JPH0974785A - Speed control method for induction motor - Google Patents
Speed control method for induction motorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、可変周波数出力を
供給するインバータにて駆動される誘導電動機の速度制
御方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speed control method for an induction motor driven by an inverter that supplies a variable frequency output.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、インバータを使用して誘導電動機
の速度制御を行なう場合には、誘導電動機の回転速度を
検出する度検出器を用いるのが普通である。その理由
は、誘導電動機から得られる回転速度の検出信号と速度
指令回路からの指令信号とを加算した結果に基づいてイ
ンバータの出力周波数を制御することにより、誘導電動
機の速度制御を行うようにしているためである。2. Description of the Related Art Conventionally, when the speed of an induction motor is controlled by using an inverter, it is usual to use a degree detector for detecting the rotation speed of the induction motor. The reason is that by controlling the output frequency of the inverter based on the result of adding the detection signal of the rotation speed obtained from the induction motor and the command signal from the speed command circuit, the speed of the induction motor is controlled. This is because
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の速度制御方法にあっては、高価な速度検出器
を用いる必要がある上に、誘導電動機の回転部分に速度
検出器を取付ける手間を要するという問題点があるのが
実状である。However, in such a conventional speed control method, it is necessary to use an expensive speed detector, and it is troublesome to mount the speed detector on the rotating portion of the induction motor. The actual situation is that there is a problem of requiring it.
【０００４】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたものであて、その目的は、速度検出器を用
いることなく（すなわち、回転速度検出信号を用いるこ
となく）インバータの出力周波数を制御して、誘導電動
機の負荷の如何に拘らず誘導電動機の駆動速度が常に指
令値になるように制御できるような安価で簡単な誘導電
動機の速度制御方法を提供することにある。The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object thereof is to output frequency of an inverter without using a speed detector (that is, without using a rotation speed detection signal). It is an object of the present invention to provide an inexpensive and simple speed control method for an induction motor that can control the drive speed of the induction motor to always be a command value regardless of the load of the induction motor.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明では、可変周波数出力を供給するインバー
タを用いて誘導電動機を駆動する方式において、（ａ）
前記誘導電動機の駆動電圧と駆動電流との位相差を検
出し、（ｂ） 前記誘導電動機の負荷の変化に対する駆
動周波数−駆動速度特性を予め記憶させておいたマイク
ロプロセッサに前記位相差の情報信号を入力し、（ｃ）
これに基づいて、前記誘導電動機の駆動速度が指令値
になるような駆動周波数を前記マイクロプロセッサで演
算し、（ｄ） この演算で得られた駆動周波数にて前記
誘導電動機を駆動するようにしている。In order to achieve the above object, the present invention relates to a method of driving an induction motor by using an inverter that supplies a variable frequency output, in which (a)
The phase difference between the drive voltage and the drive current of the induction motor is detected, and (b) the phase difference information signal is stored in the microprocessor in which the drive frequency-drive speed characteristic with respect to the change of the load of the induction motor is stored in advance. Enter (c)
Based on this, the microprocessor calculates a drive frequency at which the drive speed of the induction motor becomes a command value, and (d) the induction motor is driven at the drive frequency obtained by this calculation. There is.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】本発明に係る誘導電動機の速度制
御方法は、次のような手段にて施行される。 （１） 誘導電動機の負荷に対する駆動周波数−駆動速
度特性（すべり特性）を予め測定しておき、これをマイ
クロプロセッサに記憶させておく。 （２） 誘導電動機の駆動電流と駆動電圧（励磁電圧）
を検出し、その位相差を検出する。 （３） 検出した位相差を上述のマイクロプロセッサに
入力し、位相差（時間）−出力周波数特性によりインバ
ータ出力周波数を決定（演算）する。 （４） このようにして決定されたインバータ出力周波
数を誘導電動機に供給することにより、誘導電動機の負
荷によるすべりの分に応じて上昇された周波数にて駆動
する。 このような構成を採用することにより、安価で簡単な速
度制御方法が提供される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The speed control method for an induction motor according to the present invention is implemented by the following means. (1) The driving frequency-driving speed characteristic (slip characteristic) with respect to the load of the induction motor is measured in advance and stored in the microprocessor. (2) Induction motor drive current and drive voltage (excitation voltage)
Is detected, and the phase difference is detected. (3) The detected phase difference is input to the above-mentioned microprocessor, and the inverter output frequency is determined (calculated) from the phase difference (time) -output frequency characteristic. (4) By supplying the inverter output frequency thus determined to the induction motor, the induction motor is driven at a frequency increased according to the amount of slip due to the load of the induction motor. By adopting such a configuration, an inexpensive and simple speed control method is provided.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、本発明の一実施例について図１〜図５
を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.
