前記周波数変換
手段の出力周波数を制御するようにしたものである。The present invention is the one which is located between a power source and an AC electric motor, which receives electric power from the electric power source, converts a frequency of the electric power, and energizes the AC electric motor, wherein the frequency converting unit is provided. Is a power failure detector that detects a power failure of the power source and a power recovery after the power failure, a speed setting unit that sets the operating speed of the AC electric motor, a speed detection unit that detects the speed of the AC electric motor, and the speed setting Speed deviation calculating section for calculating the difference between the output of the section and the output of the speed detecting section, a buffer section for buffering and outputting a sudden change in the output of the speed deviation calculating section, and an output frequency of the frequency converting means. And a switching control unit that controls the speed deviation calculation unit according to the output of the speed deviation calculation unit, wherein the frequency conversion unit further replaces the output of the speed deviation calculation unit when the power failure detector detects a power recovery after a power failure. The above The switching control unit comprises a switching circuit for the output of 衝部 a predetermined period inputted into the switching control unit is one which is adapted to control the output frequency of the frequency conversion means in accordance with the output of the buffer unit.
緩衝部としては従来から速度指令部と演算部との間に設
けていたランプ回路を用いることができる。As the buffer unit, a ramp circuit conventionally provided between the speed command unit and the calculation unit can be used.
以下第１図ないし第８図を参照しながら、本発明をベク
トル制御インバータに実施した場合について説明する。Hereinafter, a case where the present invention is applied to a vector control inverter will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
第１図に於いて、全体を１で示す周波数変換手段は交流
から直流へ変換する順変換器２と直流から交流へ変換す
る逆変換器３と制御回路Ｃとで構成してある。In FIG. 1, the frequency conversion means indicated by 1 as a whole is composed of a forward converter 2 for converting AC to DC, an inverse converter 3 for converting DC to AC, and a control circuit C.
順変換器２は６個のダイオード2a〜2fを三相ブリツジに
接続し、その入力端子を３相交流電源４へ、そして出力
端子を平滑用コンデンサ５へ接続して構成してある。逆
変換器３は６個の主スイツチング素子3a〜3fを三相ブリ
ツジに接続し、その入力端子を平滑用コンデンサ５と共
に順変換器２の出力端子へ、そして出力端子を、図示し
ない負荷を駆動するための三相誘導電動機６へ接続して
構成してある。主スイツチング素子3a〜3fとしてはパワ
ートランジスタを用いているがゲートターンオフサイリ
スタを使用することも可能である。主スイツチング素子
3a〜3fには夫々フライホイールダイオード7a〜7fが接続
してある。The forward converter 2 is configured by connecting six diodes 2a to 2f to a three-phase bridge, connecting its input terminal to a three-phase AC power source 4 and connecting its output terminal to a smoothing capacitor 5. The inverse converter 3 connects the six main switching elements 3a to 3f to the three-phase bridge, drives its input terminal together with the smoothing capacitor 5 to the output terminal of the forward converter 2, and drives the output terminal to a load (not shown). It is configured to be connected to a three-phase induction motor 6 for Although power transistors are used as the main switching elements 3a to 3f, gate turn-off thyristors can also be used. Main switching element
Flywheel diodes 7a to 7f are connected to 3a to 3f, respectively.
第２図に於いて、８は原動機６の運転をしたい速度を設
定する為の速度設定部である。23は速度設定部８の出力
を受けて、これの急激な変化をなまらせ演算部11に出力
するランプ回路。9aは速度信号発生部であつて、これは
電動機６の軸に連結してあり、電動機６の軸の回転速度
に比例した周波数の２相のパルスを出力する。9bは速度
信号変換部であつて速度信号発生部9aからの２相のパル
スを受け、電動機６の回転速度に応じた大きさで、電動
機６の回転方向に応じた極性のアナログ信号を出力する
ように構成してある。つまりこの実施例では速度検知部
は速度信号発生部9aと速度信号変換部9bとで構成してあ
る。このような速度検知部は公知なのでこれ以上の詳細
な説明は省略する。In FIG. 2, reference numeral 8 is a speed setting unit for setting the speed at which the prime mover 6 is to be operated. Reference numeral 23 is a ramp circuit that receives the output of the speed setting unit 8 and blunts a sudden change in the output and outputs it to the calculation unit 11. Reference numeral 9a is a speed signal generator, which is connected to the shaft of the electric motor 6 and outputs a two-phase pulse having a frequency proportional to the rotational speed of the shaft of the electric motor 6. Reference numeral 9b is a speed signal converter, which receives the two-phase pulses from the speed signal generator 9a and outputs an analog signal having a magnitude corresponding to the rotation speed of the electric motor 6 and a polarity corresponding to the rotation direction of the electric motor 6. It is configured as follows. That is, in this embodiment, the speed detecting section is composed of the speed signal generating section 9a and the speed signal converting section 9b. Since such a speed detecting unit is known, a detailed description thereof will be omitted.