【０００８】図１は、本発明に係る誘導電動機の速度制
御方法のシステム構成を示すものであって、同図におい
て、１は誘導電動機、２はこの誘導電動機１に駆動電力
を供給するインバータ、３は誘導電動機１の速度制御を
行なう速度制御回路である。本実施例におけるインバー
タ２としてはＰＷＭ（パルス幅変調）方式のものが採用
されており、このインバータ２から可変周波数出力が誘
導電動機１に供給されて誘導電動機１が回転駆動される
ように構成されている。FIG. 1 shows a system configuration of a speed control method for an induction motor according to the present invention. In FIG. 1, 1 is an induction motor, 2 is an inverter for supplying driving power to the induction motor 1, A speed control circuit 3 controls the speed of the induction motor 1. A PWM (Pulse Width Modulation) type inverter is adopted as the inverter 2 in the present embodiment, and a variable frequency output is supplied from the inverter 2 to the induction motor 1 so that the induction motor 1 is rotationally driven. ing.
【０００９】また、上述の速度制御回路３は、インバー
タ２から出力される駆動電圧Ｖと駆動電流Ｉとの位相差
を検出してその位相差の時間ｔを出力する位相差検出部
４と、外部から与えられる電動機回転速度の指令値ω及
び前記位相差検出部４から出力される位相差の時間換算
値ｔに応じてインバータ入力用周波数ｆを出力するマイ
クロプロセッサ５とで構成されている。なお、図１及び
図３において、ＣＴは誘導電動機１の駆動電流Ｉを検出
するためのカレントトランスである。Further, the speed control circuit 3 described above detects the phase difference between the drive voltage V and the drive current I output from the inverter 2 and outputs the phase difference time t, and It is configured by a microprocessor 5 that outputs an inverter input frequency f according to a command value ω of the motor rotation speed given from the outside and a time conversion value t of the phase difference output from the phase difference detection unit 4. 1 and 3, CT is a current transformer for detecting the drive current I of the induction motor 1.
【００１０】上述のマイクロプロセッサ５には、図２に
示すような、誘導電動機１の駆動電圧Ｖと駆動電流Ｉの
位相差の時間換算値ｔに対するインバータ出力周波数の
特性（誘導電動機１にかかる負荷を変化させた時にこの
負荷の変化に拘らず誘導電動機１の回転速度を一定にさ
せた場合の位相差に対する駆動周波数の特性，すなわ
ち、負荷の変化に拘らず回転速度を一定にするための駆
動周波数特性）が特性テーブルとして予め記憶されてい
る。なお、この特性テーブルは、速度制御すべき誘導電
動機１について前もって実験にて求めれらたものであ
り、その実験データがマイクロプロセッサ５に入力され
て記憶されている。In the above-mentioned microprocessor 5, the characteristics of the inverter output frequency with respect to the time conversion value t of the phase difference between the drive voltage V and the drive current I of the induction motor 1 (load applied to the induction motor 1 as shown in FIG. Of the drive frequency with respect to the phase difference when the rotation speed of the induction motor 1 is made constant regardless of the change of the load when changing the load, that is, the drive for keeping the rotation speed constant regardless of the change of the load. (Frequency characteristic) is stored in advance as a characteristic table. It should be noted that this characteristic table is obtained in advance by an experiment for the induction motor 1 whose speed is to be controlled, and the experimental data is input to and stored in the microprocessor 5.
【００１１】本実施例では、図２に示すように、誘導電
動機１の回転速度が、３００rpm ，６００rpm ，９００
rpm ，１２００rpm のときの位相差（時間）−駆動周波
数特性を測定した。測定に当たっては、負荷を任意に変
化させて行い、各回転速度ごとに数点測定した。そし
て、各測定点を線で結んで、特性曲線を得た。なお、本
実施例では、３００rpm 間隔で特性を測定したが、これ
に限らず、必要に応じてもっと小さな間隔で特性の測定
を行ってマイクロプロセッサ５に記憶させることは容易
に可能である。In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the rotation speed of the induction motor 1 is 300 rpm, 600 rpm, 900 rpm.
The phase difference (time) -driving frequency characteristics at rpm and 1200 rpm were measured. In the measurement, the load was arbitrarily changed, and several points were measured for each rotation speed. Then, each measurement point was connected by a line to obtain a characteristic curve. In the present embodiment, the characteristics are measured at intervals of 300 rpm, but the present invention is not limited to this, and it is possible to easily measure the characteristics at smaller intervals and store them in the microprocessor 5.
【００１２】次に、本発明の速度制御方法を施行するに
際しての図１のシステムの動作を説明する。まず、誘導
電動機１の駆動電圧Ｖがインバータ２の内部（ＣＰＵ）
から検出されると共に、誘導電動機１の駆動電流Ｉがカ
レントトランスＣＴ（図１及び図３参照）から電圧値と
して検出される。そして、図３に示すように、駆動電流
ＩはカレントトランスＣＴによって電圧値として検出さ
れた後に、位相差検出部４内の比較器６に入力されて図
４に示す如きゼロクロス信号Ｐ（駆動電流Ｉがゼロクロ
スする時点に同期する矩形波信号）に変換され、このゼ
ロクロス信号Ｐが比較器６から駆動電流Ｉの情報信号と
して出力される。Next, the operation of the system shown in FIG. 1 when implementing the speed control method of the present invention will be described. First, the drive voltage V of the induction motor 1 is the inside of the inverter 2 (CPU).
The drive current I of the induction motor 1 is detected as a voltage value from the current transformer CT (see FIGS. 1 and 3). Then, as shown in FIG. 3, the drive current I is detected as a voltage value by the current transformer CT, and then input to the comparator 6 in the phase difference detection unit 4 so that the zero cross signal P (drive current) as shown in FIG. I is converted into a rectangular wave signal synchronized with the time point of zero crossing), and the zero crossing signal P is output from the comparator 6 as an information signal of the drive current I.
【００１３】そして、上述の駆動電圧Ｖと駆動電流Ｉと
の位相差の検出は、位相差検出部４内のタイマ７（図５
参照）にて行われる。すなわち、駆動電圧Ｖと駆動電流
Ｉの位相差の検出は、ソフトウェアにて構成されたタイ
マ７に、駆動電圧Ｖ及び駆動電流Ｉのゼロクロス信号を
順次入力して、その時間差をとることによって行われ
る。具体的には、図５に示すように、駆動電圧Ｖのゼロ
クロス信号（Ｖゼロクロス信号）に基づいてタイマ７が
起動し、かつ、駆動電流Ｉのゼロクロス信号Ｐ（Ｉゼロ
クロス信号）に基づいてタイマ７が停止するように設定
しておくことにより、駆動電圧Ｖと駆動電流Ｉのゼロク
ロス点の時間差が検出される。従って、本実施例におい
ては、駆動電圧Ｖと駆動電流Ｉの位相差は、実際にはゼ
ロクロス点の時間差として換算されて検出されることと
なる。The detection of the phase difference between the drive voltage V and the drive current I is performed by the timer 7 (see FIG. 5) in the phase difference detecting section 4.
See). That is, the phase difference between the drive voltage V and the drive current I is detected by sequentially inputting the zero-cross signal of the drive voltage V and the drive current I to the timer 7 configured by software and taking the time difference. . Specifically, as shown in FIG. 5, the timer 7 is started based on the zero-cross signal (V zero-cross signal) of the drive voltage V, and the timer 7 is started based on the zero-cross signal P (I zero-cross signal) of the drive current I. By setting 7 to stop, the time difference between the zero cross points of the drive voltage V and the drive current I is detected. Therefore, in the present embodiment, the phase difference between the drive voltage V and the drive current I is actually converted and detected as the time difference at the zero cross point.
【００１４】このようにして検出された駆動電圧Ｖと駆
動電流Ｉの位相差（時間差）は、前記マイクロプロセッ
サ５にフィードバック信号として入力される。このマイ
クロプロセッサ５においては、上述の位相差と、予め記
憶されている位相差−駆動周波数特性とに基づいて、誘
導電動機１の回転速度が負荷の大きさの如何に拘らず常
に指令値ωとなるようなインバータ入力周波数ｆが演算
される。この演算により決定されたインバータ入力周波
数ｆは、周波数指令値としてマイクロプロセッサ５から
インバータ２に出力され、これに伴いＰＷＭ方式のイン
バータ２から誘導電動機１に当該周波数ｆに相当する周
波数の励磁電圧が供給されて回転駆動される。The phase difference (time difference) between the drive voltage V and the drive current I thus detected is input to the microprocessor 5 as a feedback signal. In the microprocessor 5, the rotational speed of the induction motor 1 is always the command value ω regardless of the magnitude of the load, based on the above-mentioned phase difference and the phase difference-driving frequency characteristic stored in advance. The inverter input frequency f is calculated as follows. The inverter input frequency f determined by this calculation is output from the microprocessor 5 to the inverter 2 as a frequency command value, and along with this, the exciting voltage of the frequency corresponding to the frequency f is applied from the PWM inverter 2 to the induction motor 1. It is supplied and driven to rotate.