演算部11はランプ回路23の出力と速度信号変換部9bの差
を求めるように構成してある。The calculation unit 11 is configured to obtain the difference between the output of the ramp circuit 23 and the speed signal conversion unit 9b.
さて、この差の出力はトルク電流成分指令Ia＊となり、
切換回路100を介して直接指令波発生部13に、あるいは
緩衝部101を介して指令波発生部に入力されるように構
成してある。Now, the output of this difference becomes the torque current component command Ia * ,
It is configured to be directly input to the command wave generation unit 13 via the switching circuit 100 or to the command wave generation unit via the buffer unit 101.
この切換回路100は通常は演算部11の出力を直接指令波
発生部13へ入力するが、電源４に異常が生じ、一度スイ
ツチング動作を中断し、その後電動機６が隋性で回転し
ているときに再付勢する場合には緩衝部101を通して指
令波発生部13へ入力するようになつている。This switching circuit 100 normally inputs the output of the calculation unit 11 directly to the command wave generation unit 13, but when an abnormality occurs in the power supply 4, the switching operation is once interrupted, and then the electric motor 6 is rotating in a drooping manner. In the case of re-energizing, the command wave generator 13 is input through the buffer 101.
以下、その構成について説明する。第２図に示すように
電源４の出力を整流回路102で全波整流する。この全波
整流回路102の出力102aと基準値設定回路103の出力103a
とを比較回路104で比較し、第３図に示す比較回路の出
力104aを得る。図示の例では時点taで停電が発生し、時
点tbで電源が回復したので時点taから時点tbの間で比較
回路の出力が二進法の一方を表わす“H"の信号になつて
いる。The configuration will be described below. As shown in FIG. 2, the output of the power supply 4 is full-wave rectified by the rectifier circuit 102. The output 102a of the full-wave rectification circuit 102 and the output 103a of the reference value setting circuit 103
And are compared by the comparison circuit 104 to obtain the output 104a of the comparison circuit shown in FIG. In the illustrated example, a power failure occurs at the time point ta and the power is restored at the time point tb. Therefore, the output of the comparison circuit becomes the signal of "H" which represents one of the binary systems between the time point ta and the time point tb.
さて、この比較回路104の出力は２つのタイマ105,106に
入力される。このうち一方のタイマ105は比較手段104の
出力が“H"になつてから約15msec後に“H"の信号を出力
し、その後比較手段104の出力が二進法の他の一方の状
態を表わす“L"になつたとき“L"に反転する機能を有し
ている。従つてタイマ105の出力は第３図に示す条件設
定では105aで示すようになる。つまり時点taから時点tc
までの時間は15msecである。The output of the comparison circuit 104 is input to the two timers 105 and 106. One of the timers 105 outputs a signal of "H" about 15 msec after the output of the comparing means 104 becomes "H", and then the output of the comparing means 104 indicates "L" which is the other one of the states. It has a function to invert to "L" when it reaches ". Therefore, the output of the timer 105 becomes as shown by 105a in the condition setting shown in FIG. That is, from time ta to time tc
It takes 15msec.
もう一方のタイマ106は電源異常が生じた時点、つまりt
aから“H"となり、その後一定の時間Ｔだけ“H"の状態
を保つように構成してある。一定時間Ｔは電動機６が電
源異常発生後に電動機６の付勢を解いてから隋性回転し
ているであろう時間に設定する。The other timer 106 is at the time when the power failure occurs, that is, t
It is configured to change from "a" to "H", and thereafter keep the "H" state for a certain time T. The fixed time T is set to a time at which the electric motor 6 is likely to rotate in a droopy manner after the electric power of the electric motor 6 is released after the occurrence of the power supply abnormality.
さてフリツプフロツプFF1はタイマ105の出力が“H"にな
つたことによりその出力端子の出力を“H"にし、タイマ
106の出力が立ち下がつた時点で“L"になるように構成
してある。従つてその出力は、第３図にFF1aで示すよう
になる。切換回路100はこの出力FF1aを受けて、この出
力が“H"になつた後は演算部11から出力される回生制動
を要求する信号が一定値以下になつたことを比較器200
が出力するまで演算部11の出力を緩衝部101を介して指
令波発生部13へ入力し、“L"の状態を持続していたとき
には演算部11の出力を直接指令波発生部13へ入力する。
比較器200は演算部11の出力を入力しこれと基準値設定
器201との出力とを比較し、演算部から出力される回生
制動を要求する信号が一定値以下になつたときに切換回
路100を切換える。The flip-flop FF 1 sets the output of its output terminal to "H" when the output of the timer 105 goes "H",
It is configured so that when the output of 106 falls, it becomes "L". Therefore, its output becomes as shown by FF 1 a in FIG. The switching circuit 100 receives this output FF 1 a, and after this output becomes “H”, the comparator 200 outputs that the signal for requesting regenerative braking output from the calculation unit 11 is below a certain value.