【００１５】このような構成の速度制御方法によれば、
誘導電動機１に負荷が加わって負荷が大きくなった場合
には、回転数の低下を補うようにインバータ２の出力周
波数がブースト（上昇）せしめられることとなり、これ
により誘導電動機１は指令値ωにて指令された所定速度
になるよう定速制御することができる。なお、本実施例
のような制御を行わない場合には、誘導電動機１に負荷
が加わって負荷が大きくなるのに伴い、すべりが増えて
（位相差が大きくなって）回転速度が低下してしまうこ
ととなる。According to the speed control method having such a configuration,
When a load is added to the induction motor 1 to increase the load, the output frequency of the inverter 2 is boosted (increased) so as to compensate for the decrease in the rotation speed, which causes the induction motor 1 to reach the command value ω. It is possible to perform constant speed control so that the predetermined speed instructed is obtained. In the case where the control as in this embodiment is not performed, the slip is increased (the phase difference is increased) and the rotation speed is decreased as the load is increased on the induction motor 1 and the load is increased. It will end up.
【００１６】以上、本発明の一実施例につき述べたが、
本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能であ
る。例えば、既述の実施例では、誘導電動機１の駆動電
圧Ｖをインバータ２の内部（ＣＰＵ）から検出するよう
にしたが、誘導電動機１の側から検出するようにしても
良い。また、既述の実施例では矩形波から成るゼロクロ
ス信号Ｐをタイマ７に入力するようにしたが、この矩形
波をトリガ信号に変換したものをゼロクロス信号として
タイマ７に入力するようにしても良い。また、速度制御
回路３は、インバータ２に取り込むことも可能である。
さらに、インバータ２はＰＷＭ方式に限るものではな
く、他の方式のものを用いても良い。As described above, one embodiment of the present invention has been described.
The present invention is not limited to this embodiment, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the drive voltage V of the induction motor 1 is detected from the inside (CPU) of the inverter 2, but it may be detected from the induction motor 1 side. Further, in the above-described embodiment, the zero-cross signal P having a rectangular wave is input to the timer 7, but the rectangular wave converted into a trigger signal may be input to the timer 7 as a zero-cross signal. . Further, the speed control circuit 3 can be incorporated in the inverter 2.
Further, the inverter 2 is not limited to the PWM type, and another type may be used.
【００１７】[0017]
【発明の効果】以上の如く、本発明は、可変周波数出力
を供給するインバータを用いて誘導電動機を駆動する方
式において、前記誘導電動機の駆動電圧と駆動電流との
位相差を検出し、前記誘導電動機の負荷の変化に対する
駆動周波数−駆動速度特性を予め記憶させておいたマイ
クロプロセッサに前記位相差の値を入力し、これに基づ
いて、前記誘導電動機の駆動速度が指令値になるような
駆動周波数を前記マイクロプロセッサで演算し、この演
算で得られた駆動周波数にて前記誘導電動機を駆動する
ようにしたものであるから、従来用いていたような速度
検出器を使用することなく簡単な手段にて、誘導電動機
を指令値の通りに一定速度で定速運転させることができ
る。すなわち、誘導電動機の負荷が変化した場合にも、
この負荷の大きさの如何に拘らず、所定の回転速度で回
転駆動させることができる。As described above, the present invention detects the phase difference between the drive voltage and the drive current of the induction motor in the method of driving the induction motor using the inverter that supplies the variable frequency output, and The phase difference value is input to the microprocessor in which the drive frequency-drive speed characteristics with respect to changes in the load of the electric motor are stored in advance, and based on this, the drive speed of the induction motor becomes a command value. Since the frequency is calculated by the microprocessor and the induction motor is driven by the driving frequency obtained by this calculation, a simple means without using a speed detector which is conventionally used. At, the induction motor can be operated at a constant speed at a constant speed according to the command value. That is, even when the load of the induction motor changes,
Regardless of the magnitude of this load, it can be driven to rotate at a predetermined rotation speed.