The output of the arithmetic unit 11 is input to the command wave generating unit 13 via the buffer unit 101 until is output, and when the "L" state is maintained, the output of the arithmetic unit 11 is directly input to the command wave generating unit 13. To do.
The comparator 200 inputs the output of the arithmetic unit 11 and compares the output of the arithmetic unit 11 with the output of the reference value setting unit 201, and when the signal output from the arithmetic unit requesting regenerative braking falls below a certain value, a switching circuit. Switch 100.
ところでランプ回路23の出力は時点tc経過後まもなく零
になる。一方電動機６は時点tbで電源が回復したときに
は隋性で回転しているから再付勢すると演算部11からは
回生制動を要求するような信号が出力される。しかし緩
衝部101を通すことにより、回生制動を要求する信号の
急変は緩衝され、電動機６は弱い回生がかつた状態で運
転される。従つて再始動時の電流を小さく抑えた状態で
加速することができる。By the way, the output of the lamp circuit 23 becomes zero shortly after the time tc. On the other hand, the electric motor 6 is rotating in a sulky manner when the power source is restored at the time point tb, so when the motor 6 is re-energized, the calculation unit 11 outputs a signal requesting regenerative braking. However, by passing through the buffer section 101, a sudden change in the signal requesting regenerative braking is buffered, and the electric motor 6 is operated in a state in which weak regeneration has occurred. Therefore, it is possible to accelerate with the current at restart being kept small.
タイマ105と106の出力はFF1へ入力する一方論理回路107
で論理演算する。その結果第３図に示したように時間Ｔ
が経過する以前に電源が回復していれば論理回路107の
出力は107aで示すように停電が発生したにもかかわらず
“L"の状態を持続する。しかし時間Ｔが経過してもなお
かつ停電が回復しなかつた場合には論理回路107は第４
図に107aとして示すように時間Ｔが経過してから、出力
が“H"になる。Outputs of timers 105 and 106 are input to FF 1 , while logic circuit 107
Logically operate with. As a result, as shown in FIG.
If the power is restored before the time elapses, the output of the logic circuit 107 maintains the "L" state despite the occurrence of the power failure as indicated by 107a. However, if the power failure does not recover even after the time T has elapsed, the logic circuit 107 determines the fourth
The output becomes "H" after the time T elapses, as indicated by 107a in the figure.
論理回路107の出力はフリツプフロツプFF2に入力され、
論理回路107の出力が“H"になつたときに、その出力も
“H"の状態になる。そしてこのフリツプフロツプFF2の
出力は電動機停止検知部108から、電動機６が停止した
ことを示す信号が出たときに“L"の状態になる。The output of the logic circuit 107 is input to the flip-flop FF 2 ,
When the output of the logic circuit 107 becomes "H", the output also becomes "H". The output of the flip-flop FF 2 is in the “L” state when the motor stop detector 108 outputs a signal indicating that the motor 6 has stopped.
FF2の出力はタイマ105の出力や周波数変換手段１の負荷
電流が一定値を越えたとき出る信号ocsや、平滑用コン
デンサ５の両端の電圧が一定値を越えたときに出る信号
ovs等と共に論理和回路ORに入力され論理演算される。
この論理和回路ORの出力は否定回路NOTで反転されたの
ち、スイツチング制御部を形成するAND回路109,110で夫
々比較部25の出力と論理演算される。従つてスイツチン
グ制御部は論理和回路ORの出力が“H"のときは主スイツ
チング素子3a〜3fをオフの状態にする。The output of FF 2 is the signal output when the output of the timer 105 or the load current of the frequency conversion means 1 exceeds a certain value, or the signal when the voltage across the smoothing capacitor 5 exceeds a certain value.
It is input to a logical sum circuit OR together with ovs and the like to perform a logical operation.
The output of the OR circuit OR is inverted by the NOT circuit NOT, and is then logically operated with the output of the comparison section 25 by AND circuits 109 and 110 forming the switching control section. Therefore, the switching control section turns off the main switching elements 3a to 3f when the output of the OR circuit OR is "H".
指令波発生部13は切換回路100の動作に応じて演算部11
からの出力を直接、あるいは緩衝部101を介してトルク
電流成分指令として受け取る。そして更に励磁電流成分
設定部14から励磁電流成分指令Ib＊を、そして回転角速
度検知部15から回転角速度信号ωｒを受けて次の各演算
を実行し、各相指令波信号iu＊、iv＊、iw＊を出力す
る。The command wave generation unit 13 operates in accordance with the operation of the switching circuit 100 and the calculation unit 11
Is received as a torque current component command directly or via the buffer unit 101. Further, receiving the excitation current component command Ib * from the excitation current component setting unit 14 and the rotation angular velocity signal ωr from the rotation angular velocity detection unit 15, the following respective calculations are executed and each phase command wave signal iu * , iv * , Output iw * .
iu＊＝Ｉ＊sin（ω1t＋θ） ……（６） 但し Ｉ＊＝Ia＊２＋Ib＊２ ……（９） θ＝tan-1（Ia＊/Ib＊） ……（10） ω１＝ωｒ＋ωｓ ……（11） K:係数 φ：二次鎖交磁束 m:電動機６の相互インダクタンス S:ラプラス変換演算子 T2:電動機６の二次時定数 である。 iu * = I * sin (ω 1 t + θ) ...... (6) However, I * = Ia * 2 + Ib * 2 (9) θ = tan −1 (Ia * / Ib * ) (10) ω 1 = ωr + ωs (11) K: coefficient φ: secondary interlinkage magnetic flux m: mutual inductance of the electric motor 6 S: Laplace transform operator T 2 : the secondary time constant of the electric motor 6.
指令波発生部13はU.S.P4、172、991に示してあるように
公知であり、本発明はこの指令波発生部13の具体的な構
成を要点とするものではないから、これに対するこれ以
上の説明は省略する。The command wave generation unit 13 is known as shown in USP 4,172,991, and the present invention does not make the specific configuration of the command wave generation unit 13 essential. Is omitted.
また、回転角速度検知部15は第５図に示すように、速度
信号発生部9aの二相のパルスの相順により、電動機６の
回転方向を検知する回転方向検知器15aと、速度信号発
生手段９のパルスを回転方向検出器15aの出力に応じて
アツプ又はダウンカウントするアツプ・ダウンカウンタ
15bと、このカウンタ15bの出力に対応する角速度信号ω
ｒ値を出力するテーブル15cとで構成してある。Further, as shown in FIG. 5, the rotation angular velocity detection unit 15 includes a rotation direction detector 15a for detecting the rotation direction of the electric motor 6 and a speed signal generation means according to the phase sequence of the two-phase pulse of the speed signal generation unit 9a. Up / down counter that counts up or down the 9 pulses according to the output of the rotation direction detector 15a.
15b and the angular velocity signal ω corresponding to the output of this counter 15b
It is composed of a table 15c for outputting the r value.
さて、PWMインバータ１の出力端子から電動機６の各相
巻線へ至る間には、電流検出部として変流器16u,16v,16
wが設けてある。Now, between the output terminal of the PWM inverter 1 and each phase winding of the electric motor 6, the current transformers 16u, 16v, 16
w is provided.
主スイツチング素子3aと3bとを制御するベース信号は、
Ｕ相制御回路17uで、指令波信号iu＊と変流器16uの出力
とを受けて生成するようにする。The base signal for controlling the main switching elements 3a and 3b is
The U-phase control circuit 17u receives and generates the command wave signal iu * and the output of the current transformer 16u.
主スイツチング素子3cと3dとを制御するベース信号は、
Ｖ相制御回路17vで、指令波信号iv＊と変流器16vの出力
とを受けて生成するようにする。The base signal that controls the main switching elements 3c and 3d is
The V-phase control circuit 17v receives the command wave signal iv * and the output of the current transformer 16v to generate the signal.
また主スイツチング素子3eと3fとを制御するベース信号
は、Ｗ相制御回路17wで、指令波信号iw＊と変流器16wの
出力とを受けて生成するようにする。The base signal for controlling the main switching elements 3e and 3f is generated by the W-phase control circuit 17w by receiving the command wave signal iw * and the output of the current transformer 16w.
これ等各相制御回路17u,17v,17wは同一構成である。従
つて以下の説明ではｕ相制御回路17uを代表させて説明
する。These phase control circuits 17u, 17v, 17w have the same configuration. Therefore, in the following description, the u-phase control circuit 17u will be described as a representative.
指令波信号iu＊は電圧で与えられるため、これとの演算
上、変換器16uの出力は電流・電圧変換器18で電圧に変
換する。Since the command wave signal iu * is given as a voltage, the output of the converter 16u is converted into a voltage by the current / voltage converter 18 in the calculation with this.
減算部19に指令波信号iu＊と変換器18の出力ｂとを図示
の極性に入力し、減算部19から指令波発生部13の出力iu
＊と変換器18との差の信号ｃを出力するようにする。こ
の差の出力は増幅部20で適当な大きさに増幅しｄとす
る。増幅部20の増幅率はゲイン調整部120の出力によつ
て第３図に15aで示すように電源が回復したあと、電動
機６の加速が終了するまでの間高くされその後は一定に
保たれる。このようにすれば始動時高応答に電流を制御
でき好都合である。常時ゲインを高くすると、電磁音が
大きくなるので望ましくない。The subtraction unit 19 inputs the command wave signal iu * and the output b of the converter 18 in the illustrated polarities, and the subtraction unit 19 outputs the output iu of the command wave generation unit 13
The signal c, which is the difference between * and the converter 18, is output. The output of this difference is amplified by the amplifying section 20 to an appropriate size and is taken as d. The amplification factor of the amplification unit 20 is increased by the output of the gain adjustment unit 120 until the acceleration of the electric motor 6 is completed after the power source is restored as shown by 15a in FIG. 3 and is kept constant thereafter. . This is convenient because the current can be controlled with high response at the time of starting. When the gain is constantly increased, electromagnetic noise is increased, which is not desirable.