【００１８】また、本発明によれば、上述のように高価
な速度検出器を用いる必要がないのでコストの低減を図
ることができると共に、速度検出器を誘導電動機の回転
部分に取付ける作業も不要となるので速度検出器を取付
ける手間を省くことができるという利点がある。Further, according to the present invention, since it is not necessary to use an expensive speed detector as described above, the cost can be reduced, and the work of attaching the speed detector to the rotating portion of the induction motor is unnecessary. Therefore, there is an advantage that the labor for mounting the speed detector can be saved.
【図１】本発明に係る誘導電動機の速度制御方法を施行
するシステムの構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a system for implementing a speed control method for an induction motor according to the present invention.
【図２】上述のシステムのマイクロプロセッサに予め記
憶される位相差−駆動周波数特性を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a phase difference-driving frequency characteristic stored in advance in a microprocessor of the above system.
【図３】上述のシステムにおいて誘導電動機の駆動電流
を検出する手段を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing means for detecting a drive current of the induction motor in the above system.
【図４】駆動電流のゼロクロス信号を示す波形図であ
る。FIG. 4 is a waveform diagram showing a zero-cross signal of a drive current.
【図５】上述のシステムにおいて誘導電動機の駆動電圧
と駆動電流の位相差を検出する手段を示すブロック図で
ある。FIG. 5 is a block diagram showing means for detecting a phase difference between a drive voltage and a drive current of the induction motor in the above system.
１ 誘導電動機 ２ インバータ ３ 速度制御回路 ４ 位相差検出部 ５ マイクロプロセッサ ６ 比較器 ７ タイマ Ｖ 駆動電圧 Ｉ 駆動電流 ＣＴ カレントトランス 1 Induction Motor 2 Inverter 3 Speed Control Circuit 4 Phase Difference Detector 5 Microprocessor 6 Comparator 7 Timer V Drive Voltage I Drive Current CT Current Transformer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 淳一 東京都八王子市南大沢４−43−２ (72)発明者 清水 敏久 東京都多摩市関戸４丁目11番地の７ (72)発明者 木村 軍司 東京都多摩市鶴牧３丁目14番地３−２ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Junichi Tsuchiya 4-43-2 Minamiosawa, Hachioji, Tokyo (72) Inventor Toshihisa Shimizu 4-11-11 Sekito, Tama-shi, Tokyo (72) Inventor Gunji Kimura Tokyo 3-2 Tsurumaki 3-14, Tama City
Claims (1)
用いて誘導電動機を駆動する方式において、 （ａ） 前記誘導電動機の駆動電圧と駆動電流との位相
差を検出し、 （ｂ） 前記誘導電動機の負荷の変化に対する駆動周波
数−駆動速度特性を予め記憶させておいたマイクロプロ
セッサに前記位相差の情報信号を入力し、 （ｃ） これに基づいて、前記誘導電動機の駆動速度が
指令値になるような駆動周波数を前記マイクロプロセッ
サで演算し、 （ｄ） この演算で得られた駆動周波数にて前記誘導電
動機を駆動するようにしたことを特徴とする誘導電動機
の速度制御方法。1. A method of driving an induction motor using an inverter that supplies a variable frequency output, comprising: (a) detecting a phase difference between a drive voltage and a drive current of the induction motor; The phase difference information signal is input to a microprocessor in which driving frequency-driving speed characteristics with respect to changes in load are stored in advance. (C) Based on this, the driving speed of the induction motor becomes a command value. A driving frequency is controlled by the microprocessor, and (d) the induction motor is driven at the driving frequency obtained by the calculation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22691195A JP3512275B2 (en) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | Induction motor speed control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22691195A JP3512275B2 (en) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | Induction motor speed control method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0974785A true JPH0974785A (en) | 1997-03-18 |
| JP3512275B2 JP3512275B2 (en) | 2004-03-29 |
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ID=16852538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22691195A Expired - Fee Related JP3512275B2 (en) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | Induction motor speed control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3512275B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102843092A (en) * | 2012-09-26 | 2012-12-26 | 佛山市顺德区和而泰电子科技有限公司 | Driving method for preventing resonance of variable frequency motor |
-
1995
- 1995-09-05 JP JP22691195A patent/JP3512275B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102843092A (en) * | 2012-09-26 | 2012-12-26 | 佛山市顺德区和而泰电子科技有限公司 | Driving method for preventing resonance of variable frequency motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3512275B2 (en) | 2004-03-29 |
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