増幅部20の出力ｄと搬送波発生部24の出力ｅとを比較部
25で比較し、増幅部20の出力を搬送波で変調して幅変調
パルスを出力するようにする。The output d of the amplifier 20 and the output e of the carrier generator 24 are compared with each other.
The comparison is made at 25, and the output of the amplification section 20 is modulated by the carrier wave so that the width modulated pulse is outputted.
つまり、比較部25は、信号ｄとｅとを比較し、第６図に
示すように（ｄ＞ｅ）となつているときだけ“H"にな
り、（ｄ＜ｅ）のときには“L"となる信号Ｓを発生する
働きをする。従つて、この比較手段25の出力に現われる
信号Ｓは、誤差信号ｄをPWM化した信号となつている。That is, the comparison unit 25 compares the signals d and e, and becomes "H" only when (d> e) as shown in FIG. 6, and becomes "L" when (d <e). Functions to generate a signal S Therefore, the signal S appearing at the output of the comparison means 25 is a signal obtained by converting the error signal d into PWM.
スイツチング制御部を構成する論理回路109と110とは前
述したようにNOT回路の出力とPWM信号Ｓとに応じて主ス
イツチング素子3a,3bをオン・オフ駆動する働きをす
る。従つて主スイツチング素子3aと3bは交互に、一方が
オンのときには他方がオフするようにスイツチングさ
れ、電動機６に電流が供給されることになる。なお第６
図にで示す信号は信号Ｓの反転信号である。As described above, the logic circuits 109 and 110 that form the switching control section function to turn on / off the main switching elements 3a and 3b according to the output of the NOT circuit and the PWM signal S. Therefore, the main switching elements 3a and 3b are alternately switched so that when one is on, the other is off, and the electric current is supplied to the electric motor 6. The sixth
The signal shown in the figure is an inverted signal of the signal S.
従つて、この制御装置によれば、指令波信号iu＊と電流
検出値ｂとの各瞬時ごとの誤差信号ｃに応じて主スイツ
チング素子3a,3bのオン・オフデユーテイーが変化し、
これにより指令波信号iu＊と検出電流値ｂとを一致させ
る方向のフイードバツク制御が働くことになり、指令波
信号iu＊に近づくように負荷電流の瞬時値を制御するこ
とができる。Therefore, according to this control device, the on / off duty of the main switching elements 3a, 3b changes in accordance with the error signal c between the command wave signal iu * and the detected current value b at each moment.
As a result, feedback control is performed in the direction in which the command wave signal iu * and the detected current value b are made to coincide, and the instantaneous value of the load current can be controlled so as to approach the command wave signal iu * .
搬送波発生部24の振幅は、振幅指令回路123によつて第
３図に24aで示すように電源が回復したあと、電動機６
の加速が終了するまで小さくなるように制御され、その
後は一定値に落ちつくようになつている。このように構
成することにより等価的に増幅部20の増幅率を電源が回
復した当初において大きくすることができる。The amplitude of the carrier wave generator 24 is controlled by the amplitude command circuit 123 after the power source is restored as shown by 24a in FIG.
It is controlled so that it becomes smaller until the acceleration of is completed, and then it will settle to a constant value. With such a configuration, the amplification factor of the amplification section 20 can be equivalently increased at the beginning of the power recovery.
第７図，第８図は指令波信号iu＊に対する電流・電圧変
換器18の出力ｂの状態を示しており、第７図は電源回復
当初増幅部20のゲインも搬送波の振幅も変えなかつたと
きの状態である。電流・電圧変換器18の出力ｂが大きく
オーバーシユートしていることが分る。FIGS. 7 and 8 show the state of the output b of the current / voltage converter 18 with respect to the command wave signal iu * , and FIG. 7 shows that the gain of the amplification unit 20 and the amplitude of the carrier wave were not changed at the beginning of the power recovery. It is the state of time. It can be seen that the output b of the current / voltage converter 18 is largely overshoot.
第８図は電源回復当初搬送波の振幅を第３図に24aとし
て示すように制御した場合である。電流の追従性が第８
図に示したものは、第７図に示したものよりも、はるか
に改善されている。なお124は否定回路である。FIG. 8 shows the case where the amplitude of the carrier wave at the time of power restoration is controlled as shown by 24a in FIG. Eighth current followability
What is shown in the figure is a significant improvement over that shown in FIG. Reference numeral 124 is a negation circuit.
以上図示の実施例について説明したが本発明はこの実施
例に限定されるものでなく、種々の変更が可能である。
例えばこの実施例では誘導電動機をベクトル制御する場
合について説明したが励磁電流成分とトルク電流成分を
個々に指令できないインバータ用いた場合にも可能であ
る。また、比較回路104タイマ105,106、ランプ回路23、
切換回路100、緩衝部101、指令波発生部13等はマイクロ
コンピユータに置き換えることが可能である。Although the embodiment shown in the drawings has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made.
For example, in this embodiment, the case where the induction motor is vector-controlled has been described, but it is also possible to use an inverter that cannot individually command the exciting current component and the torque current component. Further, the comparison circuit 104 timers 105 and 106, the lamp circuit 23,
The switching circuit 100, the buffer unit 101, the command wave generation unit 13 and the like can be replaced with a microcomputer.
以上のように本発明によれば、定常時には速度偏差を直
接伝達し、復電時には速度偏差を緩衝部を経由して伝達
することにより、定常時には応答時間が速く、復電時に
は応答時間が遅くなって、速度偏差を制限することなく
過電流を抑制でき、しかも精密な速度制御が行なえると
いう効果がある。As described above, according to the present invention, the speed deviation is directly transmitted during the steady state, and the speed deviation is transmitted through the buffer section during the power restoration, so that the response time is fast during the steady state and the response time is slow during the power restoration. Therefore, there is an effect that the overcurrent can be suppressed without limiting the speed deviation and the speed can be precisely controlled.
第１図は本発明負荷駆動装置で用いる速度制御手段の実
施例を示す概要図、第２図は本発明負荷駆動装置の実施
例を示すブロツク図、第３図，第４図は第２図に示した
実施例の動作を説明するために用いるタイムチヤート、
第５図は第２図に示した回転角速度発生手段15の具体例
を示すブロツク図、第６図は第１図に示したPWMインバ
ータの動作を説明するのに用いるタイムチヤート、第７
図，第８図は相指令波信号と電圧・電流交換器の出力状
態を示す図であり、第７図は従来装置によるもの、第８
図は本発明を実施したものである。 １は周波数変換手段、3a〜3fは主スイツチング素子、４
は電源、６は電動機、８は速度設定部、9a,9bは速度検
知部を構成する速度信号発生部及び速度信号変換部、11
は演算部であり、且つトルク電流成分出力部、14は励磁
電流成分設定部、20は増幅部、24は搬送波信号発生部、
101は緩衝部、120はゲイン調整部、123は振幅指令回路
である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a speed control means used in the load driving device of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the load driving device of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are FIG. A time chart used to explain the operation of the embodiment shown in FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a specific example of the rotational angular velocity generating means 15 shown in FIG. 2, and FIG. 6 is a time chart used for explaining the operation of the PWM inverter shown in FIG.
8 and 9 are diagrams showing the phase command wave signal and the output state of the voltage / current exchanger, and FIG.
The figure is an implementation of the present invention. 1 is frequency conversion means, 3a to 3f are main switching elements, 4
Is a power supply, 6 is an electric motor, 8 is a speed setting unit, 9a and 9b are speed signal generating units and speed signal converting units which constitute a speed detecting unit, 11
Is a calculation unit and a torque current component output unit, 14 is an excitation current component setting unit, 20 is an amplification unit, 24 is a carrier signal generation unit,
101 is a buffer unit, 120 is a gain adjusting unit, and 123 is an amplitude command circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 澄男 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 富田 浩之 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 山崎 正 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (56)参考文献 特開 昭59−169382（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−21299（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Sumio Kobayashi 7-1, 1-1 Higashi Narashino, Narashino City, Chiba Prefecture Hitachi Narashino Factory (72) Inventor Hiroyuki Tomita 7-1, Higashi Narashino, Narashino City, Chiba Prefecture Hitachi Ltd. Narashino Factory (72) Inventor Tadashi Yamazaki 7-1-1 Higashi Narashino, Narashino City, Chiba Prefecture Hitachi Ltd. Narashino Factory (56) Reference JP-A-59-169382 (JP, A) Sho 59-21299 (JP, A)
Claims (6)
前記電源から電力を受けて、その周波数を変換し、前記
交流電動機を付勢する周波数変換手段を有するものにお
いて、 前記周波数変換手段は、 前記電源の停電及び停電後の復電を検出する停電検出器
と、 前記交流電動機の運転速度を設定する速度設定部と、 前記交流電動機の速度を検知する速度検知部と、 前記速度設定部の出力と前記速度検知部の出力との差を
演算する速度偏差演算部と、 前記速度偏差演算部の出力の急激な変化を緩衝して出力
する緩衝部と、 前記周波数変換手段の出力周波数を前記速度偏差演算部
の出力に応じて制御するスイッチング制御部とを備え、 前記周波数変換手段は更に前記停電検出器が停電後の復
電を検出したとき、前記速度偏差演算部の出力に代えて
前記緩衝部の出力を前記スイッチング制御部へ所定期間
入力する切り換え回路を備え前記スイッチング制御部は
前記緩衝部の出力に応じて前記周波数変換手段の出力周
波数を制御することを特徴とする負荷駆動装置。1. A power supply is located between the AC motor and the AC motor.
In the one having frequency conversion means for receiving the electric power from the power source, converting the frequency thereof, and energizing the AC motor, the frequency conversion means detects a power failure of the power source and a power failure detection after a power failure. A speed setting unit that sets the operating speed of the AC electric motor, a speed detecting unit that detects the speed of the AC electric motor, and a speed that calculates the difference between the output of the speed setting unit and the output of the speed detecting unit. A deviation calculator, a buffer that buffers and outputs a sudden change in the output of the speed deviation calculator, and a switching controller that controls the output frequency of the frequency converter according to the output of the speed deviation calculator. When the power failure detector further detects power recovery after a power failure, the frequency conversion means replaces the output of the speed deviation calculation section with a predetermined output of the buffer section to the switching control section. Load drive device wherein the switching control unit comprises a switching circuit and controls the output frequency of the frequency conversion means in accordance with the output of the buffer unit for between input.
前記電源から電力を受けて、その周波数を変換し、前記
交流電動機を付勢する周波数変換手段を有するものにお
いて、 前記周波数変換手段は、 前記電源の停電及び停電後の復電を検出する停電検出器
と、 励磁電流成分を設定する励磁電流成分設定部と、 前記交流電動機の運転速度を設定する速度設定部と、 前記交流電動機の速度を検知する速度検知部と、 前記速度設定部の出力と前記速度検知部の出力との差を
演算する速度偏差演算部と、 前記速度偏差演算部の出力の急激な変化を緩衝して出力
する緩衝部と、 前記交流電動機の回転角速度を検知する回転角速度検知
部と、 該回転角速度検知部前記速度偏差演算部及び前記励磁電
流成分設定部の出力を受けて前記周波数変換手段を制御
するスイッチング制御部とを備え、 前記周波数変換手段は更に前記停電検出器が停電後の復
電を検出したとき、前記速度偏差演算部の出力に代えて
前記緩衝部の出力を前記スイッチング制御部へ所定期間
入力する切り換え回路を備え前記スイッチング制御部は
前記回転角速度検知部前記速度偏差演算部及び前記励磁
電流成分設定部の出力を受けて前記周波数変換手段を制
御することを特徴とする負荷駆動装置。2. Located between the power supply and the AC motor,
In the one having frequency conversion means for receiving the electric power from the power source, converting the frequency thereof, and energizing the AC motor, the frequency conversion means detects a power failure of the power source and a power failure detection after a power failure. An exciting current component setting unit that sets an exciting current component, a speed setting unit that sets an operating speed of the AC motor, a speed detection unit that detects the speed of the AC motor, and an output of the speed setting unit. A speed deviation calculation unit that calculates a difference from the output of the speed detection unit, a buffer unit that buffers and outputs a sudden change in the output of the speed deviation calculation unit, and a rotation angular velocity that detects a rotation angular velocity of the AC electric motor The frequency conversion unit includes a detection unit and a switching control unit that receives the outputs of the rotation angular velocity detection unit, the speed deviation calculation unit, and the excitation current component setting unit, and controls the frequency conversion unit. The means further includes a switching circuit for inputting the output of the buffer unit to the switching control unit for a predetermined period of time in place of the output of the speed deviation calculation unit when the power failure detector detects power recovery after the power failure. The load driving device is characterized in that the unit controls the frequency converting means by receiving outputs of the rotation angular velocity detecting unit, the speed deviation calculating unit, and the exciting current component setting unit.
前記電源から電力を受けて、その周波数を変換し、前記
交流電動機を付勢する周波数変換手段を有するものにお
いて、 前記周波数変換手段は、 励磁電流成分を設定する励磁電流成分設定部と、 前記交流電動機の運転速度を設定する速度設定部と、 前記交流電動機の速度を検知する速度検知部と、 前記速度設定部の出力と前記速度検知部の出力との差を
演算する演算部と、 前記速度偏差演算部の出力の急激な変化を緩衝して出力
する緩衝部と、 前記交流電動機の回転角速度を検知する回転角速度検知
部と 前記電源の短時間異変を検知する異変検知手段と、該異
変検知手段の出力に応じてスイッチング制御部への入力
を前記演算部の出力と前記緩衝部の出力間で切り換える
切換部と、 該切換部の動作に応じ前記緩衝部又は前記演算部の出力
並びに前記回転角速度検知部、前記励磁電流成分設定部
の出力を受けて前記周波数変換手段を制御するスイッチ
ング制御部と を有することを特徴とする負荷駆動装置。3. Located between the power supply and the AC motor,
In the one having frequency conversion means for receiving the electric power from the power source, converting the frequency thereof, and energizing the AC electric motor, the frequency conversion means is an exciting current component setting part for setting an exciting current component, and the alternating current A speed setting unit that sets the operating speed of the electric motor; a speed detection unit that detects the speed of the AC electric motor; a calculation unit that calculates the difference between the output of the speed setting unit and the output of the speed detection unit; A buffer unit that buffers and outputs a sudden change in the output of the deviation calculation unit, a rotation angular velocity detection unit that detects the rotation angular velocity of the AC motor, a change detection unit that detects a short-term change in the power supply, and the change detection A switching unit for switching the input to the switching control unit between the output of the arithmetic unit and the output of the buffer unit according to the output of the means, and the output of the buffer unit or the arithmetic unit according to the operation of the switching unit. The rotational angular velocity detecting unit each time, the load driving apparatus characterized by comprising a switching control unit for controlling the frequency converter receives the output of the exciting current component setting unit.
前記電源から電力を受けて、その周波数を変換し、前記
交流電動機を付勢する周波数変換手段を有するものにお
いて、 前記周波数変換手段は、 励磁電流成分を設定する励磁電流成分設定部と、 前記交流電動機の運転速度を設定する速度設定部と、 前記交流電動機の速度を検知する速度検知部と、 前記速度設定部の出力と前記速度検知部の出力との差を
演算する演算部と、 該演算部の出力を受けて該出力の急変を緩衝させた緩衝
出力を出す緩衝部と、 前記交流電動機の回転角速度を検知する回転角速度検知
部と 前記電源の短時間異変を検知する異変検知手段と、 該異変検知手段の出力に応じて指令波発生部への入力を
前記演算部の出力と前記緩衝部の出力間で切り換える切
換部と、 該切換部の動作に応じ、前記緩衝部又は前記演算部の出
力並びに前記回転角速度検知部、前記励磁電流成分設定
部の出力を受けて電流指令波を出力する前記指令波発生
部と、 前記交流電動機に流れる電流を検知する電流検知部と、 前記指令波発生部の出力と前記電流電流検知部の出力と
の差を求める減算部と、 該減算部の出力を増幅する増幅部と、 搬送波発生部と、 前記増幅部の出力と前記搬送波発生部の出力とを入力し
幅変調パルスを出力する変調部と、 前記幅変調パルスで前記周波数変換手段を構成する主ス
イッチング素子をスイッチングするスイッチング手段 を備えたことを特徴とする負荷駆動装置。4. Located between the power supply and the AC motor,
In the one having frequency conversion means for receiving the electric power from the power source, converting the frequency thereof, and energizing the AC electric motor, the frequency conversion means is an exciting current component setting part for setting an exciting current component, and the alternating current A speed setting unit that sets the operating speed of the electric motor; a speed detection unit that detects the speed of the AC electric motor; a calculation unit that calculates the difference between the output of the speed setting unit and the output of the speed detection unit; A buffer unit that receives the output of the unit and outputs a buffer output that buffers a sudden change in the output, a rotational angular velocity detection unit that detects the rotational angular velocity of the AC motor, and a change detection unit that detects a short-term change in the power supply; A switching unit that switches the input to the command wave generation unit between the output of the arithmetic unit and the output of the buffer unit according to the output of the change detection unit, and the buffer unit or the arithmetic unit according to the operation of the switching unit. Out of Force and the rotational angular velocity detection unit, the command wave generation unit that outputs a current command wave in response to the outputs of the excitation current component setting unit, a current detection unit that detects a current flowing through the AC motor, and the command wave generation A subtraction unit for obtaining the difference between the output of the unit and the output of the current / current detection unit, an amplification unit for amplifying the output of the subtraction unit, a carrier generation unit, an output of the amplification unit and an output of the carrier generation unit. And a switching unit that switches the main switching element that constitutes the frequency conversion unit with the width modulation pulse.
変が終了した直後に、一時的に前記増幅部のゲインを上
げるゲイン調節器を備えたことを特徴とする特許請求の
範囲第４項記載の負荷駆動装置。5. The frequency conversion means further comprises a gain adjustor for temporarily increasing the gain of the amplification section immediately after the short-term change of the power supply is completed based on the output of the change detection means. The load drive device according to claim 4, wherein
変が終了した直後に、前記搬送波発生部の出力の振幅を
一時的に所定値だけ小さくした後次第に元の大きさに戻
るように制御する振幅指令部を備えたことを特徴とする
特許請求の範囲第４項記載の負荷駆動装置。6. The frequency conversion means further temporarily reduces the amplitude of the output of the carrier wave generation section by a predetermined value immediately after the short-term change of the power supply is completed based on the output of the change detection means. 5. The load drive device according to claim 4, further comprising an amplitude command unit that controls so as to gradually return to the original size.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59249621A JPH0732619B2 (en) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | Load drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59249621A JPH0732619B2 (en) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | Load drive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61128787A JPS61128787A (en) | 1986-06-16 |
| JPH0732619B2 true JPH0732619B2 (en) | 1995-04-10 |
Family
ID=17195747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59249621A Expired - Lifetime JPH0732619B2 (en) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | Load drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732619B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5921299A (en) * | 1982-07-23 | 1984-02-03 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Motor pickup system at power interruption time |
| JPS59169382A (en) * | 1983-03-14 | 1984-09-25 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Variable speed controller in vector control system |
-
1984
- 1984-11-28 JP JP59249621A patent/JPH0732619B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61128787A (en) | 1986-06-16 |
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